DE19734877A1 - Zwei-Massen-Schwungrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zwei-Massen-Schwungrad mit einer zentrisch zu einer Drehachse an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine befestigbaren Primär­ masse, einer relativ zu der Primärmasse um die Drehachse drehbar gelagerten Sekundärmasse zur Befestigung von Komponenten, insbesondere einer Druck­ platteneinheit, einer Reibungskupplung und einer die Sekundärmasse drehelas­ tisch mit der Primärmasse kuppelnden Federeinrichtung.

Die Federeinrichtung dient dazu, die Übertragung von Drehschwingungen, wie sie etwa durch Drehmomentstöße infolge plötzlicher Lastwechsel oder durch Ungleichförmigkeiten seitens der Brennkraftmaschine entstehen können, auf ein der Reibungskupplung nachgeschaltetes Getriebe und den anschließenden Teil des Antriebsstrangs zu verhindern. Bei herkömmlichen Zwei-Massen-Schwung­ rädern umfaßt die Federeinrichtung üblicherweise mehrere radial außen angeord­ nete, in Umfangsrichtung verlaufende Schraubendruckfedern, die in Führungs­ kanälen einer der beiden Massen angeordnet sind und von Steuerkanten der jeweils anderen Masse angesteuert werden. Bei den im Betrieb auftretenden Drehzahlen der Kurbelwelle werden beachtliche Zentrifugalkräfte erzeugt. Ent­ sprechend stark werden die Schraubendruckfedern an die radial äußeren Begren­ zungswände oder -ränder der Führungskanäle gedrückt. Bei einer Relativdrehung der beiden Massen reiben die Federn dann relativ stark an diesen Begrenzungs­ wänden oder -rändern. Dies kann zu unerwünschter Geräuschbildung sowie zu einem erhöhten Verschleiß der Federn führen. Aus diesem Grund werden die Federn und die Gleitflächen der Führungskanäle mit Schmiermitteln geschmiert, um die Reibung herabzusetzen. Zusätzlich werden häufig auch reibungsmin­ dernde Gleitschuhe zwischen die Federn und die Gleitflächen der Führungskanäle eingesetzt. Die Verwendung von Schmierstoffen verlangt eine perfekte Ab­ dichtung des Zwei-Massen-Schwungrads, da die hohen Fliehkräfte das Schmier­ mittel nach außen pressen. Herkömmliche Dichtkonstruktionen sind entspre­ chend aufwendig und teuer. Sofern Gleitschuhe zum Einsatz kommen, erhöht sich der konstruktive Aufwand für die Torsionsfedereinrichtung um ein weiteres.

Der Erfindung liegt demnach das technische Problem zugrunde, ein Zwei-Mas­ sen-Schwungrad der eingangs bezeichneten Art anzugeben, dessen Federein­ richtung konstruktiv einfach und verschleißarm ist.

Diese Problemstellung wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Feder­ einrichtung mindestens einen zumindest in seiner radialen Richtung federelasti­ schen Rollkörper umfaßt, welcher mit seinem Umfang mit zwei einander bezüg­ lich der Drehachse gegenüberliegenden, bei einer Relativdrehung der beiden Massen sich gegeneinander bewegenden Rollflächen beider Massen in Drehmo­ ment-Übertragungskontakt steht, und daß der radiale Abstand der beiden Roll­ flächen ausgehend von einer Grunddrehstellung der beiden Massen zu beiden relativen Drehrichtungen hin abnimmt.

Der Rollkörper steht in Rollkontakt mit den gegenüberliegenden Rollflächen der Primär- und der Sekundärmasse. Bei einer Relativdrehung der beiden Massen rollt der Rollkörper, der mit keiner der beiden Massen fest verbunden ist, an den gegenüberliegenden Rollflächen ab. Die Reibungsverluste sind, da der Rollkörper an den Rollflächen abrollt, gering. Auf die Verwendung von Schmierstoffen zur Reibungsminderung kann demgemäß verzichtet werden. Verschleißtritt praktisch nicht auf.

Werden die beiden Massen relativ zueinander verdreht, so nimmt die auf den federnden Rollkörper wirkende Vorspannkraft mit wachsendem Drehwinkel zu. Dies hängt mit dem radialen Abstand der gegenüberliegenden Rollflächen zu­ sammen, der zu beiden relativen Drehrichtungen hin abnimmt und zu beiden relativen Drehrichtungen hin eine entsprechend größer werdende, auf den Rollkörper ausgeübte Vorspannkraft bewirkt. Die in Umfangsrichtung konver­ gierenden Rollflächen bewirken, daß bei einer Relativdrehung der beiden Massen eine tangentiale Kraftkomponente erzeugt wird, die der Verdrehung entgegen­ wirkt und mit einem Rückstelldrehmoment einhergeht, welches die beiden Massen in ihre Grunddrehstellung zurückzudrehen versucht. Die mit wachsen­ dem Drehwinkel zunehmende Vorspannung des Rollkörpers führt zu einem entsprechend wachsendem Rückstelldrehmoment. Der Rollkörper bewirkt somit eine Torsionsfederung.

Der abnehmende Abstand der gegenüberliegenden Rollflächen führt zu einer pro­ gressiven Federcharakteristik des Rollkörpers. Durch geeignete Formgestaltung der Rollflächen läßt sich die Federcharakteristik beliebig beeinflussen. Der gegen­ seitige Abstand der beiden Rollflächen kann zu beiden Drehrichtungen hin sym­ metrisch oder asymmetrisch abnehmen.

Ausgehend von der Grundstellung der beiden Massen zu beiden relativen Dreh­ richtungen hin wird der Rollkörper zweckmäßigerweise zumindest auf ein Teil des Relativdrehbereichs der beiden Massen nicht gleitend, insbesondere reib­ schlüssig, zwischen den beiden Rollflächen eingespannt sein. In der Grunddreh­ stellung der beiden Massen und auf einem anschließenden Teil der Relativdrehbe­ reichs der beiden Massen muß dann die auf den Rollkörper wirkende Einspann­ kraft, also die von ihm selbst erzeugte Vorspannkraft, so groß sein, daß das Gleiten des Rollkörpers an den Rollflächen verhindert ist. Wenn der Rollkörper zumindest zu einer relativen Drehrichtung hin auf dem gesamten Relativdrehbe­ reich der beiden Massen nicht gleitend, insbesondere reibschlüssig, zwischen den beiden Rollflächen eingespannt ist, ist sichergestellt, daß auch bei großen Verdrehwinkeln der beiden Massen gegeneinander und entsprechend großer Federvorspannung des Rollkörpers dieser gleitfrei an den Rollflächen abrollt. Bei großen Verdrehwinkeln müssen dann die zwischen dem Rollkörper und den Rollflächen wirkenden Haltekräfte entsprechend groß sein, um ein Abrutschen des Rollkörpers zu verhindern.

Es kann jedoch auch erwünscht sein, zumindest bei größeren Verdrehwinkeln der beiden Massen bewußt ein gewisses Abrutschen des Rollkörpers an den Roll­ flächen in Kauf zu nehmen. Auf diese Weise können hohe Drehmomentbelastun­ gen, die beispielsweise bei abrupten Lastwechseln oder bei Resonanz auftreten, abgeschwächt und gedämpft werden. Bei besonders großen Drehmomentbela­ stungen kann es außerdem erwünscht sein, daß der Rollkörper an mindestens einer der Rollflächen vollständig durchrutscht. Dies stellt eine Überlastsicherung dar, die bewirkt, daß kein Drehmoment mehr übertragen werden kann. Vor­ teilhaft ist, daß nach einem solchen Durchrutschen des Rollkörpers die dann erreichte Relativdrehstellung der beiden Massen die neue Grunddrehstellung bildet und keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden müssen, um die alte Grunddrehstellung der beiden Massen wieder herzustellen. Es wird deswe­ gen vorgeschlagen, daß der Rollkörper in Weiterbildung der Erfindung zumindest zu einer relativen Drehrichtung hin ausgehend von der Grunddrehstellung der beiden Massen auf einem ersten Teil des Relativdrehbereichs der beiden Massen reibschlüssig zwischen den beiden Rollflächen eingespannt ist und auf einem anschließenden zweiten Teil des Relativdrehbereichs der beiden Massen mit mindestens einer der Rollflächen im Gleitkontakt steht.

Aus der DE 32 28 738 A1 ist es bereits grundsätzlich bekannt, Rollkörper in einem Torsionsschwingungsdämpfer einer Kupplungsscheibe einer Kraftfahrzeug- Reibungskupplung zu verwenden. Bei dem dort offenbarten Torsionsschwin­ gungsdämpfer wird der Rollkörper primär für die hydraulische Dämpfung von Torsionsschwingungen eingesetzt. Der Torsionsschwingungsdämpfer ist zwi­ schen einer mit einer Getriebeeingangswelle verbindbaren Nabe und einem Reibbelagträger angeordnet. Die Nabe und der Reibbelagträger umfassen mehrere nach außen abgedichtete, zumindest teilweise mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllte Dämpferkammern. In jeder dieser Dämpferkammern ist ein Rollkörper angeordnet, der die Dämpferkammer in Umfangsrichtung in zwei Räume unter­ teilt, deren Volumenverhältnis sich bei einer Relativdrehung der Nabe und des Reibbelagträgers ändert. Im Nebenschluß zu dem Rollkörper sind die beiden voneinander abgeteilten Räume durch eine Drosselverbindung verbunden. Jede Dämpferkammer ist durch zwei einander gegenüberliegende Aussparungen in einander benachbarten Umfangsflächen der Nabe und des Reibbelagträgers gebildet. Der Rollkörper rollt an Bodenflächen der beiden Aussparungen ab. Er wirkt als Verdrängungskörper und verdrängt bei einer Relativdrehung der Nabe und des Reibbelagträgers die in der Dämpferkammer enthaltene Hydraulikflüssig­ keit. Nach einem Nebenaspekt ist der Rollkörper zusätzlich federelastisch zwi­ schen den Bodenflächen der beiden Aussparungen eingespannt. Diese Boden­ flächen konvergieren zu beiden relativen Drehrichtungen hin und bewirken so eine mit wachsendem Verdrehwinkel zunehmende Federvorspannung des Roll­ körpers und ein entsprechend größer werdendes Rückstelldrehmoment.

Es hat sich gezeigt, daß die Rollkörper bei dem Torsionsschwingungsdämpfer nach der DE 32 28 738 A1 ein relativ hohes Gewicht besitzen, und zwar im Ver­ gleich zu den in Umfangsrichtung verlaufenden Schraubendruckfedern, die bei üblichen Torsionsschwingungsdämpfern für Kupplungsscheiben verwendet werden. Damit geht ein vergleichsweise hohes Trägheitsmoment auf der Getrie­ beeingangsseite einher, das insbesondere bei synchronisierten Schaltgetrieben schnellen Schaltvorgängen abträglich ist. Die Anordnung solcher Rollkörper in einem Zwei-Massen-Schwungrad führt nun dazu, daß die Getriebeeingangsseite von unerwünschten Trägheitsmomenten entlastet werden kann, wobei sich das vergleichsweise hohe Gewicht der Rollkörper im Zwei-Massen-Schwungrad angesichts der dort gewünschten hohen Massenträgheit nicht nachteilig aus­ wirkt.

Ein weiterer Nachteil bei der Lösung nach der DE 32 28 738 A1 ist der geringe radiale Bauraum, der für die Rollkörper zur Verfügung steht. Die Rollkörper müs­ sen radial innerhalb der Reibbeläge des Reibbelagträgers angeordnet sein. Der dann noch nach radial innen hin verfügbare Bauraum ist relativ klein, so daß nur Federringe mit einem entsprechend kleinen Durchmesser verwendet werden kön­ nen. Es hat sich nun gezeigt, daß die Arbeitsaufnahmefähigkeit derart kleiner Federringe nicht ausreicht, um die im Betrieb zu erwartenden ungünstigsten Drehmomentbelastungen auffangen zu können. Dagegen ist bei einem Zwei-Mas­ sen-Schwungrad der verfügbare radiale Bauraum ungleich größer. Es können durchmessergrößere Rollkörper mit entsprechend verbesserter Arbeitsaufnahme­ fähigkeit eingesetzt werden. Insbesondere besteht keine Bauraumbeschränkung durch die Reibbeläge eines Reibbelagträgers, wie bei der Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung. Demnach kann sich der Rollkörper, wie bei einer Weiterbil­ dung der Erfindung vorgesehen, auch ohne weiteres in den radialen Bereich einer reibungskupplungsseitigen Anpreßfläche der Sekundärmasse erstrecken. In die­ sem radialen Bereich des Zwei-Massen-Schwungrads können vergleichsweise große Rollkörper untergebracht werden, die zugleich große Verdrehwinkel zulas­ sen und gute Federeigenschaften auch gegenüber starken Drehmomentstößen besitzen.

Es ist denkbar, daß die Federeinrichtung nur einen einzigen Rollkörper umfaßt. Aufgrund der sich dann ergebenden Asymmetrie wird in jedem Fall eine zusätz­ liche radiale und axiale Lagerung der Sekundärmasse an der Primärmasse erfor­ derlich sein. Durch zwei Rollkörper kann unter Umständen bereits eine radiale Lagerung der Sekundärmasse an der Primärmasse erreicht werden. Da in der Praxis Fertigungstoleranzen nicht ausgeschlossen werden können und dement­ sprechend ein Winkel von 180° zwischen den beiden Rollkörpern nicht in jedem Fall exakt eingehalten werden kann, empfiehlt sich auch bei der Verwendung von zwei Rollkörpern eine zusätzliche radiale und axiale Lagerung der Sekundär­ masse an der Primärmasse. Eine besondere Situation ergibt sich, wenn die Federeinrichtung mindestens drei mit gleichem Winkelabstand voneinander um die Drehachse herum angeordnete Rollkörper umfaßt. In diesem Fall kann die Sekundärmasse ausschließlich über die Rollkörper radial an der Primärmasse gelagert werden. Es kann dann zumindest auf die Sekundärmasse radial an der Primärmasse abstützende Kugel- oder Gleitlager verzichtet werden. Dies ist aus folgendem Grund vorteilhaft: Herkömmlicherweise wird bei einem Zwei-Massen- Schwungrad die Sekundärmasse durch Kugellager an der Primärmasse drehbar gelagert. Da im Betrieb nur Relativdrehungen der beiden Massen um begrenzte Drehwinkel gegeneinander auftreten, werden die Lager entsprechend einseitig belastet. Um punktuellem Verschleiß vorzubeugen, müssen daher hochwertige und teuere Lager eingesetzt werden. Die Schmierung der Lager bringt einen zusätzlichen Aufwand mit sich. Um der Gefahr von fliehkraftbedingten Schmier­ mittelverlusten entgegenzuwirken, muß für eine dauerhaft perfekte Abdichtung der Lager gesorgt werden.

Die Lagerung über die Rollkörper hat den zusätzlichen Vorteil einer gewissen radialen Elastizität, so daß auch solche Kräfte, die von der Brennkraftmaschine her an der Kurbelwelle und damit an der Primärmasse zerren, besser aufgefangen werden können.

Der in radialer Richtung verfügbare Bauraum des Zwei-Massen-Schwungrads er­ laubt es ohne weiteres, daß der Rollkörper zumindest in der Grunddrehstellung der beiden Massen nach radial innen hin über die Anpreßfläche der Sekundär­ masse hinausragt. Nach radial außen hin kann der Rollkörper zumindest in der Grunddrehstellung der beiden Massen in den Bereich des Außenradius der Anpreßfläche der Sekundärmasse reichen oder darüber hinausreichen.

Was die Größe des Rollkörpers anbelangt, ist bevorzugt vorgesehen, daß seine radiale Abmessung in der Grunddrehstellung der beiden Massen zumindest an­ nähernd der radialen Erstreckung der Anpreßfläche der Sekundärmasse ent­ spricht. Sie kann ohne weiteres auch größer als diese sein und beispielsweise bis zu etwa dem Eineinhalbfachen der radialen Erstreckung der Anpreßfläche betra­ gen. Bei solchen Größenverhältnissen wird der Rollkörper zumindest in der Grunddrehstellung der beiden Massen die Anpreßfläche der Sekundärmasse zumindest auf einem Großteil ihrer radialen Erstreckung überlappen und vorzugs­ weise vollständig radial überlappen.

Im Verhältnis zur Primärmasse kann die radiale Abmessung des Rollkörpers in der Grunddrehstellung der beiden Massen wenigstens einem Viertel, beispielsweise wenigstens einem Drittel des Radius der Primärmasse entsprechen. Dabei kann sich der Rollkörper zumindest in der Grunddrehstellung der beiden Massen nach radial innen hin bis zumindest annähernd zur Mitte des Radius der Primärmasse erstrecken oder darüber hinausragen. Üblicherweise weist die Primärmasse in Umfangsrichtung verteilt mehrere Befestigungslöcher zur Aufnahme eines der Befestigung der Primärmasse an der Kurbelwelle dienenden Befestigungsmittels auf. Es ist nun denkbar, daß der Rollkörper zumindest in der Grunddrehstellung der beiden Massen nach radial innen hin bis in einen Radialbereich oder darüber hinaus reicht, in dem in der Primärmasse solche Befestigungslöcher angeordnet sind. Der Rollkörper kann dabei in der Grunddrehstellung der beiden Massen in Umfangsrichtung um die Drehachse zwischen zwei Befestigungslöchern angeord­ net sein. Er kann aber auch in der Grunddrehstellung der beiden Massen in Umfangsrichtung um die Drehachse mit einem Befestigungsloch überlappen, wobei er zweckmäßigerweise eine Durchgangsöffnung zum axialen Durchgang des Befestigungsmittels aufweisen wird. Alternativ ist es denkbar, daß der Rollkörper radial außerhalb eines Radialbereichs angeordnet ist, in dem solche Befestigungslöcher in der Primärmasse angeordnet sind.

Im Rahmen der Erfindung soll nicht grundsätzlich ausgeschlossen sein, daß der Rollkörper an seinem Außenumfang gezähnt ist und mit entsprechenden Zähnun­ gen in den Rollflächen kämmt, um ein gleitfreies Abrollen des Rollkörpers zu erreichen. Es wird allerdings der reibschlüssige Rollkontakt bevorzugt, da so ein großflächigerer Kontakt zwischen dem Rollkörper und den Rollflächen entsteht, insbesondere wenn sich der Rollkörper bei stärkerer Deformierung an die Rollflä­ chen anschmiegt. Das von der Brennkraftmaschine erzeugte Drehmoment kann so besser auf die Sekundärmasse übertragen werden. Der Rollkörper hat hierzu bevorzugt Zylinderform und ist zweckmäßigerweise als Federring ausgebildet, der zur Beeinflussung der Federcharakteristik in seinem Innenraum mindestens ein zusätzliches Federmittel mit vom Federring verschiedenen Federeigenschaften aufweisen kann. Der Innenraum des Federrings kann beispielsweise mit einem vom Federringmaterial verschiedenen elastischen Material ausgefüllt sein. Dabei kann es sich um ein gummielastisches Material, etwa Kunststoff, handeln. Der Federring selbst kann aus Metall, etwa Stahl, Gummi oder Kunststoff bestehen. Der Rollkörper kann jedoch auch Vollquerschnitt besitzen und insgesamt aus elastischem Material bestehen. Denkbar ist es auch, in einen Federring radiale Schraubenfedern oder dergleichen einzuspannen. So können in radialer Richtung winkelabhängig unterschiedliche Federeigenschaften des Rollkörpers erzielt werden. Eine drehwinkelabhängige Federcharakteristik läßt sich auch durch Roll­ körper erreichen, die im entspannten Zustand eine von einem Kreisquerschnitt abweichende Querschnittsform besitzen, etwa eine ovale Querschnittsform.

Je nach Größe des Rollkörpers können mehr oder weniger große Hohlräume entstehen, die nichts zu dem Massenträgheitsmoment der Primärmasse und der Sekundärmasse beitragen. Durch Ausfüllen der Hohlräume mit Gewichten kann dieser Nachteil abgemindert werden. Es wird daher vorgeschlagen, daß im inneren des Rollkörpers mindestens ein vorrangig der Gewichtserhöhung dienen­ des Zusatzgewicht angeordnet ist. Sofern dieses Zusatzgewicht nicht zusammen mit dem Rollkörper verformbar ist, wird es so dimensioniert sein, daß es die Deformierung des Rollkörpers nicht einschränkt.

Die radial äußere der beiden Rollflächen kann an der Sekundärmasse ausgebildet sein und die radial innere Rollfläche an der Primärmasse ausgebildet sein. Es kann aber auch die radial äußere der beiden Rollflächen an der Primärmasse ausgebildet sein und die radial innere Rollfläche an der Sekundärmasse ausgebil­ det sein. Die Herstellung der Rollflächen ist besonders einfach, wenn eine der beiden Rollflächen im wesentlichen längs eines zur Drehachse konzentrischen Kreises verläuft. Diese Rollfläche kann beispielsweise von einer Kreisumfangs­ wand einer der beiden Massen gebildet sein. Bevorzugt handelt es sich hierbei um die radial innere Rollfläche, da an der radial äußeren Rollfläche ein längerer Bogen weg zur Verfügung steht, um durch entsprechende Gestaltung der radial äußeren Rollfläche eine gewünschte Federcharakteristik zu erzielen.

Eine konstruktiv einfache Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß eine der beiden Massen eine zu einer radialen Seite hin offene Aufnahmetasche für den Rollkörper bildet und die andere der beiden Massen die Aufnahmetasche auf deren radial offenen Seite axial überragt. In der Aufnahmetasche wird der Roll­ körper axial geführt und wird bei der Montage des Zwei-Massen-Schwungrads einfach von der radial offenen Seite der Aufnahmetasche her in diese eingescho­ ben. Die andere Masse kann einen radial abstehenden Flansch aufweisen, an welchem eine der Rollflächen ausgebildet ist, wobei die Aufnahmetasche den Flansch axial beidseits umgreift. Hierdurch wird eine axiale Führung der Sekun­ därmasse an der Primärmasse erreicht, die Axialbewegungen des Rollkörpers gegenüber den Rollflächen im wesentlichen verhindert.

Die Aufnahmetasche kann nach radial innen hin offen sein. Bevorzugt ist sie jedoch nach radial außen hin offen. Sie ist zweckmäßigerweise von zwei in axia­ lem Abstand angeordneten, im wesentlichen radial verlaufenden Seitenwänden und einer die Seitenwände axial verbindenden Bodenwand begrenzt, an welcher eine der Rollflächen ausgebildet ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aufnahmetasche von der Sekun­ därmasse gebildet, wobei die Sekundärmasse eine zur Drehachse zentrische Massescheibe umfaßt, welche auf ihrer der Kurbelwelle axial abgewandten Seite eine Anpreßfläche für Reibbeläge der Reibungskupplung aufweist. Die Masse­ scheibe begrenzt bei dieser Ausführungsform zugleich auch die Aufnahmetasche in axial seitlicher Richtung.

Eine alternative, konstruktiv ebenfalls einfache Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die beiden Massen eine Aufnahmekammer für den Rollkörper bilden, welche von zwei im Abstand voneinander angeordneten, im wesentlichen radial verlaufenden, je einer der Massen zugehörigen Begrenzungswänden axial begrenzt ist, und daß die beiden Begrenzungswände auf ihren axial einander zu­ gewandten Seiten in radialem Abstand voneinander je einen Axialansatz auf­ weisen, an dem jeweils eine der Rollflächen ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise kann dabei die der Sekundärmasse zugehörige Begrenzungswand von einer zur Drehachse zentrischen Massescheibe gebildet sein, welche auf ihrer der Kurbel­ welle axial abgewandten Seite eine Anpreßfläche für Reibbeläge der Reibungs­ kupplung aufweist.

Die Primärmasse kann einen zentrisch zur Drehachse angeordneten, an der Kurbelwelle befestigbaren, im wesentlichen radial verlaufenden Mäßeteil um­ fassen, an den radial außen ein axial von der Kurbelwelle weg verlaufender Massefortsatz anschließt, wobei dieser Massefortsatz zumindest einen Teil der Massescheibe der Sekundärmasse axial übergreift. Es ergibt sich so eine nach außen hin weitestgehend geschlossene Konstruktion des Zwei-Massen- Schwungrads, bei der die Sekundärmasse größtenteils axial innerhalb der Primär­ masse angeordnet ist. Sofern der Rollkörper in einer nach radial außen hin offenen Aufnahmetasche aufgenommen ist, kann der Massefortsatz der Primär­ masse auch die Aufnahmetasche axial übergreifen und so den Rollkörper nach außen hin schützen. Der Massefortsatz der Primärmasse kann dann an einer Innenumfangsfläche die radial äußere Rollfläche bilden. Auch an die Masse­ scheibe der Sekundärmasse kann radial außen ein axial von der Kurbelwelle weg verlaufender Massefortsatz anschließen, welcher axial über die Anpreßfläche hinausreicht und der Befestigung eines Kupplungsgehäuses der Reibungskupp­ lung dient. Der Massefortsatz der Primärmasse übergreift in diesem Fall bevor­ zugt auch den Massefortsatz der Sekundärmasse zumindest teilweise in axialer Richtung.

Schließlich kann die Federeinrichtung Teil eines Torsionsschwingungsdämpfers mit einem viskosen Dämpfmedium sein, um eine von der Verdrehgeschwindigkeit abhängige Dämpfwirkung zu erzielen. Dabei kann der Rollkörper ähnlich der Lösung nach der DE 32 28 738 A1 in einer nach außen abgedichteten, zumin­ dest teilweise mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten Dämpferkammer aufgenom­ men sein und in dieser zwei Räume gegeneinander abteilen, deren Volumen­ verhältnis sich bei einer Relativdrehung der beiden Massen ändert. Hinsichtlich weiterer Details dieser hydraulischen Dämpfung wird auf die DE 32 28 738 A1 Bezug genommen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher er­ läutert. Es stellen dar:

Fig. 1 einen Axiallängsschnitt durch eine Hälfte eines erfindungsgemäßen Zwei-Massen-Schwungrads mit einer daran befestigten Reibungskupp­ lung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Zwei-Massen-Schwungrad der Fig. 1 ent­ lang einer Linie II-II,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zwei-Massen- Schwungrads in einer Ansicht entsprechend Fig. 1,

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zwei-Massen- Schwungrads in einer Ansicht entsprechend Fig. 1,

Fig. 5 einen Ausschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungs­ gemäßen Zwei-Massen-Schwungrads, und

Fig. 6 einen Ausschnitt eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungs­ gemäßen Zwei-Massen-Schwungrads.

In Fig. 1 ist ein Zwei-Massen-Schwungrad 1 dargestellt, das auf der Seite einer gestrichelt angedeuteten Kurbelwelle 3 einer Brennkraftmaschine eine primäre Schwungmasse 5 aufweist, die zur Einleitung eines Antriebsdrehmoments dient und im Umfangsbereich mit einem Zahnkranz 7 für ein nicht gezeigtes Starterrit­ zel versehen ist. Die Primärmasse 5 ist zentrisch zu einer Drehachse 9 der Kurbelwelle 3 durch nicht gezeigte Schrauben an der Kurbelwelle 3 befestigt, welche in Befestigungslöcher 11 im radial inneren Bereich der Primärmasse 5 eingesetzt sind.

Auf der der Kurbelwelle 3 abgewandten Seite der Primärmasse 5 weist das Zwei- Massen-Schwungrad 1 ferner eine um die Drehachse 9 drehbare sekundäre Schwungmasse 13 auf, an welcher eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung 15 befestigt ist. Die Sekundärmasse 13 ist über eine Torsionsfedereinrichtung 17 drehelastisch mit der Primärmasse 5 gekuppelt. Zugleich ist die Sekundärmasse 13 über die Torsionsfedereinrichtung 17 an der Primärmasse 5 um die Drehachse 9 drehbar gelagert. Hierauf wird im folgenden noch näher eingegangen.

Die Reibungskupplung 15 weist eine zentrisch zur Drehachse 9 angeordnete Kupplungsscheibe 19 mit einem Nabenteil 21 und einem über Niete 23 an dem Nabenteil 21 befestigten Reibbelagträger 25 auf. Das Nabenteil 21 weist eine Nabe 27 auf, deren Nabenöffnung 29 mit einer Innenverzahnung 31 für die dreh­ feste Verbindung mit einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle ausgeführt ist. Der Reibbelagträger 25 ist an einem radial von der Nabe 27 abstehenden Na­ benflansch 33 befestigt. Die Reibungskupplung 15 weist ferner ein mit der Sekundärmasse 13 drehfest und axial fest verbundenes Kupplungsgehäuse 35 auf, an welchem eine Druckplatten-Baueinheit 37 drehfest, aber axial beweglich gehalten ist. Die Druckplatten-Baueinheit 37 umfaßt eine von einer Membranfe­ der 39 in Richtung zu der Sekundärmasse 13 hin vorgespannte Druckplatte 41. Auf ihrer der Reibungskupplung 15 zugewandten Seite weist die Sekundärmasse 13 eine Anpreßfläche 43 auf, gegen die an dem Reibbelagträger 25 befestigte Reibbeläge 45 von der Druckplatten-Baueinheit 37 im eingekuppelten Zustand der Reibungskupplung 15 reibschlüssig angepreßt werden.

Die Sekundärmasse 13 umfaßt ein Gehäuse 47 für mehrere hohlzylindrische Fe­ derringe 49 der Torsionsfedereinrichtung 17, welche mit gleichen Winkelabstän­ den um die Drehachse 9 herum angeordnet sind (siehe Fig. 2). Das Gehäuse 47 ist von zwei in axialem Abstand voneinander angeordneten, radial verlaufenden Seitenwänden 51 und 53 gebildet, welche radial innen durch eine axial ver­ laufende Bodenwand 55 miteinander verbunden sind. Die Seitenwände 51, 53 und die Bodenwand 55 bilden so eine nach radial außen hin offene Aufnahme­ tasche 57, in die die Federringe 49 mit zur Drehachse 9 koaxialer Ringachse eingesetzt sind. Die der Reibungskupplung 15 axial nähere Seitenwand 53 ist von einer zentrisch zur Drehachse 9 angeordneten Massescheibe 59 der Sekun­ därmasse 13 gebildet, welche auf ihrer der Reibungskupplung 15 zugewandten Seite die Anpreßfläche 43 aufweist und mit einem radial außen anschließenden, axial von der Kurbelwelle 3 weg verlaufenden Massefortsatz 61 ausgeführt ist, an welchem das Kupplungsgehäuse 35 mittels Längspressung und/oder Ver­ schweißung befestigt ist. Alternativ kann das Kupplungsgehäuse 35 mit der Massescheibe 59 der Sekundärmasse 13 verschraubt sein, beispielsweise indem der Massefortsatz 61 der Massescheibe 59 und das Kupplungsgehäuse 35 jeweils einen radialen Flansch aufweisen und das Kupplungsgehäuse 35 und die Massescheibe 59 an diesen Flanschen miteinander verschraubt sind. Der Mas­ sefortsatz 61 erstreckt sich axial über den Reibbelagträger 25 hinaus bis in den Bereich der Druckplatte 41. Die der Reibungskupplung 15 fernere Seitenwand 51 des Gehäuses 47 ist von einer ebenfalls zentrisch zur Drehachse 9 angeordneten Ringscheibe 63 gebildet. Die Bodenwand 55 ist von einem zur Drehachse 9 koaxialen Ring 65 gebildet, welcher fest mit der Massescheibe 59 und der Ring­ scheibe 63 verbunden ist, etwa durch Befestigungsbolzen oder mittels Ver­ schweißen. Bei geeigneter Ausgestaltung des Kupplungsgehäuses 35 kann der axiale Massefortsatz 61 auch entfallen; es kann so ein sogenanntes Flach­ schwungrad realisiert werden.

Die Primärmasse 5 umfaßt einen an der Kurbelwelle 3 befestigten, im wesentli­ chen ringscheibenartigen Masseteil 67, an welchen radial außen ein in Richtung axial von der Kurbelwelle 3 weg verlaufender, den Starterzahnkranz 7 tragender weiterer Massefortsatz 69 anschließt. Dieser Massefortsatz 69 ist von einem den Ring 65 koaxial umschließenden Ringteil 71 gebildet, welches mit dem Masseteil 67 fest verbunden ist, etwa verschweißt oder verbolzt. Nach radial innen hin steht von dem Ringteil 71 dem Ring 65 radial gegenüberliegend ein Flansch 73 ab. Das Gehäuse 47 umgreift diesen Flansch 73 axial beidseits, wobei die Massescheibe 59 und die Ringscheibe 63 der Sekundärmasse 13 nach radial außen hin an dem Flansch 73 bis zu dem Massefortsatz 69 vorbeigreifen.

Es wird nun auf Fig. 2 verwiesen. Der Ring 65 besitzt eine kreiszylindrische äußere Umfangsfläche 75. Diese Umfangsfläche 75 des Rings 65 bildet eine radial innere Rollfläche 77 für die Federringe 49. An der mit 79 bezeichneten inneren Umfangsfläche des Flansches 73 sind radial äußere Rollflächen 81 für die Federringe 49 ausgebildet. Diese Rollflächen 81 sind von drei mit gleichen Winkelabständen voneinander um die Drehachse 9 herum in die innere Umfangs­ fläche 79 des Flansches 73 eingearbeiteten, nach radial außen hin ausspringen­ den Vertiefungen 83 gebildet. Die Vertiefungen 83 weisen jeweils eine teil­ kreiszylindrische Grundform auf, jedoch mit kleinerem Krümmungsradius als die äußere Umfangsfläche 75 des Rings 65. Dies hat zur Folge, daß sich die von den Böden der Vertiefungen 83 gebildeten äußeren Rollflächen 81 ausgehend von der in Fig. 2 dargestellten Grunddrehstellung des Zwei-Massen-Schwungrads zu beiden relativen Drehrichtungen hin an die innere Rollfläche 77 annähern. Um dies zu erreichen, müssen die Rollflächen 77, 81 nicht die in Fig. 2 dargestellte Form besitzen. Es sind beliebige keilartig aufeinander zu laufende Formen der Rollflächen 77, 81 denkbar. Insbesondere kann in Abwandlung der Fig. 2 der Ring 65 an seiner äußeren Umfangsfläche 75 mit nach radial innen hin einsprin­ genden Vertiefungen versehen sein und der Flansch 73 eine kreiszylindrische Innenumfangsfläche 79 aufweisen.

Die Federringe 49 sitzen unter radialer eigener Federvorspannung zwischen den Rollflächen 77, 81. Ihre Federvorspannung ist ausreichend groß, um einen reib­ schlüssigen Rolleingriff mit den Rollflächen 77, 81 sicherzustellen, und zwar auch bereits in der in Fig. 2 gezeigten Grunddrehstellung. Bei einer Relativdre­ hung des der Primärmasse 5 zugehörigen Ringteils 71 bzw. des Flansches 73 einerseits und des der Sekundärmasse 13 zugehörigen Rings 65 andererseits rollen die Federringe 49 dann an den radial äußeren Rollflächen 81 der Ver­ tiefungen 83 und an der radial inneren Rollfläche 77 des Rings 65 ab. Mit zuneh­ mendem Drehwinkel nimmt der gegenseitige Abstand der Kontaktbereiche der Rollflächen 77, 81, mit denen die Federringe 49 gerade in Rollkontakt stehen, ab. Damit geht eine zunehmende radiale Deformation und eine entsprechend stärker werdende Federvorspannung einher. Bei einer Verdrehung aus der Grund­ drehstellung geht die von den Federringen 49 auf die radial äußeren Rollflächen 81 ausgeübte Kraftnormale nicht mehr durch die Drehachse 9, so daß eine in Umfangsrichtung wirkende tangentiale Kraftkomponente entsteht, die mit wach­ sendem Drehwinkel größer wird. Diese tangentiale Kraftkomponente bewirkt ein Rückstelldrehmoment, das gemäß einer gewünschten progressiven Erhöhung der Federvorspannung mit wachsendem Drehwinkel zunimmt. Das Rückstelldrehmo­ ment bewirkt eine Rückstellung des Rings 65 und des Ringreils 71 die in Fig. 2 gezeigte Grunddrehstellung. Der Konvergenzverlauf der Rollflächen 77, 81 ist in beiden Umfangsrichtungen zur Grunddrehstellung vorzugsweise symmetrisch. Die Torsionsfedereinrichtung 17 zeigt so in beiden relativen Drehrichtungen ein gleiches Torsionsfederverhalten. Drehrichtungsabhängige unterschiedliche Federcharakteristiken der Torsionsfedereinrichtung 17 sollen jedoch nicht ausge­ schlossen sein. Die Progression der Federcharakteristik kann beispielsweise dadurch beeinflußt werden, daß die Federringe 49 ein in Fig. 2 bei dem unteren rechten Federring gestrichelt angedeutetes elastisches Federmaterial 85 enthal­ ten, etwa eine Gummifüllung.

Die zwischen dem Federring 49 und den Rollflächen 77, 81 wirkenden Reibwerte und der Konvergenzverlauf der Rollflächen 77, 81 müssen derart aufeinander ab­ gestimmt sein, daß auch bei maximalem Drehwinkel und damit maximaler Feder­ vorspannung der reibschlüssige Eingriff der Federringe 49 mit den Rollflächen 77, 81 sichergestellt ist und ein Abrutschen oder Gleiten der Federringe 49 verhindert ist. Zweckmäßigerweise werden zusätzlich Endanschläge vorgesehen sein, die eine Verdrehbegrenzung für den Flansch 73 relativ zum Ring 65 bilden. Es ist jedoch denkbar, auf solche Endanschläge zu verzichten, wenn das von den Federringen 49 erzeugbare Rückstelldrehmoment ausreicht, um die stärksten im Betrieb auftretenden Drehmomentstöße auffangen zu können.

Es sei nun wieder Fig. 1 betrachtet. Man erkennt, daß die Federringe 49 nach radial innen hin deutlich über die Anpreßfläche 43 der Massescheibe 59 hinaus reichen und radial außen etwa im Bereich der Anpreßfläche 43 enden. Nach radial innen hin können die Federringe 49 bis nahe an die Befestigungslöcher 11 in dem Masseteil 67 der Primärmasse 5 heranreichen, und zwar so weit, daß sie das Einsetzen der Befestigungsbolzen in die Befestigungslöcher 11 nicht behin­ dern. Der Durchmesser der Federringe 49 beträgt beispielsweise etwa das 0,4 bis 0,5fache des Radius der Primärmasse 5. Bei dieser Größe der Federringe 49 lassen sich ausreichend niedrige Federraten, entsprechend große Verdrehwinkel und dennoch gute Absorptionseigenschaften auch gegenüber starken Drehmo­ mentstößen erzielen.

Das Ringteil 71 der Primärmasse 5 reicht axial über die Anpreßfläche 43 hinaus und überragt den Massefortsatz 61 der Massescheibe 59 zumindest teilweise. Die Primärmasse 5 besitzt so annähernd Topfform, so daß die Primärmasse 5 und die Sekundärmasse 13 größtenteils axial ineinander angeordnet werden können. Der ringscheibenartige Masseteil 67 der Primärmasse 5 weist radial außen etwas vor dem Ringteil 71 eine Abbiegung 87 zur Kurbelwelle 3 hin auf, welche auf ihrer kurbelwellenfernen Seite Raum für einen Axialvorsprung 89 der Ringscheibe 63 schafft, der radial außen an diese in Richtung zur Kurbelwelle 3 hin anschließt. Zwischen dem Ringteil 71 einerseits und dem Axialvorsprung 89 der Ringscheibe 63 und der Massescheibe 59 andererseits können ggf. Dicht­ ringe angeordnet sein, um das Gehäuse 47 zu dem Ringteil 71 hin abzudichten.

Durch die Federringe 49 wird die Sekundärmasse 13 nicht nur drehelastisch mit der Primärmasse 5 gekuppelt, sondern auch an dieser gelagert. Insbesondere kann allein über die Federringe 49 die radiale Lagerung der Sekundärmasse 13 an der Primärmasse 5 erfolgen. Zur radialen Lagerung der Sekundärmasse 13 sind mindestens drei Federringe 49 erforderlich, die in gleichen Winkelabständen um die Drehachse herum angeordnet sind, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Selbst­ verständlich können auch mehr als drei Federringe 49 vorgesehen sein. Die axiale Lagerung der Sekundärmasse 13 an der Primärmasse 5 erfolgt über ein Gleitlager in Form einer Anlaufscheibe 91 aus Kunststoff, die in dem axialen Zwischenraum zwischen dem Masseteil 67 und der Ringscheibe 63 angeordnet ist und die Sekundärmasse axial an der Primärmasse abstützt. Alternativ oder zusätzlich kann eine solche Anlaufscheibe 91 auch in dem axial zwischen der Massescheibe 59 der Sekundärmasse 13 und dem Flansch 73 des Ringteils 71 liegenden Zwischenraum angeordnet sein. Es versteht sich, daß anstelle solcher Ringscheiben aus gleitgünstigem Kunststoffmaterial Wälzlager die axiale Lage­ rung der Sekundärmasse 13 an der Primärmasse 5 übernehmen können.

Das erfindungsgemäße Zwei-Massen-Schwungrad zeichnet sich durch einen geringen Verschleiß und einen Verzicht auf Schmiermittel aus, die bei herkömm­ lichen Zwei-Massen-Schwungrädern zur Schmierung der Torsionsfedereinrich­ tung erforderlich sind, zudem durch einen geringen Bauraumbedarf, eine kosten­ günstige Herstellung und eine hohe Entkopplungsgüte, d. h. eine gute Qualität der Dämpfung unerwünschter Drehschwingungen und der Vermeidung von Resonanzschwingungen in den betriebsmäßig auftretenden Drehzahlbereichen. Darüber hinaus kann die Torsionsfedereinrichtung des erfindungsgemäßen Zwei- Massen-Schwungrads mit geringem Aufwand entsprechend der DE 32 28 738 A1 zu einem Torsionsschwingungsdämpfer mit viskoser Dämpfung erweitert werden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei geeigneter Materialwahl der Federringe 49 ein beachtlicher Teil der Drehschwingungsenergie bereits durch die Verformung der Federringe 49 geschluckt werden kann. Eine zusätzliche viskose Dämpfung oder auch eine Dämpfung durch eine Reibeinrichtung muß nicht notwendig sein.

In den Fig. 3 bis 6 sind weitere Ausführungsbeispiele gezeigt. Bei der Erläuterung dieser Ausführungsbeispiele werden für gleiche oder gleichwirkende Komponen­ ten wie in den Fig. 1 und 2 gleiche Bezugszeichen verwendet, jedoch ergänzt um einen kleinen Buchstaben. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird zur Erläute­ rung dieser Komponenten auf die vorangehende Beschreibung der Fig. 1 und 2 verwiesen.

In Fig. 3 ist ein Zwei-Massen-Schwungrad 1a gezeigt, das sich von dem Zwei- Massen-Schwungrad der Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß der Federring 49a nach radial innen hin über das Befestigungsloch 11a hinausreicht. Ein Befesti­ gungsbolzen 93a zur Befestigung der Kurbelwelle 3a an der Primärmasse 5a wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch Durchgangsöffnungen 95a in der Masse­ scheibe 59a und der Ringscheibe 63a hindurchgesteckt, durch den Innenraum des Federrings 49a hindurchgeführt und in das Befestigungsloch 11a eingesetzt. Der Befestigungsbolzen 93a wird mit der Kurbelwelle 3a mittels eines Schraub­ werkzeugs verschraubt, das durch die Durchgangsöffnungen 95a und den hohlen Innenraum des Federrings 49a hindurch gesteckt wird.

Eine Alternative zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 kann darin bestehen, daß zwar weiterhin der Teilkreis, auf dem die Befestigungslöcher 11a angeordnet sind, einen größeren Radius als die radial innere Rollfläche 77a besitzt, die Federringe 49a und die Befestigungsschrauben 11a aber in Umfangsrichtung versetzt aufeinanderfolgen, so daß ein Befestigungsloch 11a zwischen zwei Federringen 49a angeordnet ist. In Fig. 2 ist diese Alternative schematisch anhand eines gestrichelt eingezeichneten Befestigungslochs 11'a dargestellt.

Fig. 4 zeigt ein Zwei-Massen-Schwungrad 1b. Bei diesem Zwei-Massen- Schwungrad 1b ist die radial äußere Rollfläche 81 b von der Sekundärmasse 13b gebildet, während die radial innere Rollfläche 77b von der Primärmasse 5b gebildet ist. Der ringscheibenartige Masseteil 67b der Primärmasse 5b und die Massescheibe 59b der Sekundärmasse 13b begrenzen zwischen sich eine Aufnahmekammer 97b für den Federring 49b. Die Massescheibe 59b weist an ihrem radial äußeren Ende einen axial in Richtung zu der Kurbelwelle 3b hin verlaufenden Axialansatz 99b auf. Die radial äußere Rollfläche 81 b ist an diesem Axialansatz 99b ausgebildet. Der Masseteil 67b der Primärmasse 5b weist in radialem Abstand von dem Axialansatz 99b nach radial innen hin ebenfalls einen Axialansatz 101b auf, welcher axial in Richtung von der Kurbelwelle 3 weg verläuft. Die radial innere Rollfläche 77b ist an diesem Axialansatz 101b ausge­ bildet. Der Federring 49b ist zwischen den beiden Axialansätzen 99b, 101b eingespannt. In einem axialen Zwischenraum zwischen der Massescheibe 59b der Sekundärmasse 13b und dem Masseteil 67b, genauer gesagt dem Axial­ ansatz 101b, der Primärmasse 5b ist wiederum eine die Sekundärmasse 13b axial an der Primärmasse 5b abstützende Gleitscheibe 91b angeordnet. Der Massefortsatz 69b der Primärmasse 5b übergreift in axialer Richtung den Axial­ ansatz 99b und reicht wie bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 in axialer Richtung bis über den Massefortsatz 61 b der Sekundärmasse 13b. In der so nach außen hin verschlossenen Aufnahmekammer 97b ist der Federring 49b geschützt aufgenommen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei weitere Möglichkeiten der Lagerung der Sekundär­ masse an der Primärmasse. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 erfolgt die radiale Lagerung der Sekundärmasse 13c an der Primärmasse 5c über mehrere Federringe 49c, so wie dies bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 4 der Fall ist. Die axiale Abstützung der Sekundärmasse 13c an der Primärmasse 5c erfolgt über ein Gleitlager 103c. Dieses Gleitlager 103c ist von einer im Quer­ schnitt annähernd U-förmigen, ringartig geschlossenen Lagerschale 105c aus gleitgünstigem Kunststoffmaterial gebildet. Die Lagerschale 105c setzt sich aus zwei Lagerschalenhälften 107c und 109c zusammen. Jede der Lagerschalenhälf­ ten 107c, 109c besitzt einen axial verlaufenden Schenkel 111c sowie einen rechtwinklig an diesen anschließenden, radial verlaufenden Schenkel 113c. Die Lagerschale 105c wird von einem mit dem Masseteil 67c der Primärmasse 5c verbundenen Ringhalter 115c gehalten. Der beispielsweise als Blechteil ausgebil­ dete Ringhalter 115c kann mit dem beispielsweise ebenfalls als Blechteil ausge­ bildeten Masseteil 67c verschweißt oder verlötet sein oder mittels die Befesti­ gungslöcher 11c durchsetzender Kurbelwellen-Befestigungsbolzen mit dem Masseteil 67c verbunden sein. Der Ringhalter 115c weist eine axial verlaufende Ringwand 117c sowie eine in axialem Abstand von dem Masseteil 67c an die Ringwand 117c anschließende, radial verlaufende Seitenwand 119c auf. Der Ringhalter 115c bildet so zusammen mit dem Masseteil 67c einen Topf, in dem die Lagerschale 105c aufgenommen ist. Dabei greift der Schenkel 113c der in Fig. 5 linken Lagerschalenhälfte 107c in den axialen Zwischenraum zwischen dem Masseteil 67c und einer der Sekundärmasse 13c zugehörigen Ringscheibe 63c. Die in Fig. 5 rechte Lagerschalenhälfte 109c greift mit ihrem Schenkel 113c in den axialen Zwischenraum zwischen der Massescheibe 59c der Sekundär­ masse 13c und der Seitenwand 119c des Ringhalters 115c. Durch die Schenkel 113c der beiden Lagerschalenhälften 107c, 109c wird die die Ringscheibe 63c, einen die radial innere Rollfläche 77c aufweisenden Ring 65c und die Masse­ scheibe 59c umfassende Teilbaugruppe der Sekundärmasse 13c axial an dem Masseteil 67c bzw. dem fest mit diesem verbundenen Ringhalter 115c abge­ stützt.

Man erkennt in Fig. 5, daß zwischen den axialen Schenkeln 111c der Lager­ schalenhälften 107c, 109c und der die Ringscheibe 63c, den Ring 65c und die Massescheibe 59c umfassenden Teilbaugruppe der Sekundärmasse 13c in radialer Richtung ein Zwischenraum besteht, so daß über das Gleitlager 103c keine radialen Stützkräfte zwischen der Sekundärmasse 13c und der Primär­ masse 5c übertragen werden. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 dadurch, daß dieser radiale Zwi­ schenraum beseitigt ist. In Fig. 6 stützt sich die die Ringscheibe 63d, den Ring 65d und die Massescheibe 59d umfassende Teilbaugruppe der Sekundärmasse 13d auch in radialer Richtung über das von der Lagerschale 105d gebildete Gleitlager 103d an dem Ringhalter 115d und damit an der Primärmasse 5d ab. Das zugleich als Axial- und Radiallager wirkende Gleitlager 103d eignet sich daher für solche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zwei-Massen- Schwungrads, bei denen die Federringe nicht oder nur zum Teil die radiale Lagerung der Sekundärmasse an der Primärmasse übernehmen.

Claims (36)

1. Zwei-Massen-Schwungrad, umfassend

• - eine zentrisch zu einer Drehachse (9) an einer Kurbelwelle (3) einer Brennkraftmaschine befestigbare Primärmasse (5),
• - eine relativ zu der Primärmasse (5) um die Drehachse (9) drehbar gela­ gerte Sekundärmasse (13) zur Befestigung von Komponenten, insbeson­ dere einer Druckplatteneinheit (37), einer Reibungskupplung (15),
• - eine die Sekundärmasse (13) drehelastisch mit der Primärmasse (5) kup­ pelnde Federeinrichtung (17), dadurch gekennzeichnet,

daß die Federeinrichtung (17) mindestens einen zumindest in seiner radia­ len Richtung federelastischen Rollkörper (49) umfaßt, welcher mit seinem Umfang mit zwei einander bezüglich der Drehachse (9) radial gegenüber­ liegenden, bei einer Relativdrehung der beiden Massen (5, 13) sich gegen­ einander bewegenden Rollflächen (77, 81) beider Massen (5, 13) in Drehmoment-Übertragungskontakt steht, und daß der radiale Abstand der beiden Rollflächen (77, 81) ausgehend von einer Grunddrehstellung der beiden Massen (5, 13) zu beiden relativen Drehrichtungen hin abnimmt.

2. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (49) ausgehend von der Grunddrehstellung der beiden Massen (5, 13) zu beiden relativen Drehrichtungen hin zumindest auf einem Teil des Relativdrehbereichs der beiden Massen (5, 13) nicht glei­ tend, insbesondere reibschlüssig, zwischen den beiden Rollflächen (77, 81) eingespannt ist.

3. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (49) zumindest zu einer relativen Drehrichtung hin auf dem gesamten Relativdrehbereich der beiden Massen (5, 13) nicht glei­ tend, insbesondere reibschlüssig, zwischen den beiden Rollflächen (77, 81) eingespannt ist.

4. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rollkörper (49) zumindest zu einer relativen Drehrich­ tung hin ausgehend von der Grunddrehstellung der beiden Massen (5, 13) auf einem ersten Teil des Relativdrehbereichs der beiden Massen (5, 13) reibschlüssig zwischen den beiden Rollflächen (77, 81) eingespannt ist und auf einem anschließenden zweiten Teil des Relativdrehbereichs mit mindestens einer der Rollflächen (77, 81) in Gleitkontakt steht.

5. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (17) mehrere mit gleichem Winkelabstand voneinander um die Drehachse (9) herum angeordnete Rollkörper (49) umfaßt.

6. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (17) mindestens drei mit gleichem Winkelabstand voneinander um die Drehachse (9) herum angeordnete Rollkörper (49) umfaßt und die Sekundärmasse (13) ausschließlich über die Rollkörper (49) radial an der Primärmasse (5) gelagert ist.

7. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (49) zumindest in der Grunddreh­ stellung der beiden Massen (5, 13) mit einer reibungskupplungsseitigen Anpreßfläche (43) der Sekundärmasse (13) radial überlappt.

8. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (49) zumindest in der Grunddrehstellung der beiden Massen (5, 13) nach radial innen hin über die Anpreßfläche (43) der Sekundärmasse (13) hinausreicht.

9. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rollkörper (49) zumindest in der Grunddrehstellung der beiden Massen (5, 13) nach radial außen hin in den Bereich des Außen­ radius der Anpreßfläche (43) der Sekundärmasse (13) reicht oder darüber hinausreicht.

10. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Abmessung des Rollkörpers (49) in der Grunddrehstellung der beiden Massen (5, 13) zumindest annähernd der radialen Erstreckung der Anpreßfläche (43) der Sekundärmasse (13) ent­ spricht oder größer als diese ist.

11. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (49) zumindest in der Grunddreh­ stellung der beiden Massen (5, 13) die Anpreßfläche (43) der Sekundär­ masse (13) zumindest auf einem Großteil ihrer radialen Erstreckung über­ lappt, vorzugsweise vollständig radial überlappt.

12. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rollkörper (49) zumindest in der Grunddreh­ stellung der beiden Massen (5, 13) nach radial innen hin bis zumindest annähernd zur Mitte des Radius der Primärmasse (5) erstreckt oder darü­ ber hinausragt.

13. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (49) radial außerhalb eines Radialbe­ reichs angeordnet ist, in dem in der Primärmasse (5) mindestens ein Befestigungsloch (11) zur Aufnahme eines der Befestigung der Primär­ masse (5) an der Kurbelwelle (3) dienenden Befestigungsmittels angeord­ net ist.

14. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (49a) zumindest in der Grunddreh­ stellung der beiden Massen (5a, 13a) nach radial innen hin bis in einen Radialbereich oder darüber hinaus reicht, in dem in der Primärmasse (5a) mindestens ein Befestigungsloch (11a) zur Aufnahme eines der Befesti­ gung der Primärmasse (5a) an der Kurbelwelle (3a) dienenden Befesti­ gungsmittels (93a) angeordnet ist.

15. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper in der Grunddrehstellung der beiden Massen in Um­ fangsrichtung um die Drehachse zwischen zwei Befestigungslöchern (11'a) angeordnet ist.

16. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (49a) in der Grunddrehstellung der beiden Massen (5a, 13a) in Umfangsrichtung um die Drehachse (9a) mit einem Befestigungs­ loch (11a) überlappt und eine Durchgangsöffnung zum axialen Durchgang des Befestigungsmittels (93a) aufweist.

17. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere (81) der beiden Rollflächen (77, 81) an der Primärmasse (5) ausgebildet ist und die radial innere Rollfläche (77) an der Sekundärmasse (13) ausgebildet ist.

18. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere (81 b) der beiden Rollflächen (77b, 81b) an der Sekundärmasse (13b) ausgebildet ist und die radial innere Rollfläche (77b) an der Primärmasse (7b) ausgebildet ist.

19. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Rollflächen (77, 81), insbesondere die radial innere Rollfläche (77), im wesentlichen längs eines zur Dreh­ achse (9) konzentrischen Kreises verläuft.

20. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (49) Zylinderform besitzt.

21. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (49) als Federring ausgebildet ist.

22. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum des Federrings (49) mindestens ein zusätzliches Feder­ mittel (85) mit vom Federring (49) verschiedenen Federeigenschaften angeordnet ist.

23. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Federrings (49) mit einem vom Federringmaterial verschiedenen elastischen Material (85) ausgefüllt ist.

24. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollkörper (49) in seiner radialen Richtung win­ kelabhängig unterschiedliche Federeigenschaften besitzt.

25. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Rollkörpers (49) mindestens ein vorrangig der Gewichtserhöhung dienendes Zusatzgewicht angeordnet ist.

26. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß eine (13) der beiden Massen (5, 13) eine zu einer radialen Seite hin offene Aufnahmetasche (57) für den Rollkörper (49) bildet und die andere (5) der beiden Massen (5, 13) die Aufnahmetasche (57) auf deren radial offener Seite axial überlappt.

27. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Masse (5) einen radial abstehenden Flansch (73) aufweist, an welchem eine (81) der Rollflächen (77, 81) ausgebildet ist, und daß die Aufnahmetasche (57) den Flansch (73) axial beidseits umgreift.

28. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aufnahmetasche (57) nach radial außen hin offen ist.

29. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmetasche (57) von zwei in axialem Ab­ stand angeordneten, im wesentlichen radial verlaufenden Seitenwänden (51, 53) und einer die Seitenwände (51, 53) axial verbindenden Boden­ wand (55) begrenzt ist, an welcher eine (77) der Rollflächen (77, 81) ausgebildet ist.

30. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmetasche (57) von der Sekundärmasse (13) gebildet ist, daß die Sekundärmasse (13) eine zur Drehachse (9) zentrische Massescheibe (59) umfaßt, welche auf ihrer der Kurbelwelle (3) axial abgewandten Seite eine Anpreßfläche (43) für Reibbeläge (45) der Reibungskupplung (15) aufweist, und daß die Massescheibe (59) zugleich die Aufnahmetasche (57) axial seitlich begrenzt.

31. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Massen (5b, 13b) eine Aufnahmekammer (97b) für den Rollkörper (49b) bilden, welche von zwei im Abstand von­ einander angeordneten, im wesentlichen radial verlaufenden, je einer der Massen (5b, 13b) zugehörigen Begrenzungswänden (67b, 59b) axial begrenzt ist, und daß die beiden Begrenzungswände (67b, 59b) auf ihren axial einander zugewandten Seiten in radialem Abstand voneinander je einen Axialansatz (101b, 99b) aufweisen, an dem jeweils eine der Roll­ flächen (77b, 81b) ausgebildet ist.

32. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die der Sekundärmasse (13b) zugehörige Begrenzungswand (59b) von einer zur Drehachse (9b) zentrischen Massescheibe (59b) gebildet ist, welche auf ihrer der Kurbelwelle (3b) axial abgewandten Seite eine An­ preßfläche (43b) für Reibbeläge (45b) der Reibungskupplung (15b) auf­ weist.

33. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 30 oder 32, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Primärmasse (5) einen zentrisch zur Drehachse (9) angeordneten, an der Kurbelwelle (3) befestigbaren, im wesentlichen radial verlaufenden Masseteil (67) umfaßt, an den radial außen ein axial von der Kurbelwelle (3) weg verlaufender Massefortsatz (69) anschließt, und daß der Massefortsatz (69) zumindest einen Teil der Massescheibe (59) der Sekundärmasse (13) axial übergreift.

34. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 33 in Verbindung mit Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Massefortsatz (69) der Primärmasse (5) die Aufnahmetasche (57) axial übergreift und an einer Innenumfangs­ fläche (79) die radial äußere Rollfläche (81) bildet.

35. Zwei-Massen-Schwungrad nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an die Massescheibe (59) der Sekundärmasse (13) radial außen ebenfalls ein axial von der Kurbelwelle (3) weg verlaufender Masse­ fortsatz (61) anschließt, welcher welcher axial über die Anpreßfläche (43) hinausreicht und der Befestigung eines Kupplungsgehäuses (35) der Reibungskupplung (15) dient, und daß der Massefortsatz (69) der Primär­ masse (5) auch den Massefortsatz (61) der Sekundärmasse (13) zumin­ dest teilweise axial übergreift.

36. Zwei-Massen-Schwungrad nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (17) Teil eines Torsionsschwin­ gungsdämpfers mit einem viskosen Dämpfmedium ist und der Rollkörper (49) als Verdrängungskörper für das viskose Dämpfmedium dient.