DE19808730C2 - Drehschwingungsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, der insbesondere zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus DE 42 00 174 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer mit zwei sowohl gemeinsam als auch relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse drehbaren Dämpferkomponenten bekannt, von denen eine eine Eingangs­ komponente und die andere eine Ausgangskomponente des Drehschwin­ gungsdämpfers bildet. Die beiden Dämpferkomponenten sind zur Drehkraft­ übertragung mittels einer Mehrzahl von um die Drehachse gleichmäßig verteilten Koppelmassenanordnungen gekoppelt. Eine jede der Koppelmas­ senanordnungen umfaßt ein Pendelgewicht, welches versetzt zu dessen Schwerpunkt um eine zur Drehachse achsparallel versetzte Schwenkachse schwenkbar an einer ersten der beiden Dämpferkomponenten angelenkt ist. Bei drehendem Drehschwingungsdämpfer versucht die auf den Schwerpunkt des Pendelgewichts wirkende Fliehkraft das Pendelgewicht bezüglich der Schwenkachse derart anzuordnen, daß dessen Schwerpunkt, die Schwenk­ achse und die Drehachse in einer Ebene liegen. Mit Abstand zu der Schwenkachse ist an dem Pendelgewicht ein Ende eines langgestreckten und im wesentlichen in Umfangsrichtung orientierten Verbindungsglieds angelenkt, dessen anderes Ende an einer zweiten der beiden Dämpferkom­ ponenten angelenkt ist. Ein im Betrieb zwischen den beiden Dämpferkom­ ponenten zu übertragendes Drehmoment erzeugt eine über das Ver­ bindungsglied auf das Pendelgewicht eingeleitete und in Umfangsrichtung orientierte Drehkraft, die das Pendelgewicht gegen die Wirkung der Fliehkraft um seine Schwenkachse verschwenkt, wobei sich die beiden Dämpferkomponenten relativ zueinander soweit verdrehen, bis sich ein Gleichgewicht zwischen der auf das Pendelgewicht wirkenden Fliehkraft und der über das Verbindungsglied eingeleiteten Drehkraft einstellt.

Zwischen den beiden Dämpferkomponenten auftretende Drehmoment­ schwankungen können dadurch gedämpft werden, daß sich die beiden Dämpferkomponenten aus einer solchen Gleichgewichtsstellung heraus relativ zueinander verdrehen, wobei das Pendelgewicht um die Schwenk­ achse beschleunigt wird und mit seinem Trägheitsmoment bezüglich der Schwenkachse dieser Beschleunigung eine Trägheitskraft entgegensetzt, die die Verdrehung der beiden Dämpferkomponenten relativ zueinander verzögert und dem Drehschwingungsdämpfer eine notwendige Steifigkeit gibt.

Die Drehschwingungsdämpfungseigenschaften sind bei diesem bekannten Drehschwingungsdämpfer im wesentlichen bestimmt durch die Masse des Pendelgewichts, die Länge des Verbindungsglieds, die Abstände zwischen der Schwenkachse und dem Schwerpunkt des Pendelgewichts, zwischen dem Verbindungspunkt von Pendelgewicht und Verbindungsglied und der Schwenkachse sowie zwischen der Drehachse und der Schwenkachse. Es bestehen hierbei zwar Möglichkeiten, diese Masse und diese Abstände zu variieren, jedoch sind die Möglichkeiten, bei gegebener Drehgeschwindigkeit die prinzipielle Abhängigkeit des übertragenen Drehmoments in Abhängigkeit von der relativen Verdrehung der beiden Dämpferkomponenten an einen gewünschten Verlauf anzupassen, begrenzt.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschwingungs­ dämpfer anzugeben, bei dem die Drehschwingungsdämpfungseigenschaften besser einstellbar sind.

Die Erfindung geht dabei aus von einem Drehschwingungsdämpfer mit zwei sowohl gemeinsam als auch relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse drehbaren Dämpferkomponenten, die zur Drehkraftübertragung mittels wenigstens einer Koppelmassenanordnung gekoppelt sind und von denen eine eine Eingangskomponente und die andere eine Ausgangskom­ ponente des Drehschwingungsdämpfers bildet. Die wenigstens eine Koppelmassenanordnung ist um eine zum Schwerpunkt der Koppelmassen­ anordnung und zur Drehachse im wesentlichen achsparallel versetzte Schwenkachse schwenkbar an einer ersten der beiden Dämpferkompo­ nenten angelenkt. Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß eine der beiden Dämpferkomponenten zur Drehkraftübertragung auf die Koppelmassenanordnung zwei mit Abstand in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse voneinander angeordnete und einander zugewandte Anlageflächenbereiche aufweist und daß die Koppelmassenanordnung zur Drehkraftübertragung auf die zweite Dämpferkomponente zwei Teilkoppel­ massen mit jeweils einem von ihrer Schwenkachse entfernten Gegen­ anlagebereich zur Anlage an wenigstens einem der beiden Anlageflächenbe­ reiche umfaßt, wobei der Abstand der beiden Gegenanlagebereiche in Umfangsrichtung bezüglich der Schwenkachse änderbar ist.

Ist im Betrieb zwischen den beiden Dämpferkomponenten kein Drehmoment zu übertragen, so wird die Koppelmassenanordnung durch die auf diese wirkende Fliehkraft bezüglich der Schwenkachse derart angeordnet, daß der Schwerpunkt der Koppelmassenanordnung, die Schwenkachse und die Drehachse im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind. Unter einem zu übertragenden Drehmoment versuchen sich die beiden Dämpferkom­ ponenten relativ zueinander zu verdrehen, wobei spätestens dann wenig­ stens einer der Gegenanlagebereiche zur Anlage an einen Anlageflächenbe­ reich der zweiten Dämpferkomponente gelangt. Durch die von dem Anlageflächenbereich auf den Gegenanlagebereich übertragene in Umfangs­ richtung wirkende Drehkraft wird einerseits der Schwerpunkt der Koppel­ massenanordnung um die Schwenkachse verschwenkt, und es kann sich andererseits der Abstand zwischen den beiden Gegenanlagenbereichen ändern, wodurch in beiden Fällen eine Verdrehung der beiden Dämpferkom­ ponenten relativ zueinander und damit eine Entkopplung der beiden Dämpferkomponenten voneinander im Hinblick auf Drehschwingungen ermöglicht ist. Ferner werden bei dieser Verschwenkung die Koppelmassen­ anordnung und bei der Abstandsänderung wenigstens eine der Teilkoppel­ massen beschleunigt, was der Verdrehung der beiden Dämpferkomponenten relativ zueinander eine Trägheitskraft entgegenwirken läßt.

Bevorzugterweise ist eine jede der beiden Teilkoppelmassen um eine bezüglich der Schwenkachse radial innerhalb ihres Gegenanlagebereichs angeordnete und zur Schwenkachse parallele Teilkoppelmassenschwenk­ achse schwenkbar. Hierdurch ist eine einfache Möglichkeit gegeben, die Teilkoppelmassen in die Koppelmassenanordnung zu integrieren und die Abstandsänderung der Gegenanlagebereiche zu ermöglichen.

Bei der schwenkbaren Anordnung der Teilkoppelmassen an der Koppelmas­ senanordnung wiederum ist bevorzugt, daß die beiden Teilkoppelmassen eine gemeinsame Teilkoppefmassenschwenkachse aufweisen. Andererseits ist es auch möglich, daß eine und insbesondere jede der Teilkoppelmassen­ schwenkachsen gleichachsig zu der Schwenkachse der Koppelmassenanord­ nung bezüglich der ersten Dämpferkomponente angeordnet ist.

Bevorzugterweise sind die Teilkoppelmassen von einer sich zu dem von der Schwenkachse entfernten Gegenanlagebereichen hin erstreckenden langgestreckten Gestalt, wodurch die Ausdehnung der Koppelmassenanord­ nung in Umfangsrichtung bezüglich der Schwenkachse dann weitgehend reduzierbar ist, wenn der Abstand zwischen den beiden Gegenanlagenberei­ chen einen geringen Wert aufweist.

Es ist ferner eine Ausgestaltung bevorzugt, bei der an der Teilkoppelmasse eine Ergänzungsmasse derart angebracht ist, daß sich, gesehen in Projektion auf eine quer zur Drehachse orientierte Ebene, eine Gerade, die die Teilkoppelmassenschwenkachse und den Schwerpunkt der Schwenkachse verbindet, unter einem Winkel zu einer Geraden erstreckt, die die Teilkoppel­ massenschwenkachse und den Gegenanlagebereich verbindet. Hierdurch ist eine Möglichkeit gegeben, die im Betrieb auf den Schwerpunkt der Ergänzungsmasse wirkende Fliehkraft als Drehmoment auf die Teilkoppel­ masse zu übertragen und damit, je nach Orientierung der Teilkoppelmasse zur Drehachse, deren Andruckkraft an einen der Anlageflächenbereiche zu beeinflussen.

Weiterhin ist bevorzugt, daß eine und insbesondere jede der Teilkoppelmas­ sen zur Anlage an jeweils nur einem der beiden Anlageflächenbereiche bestimmt ist und damit zur Anlage an diesen Anlageflächenbereich optimierbar ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, daß die beiden Teilkoppelmassen zur Anlage an jeweils verschiedenen der beiden An­ lageflächenbereiche bestimmt sind.

Hierbei ist weiterhin bevorzugt, daß der Gegenanlagebereich als ein flächiger Bereich ausgebildet ist, der sich von einem von der Schwenkachse entfernten Bereich der Teilkoppelmasse zu der Schwenkachse hin erstreckt. Hierdurch kann eine flächige und verschleißmindernde Anlage des Gegen­ anlagebereichs an dem Anlageflächenbereich vorgesehen werden. Ins­ besondere weist hierbei der Gegenanlageflächenbereich, gesehen in einer quer zur Drehachse verlaufenden Ebene, einen konvexen Oberflächenverlauf auf, wodurch der Anlageflächenbereich und der Gegenanlageflächenbereich sich unter verminderter Reibung, insbesondere rollend, aneinander bewegen können.

Um zu vermeiden, daß die Gegenanlagebereiche, die zur Anlage an nur einem der Anlageflächenbereiche bestimmt sind, zur Anlage an dem anderen Anlageflächenbereich gelangen, ist an einer der Teilkoppelmassen ein Drehanschlag zur Anlage an einem entsprechenden Gegenanschlag an der anderen Teilkoppelmasse vorgesehen.

Dieser Drehanschlag oder/und der entsprechende Gegenanschlag weist bevorzugterweise zur Anschlagsdämpfung ein elastisches Element auf.

Bevorzugterweise ist eine Federeinrichtung vorgesehen, die die beiden Gegenanlagebereiche in Umfangsrichtung um die Schwenkachse vonein­ ander weg spreizt. Hierdurch kann die Kraft erhöht werden, mit der die Gegenanlagebereiche im Betrieb an die Anlageflächenbereiche angedrückt werden, es kann ein Geräusch gedämpft werden, das bei einem Anschlagen des Anlageflächenbereichs gegen die Teilkoppelmasse entsteht, und es kann die Teilkoppelmasse auch gegen die Wirkung einer im Betrieb auf diese einwirkenden Fliehkraft in einer gewünschten Stellung bezüglich der restlichen Koppelmassenanordnung gehalten werden.

Die Federeinrichtung kann sich hierbei bevorzugterweise zwischen den beiden Teilkoppelmassen abstützen, wobei eine von der Schwenkstellung der Koppelmassenanordnung bezüglich der ersten Dämpferkomponente unabhängige Spreizung der Gegenanlagebereiche voneinander weg ermöglicht ist.

Alternativ kann sich die Federeinrichtung, was ebenfalls bevorzugt ist, einerseits an der Teilkoppelmasse und andererseits an einem an der ersten Dämpferkomponente angebrachten Widerlager abstützen. Hierdurch wird eine von der Schwenkstellung der Koppelmassenanordnung bezüglich der ersten Dämpferkomponente abhängige Spreizkraft auf die einzelnen Teilkoppelmassen ausgeübt.

Im Zusammenhang mit den durch Federkraft voneinander weg gespreizten Gegenanlagebereichen sind die Anlageflächenbereiche an der zweiten Dämpferkomponente bevorzugterweise derart angeordnet, daß die Federeinrichtung den ersten oder/und den zweiten Gegenanlagebereich gegen einen der Anlageflächenbereiche drückt. Insbesondere ist dies für die Drehstellung vorgesehen, in der ein Schwerpunkt der Koppelmassenanord­ nung, deren Schwenkachse und die Drehachse im wesentlichen in einer Ebene liegen. Dies ist eine Stellung, die bei der Übertragung geringer Drehmomente und insbesondere im Leerlauf eingenommen wird und bei der häufig Lastwechsel auftreten. Da in diesen Situationen die Gegenanlagebe­ reiche bereits gegen die Anlageflächenbereiche vorgespannt sind, wird ein häufiges Anschlagen dieser Bereiche aneinander und damit eine Geräusch­ entwicklung vermieden.

Bevorzugterweise erstreckt sich einer oder insbesondere jeder der An­ lageflächenbereiche ausgehend von seinem radial inneren Endbereich nach radial außen und in Umfangsrichtung hin zu dem jeweils anderen An­ lageflächenbereich. Hierdurch wird bei zunehmender Verdrehung der beiden Dämpferkomponenten relativ zueinander die Koppelmassenanordnung auch aus der Stellung, in der ihr Schwerpunkt radial zu ihrer Schwenkachse orientiert ist, zunehmend in eine in Umfangsrichtung orientierte Stellung ausgelenkt, was über die Wirkung der Fliehkraft auf die Koppelmassen­ anordnung einer weiteren Verdrehung der beiden Dämpferkomponenten relativ zueinander eine zunehmende Kraft entgegensetzt.

Hierbei weist einer und insbesondere jeder der Anlageflächenbereiche eine nach radial außen kontinuierlich abnehmende Neigung zur Umfangsrichtung auf, was einem konkaven Oberflächenverlauf des Anlageflächenbereichs entspricht und insbesondere in Verbindung mit dem konvexen Verlauf des Gegenanlageflächenbereichs eine reibungsverminderte Bewegung der Koppelmassenanordnung an den Anlageflächenbereichen erlaubt.

Hierbei können die beiden Anlageflächenbereiche auch in Bezug auf eine zwischen ihnen verlaufende und die Drehachse enthaltende Ebene unsymmetrisch zueinander ausgebildet sein, so daß einer von ihnen bei einem jeden Radius bezüglich der Drehachse eine kleinere Neigung aufweist als der andere bei diesem Radius. Dies gibt die Möglichkeit, für verschiedene Richtungen des zu übertragenden Drehmoments, d. h. beispielsweise für Zug- und für Schubbetrieb des Drehschwingungsdämpfers, verschiedene Drehschwingungsdämpfungseigenschaften vorzusehen.

Ein runder Lauf des Drehschwingungsdämpfers kann bevorzugterweise dadurch erzielt werden, daß eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Drehachse verteilt angeordneten Koppelmassenanordnungen vorgesehen ist.

Ferner ist es in dieser Hinsicht bevorzugt, daß die erste Dämpferkomponente mittels eines Drehlagers, insbesondere eines Gleitlagers, drehbar an der zweiten Dämpferkomponente gelagert ist.

Eine bevorzugte Anwendung findet der Drehschwingungsdämpfer als Zwei- Massen-Schwungrad einer Reibungskupplung, wobei die eine der beiden Dämpferkomponenten als eine mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftma­ schine verbindbare erste Schwungmassenanordnung ausgebildet ist und die andere der beiden Komponenten als eine eine Kupplungsreibfläche umfassende zweite Schwungmassenanordnung ausgebildet ist.

In Verbindung mit der Lagerung mittels Drehlager der beiden Dämpferkom­ ponenten aneinander ist hierbei wiederum bevorzugt, daß die zweite Schwungmassenanordnung die erste Schwungmassenanordnung im Bereich des Drehlagers radial innen umgreift.

Alternativ hierzu findet der Drehschwingungsdämpfer einen ebenfalls bevorzugten Einsatz im Drehkraftübertragungsweg eines Drehmomentwand­ lers.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläuter. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen als Zwei-Massen-Schwungrad einer Reibungskupplung ausgebildeten erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer im teilweisen Schnitt entlang seiner Drehachse,

Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt des Drehschwingungsdämpfers der Fig. 1 entlang einer in dieser dargestellten Linie II-II,

Fig. 3, 4 Koppelmassenanordnungen von Varianten des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Drehschwingungsdämpfers und

Fig. 5 einen schematischen Aufbau eines Drehmomentwandlers mit einem in dessen Drehübertragungsweg vorgesehenen erfin­ dungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen um eine Drehachse 1 drehbaren Dreh­ schwingungsdämpfer 3, der als Zwei-Massen-Schwungrad einer Reibungs­ kupplung eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Der Drehschwingungs­ dämpfer 3 umfaßt eine mit einer Kurbelwelle 5 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs verbundene und mit einem Anlasserzahnkranz 7 versehene Eingangsschwungmasse 9 sowie eine auf einer der Kurbelwelle 5 axial abgewandten Seite mit einer Kupplungsreib­ fläche 11 versehene Ausgangsschwungmasse 13. Die beiden Schwungmas­ sen 9, 13 sind mittels eines Gleitlagers 15 bezüglich der Drehachse 1 drehbar aneinander gelagert und mittels einer Koppelmassenanordnung 17 zur Drehkraftübertragung aneinander gekoppelt. Das Gleitlager 15 ist dabei axial zwischen einem radial außen liegenden Axialfortsatz 19 der Eingangs­ schwungmasse 9 und einem radial innen liegenden Axialfortsatz 21 der Ausgangsschwungmasse 13 angeordnet.

In einer Ausnehmung 23 eines radial verlaufenden Scheibenteils 25 der Eingangsschwungmasse 9 ist ein parallel zu der Drehachse 1 ausgerichteter und axial zu der Ausgangsschwungmasse 13 vorstehender Lagerzapfen 27 eingesetzt, an welchem die Koppelmassenanordnung 17 um eine zur Drehachse 1 parallele Schwenkachse 29 schwenkbar gelagert ist. Die Koppelmassenanordnung 17 umfaßt zwei relativ zueinander verschwenkbare Teilkoppelmassen 31 und 33, welche beide ebenfalls an dem Lagerzapfen 27 gelagert sind, so daß auch die Teilkoppelmassen 31, 33 um die Schwenkachse 29 verschwenkbar sind. Jede der Teilkoppelmassen 31, 33 weist eine Schwenklagerhülse 35 bzw. 37 auf, welche beide von dem Lagerzapfen 27 durchsetzt sind und auf diesem axial nebeneinander angeordnet sind. Hierbei ist die Schwenklagerhülse 35 zwischen dem Scheibenteil 25 und der anderen Schwenklagerhülse 37 angeordnet und die Schwenklagerhülse 37 ist zwischen der Schwenklagerhülse 35 und einem radial orientierten Scheibenteil 39 der Ausgangsschwungmasse 13 angeordnet. Die beiden Teilkoppelmassen 31, 33 sind zueinander im wesentlichen spiegelsymmetrisch aufgebaut, wobei sich vom Außenumfang der Schwenklagerhülse 35 ein Stababschnitt 41 weg erstreckt, der hierbei in der Darstellung der Fig. 2 eine Krümmung nach rechts aufweist. Entsprechend erstreckt sich von dem Außenumfang der Schwenklagerhülse 37 ein Stababschnitt 43 unter Linkskrümmung weg. Die Stababschnitte 41 und 43 weisen von der Schwenkachse 29 entfernte Enden 45 bzw. 47 auf, welche, betrachtet in Projektion auf eine quer zur Drehachse orientierte Ebene, verrundet sind.

Mit diesen verrundeten Enden 45, 47 liegen die Teilkoppelmassen 31, 33 an einer parallel zu der Drehachse 1 orientierten und sich um die Drehachse 1 herum erstreckenden und zu dieser hin weisenden Oberfläche 51 der Ausgangsschwungmasse 13 an. Die Oberfläche 51 weist, in einer durch einen Pfeil 67 gekennzeichneten Umfangsrichtung betrachtet, einen von radial innen nach radial außen sich erstreckenden Anlageflächenbereich 53 auf, an dem das Ende 45 der einen Teilkoppelmasse 31 anliegt. Der Anlageflächenbereich 53 geht an seinem radial äußersten Ende über in einen nach radial einwärts verlaufenden Anlageflächenbereich 55, an dem das Ende 47 der anderen Teilkoppelmasse 33 anliegt.

Die Enden 45, 47 werden mittels einer Federeinrichtung 57 an die Anlageflächenbereiche 53 bzw. 55 gedrückt. Die Federeinrichtung 57 umfaßt zwei Schraubenfedern 59, 61, wobei sich die Schraubenfeder 59 mit ihrem einen Ende an einem mit der Eingangsschwungmasse 9 ver­ bundenen Widerlager 63 abstützt. Dieses Widerlager 63 ist durch einen an dem radial verlaufenden Scheibenteil 25 der Eingangsschwungmasse 9 angebrachten Vorsprung gebildet, der sich zwischen den beiden Stab­ abschnitten 41, 43 der Teilkoppelmassen 31, 33 in Richtung zu dem Scheibenteil 39 der Ausgangsschwungmasse 13 erstreckt. Mit ihrem anderen Ende stützt sich die Schraubenfeder 59 an dem Stababschnitt 41 der Teilkoppelmasse 31 ab und belastet ihn in eine Richtung weg von der anderen Teilkoppelmasse 33. Entsprechend stützt sich die andere Schrau­ benfeder 41 einerseits an dem Widerlager 63 und andererseits an dem Stababschnitt 43 der anderen Teilkoppelmasse 33 ab, um diese in eine Richtung weg von der Teilkoppelmasse 31 zu belasten.

Die Teilkoppelmasse 31 weist einen in etwa zwischen ihrem Endbereich 45 und ihrer Schwenkachse 29 angeordneten Schwerpunkt 51 auf, und die Teilkoppelmasse 33 weist einen in etwa zwischen ihrem Endbereich 47 und der Schwenkachse 29 liegenden Schwerpunkt 52 auf. Da die Teilkoppel­ massen 31, 33 zusammen nahezu die Gesamtmasse der Koppelmassen­ anordnung 17 bilden, liegt der Schwerpunkt der Koppelmassenanordnung 17 in etwa in der Mitte einer Verbindungsgeraden zwischen den Schwer­ punkten S1, S2 der Teilkoppelmassen 31, 33 und ist in der Fig. 2 mit S bezeichnet.

Wenn im Betrieb des Drehschwingungsdämpfers 3 kein Drehmoment zwischen der Eingangsschwungmasse 9 und der Ausgangsschwungmasse 13 übertragen wird, orientiert die an dem Schwerpunkt S der Koppelmas­ senanordnung 17 auf diese angreifende Fliehkraft diesen Schwerpunkt S derart, daß er möglichst weit von der Schwenkachse 29 entfernt ist. Dies ist dann der Fall, wenn der Schwerpunkt S. die Schwenkachse 29 und die Drehachse 1 in einer Ebene 65 liegen, wobei genau diese Stellung in der Fig. 2 dargestellt ist.

Bei Übertragung eines Drehmoments zwischen den Schwungmassen 9, 13 wird beispielsweise die Ausgangsschwungmasse 13 in eine Richtung des mit 67 gekennzeichneten Pfeils bezüglich der Eingangsschwungmasse 9 verdreht. Hierbei werden die Enden 45, 47 der Koppelmassenanordnung 17 durch die Anlageflächenbereiche 53, 55 mitgenommen, so daß die Koppelmassenanordnung 17 um die Schwenkachse 29 in Richtung eines mit 69 bezeichneten Pfeils verschwenkt wird. Hierdurch wird gleichzeitig der Schwerpunkt S der Koppelmassenanordnung 17 bezüglich der Drehachse 1 nach radial innen verlagert und die an diesem Schwerpunkt S angreifende Fliehkraftwirkung führt dazu, daß diese Fliehkraftwirkung über die Feder 59 auf das Ende 45 der Teilkoppelmasse 31 übertragen wird und dort zu einer in Umfangsrichtung entgegengesetzt zu dem Pfeil 67 gerichtete Kraft auf den Anlageflächenbereich 53 führt und dadurch einer weiteren Verdrehung der Ausgangsschwungmasse 13 bezüglich der Eingangsschwungmasse 9 entgegenwirkt, so daß sich bei gleichförmigem zu übertragenden Drehmo­ ment ein Gleichgewicht einstellt.

Treten nun Schwankungen des zu übertragenden Drehmoments auf, so werden die Schwungmassen 9, 13 um diese Gleichgewichtsstellung hin- und her verdreht, wobei gleichfalls die Koppelmassenanordnung 17 um die Schwenkachse 29 hin- und her verschwenkt wird. Eine derartige Hin- und Herverschwenkung der Koppelmassenanordnung 17 wird gebremst durch das Trägheitsmoment der Koppelmassenanordnung 17 bezüglich der Schwenkachse 29, was somit auch die Hin- und Herbewegung der Schwungmassen 9, 13 relativ zueinander bremst und damit dem Dreh­ schwingungsdämpfer eine erforderliche Steifigkeit verleiht.

Die Krümmung der Stababschnitte 41, 43 der Teilkoppelmassen 31, 33 ist dabei so gewählt, daß deren Außenflächen 71, 73 konvex gekrümmt sind. Diese Außenflächen 71, 73 treten bei genügend großer Verschwenkung der Schwungmassenanordnung 17 um die Schwenkachse 29 ebenfalls mit den Anlageflächenbereichen 53, 55 in Kontakt und rollen auf diesen ab. Hierbei kann es auch passieren, daß beispielsweise bei einer Verdrehung der Ausgangsschwungmasse 13 bezüglich der Eingangsschwungmasse 9 in Richtung des Pfeils 67 die Teilkoppelmasse 33 und deren Ende 47 den Kontakt zu dem Anlageflächenbereich 55 verliert. Die Länge der Schrauben­ feder 61 in ihrem dann entspannten Zustand begrenzt hierbei jedoch den Winkel, um den die Teilkoppelmasse 33 sich von der anderen Teilkoppel­ masse 31 entfernen kann, so daß bei einer rückkehrenden Verdrehung der Ausgangsschwungmasse 13 bezüglich der Eingangsschwungmasse 9 das Ende 47 der Teilkoppelmasse 33 wieder ordnungsgemäß zur Anlage an den Anlageflächenbereich 55 gelangt.

Erstreckt sich der Anlageflächenbereich 53, 55 bis zu einem Abstand von der Drehachse nach radial innen, welcher dem Abstand der Schwenkachse von der Drehachse entspricht, so wird durch die dort statt findende Anlage des Anlageflächenbereichs an dem entsprechenden Gegenanlageflächenbe­ reich der Koppelmassenanordnung 17 kein Schwenkmoment auf die Koppelmassenanordnung 17 erzeugt, so daß diese nicht nur nicht weiter verschwenkt wird sondern auch eine weitere Verdrehung der Schwungmas­ sen relativ zueinander blockiert und somit einen Endanschlag des Ver­ drehwegs der beiden Schwungmassen bildet.

Über seinen gesamten Verlauf von radial innen nach radial außen weist der Anlageflächenbereich 53 bei jedem gegebenen Abstand zur Drehachse 1 eine größere Neigung α auf als der Anlageflächenbereich 55 bei diesem Abstand zur Drehachse 1. Die Neigung des Anlageflächenbereichs 55 zur Umfangsrichtung ist in der Fig. 2 mit β bezeichnet. Hierdurch wird die Koppelmassenanordnung 17 bei einer Verdrehung der Ausgangsschwung­ masse 13 bezüglich der Eingangsschwungmasse 9 in Richtung des Pfeils 67 um ein größeres Ausmaß um die Schwenkachse 29 verschwenkt als bei einer relativen Verdrehung der Schwungmassen 9, 13 in die dem Pfeil 67 entgegengesetzte Richtung. Dies gibt die Möglichkeit, für verschiedene Lastrichtungen, beispielsweise für Schub- und Zugbetrieb, verschiedene Drehschwingungsdämpfungseigenschaften vorzusehen.

Da im Betrieb die Fliehkräfte auf die Teilkoppelmassen 31, 33 an deren Schwerpunkten S1 bzw. S2 angreifen und diese Schwerpunkte S1, S2 neben der durch die Schwenkachse 29 und die Drehachse 1 verlaufenden Geraden angeordnet sind, versuchen diese Fliehkräfte, die Teilkoppelmassen 31, 33 so lange aufeinander zu zu bewegen, bis sie mit ihren Enden 45, 47 aneinanderstoßen. Hierzu weist die Teilkoppelmasse 31 an ihrem Ende 45 einen axial zu der Ausgangsschwungmasse 13 vorspringenden Anschlag 75 auf, an den das Ende 47 der anderen Teilkoppelmasse anschlagen kann. Dieser die Enden 45, 47 aufeinander zu belastenden Wirkung der Fliehkräfte steht die Wirkung der Schraubenfedern 59, 61 entgegen, welche ver­ suchen, die Enden 45, 47 auf Abstand voneinander zu halten. Insbesondere bei höheren Drehzahlen mit entsprechend starken Fliehkräften kann es jedoch vorkommen, daß die Schraubenfedern 59, 61 komprimiert werden und die Enden 45, 47 nicht mehr an beiden Anlageflächenbereichen 53, 55 anliegen, was dem Drehschwingungsdämpfer ein gewisses Leerspiel verleiht.

Im folgenden werden Varianten des in Fig. 1 und 2 dargestellten Dreh­ schwingungsdämpfers erläutert. Hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktion einander entsprechende Komponenten sind mit den Bezugszahlen aus den Fig. 1 und 2 bezeichnet, jedoch zur Unterscheidung mit einem Buchstaben versehen. Zur Erläuterung wird auf die gesamte vorangehende Beschreibung Bezug genommen.

Fig. 3 zeigt eine Koppelmassenanordnung 17a einer Variante des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Drehschwingungsdämpfers. Diese Koppelmassen­ anordnung 17a ist ebenfalls um eine Schwenkachse 29a schwenkbar an einer Eingangsschwungmasse angelenkt und umfaßt zwei ebenfalls um diese Schwenkachse 29a relativ zueinander schwenkbare Teilkoppelmassen 31a, 33a, wobei die Teilkoppelmasse 31a an ihrem von der Schwenkachse entfernten Ende 45a einen Anschlag 75a aufweist, der mit einem Elastomer­ körper 78 versehen ist. Ein an dem Ende 47a der anderen Teilkoppelmasse 33a vorgesehner weiterer Elastomerkörper 78 wirkt als Gegenanschlag hierzu, um ein Aneinanderschlagen der Enden 45a und 47a dämpfen. Die beiden Enden 45a, 47a der Teilkoppelmassen 31a, 33a werden mittels einer einzigen Schraubenfeder 57a auf Abstand gehalten, welche sich an Stababschnitten 41a, 43a der Teilkoppelmassen 31a, 33a abstützt.

Die Wirkung dieser Koppelmassenanordnung 17a ist der Wirkung der in der Fig. 2 dargestellten Koppelmassenanordnung ähnlich, sie unterscheidet sich im wesentlichen darin, daß die die Teilkoppelmassen 31a, 33a voneinander weg spreizende Federeinrichtung sich nicht an einem fest an der Eingangs­ schwungmasse angebrachten Widerlager abstützt, sondern durch eine durchgehende zwischen den beiden Stababschnitten 41a, 43a sich erstreckende Schraubenfeder 57a gebildet ist.

Eine in Fig. 4 dargestellte Koppelmassenanordnung 17b einer Variante des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Drehschwingungsdämpfers umfaßt wiederum zwei um eine Schwenkachse 29b schwenkbare Teilkoppelmassen 31b und 33b, wobei das Aneinanderschlagen von deren Enden 45b, 47b durch Elastomerkörper 78b gedämpft ist.

Die Koppelmassenanordnung 17b weist keine Federeinrichtung auf, die die beiden Teilkoppelmassen 31b, 33b voneinander weg spreizt. Alternativ hierzu ist an dem Außenumfang einer Schwenklagerhülse 37b der Teilkop­ pelmasse 33b eine Ergänzungsmasse 81 vorgesehen, welche sich von einer Schwenkachse 29b weg erstreckt. Die Richtung, in der sich diese Ergän­ zungsmasse 81 von der Schwenklagerhülse 37b weg erstreckt, d. h. die Richtung einer Geraden zwischen einem Schwerpunkt 53 der Ergänzungs­ masse 81 und der Schwenkachse 29b, weist einen Winkel γ zu einer den Endbereich 47b der Teilkoppelmasse 33b und die Schwenkachse 29b verbindenden Geraden auf.

Im Falle der Drehung der Koppelmassenanordnung 17b um die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers erzeugt die an dem Schwerpunkt 53 der Ergänzungsmasse 81 angreifende Fliehkraft ein Drehmoment um die Schwenkachse 29b auf die Teilkoppelmasse 33b, welches dem durch die an dem Schwerpunkt 52 der Teilkoppelmasse 33b entgegengesetzt ist. Dieses Drehmoment erzeugt eine durch einen Pfeil 83 gekennzeichnete Kraft des Endes 47b der Teilkoppelmasse 33b gegen einen in der Fig. 4 nur in einem kleinen Ausschnitt dargestellten Anlageflächenbereich 55b der Ausgangsschwungmasse. Somit unterstützt die auf die Ergänzungsmasse 81 einwirkende Fliehkraft die Anlage des Endes 47b der Teilkoppelmasse 33b an dem Anlageflächenbereich 55b. Durch Variieren des Winkels γ kann dabei auch die das Ende 47b gegen den Anlageflächenbereich 55b drückenden Kraft in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Verschwenkung der Koppelmassenanordnung 17b um die Schwenkachse 29b variiert werden.

In Fig. 5 ist schematisch ein Drehmomentwandler 91 dargestellt, der ein mit einer Kurbelwelle 5c verbundenes Wandlergehäuse 93 mit einer Pumpenrad­ schale 95 umfaßt, welches drehfest mit einer Mehrzahl von im Inneren des Wandlergehäuses 93 angeordneten Pumpenradschaufeln 97 verbunden ist. Im Inneren des Wandlergehäuses 93 ist ferner ein Leitrad 99 sowie eine Turbinenradnabe 101 angeordnet, die drehfest eine Mehrzahl Turbinenrad­ schaufeln 103 trägt. Die Turbinenradnabe 101 ist drehfest mit einer Abtriebswelle 107 des Drehmomentwandlers 91 verbunden. Mit der Turbinenradnabe 101 ist ferner eine erste Dämpferkomponente 9c eines nur schematisch dargestellten Drehschwingungsdämpfers 3c drehfest ver­ bunden. Eine mit dieser ersten Dämpferkomponente 9c zur Übertragung von Drehkräften gekoppelte zweite Dämpferkomponente 13c des Drehschwin­ gungsdämpfers 3c kann mittels einer Überbrückungskupplung 105 des Drehmomentwandlers 91 an das Wandlergehäuse 93 gekoppelt werden. Der dargestellte Drehschwingungsdämpfer 3c ist somit bei eingekuppelter Überbrückungskupplung 105 wirksam und dämpft dann zwischen der Kurbelwelle 5c und der Abtriebswelle 107 auftretende Drehschwingungen.

Neben der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Anbringung der Teilkoppelmas­ sen an der Koppelmassenanordnung mittels Schwenklagern sind auch andere Ausführungen möglich. So ist es beispielsweise denkbar, daß die Schwenkachse der Teilkoppelmassen nicht mit der Schwenkachse der Koppelmassenanordnung bezüglich der ersten Dämpferkomponente zusammenfällt und die beiden Teilkoppelmassen sogar voneinander verschiedene eigene Schwenkachsen aufweisen.

Ferner ist es denkbar, daß die Teilkoppelmassen nicht schwenkbar an der Koppelmassenanordnung angelenkt sind, sondern beispielsweise an dieser derart verschiebbar sind, daß der Abstand ihrer von der Schwenkachse der Koppelmassenanordnung entfernten Enden veränderbar ist.

Weiterhin können die Teilkoppelmassen auch fest miteinander bzw. mit der restlichen Koppelmassenanordnung verbunden sein, wobei jedoch diese feste Verbindung derart ausgestaltet ist, daß sie nicht starr ist, sondern eine elastische Änderung des Abstands der Enden der Teilkoppelmassen voneinander erlaubt. In diesem Fall ist es die elastische Wirkung der Teilkoppelmassen selbst, welche die Teilkoppelmassen voneinander weg belastet und eine separate Federeinrichtung somit überflüssig macht.

Anstatt der Verwendung der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Schraubenfe­ dern als die Enden der Teilkoppelmassen voneinander weg spreizende Federeinrichtung ist auch der Einsatz alternativer Federarten wie beispiels­ weise von Blattfedern denkbar.

Ferner ist es denkbar, daß beide Teilkoppelmassen eine Ergänzungsmasse der in der Fig. 4 dargestellten Art aufweisen und daß ferner zusätzlich zu einer Ergänzungsmasse an einer oder an beiden Teilkoppelmassen auch eine die Enden der Teilkoppelmassen voneinander weg spreizende Feder­ einrichtung vorgesehen ist.

Neben der in Fig. 5 dargestellten Anordnung des Drehschwingungsdämpfers zwischen der Überbrückungskupplung und der Abtriebswelle des Drehmo­ mentwandlers ist es auch möglich, den Drehschwingungsdämpfer zwischen anderen relativ zueinander verdrehbaren Komponenten des Drehmoment­ wandlers anzuordnen, wie beispielsweise zwischen dem Wandlergehäuse und der Überbrückungskupplung, zwischen der Turbinenradnabe und der Abtriebswelle, zwischen der Turbinenradnabe und den Turbinenradschaufeln oder zwischen dem Wandlergehäuse und der Pumpenradschale.

Claims (23)

1. Drehschwingungsdämpfer, insbesondere zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines durch eine Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend zwei sowohl gemeinsam als auch relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse (1) drehbare Dämpfer­ komponenten (9, 13), die zur Drehkraftübertragung mittels wenig­ stens einer Koppelmassenanordnung (17) gekoppelt sind und von denen eine eine Eingangskomponente (9) und die andere eine Ausgangskomponente (13) des Drehschwingungsdämpfers (3) bildet, wobei die Koppelmassenanordnung (17) um eine zum Schwerpunkt (S) der Koppelmassenanordnung (17) und zur Drehachse (1) im wesentlichen achsparallel versetzte Schwenkachse (29) schwenkbar an einer ersten (9) der beiden Dämpferkomponenten (9, 13) ange­ lenkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Dämpferkomponenten (9, 13) zur Drehkraftübertragung auf die Koppelmassenanordnung (17) zwei mit Abstand in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse (1) vonein­ ander angeordnete und einander zugewandte Anlageflächenbereiche (53, 55) aufweist und daß die Koppelmassenanordnung (17) zur Drehkraftübertragung auf die zweite Dämpferkomponente (13) zwei Teilkoppelmassen (31, 33) mit jeweils einem von ihrer Schwenkachse (29) entfernten Gegenanlagebereich (45, 47) zur Anlage an wenig­ stens einem der beiden Anlageflächenbereiche (53, 55) umfaßt, wobei der Abstand (A) der beiden Gegenanlagebereiche (45, 47) in Umfangsrichtung bezüglich der Schwenkachse (29) änderbar ist.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine jede der beiden Teilkoppelmassen (31, 33) um eine bezüglich der Schwenkachse (29) radial innerhalb ihres Gegen­ anlagebereichs (45, 47) angeordnete und zur Schwenkachse (29) parallele Teilkoppelmassenschwenkachse (29) schwenkbar ist.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Teilkoppelmassen (31, 33) eine gemeinsame Teilkoppelmassenschwenkachse (29) aufweisen.

4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine, insbesondere jede Teilkoppelmassenschwen­ kachse (29) zu der Schwenkachse (29) gleichachsig angeordnet ist.

5. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Teilkoppelmassen (31, 33) eine im wesentlichen zwischen der Schwenkachse (29) und dem Gegenanlagebereich (45, 47) sich erstreckende langgestreckte Gestalt aufweist.

6. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an mindestens einer der Teilkoppelmassen (33b) eine Ergänzungsmasse (81) derart angebracht ist, daß sich - gesehen in Projektion auf eine quer zur Drehachse orientierte Ebene - eine die Teilkoppelmassenschwenkachse (29b) und den Schwer­ punkt (53) der Ergänzungsmasse (81) verbindende Gerade unter einem Winkel (γ) zu einer die Teilkoppelmassenschwenkachse (29b) und den Gegenanlagebereich (47b) verbindenden Geraden erstreckt.

7. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gegenanlagebereich (45, 47) mindestens einer der Teilkoppelmassen (31, 33) zur Anlage an nur einem der beiden Anlageflächenbereiche (53, 55) vorgesehen ist.

8. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Gegenanlagebereich (45, 47) als ein Gegen­ anlageflächenbereich (41, 43) von einem von der Schwenkachse (29) entfernten Ende zu der Schwenkachse (29) hin erstreckt.

9. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens einer der Gegenanlageflächenbereiche (41, 43) einen konvexen Oberflächenverlauf aufweist.

10. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Gegenanlagebereich (45) einer der Teilkoppelmassen (31) einen Drehanschlag (75) zur Anlage an einem an dem Gegenanlagebereich (47) der anderen Teilkoppelmasse (33) vorgesehenen Gegenanschlag (47) aufweist.

11. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehanschlag (75a; 75b) oder/und der Gegen­ anschlag (47a; 47b) zur Anschlagsdämpfung ein elastisches Element (78b; 78c) aufweist.

12. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß eine die beiden Gegenanlagebereiche (45, 47) in Umfangsrichtung um die Schwenkachse (29) voneinander weg spreizende Federeinrichtung (57), insbesondere Schraubenfeder (59, 61; 57a) vorgesehen ist.

13. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federeinrichtung (57a) sich zwischen den beiden Teilkoppelmassen (31a, 33a) abstützt.

14. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federeinrichtung (59, 61) sich einerseits an der Teilkoppelmasse (31, 33) und andererseits an einem an der ersten Dämpferkomponente (9) angebrachten Widerlager (63) abstützt.

15. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (57) mindestens einen der Gegenanalgebereiche (45, 47), insbesondere in einer Drehstellung, in der die Schwenkachse (29) und ein Schwer­ punkt (S) der Koppelmassenanordnung (17) im wesentlichen in einer die Drehachse (1) enthaltenden Ebene (65) angeordnet sind, gegen einen der Anlageflächenbereiche (53, 55) drückt.

16. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß sich mindestens einer der Anlageflächenbereiche (53, 55) ausgehend von seinem radial inneren Endbereich nach radial außen und in Umfangsrichtung zu dem jeweils anderen Anlageflächenbereich (55, 53) hin erstreckt.

17. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens einer der Anlageflächenbereiche (53, 55) eine nach radial außen kontinuierlich abnehmende Neigung (α, β) zur Umfangsrichtung aufweist.

18. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 16 oder 17, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Neigung (β) zur Umfangsrichtung eines (55) der Anlageflächenbereiche (53, 55) bei einem vorbestimmten Radius bezüglich der Drehachse (1) kleiner ist als die Neigung (α) zur Umfangsrichtung des anderen Anlageflächenbereichs (53) bei dem selben Radius.

19. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Drehachse (1) verteilt angeordneten Koppelmassenanordnungen (17) vorgesehen ist.

20. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste Dämpferkomponente (9) mittels eines Drehlagers, insbesondere eines Gleitlagers (15), drehbar an der zweiten Dämpferkomponente (13) gelagert ist.

21. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 20, da­ durch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Dämpferkomponenten als eine mit einer Kurbelwelle (5) einer Brennkraftmaschine verbind­ bare erste Schwungmassenanordnung (9) ausgebildet ist und die andere der beiden Dämpferkomponenten als eine eine Kupplungsreib­ fläche (11) umfassende zweite Schwungmassenanordnung (13) ausgebildet ist.

22. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 21 in Verbindung mit Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwungmas­ senanordnung (13) die erste Schwungmassenanordnung (9) im Bereich des Drehlagers (15) radial innen umgreift.

23. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß er im Drehkraftübertragungsweg eines Drehmomentwandlers (111) vorgesehen ist.