DE19924213A1 - Abstützelement und dieses enthaltender Torsionsschwingungsdämpfer - Google Patents

Abstract

Ein Abstützelement (36, 40) zur Abstützung eines elastisch verformbaren Dämpferelements (34) eines Torsionsschwingungsdämpfers (10) an einer Primärseite (12) oder/und einer Sekundärseite (16, 30) des Torsionsschwingungsdämpfers (10) oder an einem weiteren elastisch verformbaren Dämpferelement (34) ist wenigstens bereichsweise elastisch verformbar.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abstützelement zur Abstützung eines elastisch verformbaren Dämpferelements eines Torsionsschwingungs­ dämpfers an einer Primärseite oder/und einer Sekundärseite des Torsions­ schwingungsdämpfers oder an einem weiteren elastisch verformbaren Dämpferelement.

Aus der DE 41 28 868 ist ein Zweimassenschwungrad bekannt, bei welchem die Primärseite und die Sekundärseite desselben gegen die Wirkung einer Dämpfungsfederanordnung um eine Drehachse bezüglich einander verdrehbar sind. Die Dämpfungsfederanordnung umfaßt mehrere Sätze von Dämpfungsfedern. In diesen Sätzen von Dämpfungsfedern sind mehrere Federn jeweils in Reihe geschaltet und stützen sich entweder über Abstützelemente an der Primärseite bzw. der Sekundärseite ab, oder stützen sich über sog. Gleitschuhe an einem anderen Federelement ab. Die Gleitschuhe bzw. die Abstützelemente, über welche die Federn sich an der Primärseite bzw. der Sekundärseite abstützen, weisen in Umfangsrichtung liegende Führungsabschnitte auf, an welchen die Federn nach radial außen hin abgestützt werden können und welche bei Erreichen der maximalen Kompression der Federn aneinander anschlagen, um einen Blockschutz für die Federn vorzusehen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abstützelement für einen Torsionsschwingungsdämpfer bzw. einen Torsionsschwingungsdämpfer vorzusehen, bei welchen insbesondere bei Erreichen einer maximalen Kompression von Dämpferelementen ein übermäßiger Momentenanstieg vermieden werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Abstützelement zur Abstützung eines elastisch verformbaren Dämpferelements eines Torsions­ schwingungsdämpfers an einer Primärseite oder/und einer Sekundärseite des Torsionsschwingungsdämpfers oder an einem weiteren elastisch verform­ baren Dämpferelement.

Dabei ist vorgesehen, daß das Abstützelement wenigstens bereichsweise elastisch verformbar ist.

Dadurch, daß das Abstützelement wenigstens bereichsweise elastisch verformbar, also flexibel ausgebildet ist, ist dafür gesorgt, daß zumindest in dem Falle, in dem durch die Dämpferelemente selbst keine weitere Elastizität mehr vorgesehen werden kann, ein minimales Dämpfungs- oder Federungs­ vermögen innerhalb des Abstützelementes oder der Abstützelemente bereitgestellt wird, um den spontanen Drehmomentanstieg, wie er bei Aufeinanderschlagen im wesentlichen nicht verformbarer Komponenten einsetzen würde, zu vermeiden.

Dies kann beispielsweise dadurch bereitgestellt werden, daß das Abstützele­ ment wenigstens bereichsweise aus porösem Material gebildet ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Abstützelement wenigstens in seinem elastisch verformbaren Bereich aus elastisch verformbarem Kunststoff gebildet ist.

Um zu vermeiden, daß ein sich an einem Abstützelement abstützendes Dämpferelement sich durch die erzeugte Abstützkraft in das Abstützelement eingräbt, wird vorgeschlagen, daß das Abstützelement in seinem durch das elastisch verformbare Dämpferelement beaufschlagten Bereich im wesentli­ chen nicht elastisch verformbar ist.

Wie bereits angesprochen, ist ein besonderer Problemzustand derjenige, in dem die Dämpferelemente im wesentlichen vollständig komprimiert sind, beispielsweise kurz bevor sie auf Block gesetzt werden bzw. sich einer derartigen Stellung annähern. Die im allgemeinen als Federn ausgebildeten Dämpferelemente sind derart ausgelegt, daß ihr Maximalverformungs­ zustand, also der Zustand, bis zu welchem diese Dämpferelemente maximal komprimiert werden, deutlich vor dem im wesentlichen vollständig komprimierten Zustand liegt. Um sicherzustellen, daß die Dämpferelemente über diesen Maximalverformungszustand nicht verformt werden, kann das Abstützelement einen Bereich aufweisen, der dann wirksam wird, wenn Dämpferelemente ihren Maximalverformungszustand erreicht haben oder sich diesem annähern. Um dabei dann den spontanen Momentenanstieg zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß das Abstützelement in seinem bei Erreichen eines Maximalverformungszustands eines zugehörigen elastisch verformbaren Dämpferelements wirksam werdenden Bereich elastisch verformbar ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für ein Zweimassenschwungrad oder eine Kupplungsscheibe, umfassend eine Primärseite und eine gegen die Wirkung einer Dämpfungsanordnung bezüglich der Primärseite um eine Drehachse drehbare Sekundärseite, wobei die Dämpfungsanordnung wenigstens ein elastisch verformbares Dämpferelement umfaßt, welches in wenigstens einem seiner Endbereiche an der Primärseite oder/und der Sekundärseite des Torsionsschwingungsdämpfers oder an einem weiteren elastisch verformbaren Dämpferelement über ein Abstützelement abstützbar oder abgestützt ist.

Auch bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer ist dann vorzugsweise vorgesehen, daß das Abstützelement wenigstens bereichsweise elastisch verformbar ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Teil-Längsschnittansicht durch einen als Zweimassen­ schwungrad ausgebildeten Torsionsschwingungsdämpfer;

Fig. 2 eine Axial-Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Torsions­ schwingsdämpfers;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Abstützelements;

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht eines alternativen als Gleitschuh ausgebildeten Abstützelements.

Zunächst wird mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 grundsätzlich der Aufbau eines Torsionsschwingungsdämpfers, hier in Form eines Zweimassen­ schwungrads 10, beschrieben. Das Zweimassenschwungrad 10 umfaßt eine Primärseite 12, welche in an sich bekannter Weise durch Führen von Schraubbolzen durch Öffnungen 14 hindurch an einer Antriebswelle, beispielsweise einer Kurbelwelle, festgelegt werden kann. Eine Sekundär­ seite 16 des Zweimassenschwungrads 10 ist unter Zwischenwirkung einer allgemein mit 18 bezeichneten ersten Dämpfungsanordnung um eine Drehachse A bezüglich der Primärseite 12 verdrehbar. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine zweite Dämpfungsanordnung 20 vorgesehen, wobei hier die Ausgestaltung derart ist, daß die zweite Dämpfungsanord­ nung 20 eine Leerlaufdämpfungsanordnung bildet, wohingegen die erste Dämpfungsanordnung 18 eine Lastdämpfungsanordnung bildet.

Die Primärseite 12 umfaßt ein scheibenartiges Teil 22, das, wie vor­ angehend beschrieben, an der Antriebswelle festlegbar ist und mit welchem über ein radial außen liegendes ringartiges Bauteil 24 ein weiteres scheiben­ artiges Teil 26 fest verbunden ist. Die Scheibenteile 22, 26 bilden jeweilige mit dem ringartigen Teil 24 nach radial außen hin eine Schmiermittelkammer 28 fluiddicht ab. In diese Schmiermittelkammer 28 ragt ein weiteres Scheibenteil 30, welches für die erste Dämpfungsanordnung 18 eine Nabenscheibe bildet und zumindest dann, wenn der die zweite Dämpfungs­ anordnung 20, also die Leerlaufdämpfungsanordnung, in maximalem Zustand beansprucht ist, mit der Sekundärseite 16 im wesentlichen drehfest verbunden ist.

Wie man insbesondere in Fig. 2 erkennt, umfaßt die erste Dämpfungsanord­ nung 18 mehrere Sätze 32 von Dämpfungsfedern 34. In ihren in Umfangs­ richtung gelegenen Endbereichen stützen sich diese Sätze 32 von Däm­ pfungsfedern 34 über Abstützelemente 36, sog. Federschuhe, an jeweiligen Ansteuerbereichen der Primärseite 12 bzw. der in diesem Falle der Sekundärseite 16 zuzurechnenden Nabenscheibe 30 ab. Zu diesem Zwecke können an der Primärseite 12, d. h. den Scheibenteilen 22 und 26, wie in Fig. 2 erkennbar, jeweilige Anlageteile oder -abschnitte 38 vorgesehen oder festgelegt sein, die eine der Außenkontur der Abstützelemente 36 entsprechende Anlagekontur bilden. Axial zwischen diese beide Anlage­ abschnitte oder Anlageteile 38 greift dann die Nabenscheibe 30 ein und bildet eine entsprechende Anlagekontur für die Abstützelemente 36. Bei Übertragung eines Drehmoments wird dann, in an sich bekannter Weise, wenn die Primärseite 12 und die Sekundärseite 16 sich bezüglich einander verdrehen, d. h. wenn die Scheibenelemente 22, 26 sich bezüglich der Nabenscheibe 30 verdrehen, jeder Satz 32 von Federelementen 34 in einem seiner Endbereiche durch die der Primärseite 12 zuzurechnenden Anlage­ abschnitte 38 beaufschlagt und in seinem anderen Endabschnitt der dann der Sekundärseite zuzurechnenden entsprechenden Anlagekontur der Nabenscheibe 30 beaufschlagt.

Wie man in Fig. 2 erkennt, umfaßt jeder Satz 32 von Federelementen 34 mehrere, beispielsweise vier in Serie geschaltete Federn, von welchen sich nur die in Umfangsrichtung an den Enden jedes Satzes 32 gelegenen Federn 34 über Abstützelemente 36 an der Primärseite 12 bzw. der Sekundärseite 16 abstützen. Die im mittleren Bereich liegenden Federelemente 34 und die anderen Enden der in den Endbereichen gelegenen Federelemente 34 stützen sich ebenfalls über Abstützelemente 40, sog. Gleitschuhe 40, aneinander ab. Es ist somit eine Serienschaltung der Federelemente 34 eines jeden Satzes 32 gebildet. Die Gleitschuhe 40 und die Federschuhe 36 sind an ihrem Außenumfangsbereich an die Innenumfangskontur des ringartigen Bauteils 24 angepaßt und können entlang der Innenumfangsfläche dieses ringartigen Bauteils 24 gleiten. Diese Gleitbewegung wird dadurch erleichtert, daß in der Kammer 28 Schmiermittel angeordnet ist. Ferner können in der Innenumfangsfläche des ringartigen Bauteils 24 Nuten oder vorstehende Rippen vorgesehen sein, welche mit entsprechenden Nuten oder vorstehenden Rippen an den Gleitschuhen 40 oder den Federschuhen 36 eingreifen und eine Führung in Umfangsrichtung vorsehen.

Zum Aufbau der ersten Dämpfungsanordnung 18 sei gesagt, daß diese selbstverständlich auch bei jedem Satz von Federelementen 32 nur ein einziges Federelement umfassen kann, das sich dann beispielsweise über einen größeren Umfangsbereich erstreckt und in seinen beiden Endbereichen über einen Federschuh 36 an der Primärseite 12 bzw. der dann der Sekundärseite 16 zuzuordnenden Nabenscheibe 30 abstützt.

Hinsichtlich des Aufbaus der zweiten Dämpfungsanordnung 20 sei lediglich soviel gesagt, daß diese im wesentlichen im Aufbau der ersten Dämpfungs­ anordnung 18 entspricht und zwei Deckscheibenelemente 44, 46 umfaßt, die radial innen drehfest mit einem Masseteil 48 der Sekundärseite 1 6 verbunden sind und zwischen welche die Nabenscheibe 30 mit ihrem radial inneren Bereich eingreift. Sowohl in den Deckscheibenelementen 44, 46 als auch in der Nabenscheibe 30 sind jeweilige Federfenster vorgesehen, in welchen Dämpfungsfedern 50 der zweiten Dämpfungsanordnung 20 liegen. Grundsätzlich ist hier der gleiche Aufbau möglich wie vorangehend mit Bezug auf die erste Dämpfungsanordnung 18 beschrieben.

Wie man in den Fig. 3 und 4 und auch in Fig. 2 erkennt, weisen die Abstützelemente 36, 40, also sowohl die Federschuhe 36 als auch die Gleitschuhe 40, einen Abstützabschnitt 52, 54 für die Federelemente 34 und einen Führungsabschnitt 56, 58 auf, mit welchem einerseits die Abstützelemente 36, 40 zur Gleitbewegung an dem ringartigen Bauteil 24 geführt sind, und welche weiterhin eine Abstützung der Federelemente 34 nach radial außen hin vorsehen. Ferner bilden diese Führungsabschnitte 56, 58 Blockschutzanschläge für die erste Dämpfungsanordnung 18, d. h. nähert sich die erste Dämpfungsanordnung 18 ihrem Maximalverformungszustand an, was im allgemeinen ein Zustand deutlich vor dem Aufblocksetzen der Federelemente 34 ist, so stoßen beispielsweise in der Fig. 2 die Führungs­ abschnitte 56, 58 der Federschuhe 36 bzw. Gleitschuhe 40 aneinander an und verhindern somit eine weitere Kompression der Federelemente 34. In diesem Zustand wird dann der die Federkraft übersteigende Drehmoment­ anteil unmittelbar über diese Abstützelemente 36, 40 geleitet.

Das Aneinanderanstoßen der Führungsabschnitte 56, 58 hätte einen spontanen Anstieg des übertragenen Drehmomentes zur Folge. Dies ist jedoch unerwünscht. Aus diesem Grunde sind die erfindungsgemäßen Abstützelemente 36, 40 so aufgebaut, daß sie eine gewisse Elastizität vorsehen, um in den Abstützelementen 36, 40 selbst noch eine bestimmte Dämpfungsfunktion bereitstellen zu können. Wie man beispielsweise in Fig. 3 bei dem als Federschuh ausgebildeten Abstützelement 36 erkennt, weist dieses Abstützelement 36 in seinem Körperabschnitt 60 zentral einen porösen Bereich 62 auf und weist ferner in seinem Führungsabschnitt 56 ebenfalls zentral einen porösen Bereich 64 auf. Entsprechendes gilt auch für das in Fig. 4 als Gleitschuh dargestellte Abstützelement 40. Auch dieses weist in seinem Körperbereich 66 zentral einen porösen Bereich 68 auf und weist in seinen beiden Führungsabschnitten 58 ebenfalls zentral jeweils poröse Bereiche 70 auf. Diese porösen Bereiche verleihen dem ansonsten sehr harten, aus Kunststoff gebildeten Abstützelement 36, 40 eine gewisse Elastizität, da bei Einleiten einer bestimmten Kraft diese porösen Bereiche 62, 64, 68, 70 nach Art eines Schwamms elastisch komprimiert werden können, wobei gleichzeitig die umgebenden härteren Wandungsbereiche verformt werden. Durch diese zugelassene bzw. gewünschte Verformbarkeit der Abstützelemente 36, 40 können diese bei übermäßiger Krafteinleitung eine Dämpfungsfunktion bereitstellen und, wie vorangehend beschrieben, insbesondere auch im Falle des Einsetzens der Blockschutzfunktion noch zumindest eine minimale Dämpfungswirkung bereitstellen. Man erkennt ferner, daß in den unmittelbar durch die Federelemente 34 beaufschlagten Abstützabschnitten 52, 54, insbesondere deren Oberflächenbereichen, die Abstützelemente 36, 40 nicht mit porösen Bereichen versehen sind, sondern hart sind, so daß das Eingraben der Federelemente 34 dort vermieden werden kann. Dies trifft insbesondere für das Abstützelement 36 auch in dem sich an der Primärseite 12 bzw. der Nabenscheibe 30 abstützenden Bereich 72 zu.

Derartige Abstützelemente, wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind, können beispielsweise in einem Spritzvorgang aus Kunststoff hergestellt werden. Durch das Ausbilden der Abstützelemente 36, 40 mit unter­ schiedlichen Materialstärken wird nach Durchführung des Spritzvorgangs und bei dem dann einsetzenden Abkühlvorgang das Material von außen nach innen hin aushärten, wobei durch geeignete Einstellung der Abkühlzeit bzw. des Nachdrucks sich eine Konfiguration einstellen wird, bei der die Außenhaut der Abstützelemente 36, 40 in einem Bereich von 2-5 mm Wanddicke optimal gespritzt ist, d. h. porenfrei und sehr druckfest ist, während im inneren Bereich, d. h. in den Bereichen 62, 64, 68, 70, sich ein porenartiges, schwammartiges Materialgefüge einstellen wird, welches im wesentlichen die Nachgiebigkeit dieser Abstützelemente 36, 40 ermöglicht. Diese Einstellung eines porenartigen Gefüges im Inneren kann beispielsweise auch dadurch beeinflußt werden, daß dort, wo die Bildung eines derartigen Gefüges gewünscht wird, eine größere Materialstärke bereitgestellt wird, und dort, wo dies nicht gewünscht ist, beispielsweise durch Rippen- oder Stegbildung bei nahezu gleichbleibender Außenkontur, die Materialanhäu­ fung gemindert wird und somit ein oberflächenartiges Aushärten erzielt wird.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäßen Abstützele­ mente auch in anderer Weise hergestellt werden können. So ist es beispielsweise möglich, diese aus mehreren Komponenten zusammen­ zusetzen, beispielsweise einer den Abstützabschnitt 52 bildenden Kom­ ponente, einer den Bereich 72 bildenden Komponente und dazwischen sandwichartig angeordnet einer elastischen Komponente. Auch ist es grundsätzlich möglich, die Abstützelemente aus Blech oder Kunststoff im wesentlichen hohl auszubilden und dadurch die Flexibilität eines Körpers mit relativ geringer, zur Übertragung der erforderlichen Kräfte jedoch aus­ reichender Wandungsstärke vorzusehen.

Wünscht man in den Führungsabschnitten 56, 58 keine Elastizität, beispielsweise weil die in den Körperabschnitten oder Bereichen 60, 66 vorgesehene Elastizität bereits ausreichend ist, so können diese Führungs­ abschnitte 56, 58, so wie in Fig. 2 erkennbar, nicht aus Vollmaterial, sondern mit stegartigen, sich in Achsrichtung und in Radialrichtung erstreckenden Abschnitten ausgebildet sein, so daß aufgrund der geringeren Materialanhäufung eine gleichmäßige Aushärtung des Kunststoffmaterials in diesen Bereichen zu erwarten ist.

Auch ist es möglich, beispielsweise bei den Führungsabschnitten 56, 58 in deren Umfangsendbereichen durch Aufbringen von verformbarem Material, beispielsweise schaumstoffartigem Kunststoffmaterial, Moosgummi od. dgl., hier an den Abstützelementen 36, 40 eine Elastizität vorzusehen, welche insbesondere bei Einsetzen der Blockschutzfunktion wirksam wird.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß in den Fig. 3 und 4 die Abstützele­ mente 36, 40 nur mit einer schematischen Konfiguration dargestellt sind. Selbstverständlich können die Außenumfangskonturen dieser Bauteile so wie in Fig. 2 dargestellt ausgebildet sein; die spezielle Kontur wird sich nach den konstruktiven Gegebenheiten im Torsionsschwingungsdämpfer ein­ stellen. Ferner sei noch darauf hingewiesen, daß, sofern bei der vor­ liegenden Erfindung von Primärseite und Sekundärseite die Rede ist, dies in keinster Weise hinsichtlich der Möglichkeit, ein Drehmoment zu übertragen, beschränkend ist. So ist es grundsätzlich möglich, ein Drehmoment von der Primärseite über die Dämpfungsanordnungen 18, 20 auf die Sekundärseite zu übertragen, oder ein Drehmoment von der Sekundärseite über die Dämpfungsanordnungen 20, 18 zur Primärseite zu übertragen. Ferner sei darauf hingewiesen, daß die dargestellte Ausbildung eines Torsions­ schwingungsdämpfers mit zwei Dämpfungsbereichen, nämlich einem Leerlaufdämpferbereich und einem Lastdämpferbereich, nur aus Gründen der Darstellung vorgesehen ist. Grundsätzlich kann die Erfindung auch Anwendung bei einem Torsionsschwingungsdämpfer finden, der lediglich einen Dämpfungsbereich aufweist. Auch ist es möglich, die erfindungs­ gemäßen Abstützelemente im Bereich des Leerlaufdämpfungsbereichs einzusetzen. Die Erfindung kann auch bei einem in eine Kupplungsscheibe integrierten Torsionsschwingungsdämpfer angewandt werden.

Claims (6)

1. Abstützelement zur Abstützung eines elastisch verformbaren Dämpferelements (34) eines Torsionsschwingungsdämpfers (10) an einer Primärseite (12) oder/und einer Sekundärseite (16, 30) des Torsionsschwingungsdämpfers (10) oder an einem weiteren elastisch verformbaren Dämpferelement (34), dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (36, 40) wenig­ stens bereichsweise elastisch verformbar ist.

2. Abstützelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (36, 40) wenig­ stens bereichsweise (62, 64, 68, 70) aus porösem Material gebildet ist.

3. Abstützelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (36, 40) wenig­ stens in seinem elastisch verformbaren Bereich (62, 64, 68, 70) aus elastisch verformbarem Kunststoff gebildet ist.

4. Abstützelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (36, 40) in seinem durch das elastisch verformbare Dämpferelement (34) beaufschlagten Bereich (52, 54) im wesentlichen nicht elastisch verformbar ist.

5. Abstützelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (36, 40) in seinem bei Erreichen eines Maximalverformungszustands eines zugehörigen elastisch verformbaren Dämpferelements (34) wirksam werdenden Bereich (56, 58) elastisch verformbar ist.

6. Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für ein Zweimassen­ schwungrad oder eine Kupplungsscheibe, umfassend eine Primärseite (12) und eine gegen die Wirkung einer Dämpfungsanordnung (18) bezüglich der Primärseite (12) um eine Drehachse (A) drehbare Sekundärseite (16, 30), wobei die Dämpfungsanordnung (18) wenigstens ein elastisch verformbares Dämpferelement (34) umfaßt, welches in wenigstens einem seiner Endbereiche an der Primärseite (12) oder/und der Sekundärseite (16, 30) des Torsionsschwingungs­ dämpfers (10) oder an einem weiteren elastisch verformbaren Dämpferelement (34) über ein Abstützelement (36, 40) abstützbar oder abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (36, 40) wenig­ stens bereichsweise (62, 64, 68, 70) elastisch verformbar ist, optional in Verbindung mit einem oder mehreren der Merkmale der Ansprüche 1 bis 5.