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TORSIONS-SCHWINGUNGSD0MPFER MIT AXIALER FEDERBEWEGUNG BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf einen TorsionsvSchwingungsdämpfer, bestehend u. a,
aus einem ersten und einem zweiten Dämpferteil, welche relativ zueinander um eine
gemeinsame Achse drehbar gelagert sind, aus einem zwischen beiden angeordneten Kuppelteil,
das wenigstens gegenüber einem Teil in Achsrichtung gegen eine Feder kraft verschiebbar
ist, wobei das Kuppelteil mit einem der Dämpferteile drehfest verbunden ist und
gegenüber dem anderen eine Axialschuhfläche bzw, eine Gegenschubfläche aufweist
und wobei das Kuppelteil als hydraulisches Dämpfelement fungiert, Ein Torsions-Schwingungsdämpfer
der obengenannten Bauart ist beispielsweise aus der DE-OS 3 228 673 bekannt, Dieser
bekannte Torsions-Schwingungsdämpfer weist ein Kuppelteil auf, welches an seinem
Außenumfang drehfest, aber axial verschiebbar mit einem ersten Dämpferteil verbunden
ist und an seinem Innenumfang über ein Trapezgewinde mit dem zweiten Dämpferteil,
Um sowohl in Schub- als auch in Zugrichtung feder- und Dämpfkräfte aufbauen zu können,
sind zu beiden Seiten des Kuppelteiles Tellerfedern angeordnet, Es ist Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, einen Torsions-Schwinc gungsdämpfer nach dem Stand der Technik
zu erstellen, welcher diesem gegenüber kompakt und einfach aufgebaut ist und eine
leicht te Anpassung an die jeweils vorliegenden Betriebsverhältnisse ert möglicht,
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst, Durch
die Anordnung der Federeinrichtung auf der einen Seite des Kuppelteiles und der
Axialschubfläche bzw. Cegenschubfläche auf der gegenüberliegenden Seite werden die
folgender Vorteile erzielt: Es ist riur eine Feder bzw, ein Federnpaket notwendig,
welches sowohl bei Zug- als auch bei Schubbeanspruchung des Torsions-Schwingungsdämpfers
im Einsatz ist. Die auf der gegenüberliegenden Seite angeordnete Axialschubfläche
kann entsprechend den Einbauverhältnissen im Zug- und Schubbetrieb beliebig geformt
sein wodurch sowohl die Federkennlinie als auch die Dämpfkraft über den Verdrehuìnkel
beliebig beeinflußt werden kann, Gleichzeitig ergibt sich der Vorteil daß beim Durchlaufen
des Leerlaufbereiches kein Anlagewechsel und somit kein Spiel auftritt. Weiterhin
ist die Herstellung der Axialschubfläche deutlich einfacher als die Herstellung
von z. B, Trapezgewinden, Gemäß Anspruch 2 wird die Axialschubfläche vorzugsweise
an einem der beiden Dämpferteile angeordnet. Sie kann eine beliebige Form aufweisen,
z, B, degressiv oder progressiv verlaufen, und sie erstreckt sich, ausgehend von
der niedrigsten Federbelastung, in beiden Umfangsrichtungen axial in einer Richtung,
Die Geg>enschubfläche kann dabei vorzugsweise am Kuppelteil angeordnet sei und
ist als ebene Pläche senkrecht zur Drehachse ausgebildet, Zur Reduzierung schädlicher
Reibung wird vorgeschlagen, daß zwisehen Axialschubfläche und Gegenschubfläche Wälzkörper,
insbesondere Rollen, vorgesehen sind1 Diese können in vorteilhafter Weise durch
einen Käfig geführt und auf gleichbleibendem Abstand gehalten weiden, Der Käfig
sollte dabei allerdings in axialer Richtung elastisch ausgeführt sein, Es wird weiterhin
vorgeschlagen, die zweite, zur Einspannung der Leder notwendige axiale Abstützung
ebenfalls über Wälzkörper vorzunehmen, Diese Abstützung kann durch Kugeln erfolgen,
Zur
wesentlichen Vereinfachung der Konstruktion wird vorgeschlagen, die drehfeste Verbindung
zwischen Kuppelteil und einem der Dämpferteile über die zwischen beiden Teilen angeordnete
Feder vorzunehmen, Dabei weist die vorzugsweise als Tellerfeder ausgeführte Feder
an ihrem Innen- und auch an ihrem Außendurchmesser jeweils axial gerichtete Nasen,
die in entsprechende Öffnungen der Gegenteile eingreifen, auf, Die drehfeste verbindung
kann jedoch auch über eine axial elastische aber drehsteife Membrane erfolgen, Durch
die Anordnung einer solchen Membrane kann zumindest eine der Gleitringdichtunge
entfallen, In dieser Membrane können auch die zur Erzielung der hydraulischen Dämpfung
notwendigen Drosselöffnungen angebracht werden.
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Der Torsions-Schwingungsdämpfer mit hydraulischer Dämpfung findet
vorzugsweise innerhalb einer Kupplungsscheibe Verwendung.
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Die Erfindung wird anschließend an Hand einiger Ausführungsbeispiele
näher erläutert, Es zeigen im einzelnen: Fig, 1 die obere Hälfte eines Längs schnittes
durch einen Torsions-chwingungsdämpfer in einer Kupplungsscheibe; Fig, 2 bis LI
Ausführungsvarianten, Fig, 5 die schematische und perspektivische Skizze des zweiter
Dämpferteiles mit der Axialschubfläche; Fig, 6 die Abwicklung der Axialschubfläche
6 über den Verdrehwinkel, Die Fig, 1 zeigt den Längsschnitt durch die obere Hälfte
eines Torsions-Schwingungsdämpfers 1, der in eine Kupplungsscheibe für eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung
eingebaut ist, Der Torsion Schwingungsdämpfer 1 besteht aus einem ersten Dämpferteil
2, das sich aus dem Gehäuse 8 und der Wand 9 zusammensetzt, Beide Teile sind dicht
miteinander verbunden und umschließen den gesamtetl Torsions-.Schwingungsdämpfer
1, Nach radial außen hin ist das Ger
häuse 8 mit dem Reibbelagträger
10 und den Reibbelägen 11 fest verbunden. Nach radial innen wird der Torsions-Schwingungsdämpfei
1 durch das zweite Dämpfteil 3 abgeschlossen, Dieses besteht aus einer Nabenscheibe
4 mit einer Nabe 5. Die Nabe 5 ist über eine Verzahnung 17 drehfest, aber axial
verschiebbar auf einer nicht dargestellten Getriebewelle befestigt, Zwischen der
Nabe 5 urid den Teilen 8 und 9 sind Gleitringdichtungen 29 bzw, 30 angeordnet. Die
Nabenscheibe 4 verläuft etwa parallel zur Wand 9 und ist dieser gegenüber durch
Kugeln 20 auf Abstand gehalten, Zwiv schen er Nabenscheibe 4 und dem Gehäuse 8 ist
einerseits das Kuppelteil 12 sowie eine Tellerfeder 13 angeordnet, Das Kuppel teil
12 ist zum Gehäuse 8 hin über eine Gleitringdichtung 27 und zur Nabe 5 hin über
eine Gleitringdichtung 28 abgedichtet, Das Kuppelteil 12 ist auf der der Nabenscheibe
4 zugewandten Seite mit einer Gegenschubfläche 7 ausgestattet und die Nabenscheibe
4 ihrerseits weist eine Axialschubfläche 6 auf, Zwischen diesen beiden flächen 6
und 7 sind Rollen 18 angeordnet, deren Drehachseri jeweils radial zur Drehachse
16 des Torsions-Schwingungsdämpfers 1 verlaufen, Im Kuppelteil 12 sind eine oder
mehrere Drosselöffnungen 24 angeordnet welche die beiden Räume miteinander verbinden
die durch das Gehäuse 8, die Wand 9 und die Nabe einer seits sowie das Kuppelteil
12 andererseits gebildet werden1 Beide Räume sind zumindest teilweise mit Dämpfflüssigkeit
gefüllt. Das Kuppelteil 12 ist drehfest mit dem Gehäuse 8 verbunden3 und zwar über
die Tellerfeder 13, Diese weist an ihrem Außenumfang und an ihrem Innenumfang jeweils
etwa axial gerichtete Nasen 14 bzw, 15 auf, die in entsprechende oeffnungen 21 bzw,
22 eingreifen, Zur besseren Verdeutlichung der Funktion des Torsions-Schwingungsdämpfers
1 sei an dieser Stelle auf die beiden Figuren 5 und 6 eingegangen 1 Fig, 5 zeigt
die perspektivische Prinzipdarstellung des zweiten Dämpferteiles 3, Dies zeigt die
Nabe 5 mit der Verzahnung 17> die konzentrisch zur Drehachse 16 angeordnet ist,
Die Nabenscheibe 4 ist mit der Axialschubfläche 6 ausgestattet, Die Abwicklung 34
dieser Axialschubfläche 6 geht aus Fig. 6 hervor, Sie ist über ri Vedrehwinkel der
beiden Dämpferteile 2 und 5 aufgetragen urid erstreckt sich in axialer Richtung
X, d, h,» in Richtung der Drehachse 16 gem, Vig, 5, Der geringste Wert X stellt
sich im
drehmomentbelastungesfreien Zustand des Torsions -Schwingungsdämpfers
1 ein. Nach beiden Seiten hin, d, h,, in Richtung Zug bzw, in Richtung Schub steigt
die Abwicklung 34 an, Sie kann entsprechend den Erfordernissen an den Torsions-Schwingungsdämpfer
l gewählt werden, sie sollte jedoch mit ihrem Teilwinkel einen bestimmten Wert nicht
überschreiten, da mit die selbsttätige Rückstellung gewährleistet bleibt, Dies ist
dann der Fall, wenn der Tangens des Teilwinkels immer größer ist als die Systemreibungszahl.
Die Abwicklung 34 kann hierbei sowohl progressiv als auch degressiv oder linear
ausgebildet sein, Sie kann auch unterschiedliche Kurvenverläufe im Zug- bzw, Schubbereich
aufweisen, Die Funktion yon Fig, 1 im Hinblick auf die Figuren 5 und 6 ist folgende;
Bei Drehmomentbeaufschlagung des Torsions-Schwingungsdämpfers l erfolge eine Verdrehung
von erstem Dämpferteil 2 gegenüber dem zweiten Dämpferteil 3, Durch die drehfeste
Verbindung des Kuppelteiles 12 mit dem Gehäuse 8 ergibt sich somit eine direkte
Verschiebung der beiden gegenüberliegend angeordneten Flächen, riämlich der Axialschubfläche
6 und der Gegenschubfläche 7, Dadurch erfolgt eine axiale Auslenkung des Kuppelteiles
12 von der Nabenscheibe 4 weg und eine Erhöhung der Einspannkraft der Tellerfe der
ls, Während des Verdrehens erfolgt eine Abwälzbewegung der Rollen 18 auf den beiden
Flächen 6 und 7, Gleichzeitig verkleinert sich der Raum zwischen Kuppelteil 12 und
Gehäuse 8 und der Raum gegenüber der Wand 9 vergrößert sich, Damit wird Dämpfflüsv
sigkeit durch die Drosselöffnung(en) 24 gedrückt wodurch eine hydraulische Dämpfung
der Bewegung erfolgt, Die Drosselöffnung 24 kann hierbei in bekannter Weise zusätzlich
mit Ventilfedern ausgestattet sein, Bei Wegfall der Drehmomentbeaufschlagung des
Torsions-Schwingungsdämpfers 1 stellt sich dieser von selbst durch die Vorspannkraft
der Tellerfeder 13 in seine Ruhelage zurück, Bei Umkehr der Beaufschlagungsrichtung
erfolgt der gleiche Vorgaig, da die Axialschubfläche 6, ausgehend von ihrer kleinsten
Erstreckung X gem, Fig. 6, in heiden Beaufschlagungsrichtungen nach der gleichen
Richtung hin aufsteigt, Der Übergang erfolgt somit ohne Spiel,
ie
Ausführungsvariante von Fig, 1 ist in Fig, x wiedergegeben.
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Hierbei sind die wesentlichen Bauteile von Fig, 1 verwendet, ledigliche
mit dem Unterschied daß eine ganz normale Tellerfeder 13 Verwendung findet und die
drehfeste Verbindung zwischen dem Kuppelteil 12 und dem Gehäuse 8 über Tangentialstraps
26 erfolgt.
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Diese erstrecken sich in Umfangsrichtung und sind mit ihren einen
Enden am Gehäuse 8 und mit ihren anderen Enden am Kuppelteil 12 vernietet, Sie übertragen
sowohl Zug- als auch Schubkräfte und er halten im wesentlichen die relative Lage
in Umfangsrichtung zwischen Kuppelteil i2 und Gehäuse 8, Die Funktion dieses Torsions-Schwingungsdämpfers
1 entspricht v mit Ausnahme der drehfesten Verbindung des Kuppelteiles 12 - derjenigen
von Fig, 1. Als rein konstruktiver Unterschied sei hier noch auf die zweite Abstützung
der Wand 9 hingewiesen, welche über eine außenliegende Schulter 32, über Kugeln
20 und über einen Sicherungsring 33 auf der Nabe 5 erfolgt.
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Eine wcitere Variante ist in den Figuren 2 und 4 wiedergegeben.
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Als wesentlicher Unterschied zu den beiden Figuren 1 und 3 ist hierbei
aufzuführen, daß die Gleitringdichtung 27 aus den Figuren l utid 5 im vorliegenden
Falle durch eine axial elastische Membrane 23 ersetzt wurde, Diese Membrane 23 dichtet
in Verbindung mit der weiterhin vorgesehenen Gleitringdichtung 28 die beiden zunjindest
teilweise mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Räume voneinander ab, Gleichzeitig übernimmt
diese Membrane 23 die drehfeste Verbindung zwischen dem Kuppelteil 12 und dem Gehäuse
8 hzw, der Wand y, In beiden Fällen ist/sindf die Drosselöffnung(en) 25 in der Membrane
23 angehracht, Dabei weist Fig, 2 im wesentlichen deri Aufbau von Fig. 1 au während
Fig. 4 sich im wesentlichen am Aufbau von Fig, x orientiert, Bei Fig, Lt sind zur
zweiten axialen Abstützung Rollen 19 angeordnet, di sich an einer Schulter 52 abstützen,
Durch Verwendung einer Membrane 23 gemäß den Figuren 2 und 4 k:;nn sowohl eine Gleitringdichtung
eingespart als auch die Reibung an dieser Stelle vermieden werden, Die Umfangssteifigkeit
dieser Membrane 23 reicht dabei vollkommen aus, um die drehfeste Anbindung des Kuppelteiles
12 durchzuführen,