DE3448588B4

DE3448588B4 - Drehmomentübertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE3448588B4
Application number: DE3448588A
Authority: DE
Inventors: Oswald Friedmann; Wolfgang Dr. Reik; Paul Maucher
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2004-11-10
Also published as: DE3448586B4; DE3448621B4; JPS60136640A; DE3448589B4

Abstract

Bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit mindestens 2 koaxial zueinander angeordneten, entgegen der Wirkung von Dämpfungsmitteln verdrehbar gelagerten Schwungmassen ist zur Verbesserung der Funktion sowie der Erhöhung der Lebensdauer zwischen den beiden Schwungmassen eine Wälzlagerung vorgesehen, deren Wälzkörper gegenüber den Abwälzbahnen in Umfangsrichtung weitertransportierbar sind, indem die beiden Schwungmassen eine begrenzte axiale Verlagerung zueinander durchführen können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer Vorkehrung zum Aufnehmen bzw. Ausgleichen von Drehstößen, insbesondere von Drehmomentschwankungen einer Brennkraftmaschine mit mindestens zwei, koaxial angeordneten, entgegen der Wirkung einer Dämpfungseinrichtung begrenzt zueinander verdrehbaren Schwungmassen, von denen die eine, erste, mit der Brennkraftmaschine und die andere, zweite, über eine Reibungskupplung mit dem Eingangsteil eines Getriebes verbindbar ist, und wobei die Reibungskupplung über ein Ausrücksystem betätigbar ist.

Bei den bisher vorgeschlagenen Drehmomentübertragungseinrichtungen dieser Art, sind die zwischen den Schwungmassen angeordneten Wälzlager derart eingebaut, daß einer ihrer beiden Lagerringe mit der einen Schwungmasse und der andere der Lagerringe mit der anderen Schwungmasse drehfest verbunden ist.

Die Funktion der bisher bekannten Drehmomentübertragungseinrichtungen wird jedoch durch die folgenden Nachteile beeinträchtigt. Ein Nachteil besteht darin, daß die Lagerringe eines derartigen Wälzlagers lediglich im Bereich des zwischen den Schwungmassen möglichen, begrenzten Winkelausschlages gegeneinander verdrehbar sind und die relative Winkelstellung der Lagerringe unmittelbar abhängig ist von der relativen Winkelstellung der beiden Schwungmassen zueinander. Dies ist insbesondere im Fahrbetrieb unter Last, wo Drehschwingungen sehr hoher Frequenz und kleiner Amplitude – die im Bereich von einem Grad und darunter liegen können – zwischen den Lagerringen auftreten, von besonderem Nachteil, da die zwischen den Lagerringen angeordneten Wälzkörper, wie z.B. Kugeln eine der Frequenz der Drehschwingungen proportionale Drehsinnänderung sowie eine nur sehr geringe Abwälzbewegung erfahren, wodurch keine einwandfreie Schmierung der Wälzlager möglich ist. Ein weiterer Nachteil, der sich besonders negativ auswirkt, besteht darin, daß bei hohen Beanspruchungen zwischen den Wälzkörpern und den Abwälzbahnen der Lagerringe praktisch immer an den gleichen Stellen bzw. in den gleichen sehr kleinen Bereichen des Umfanges der Abwälzbahnen auftreten, wodurch der Werkstoff an diesen Stellen bzw, in diesen kleinen Bereichen überbeansprucht wird. Diese Überbeanspruchung kann dazu führen, daß sich die Abwälzkörper in die Abwälzbahnen einarbeiten bzw. eindrücken, was eine schnelle Zerstörung der Lagerung zur Folge hat. Eine Überbeanspruchung des Werkstoffes kann außerdem zur Folge haben, daß sich aus der Oberfläche der Wälzkörper und/oder der Abwälzbahnen Teilchen herauslösen, so daß grübchenartige Vertiefungen entstehen, welche ebenfalls eine Zerstörung der Wälzlager zur Folge haben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Drehmomentübertragungseinrichtung zu schaffen, die gegenüber den bisher bekannt gewordenen Einrichtungen der eingangs genannten Art eine verbesserte Funktion sowie eine erhöhte Lebensdauer aufweist.

Gemäß der Erfindung wird dies bei der Drehmomentübertragungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die beiden Schwungmassen über ein Wälzlager zueinander verdrehbar gelagert sind und daß die beiden Schwungmassen in Abhängigkeit von der Betätigung der Reibungskupplung entgegen der Kraft einer zwischen den beiden Schwungmassen wirkenden axial federnden Einrichtung zueinander begrenzt axial verlagerbar sind. Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, wenn die axiale Verlagerbarkeit der beiden Schwungmassen zueinander entgegen der Wirkung eines Kraftspeichers stattfindet, der auf die mit dem Eingangsteil eines Getriebes verbindbare Schwungmasse eine Kraft ausübt, die der Ausrückkraft für die auf der mit dem Eingangsteil des Getriebes verbindbaren Schwungmasse vorgesehenen Reibungskupplung entgegengerichtet ist. Besonders angebracht kann es dabei sein, wenn die von der axial federnden Einrichtung aufgebrachte Kraft kleiner ist als die zum Betätigen der Reibungskupplung erforderliche Kraft.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das zwischen der ersten und der zweiten Schwungmasse vorgesehene Wälzlager einerseits bei eingerückter Reibungskupplung durch die axial federnde Einrichtung axial verspannt werden kann. Das bedeutet, daß in bezug auf die Wälzkörper der innere und äußere Lagerring in entgegengesetzter Richtung durch eine Axialkraft beaufschlagt sind, wodurch der innere und der äußere Lagerring an den Wälzkörpern sich in entgegengesetzter Richtung axial abstützen und andererseits beim Betätigen der Reibungskupplung die Lagerringe entgegen der Verspannkraft der federnden Einrichtung zumindest entsprechend dem Lagerspiel axial begrenzt zueinander verlagert werden können, wodurch die Wälzkörper ihre Berührungspunkte mit den Abwälzbahnen bzw. den Lagerringen wechseln. Ein solcher Wechsel der Berührungspunkte der Wälzkörper an den Lagerringen bzw. den Laufbahnen kann sich insofern positiv auswirken, daß dadurch ein Weitertransport der Wälzkörper in Umfangsrichtung gegenüber den Abwälzbahnen der Lagerringe bzw. den Laufbahnen bewirkt wird. Dadurch wird der Verschleiß der Lager wesentlich herabgesetzt und die Lebensdauer der Drehmomentübertragungseinrichtung erhöht.

Für den Weitertransport der Wälzkörper zwischen den Lagerringen beziehungweise den Laufbahnen kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Laufbahnen der Wälzlagerung, wie die Lagerringe, fest mit den jeweiligen Schwungmassen verbunden sind und die axial federnde Einrichtung zwischen Bauteilen der beiden Schwungmassen verspannt ist, derart, daß im eingerückten Zustand der Reibungskupplung die beiden Laufbahnen in der einen Achsrichtung zueinander verspannt sind und im ausgerückten Zustand der Reibungskupplung die beiden Laufbahnen in der anderen Achsrichtung zueinander verspannt sind.

Für manche Anwendungsfälle kann es vorteilhaft sein, wenn die Schwungmassen in Abhängigkeit des Ausrückens der Reibungskupplung axial begrenzt aufeinander zu bewegbar sind und beim Einrücken wieder axial begrenzt voneinander weg bewegbar. Für andere Anwendungsfälle kann es jedoch auch zweckmäßig sein, wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung derart aufgebaut ist, daß die Schwungmassen in Abhängigkeit des Ausrückens der Reibungskupplung axial begrenzt voneinander weg bewegbar sind und beim Einrücken wieder axial begrenzt aufeinander zu bewegbar.

Insbesondere bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung, bei der die Schwungmassen in Abhängigkeit des Ausrückens der Reibungskupplung axial begrenzt aufeinander zu bewegbar sind, kann es angebracht sein, wenn die auf der mit dem Eingangsteil eines Getriebes verbindbaren zweiten Schwungmasse befestigte Reibungskupplung eine sogenannte gedrückte Kupplung ist. Bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung, bei der die Schwungmassen in Abhängigkeit des Ausrückens der Reibungskupplung axial begrenzt voneinander weg bewegbar sind, kann es zweckmäßig sein, wenn die auf der zweiten Schwungmasse befestigte Reibungskupplung eine sogenannte gezogene Kupplung ist, wobei es dann weiterhin vorteilhaft sein kann, wenn die beiden Schwungmassen über die axial federnde Einrichtung in Richtung aufeinander zu verspannt sind. Bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung, bei der auf der zweiten Schwungmasse eine gedrückte Kupplung befestigt ist, kann es hingegen angebracht sein, wenn die beiden Schwungmassen durch die axial federnde Einrichtung in Richtung voneinander weg beaufschlagt sind. Die axial federnde Einrichtung kann in besonders vorteilhafter Weise durch eine Tellerfeder gebildet sein. Vorteilhafterweise wird die axiale Verlagerung der beiden Schwungmassen zueinander durch Anschläge begrenzt. Besonders zweckmäßig kann es weiterhin sein, daß der eine der Lagerringe des Wälzlagers an der zweiten Schwungmasse axial festgelegt ist und der andere der Lagerringe an einem auf der ersten Schwungmasse vorgesehenen axialen Fortsatz fest aufgenommmen ist.

Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die beiden Schwungmassen über das Wälzlager zueinander begrenzt axial verlagerbar sind, wobei vorteilhafterweise dieses Wälzlager durch ein einreihiges Wälzlager gebildet sein kann.

Anhand der 1 bis 5 sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 eine im Schnitt dargestellte Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß der Erfindung;
2 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragunseinrichtung;
3 bis 5 eine weitere Ausführungsform.
Die in 1 dargestellte Drehmomentübertragungseinrichtung 1 zum Aufnehmen bzw. Ausgleichen von Drehstößen besitzt ein Schwungrad 2, welches in zwei Schwungmassen 3 und 4 aufgeteilt ist. Die Schwungmasse 3 ist auf einer Kurbelwelle 5 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine über Schrauben 6 befestigt. Auf der Schwungmasse 4 ist eine sogenannte gedrückte Reibungskupplung 7 über nicht näher dargestellte Schrauben befestigt. Zwischen der Druckplatte 8 der Reibungskupplung 7 und der Schwungmasse 4 ist eine Kupplungsscheibe 9 vorgesehen, welche auf der Eingangswelle 10 eines nicht näher dargestellten Getriebes aufgenommen ist. Die Druckplatte 8 der Reibungskupplung 7 wird in Richtung der Schwungmasse 4 durch eine am Kupplungsdeckel 11 schwenkbar gelagerte Tellerfeder 12 beaufschlagt. Durch Betätigung der Reibungskupplung 7 kann die Schwungmasse 4 und somit auch das Schwungrad 2 über die Kupplungsscheibe 9 der Getriebeeingangswelle 10 zu- und abgekuppelt werden.
Zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 ist eine Dämpfungseinrichtung 13 vorgesehen, welche einer relativen Verdrehung zwischen den beiden Schwungmassen entgegenwirkt.
Die beiden Schwungmassen 3 und 4 sind relativ zueinander über eine Lagerung 14 verdrehbar gelagert. Die Lagerung 14 besteht aus einem Wälzlager 15, dessen äußerer Ring 15a in einer Aufnahmebohrung 16 der Schwungmasse 4 und dessen innerer Lagerring 15b auf der Schulter 17 eines von der Kurbelwelle 5 weg weisenden Ansatzes 18 der Schwungmasse 3 drehfest aufgenommen sind. Das Wälzlager 15 ist auf dem Ansatz 18 der Schwungmasse 3 mittels eines Blechformteiles 19 gehalten. Das Blechformteil ist über eine Nietverbindung 20 mit der Schwungmasse 3 verbunden und hintergreift axial mit einem radial verlaufenden äußeren Randbereich 19a den inneren Lagerring 15b.
Die Dämpfungseinrichtung 13 besitzt Kraftspeicher in Form von Schraubenfedern 21, von denen lediglich eine ersichtlich ist, sowie Reibmittel in Form eines Reibringes 22 zur Dämpfung der Federn 21.
Das Eingangsteil der Dämpfungseinrichtung 13 ist durch zwei Scheiben 23, 24 gebildet, die über Abstandsbolzen 25 in axialem Abstand miteinander drehfest verbunden sind. Die Scheibe 24 weist an ihrem Umfang radial verlaufende Arme 24b auf, die sich an der Stirnfläche 26 eines kreisringförmigen axialen Vor sprunges 27 der Schwungmasse 3 abstützen und dort mittels einer Vernietung 28 befestigt sind. Zwischen den beiden Scheiben 23 und 24 ist ein flanschartiges Bauteil 29 angeordnet, welches das Ausgangsteil der Dämpfungseinrichtung 13 bildet. Das Ausgangsteil 29 weist an seiner äußeren Peripherie radial verlaufende Ausleger 30 auf, die gegenüber den zwischen den beiden Scheiben 23 und 24 verlaufenden radialen Bereichen 31 des Ausgangsteiles 29 axial versetzt sind. Die radialen Ausleger 30 stützen sich an der Stirnfläche 32 der Schwungmasse 4 ab und sind dort über eine Nietverbindung 33 an der Schwungmasse 4 befestigt. Die radialen Ausleger 30 und die radialen Arme 24b sind – in Umfangsrichtung des Schwungrades 2 betrachtet – winkelmäßig gegeneinander versetzt.
In den Scheiben 23 und 24 sowie in dem Ausgangsteil 29 sind Ausnehmungen 23a, 24a sowie 29a eingebracht, in denen die Schraubenfedern 21 der Dämpfungseinrichtung 13 aufgenommen sind. Dabei sind die Ausnehmungen 23a, 24a, 29a sowie die darin vorgesehenen Schraubenfedern 21, über den Umfang der Dämpfungseinrichtung 13 betrachtet, derart angeordnet und bemessen, daß eine mehrstufige Dämpfungskennlinie vorhanden ist. Das Ausgangsteil 29 besitzt weiterhin bogenförmige Ausnehmungen 29b, durch welche die Abstandsbolzen 25 hindurchragen. Die Begrenzung der relativen Verdrehung zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 wird durch Anschlag der Abstandsbolzen 25 an den Endbereichen der bogenförmigen Ausnehmungen 29b sichergestellt.
Ein zur Reibungsdämpfung dienender Reibring 22 kann zwischen den Scheiben 24 und den radialen Bereichen 31 des Ausgangsteiles 29 bei nicht ausgerückter Reibungskupplung 7 eingespannt sein.
Um die erforderliche axiale Verlagerbarkeit der Schwungmasse 4 gegenüber der Schwungmasse 3 sicherzustellen, ist der innere Lagerring 15b auf dem Absatz 18 bzw. dem Blechformteil 19 axial verlagerbar, jedoch drehfest aufgenommen. Zur Verdrehsicherung des Lagerringes 15b weist das Blechformteil 18 eine radial hervorstehende Nase 19b auf, welche in eine Längsnut 15c des Lagerringes 15b eingreift. Um die Einspannung eines teilweise abgenutzten Reibungsringes 22 zwischen dem Ausgangsteil 29 und der Scheibe 24 sicherzustellen, ist zwischen dem Lagerring 15b und den radial verlaufenden äußeren Randbereichen 19a ein axiales Nachstellspiel vorgesehen.
Zwischen der Schwungmasse 3 und 4 ist eine axial federnde Einrichtung vorgesehen, die in 1 strichliert angedeutet ist und bei der es sich um eine Tellerfeder 36 handeln kann, welche gegenüber dem Reibring 22 auf der anderen Seite des flanschartigen Bauteiles 29 angeordnet ist. Diese Tellerfeder 36 ist zwischen dem flanschartigen Bauteil 29 und der Scheibe 23 verspannt.
Die Tellerfeder 36 bewirkt auch eine axiale Verspannung der beiden Schwungmassen 3 und 4.
Ausgehend von der in 1 dargestellten Position ist die Funktion der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 folgende.
Bei eingerückter Reibungskupplung 7 wirkt bei einer Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 das maximale, durch den Reibring 22 erzeugte Reibmoment. Sobald der Ausrücker 35 zum Ausrücken der Reibungskupplung 7 auf die radial inneren Tellerfederzungenspitzen 12a einwirkt, wird mit zunehmender Ausrückkraft die Vorspannung der Tellerfeder 36 allmählich kompensiert, so daß das durch den Reibring 22 erzeugte Reibmoment mit zunehmender Ausrückkraft abnimmt. Sobald die aufgebrachte Ausrückkraft die Vorspannung der Tellerfeder 36 überwindet, wird die Tellerfeder 36 verschwenkt und die Schwungmasse 4 um einen Betrag in Richtung der Schwungmasse 3 verlagert. Diese Verlagerung bewirkt, daß der am Ausgangsteil 29 befestigte Reiring 22 von der Scheibe 24 abhebt und somit der Reibring 22 keine Reibungsdämpfung mehr erzeugt.
Mit der Schwungmasse 4 wird auch das vor dem Ausrücken durch die Tellerfeder 36 verspannte Lager 15 axial verschoben und in der anderen Richtung verspannt. Das Lager 15 muß die zum Ausrücken der Reibungskupplung 7 erforderliche Kraft abfangen.
Zum Einrücken der Reibungskupplung 7 wird die auf den Ausrücker 35 einwirkende Axialkraft allmählich abgebaut, wodurch zunächst die am Deckel 11 angelenkte Tellerfeder 12 aufgrund ihrer Verspannung sich verschwenkt und dadurch die Druckplatte 8 in Richtung der Schwungmasse 4 verlagert, so daß die Kupplungsscheibe 9 allmählich zwischen der Schwungmasse 4 und der Druckplatte 8 eingeklemmt wird. Sobald die an den Tellerfederzungenspitzen 12a einwirkende Kraft kleiner wird als die durch die verspannte Tellerfeder 36 erzeugte Kraft, werden das Lager 15 und somit auch die Schwungmasse 4 und die auf letzterer befestigten Bauteile von der Schwungmasse 3 um den zuvorgenannten Betrag weg verlagert. Aufgrund dieser Verlagerung kommt der Reibring 22 wieder zur Anlage an der Scheibe 24 und erzeugt infolge der verbleibenden Vorspannung der Tellerfeder 34 wieder ein Reibmoment zwischen der Schwungmasse 3 und 4. Das Lager 15 ist dann wieder so verspannt, wie dies vor dem Ausrücken der Fall war.
Die in 2 dargestellte Drehmomentübertragungseinrichtung unterscheidet sich gegenüber der in 1 gezeigten im wesentlichen dadurch, daß auf der Schwungmasse 4 eine sogenannte gezogene Reibungskupplung 107 befestigt ist und der Reibring 122 auf der anderen Seite des Ausgangsteiles 29 vorgesehen ist.
Die Tellerfeder 136 ist gemäß 2 verspannt.
Die Verspannung der Tellerfeder 136 bewirkt, daß das Lager 15 und somit auch die Schwungmasse 4 und die darauf befestigten Bauteile in Richtung der Schwungmasse 3 zu gedrückt werden. Infolgedessen wird der auf dem Ausgangsteil 29 befestigte Reibring 122 zwischen diesem Ausgangsteil 29 und der Scheibe 23 eingespannt. Zwischen den radial verlaufenden Bereichen der schulter 17 und dem inneren Lagerring 15b ist ein axiales Spiel vorhanden, um bei Verschleiß des Reibringes 122 eine Nachstellung, das heißt eine axiale Verlagerung der Schwungmasse 4 in Richtung der Schwungmasse 3 zu ermöglichen.
Die Tellerfeder 136 ist wiederum derart eingebaut, daß sie bei Überwindung ihrer Vorspannung um einen vorbestimmten Betrag verschwenkt bzw. zusammengedrückt werden kann, so daß der Reibring 122 von der Scheibe 23 beim Ausrücken der Reibungskupplung abheben kann.
Ausgehend von der in 2 dargestellten Position ist die Funktion der Drehmomentübertragungseinrichtung folgende.
Bei eingerückter Reibungskupplung 107 wirkt bei einer Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 das maximale durch den Reibring 122 erzeugte Reibmoment. Sobald die inneren Tellerfederzungenspitzen 112a in Richtung von der Schwungmasse 3 weg beaufschlagt werden, wird mit zunehmender Ausrückkraft die Vorspannung der Tellerfeder 136 allmählich kompensiert, so daß das durch den Reibring 122 erzeugte Reibmoment und die Verspannung des Lagers 15 durch die Tellerfeder 136 abnehmen. Sobald die auf die Zungenspitzen 112a ausgeübte Ausrückkraft die Vorspannung der Tellerfeder 136 übersteigt, wird diese Tellerfeder 136 verschwenkt bzw. zusammengedrückt und die Schwungmasse 4 um den genannten Betrag in Richtung von der Schwungmasse 3 weg verlagert. Diese Verlagerung bewirkt, daß der am Ausgangsteil 29 befestigte Reibring 122 von der Reibscheibe 23 abhebt und somit keine Reibungsdämpfung mehr erzeugt wird. Mit der Schwungmasse 4 wird auch das Lager 15 wieder axial verschoben und in der anderen Richtung verspannt.
Beim Einrückvorgang der Reibungskupplung 107 wird, sobald die auf die Zungenspitzen 112a ausgeübte Kraft geringer wird als die Kraft der verspannten Tellerfeder 136 die Schwungmasse 4 und somit auch das Ausgangsteil 29 mit dem darauf befestigten Reibring 122 in Richtung der Schwungmasse 3 verlagert, wodurch der Reibring 122 wieder zur Anlage an der Scheibe 23 kommt und ein Reibmoment erzeugen kann. Das Lager 15 ist dann wieder so vorgespannt, wie dies vor dem Ausrücken der Fall war.
Aus den 3 bis 5 geht eine Weiterbildung der Erfindung hervor. Die dargestellte Einrichtung 1' besitzt eine Schwungrad 2', welches in zwei Schwungmassen 3' und 4' aufgeteilt ist. Die Schwungmasse 3' ist auf einer Kurbelwelle 5' einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine über Befestigungsschrauben 6' befestigt. Auf der Schwungmasse 4' ist eine Reibungskupplung 7' über nicht näher dargestellte Mittel befestigt. Zwischen der Druckplatte 8' der Reibungskupplung 7' und der Schwungmasse 4' ist eine Kupplungsscheibe 9' vorgesehen, welche auf der Eingangswelle 10' eines nicht näher dargestellten Getriebes aufgenommen ist. Die Druckplatte 8' der Reibungskupplung 7' wird in Richtung der Schwungmasse 4' durch eine am Kupplungsdeckel 11' schwenkbar gelagerte Tellerfeder 12' beaufschlagt. Durch Betätigung der Reibungskupplung 7 kann die Schwungmasse 4' und somit auch das Schwungrad 2' über die Kupplungsscheibe 9' der Getriebewelle 10' zu- und abgekuppelt werden.
Die beiden Schwungmassen 3' und 4' sind relativ zueinander über eine Lagerung 13' verdrehbar gelagert. Die Lagerung 13' beinhaltet ein Kugellager 14' sowie ein im axialen Abstand davon vorgesehenes radial wirksames Nadellager 15'. Die Schwungmasse 4' weist einen zylindrischen Zapfen 16' auf, auf dem der innere Ring 14a' des Kugellagers 14 drehfest aufgenommen ist. Der Zapfen 16' erstreckt sich in eine in der Kurbelwelle 5' zentrisch vorgesehene Bohrung 17'. Das Nadellager 15' ist im axialen Überlappungsbereich zwischen der Bohrung 17' und dem Zapfen 16' vorgesehen.
Die aus verschiedenen Bauteilen zusammengesetzte Schwungmasse 3' besitzt ein flanschartiges Bauteil 18', welches radial außen einen ringförmigen Massenkörper 19' trägt, auf welchem der Anlaßring 20' aufgebracht ist. Radial innen ist das flanschartige Bauteil 18' auf einem Zwischenstück 21' zentriert, welches einen radialen Bereich 22' aufweist, der sich zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und der Stirnfläche der Kurbelwelle 5' erstreckt. Durch die Schrauben 6' wird der radiale Bereich 22' sowie das flanschartige Bauteil 18' in Richtung auf die Stirnfläche der Kurbelwelle 5' zu verspannt. Das Zwischenstück 21' weist einen von der Kurbelwelle 5' weg gerichteten Fortsatz 23' auf, dessen Innenkonturen eine Bohrung 24' bilden, in der der äußere Lagerring 14b' des Kugellagers 14' drehfest aufgenommen ist. Das Zwischenteil 21' besitzt weiterhin einen sich axial in die Bohrung 17' der Kurbelwelle 5' erstreckenden rohrförmigen Ansatz 25', dessen äußere Mantelfläche zur Zentrierung der Schwungmasse 3' gegenüber der Kurbelwelle 5' dient. Zwischen der inneren Mantelfläche des rohrförmigen Ansatzes 25' und den Endbereichen des Zapfens 16' ist das radial wirksame Nadellager 15' angeordnet. Die Schwungmasse 4' weist Ausnehmungen 4a' auf, durch welche die Schrauben 6' hindurchfürbar sind, so daß die Schwungmassen 3' und 4' mitsamt der Lagerung 13' als Einheit an der Kurbelwelle 5' montiert werden können.
Die beiden Schwungmassen 3' und 4' sind entgegen der Wirkung der Dämpfungseinrichtung 26' begrenzt zueinander verdrehbar.
Die Dämpfungseinrichtung 2' besteht aus in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichern in Farm von Schraubenfedern 27' und Reibeinrichtungen 28', 29'. Der flanschartige Bauteil 18' dient als Eingangsteil für die Dämpfungseinrichtung 26'. Beidseits des flanschartigen Bauteiles 18' sind Scheiben 30', 31' angeordnet, die über Abstandsbolzen 32' im axialen Abstand miteinander drehfest verbunden sind. Die Abstandsbolzen 32' dienen außerdem zur Befestigung dieser beiden Scheiben 30', 31' an der Schwungmasse 4'. In den Scheiben 30', 31' sowie im flanschartigen Bauteil 18' sind Ausnehmungen 30a', 31a' sowie 18a' eingebracht, in denen die Kraftspeicher 27' aufgenommen sind. Im flanschartigen Bauteil 18' sind außerdem bogenförmige Ausnehmungen 33' eingebracht, durch welche die Abstandsbolzen 32' hindurchgreifen, wobei die Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungmassen 3' und 4' durch Anschlag der Bolzen 32' an den Endkonturen 33a', 33b' dieser bogenförmigen Ausnehmungen 3 erfolgt.
Die Reibeinrichtung 28', welche über den gesamten Relativverdrehwinkel zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und den beiden Scheiben 30', 31' wirksam ist, besitzt ein tellerfederartiges Bauteil 28a', das die axial federnde Einrichtung darstellt, eine Druckscheibe 28b' sowie ein zwischen Druckscheibe 28b' und flanschartigem Bauteil 18' vorgesehener Reibring 28c'. Das vorgespannte tellerfederartige Bauteil 28a stützt sich einerseits an der Scheibe 31' ab und beaufschlagt. andererseits die Druckscheibe 28b' in Richtung des flanschartigen Bauteiles 18', wodurch der Reibring 28c' zwischen der Druckscheibe 28b' und dem flanschartigen Bauteil 18' eingespannt wird.
Die Reibeinrichtung 29' bildet eine Lastreibeinrichtung mit einer Lastreibscheibe 34'. Die Lastreibscheibe 34' weist an ihrem äußeren Umfang in Achsrichtung verlaufende Arme 35' auf, die sich durch Ausnehmungen 36' des flanschartigen Bauteiles 18' hindurcherstrecken. Die Ausnehmungen 36' sind derart ausgebildet, daß eine relative Verdrehung zwischen der Lastreibscheibe 34' und dem flanschartigen Bauteil 18' sowohl über einen Teilbereich 37' des möglichen Verdrehwinkels 39' in Schub- als auch über einen Teilbereich 38' des möglichen Verdrehwinkels 40' in Zugrichtung stattfinden kann. Die zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und der Scheibe 30' vorgesehene Lastreibscheibe 34' weist eine in die radial äußeren Bereiche in Richtung der Scheibe 30' eingebrachte Sicke 41' auf, welche mit der Scheibe 30' in Reibungseingriff steht. Die Lastreibscheibe 34' besitzt weiterhin radial nach innen verlaufende Bereiche, in denen eine Ausnehmung 42' zur Aufnahme des gezeigten Kraftspeichers 27' vorgesehen ist. Diese Ausnehmung 42' besitzt – in Umfangsrichtung betrachtet – die gleiche Ausdehnung 43' wie die beiden Ausnehmungen 30a', 31a' der beiden Scheiben 30', 31'. Die Ausdehnung 44' der in das flanschartige Bauteil 18' eingebrachte Ausnehmung 18a' ist größer als die Ausdehnung 43'. Die Anordnung der Ausnehmungen 30a', 31a', 42' gegenüber der Ausnehmung 18a' sowie der Unterschied zwischen den Ausdehnungen 43' und 44' ist derart gewählt, daß zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und den beiden Scheiben 30', 31' eine relative Verdrehung über einen Teilbereich 37', 38' möglich ist, bevor der Kraftspeicher 27' zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und den beiden Scheiben 30', 31' zusammengedrückt wird.
An den Armen 35' der Lastreibscheibe 34' stützt sich mit seinen radial äußeren Bereichen ein zwischen dem flanschartigen Bauteil 18' und der Scheibe 31' vorgesehenes tellerfederartiges Bauteil 45' ab, welches sich mit seinen radial inneren Bereichen an der Scheibe 31' abstützt. Die Lastreibscheibe 34' wird dadurch in Richtung der Scheibe 30' beaufschlagt. Die Ausnehmungen 30a', 31a' der beiden Seitenscheiben 30', 31' und die Ausnehmung 18a' des flanschartigen Bauteiles 18' sowie die darin vorgesehenen Schraubenfedern 27' sind über den Umfang der Dämpfungseinrichtung 26' derart angeordnet und bemessen, daß eine mehrstufige Dämpfungskennlinie vorhanden ist, wie dies im folgenden im Zusammenhang mit der in 5 dargestellten Torsionskennlinie näher erläutert wird. Bei der in 5 dargestellten Torsionskennlinie ist auf der Abszissenachse der relative Verdrehwinkel zwischen den beiden Schwungmassen 3' und 4' dargestellt und auf der Ordinatenachse das zwischen den beiden Schwungmassen 3' und 4' übertragene Moment. In den 4 und 5 zeigt der Pfeil 46' die Zugrichtung an, das heißt also die Drehrichtung, in der die durch die Kurbelwelle 5' einer Brennkraftmaschine angetriebene Schwungmasse 3' die Getriebeeingangswelle 10' und damit auch das Kraftfahrzeug über die Kupplungsscheibe 9' antreibt. Durch den Pfeil 47' ist die Schubrichtung gekennzeichnet, weiterhin zeigt in 3 die ausgezogene Linie, die durch die Federn erzeugte Dämpfungswirkung und die schraffierten Flächen 48', 48a', die der Federkennlinie überlagerte Reibungsdämpfung der Lastreibeinrichtung 29'.
Ausgehend von der in 4 dargestellten Ruhestellung der Dämpfungseinrichtung 26' wirkt, bei einer Relativverdrehung der beiden Schwungmassen 3' und 4' in Zugrichtung 46', im Bereich 38' zunächst die durch Federn 27' geringerer Steifigkeit, welche nicht dargestellt sind, gebildete erste Stufe. Am Ende des Bereiches 38' kommt zusätzlich die durch Federn 27' höherer Steifigkeit, zu denen auch die dargestellte Feder 27' gehört, gebildete zweite Federstufe zusätzlich zur ersten Federstufe zur Wirkung. Dies geschieht dadurch, daß die Kanten 49' der Ausnehmungen 18a' des flanschartigen Bauteiles 18' nach einer Verdrehung um den Winkel 38' in Zugrichtung 46' an den in den Fenstern 30a', 31a' der Scheiben 30', 31' angeordneten Federn 27' höherer Steifigkeit angreifen. In gleicher Weise kommen die Kanten 50' der Ausnehmungen 18a' bei einer Verdrehung um den Winkel 37' in Schubrichtung 47' an den Federn 27' der zweiten Stufe zur Wirkung.
Durch die Bolzen 32' und die Aussparungen 33' im flanschartigen Bauteil 18' wird der maximale Verdrehwinkel bestimmt. Bei einer Verdrehung der Schwungmasse 3' um den Winkel 40' in Zugrichtung 46' bzw. 39' in Schubrichtung 47' gelangen die Bolzen 32' an den Endbereichen 33a', 33b' der Aussparungen 33' zur Anlage.
Bei einer Verdrehung der Schwungmasse 3' in Zug- oder Schubrichtung aus der in 4 dargestellten Ruhestellung wird zunächst Reibung durch die Reibeinrichtung 28' erzeugt. Diese Reibeinrichtung 28' ist solange alleine wirksam, bis die axial verlaufenden Arme 35' der Lastreibscheibe 34' zur Anlage an den Anschlagkanten 51' für die Zugrichtung oder 52' für die Schubrichtung der Ausnehmungen 36' im flanschartigen Bauteil 18' kommen, so daß die Lastreibscheibe 34' und somit auch das tellerfederartige Bauteil 45' gegenüber dem flanschartigen Bauteil 18' bzw. der Schwungmasse 3 festgelegt sind. Diese Festlegung bewirkt daß bei Fortsetzung der Verdrehung zwischen den beiden Schwungmassen 3' und 4' die Lastreibscheibe 34' und das tellerfederartige Bauteil 45' gegenüber den beiden Scheiben 30', 31', zwischen denen sie verspannt sind, solange verdreht werden, bis die Bolzen 32' an den Endbereichen 33a' oder 33b' der Ausnehmungen 33' im flanschartigen Bauteil 18' zur Anlage kommen. Während dieser Verdrehphase wird ein relativ hohes Reibmoment erzeugt. In der Torsionskennlinie ist die durch dieses Reibmoment erzeugte Dämpfungswirkung der Lastreibeinrichtung 29' für den Zugbereich der Dämpfungseinrichtung 26' durch die Fläche 48' und für den Schubbereich durch die Fläche 48a' dargestellt.
Wie aus der in 5 dargestellten Torsionskennlinie zu entnehmen ist, ist die Vorspannung der mit der Lastreibeinrichtung 29' zusammenwirkenden Kraftspeicher 27 derart gewählt, daß das von diesen Kraftspeichern 27' erzeugte Rückstellmoment ausreicht, um eine Rückstellung der Lastreibeinrichtung in die in 4 dargestellte Ruhestellung sicherzustellen. Die Vorspannung der mit der Lastreib einrichtung 29' zusammenwirkenden Kraftspeicher 27' kann jedoch auch kleiner gewählt werden, so daß keine vollständige Rückstellung der Lastreibeinrichtung erzielt wird und eine sogenannte Verschleppung des Einsatzes der Lastreibeinrichtung stattfindet. Weiterhin könnten die Ausnehmungen 42' der Lastreibscheibe 35' größer sein als die Ausnehmungen 30a', 31a' in den Scheiben 30', 31', wodurch ebenfalls eine Verschleppung des Einsatzes der Lastreibeinrichtung stattfindet.
Bei der in 5 dargestellten Torsionskennlinie ist die durch die Reibeinrichtung 28' erzeugte Reibungsdämpfung bzw. Reibungshysterese nicht ersichtlich, da diese beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wesentlich kleiner ist als die der Lastreibeinrichtung 29'. Bei den zuvor im Zusammenhang mit den 1 bis 5 beschriebenen Ausführungsformen können die Wälzlager auch so ausgebildet sein, daß ihre Lagerringe bzw. Abwälzbahnen fest mit den jeweiligen Schwungmassen verbunden bzw. in diese eingearbeitet sind, Dies bedeutet, daß die Abwälzbahnen durch Vertiefungen gebildet werden, die in entsprechenden Umfangsbereichen der Schwungmassen ausgebildet sind.
Die Funktion der Erfindung besteht insbesondere darin, daß das zwischen der ersten und der zweiten Schwungmasse 3', 4' vorhandene Wälzlager 14' durch die Tellerfeder 28a' bei eingerückter Reibungskupplung 7' einerseits axial verspannt werden kann. Das bedeutet, daß in bezug auf die Wälzkörper der innere und äußere Lagerring 14a', 14b' in entgegengesetzter Richtung durch eine Axialkraft beaufschlagt sind. Deshalb stützen sich der innere und der äußere Lager ring 14a', 14b' an den Wälzkörpern axial in entgegengesetzter Richtung ab. Andererseits können beim Betätigen der Reibungskupplung 7' die Lagerringe 14a', 14b' entgegen der Verspannkraft der federnden Einrichtung 28a' zumindest entsprechend dem Lagerspiel axial begrenzt zueinander verlagert werden, wodurch die Wälzkörper ihre Berührungspunkte mit den Abwälzbahnen bzw. den Lagerringen 14a', 14b' wechseln. Ein solcher Wechsel der Berührungspunkte der Wälzkörper an den Lagerringen 14a', 14b' bzw. den Laufbahnen kann sich insofern positiv auswirken, daß dadurch ein Weitertransport der Wälzkörper in Umfangsrichtung gegenüber den Abwälzbahnen der Lagerringe 14a', 14b' bzw. den Laufbahnen bewirkt wird. Dadurch wird der Verschleiß des Lagers wesentlich herabgesetzt und die Lebensdauer der Drehmomentübertragungseinrichtung erhöht.

Claims

Dämpfungseinrichtung mit zwei über eine Lagerung koaxial zueinander angeordneten und entgegen der Wirkung einer in Umfangsrichtung wirksamen Dämpfungseinrichtung relativ verdrehbaren Schwungmassen, von denen die eine mit der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine und die andere über eine Kupplung mit dem Eingangsteil eines Getriebes verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Lagerring (15a) der durch zumindest ein Wälzlager gebildeten Lagerung in einer Aufnahmebohrung (16) der anderen Schwungmasse (4) und der innere Lagerring (15b) auf einer Schulter (17) eines von der Abtriebswelle (5) der Brennkraftmaschine weg weisenden Ansatzes (18) der einen Schwungmasse (3) aufgenommen ist, wobei ein Blechteil (19) mit der einen Schwungmasse (3) verbunden ist und mit seinem radial verlaufenden äußeren Randbereich (19a) den inneren Lagerring (15b) auf dem Ansatz (18) der einen Schwungmasse (3) sichert.
Dämpfungseinrichtung mit zwei über eine Lagerung koaxial zueinander angeordneten und entgegen der Wirkung einer in Umfangsrichtung drehelastischen Dämpfungsein richtung begrenzt relativ zueinander verdrehbarer Schwungmassen, von denen die eine mit der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine und die andere über eine Kupplung mit dem Eingangsteil eines Getriebes verbindbar ist, die Dämpfungseinrichtung aus in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichern und/oder Reib- oder Gleitmitteln und einer zusätzlichen Reibeinrichtung besteht, wobei die aus mehreren Bauteilen bestehende eine Schwungmasse (3) ein flanschartiges Bauteil (18) besitzt, das radial innen auf einem Zwischenteil (21) aufgenommen ist, welches einen von der Abtriebswelle (5) der Brennkraftmaschine weg weisenden Ansatz (23) bildet, der das zwischen den beiden Schwungmassen zur Bildung der Lagerung vorgesehene Wälzlager (14) trägt und das flanschartige Bauteil (18) und das Zwischenteil (21) radiale Bereiche besitzen, welche durch die Schrauben (6) zur Befestigung der Dämpfungseinrichtung an die Abtriebswelle (5) in Richtung einer Stirnfläche der Abtriebswelle (5) verspannbar sind.
Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wälzlager (14) mit seinem inneren Lagerring auf dem von der einen Schwungmasse (3) axial weg gerichteten Ansatz vorgesehen ist und der radial äußere Lagerring die zweite Schwungmasse (4) trägt.
Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwungmasse (4) über einen auf die erste Schwungmasse (3) zu gerichteten Ansatz auf dem äußeren Wälzlagerring aufsitzt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Dämpfungseinrichtung aus in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichern und/oder Reib- oder Gleitmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zwischen den beiden Schwungmassen (3, 4) mindestens eine, erst nach einem bestimmten Relativverdrehwinkel (37, 38) der Schwungmassen (3, 4) zueinander eine, eine erhöhte Reibungsdämpfung bewirkende Reibeinrichrung vorgesehen ist, die zusammen mit der beiden Schwungmassen (3, 4) und der Dämpfungseinrichtung (26) im Kraftübertragungsweg vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsdämpfungsvorkehrung (29) durch eine sogenannte Lastreibscheibeneinrichtung gebildet ist, die, ausgehend von einer Ruheposition der Dämpfungseinrich tung (2), erst nach einem gewissen Verdrehwinkel (37, 38) in Schub- und/oder Zugrichtung (47, 46) zur Wirkung kommt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsdämpfungsvorkehrung (29) in die Dämpfungseinrichtung (26) integriert ist und mit Kraftspeichern (27) zusammenwirkt.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsdämpfungsvorkehrung (29), zumindest über Teilbereiche ihres Verdrehwinkels durch die Kraftspeicher (27) zurückstellbar ist.