DE3501466C2 - Torsionsschwingungsdämpfer mit im Verdrehwinkelbereich des Leerlaufsystems wirksamer, drehzahlabhängiger Reibeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für Kupplungsscheiben von Reibungskupplungen, be­ stehend unter anderem aus einem mit Reibbelägen versehenen Ein­ gangsteil, einem mit einer Innenverzahnung versehenen Ausgangs­ teil, dazwischen angeordneten Torsionsfedern unterschiedlicher Federsteifigkeit, die eine Federkennlinie mit wenigstens einem Knick erzeugen, gegebenenfalls einer Reibeinrichtung, die zu­ mindest im steilsten Bereich der Federkennlinie wirksam ist so­ wie einer weiteren Reibeinrichtung, die drehzahlabhängig ver­ änderbar ist.

Ein Torsionsschwingungsdämpfer der obengenannten Bauart ist bei­ spielsweise aus dem DE-GM 77 24 653 bekannt. Bei diesem bekannten Torsionsschwingungsdämpfer ist eine Reib­ einrichtung vorgesehen, die nach dem Zurücklegen eines be­ stimmten Verdrehwinkels wirksam wird und die in Abhängigkeit von der Fliehkraft mit zunehmender Drehzahl an Reibkraft einbüßt bzw. vollkommen ausgeschaltet wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei Torsionsschwin­ gungsdämpfern mit geknickter Federkennlinie diejenigen Geräusche zu unterdrücken bzw. abzubauen, welche entstehen, wenn Last­ wechsel mit großen Drehmomentspitzen auftreten. In solchen Be­ triebszuständen entstehen an den Anschlagelementen, welche für den Einsatz der einzelnen Federstufen verantwortlich sind, soge­ nannte Lastwechselschläge. Insbesondere sind dabei diejenigen Anschlagelemente betroffen, die zwischen der flachsten Federkenn­ linie, z. B. für den Leerlaufbereich, und der nächsten Federstufe wirksam werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch die Anordnung einer weiteren Reib­ einrichtung, die drehzahlabhängig veränderbar ist und die ledig­ lich im Bereich der flachsten Federkennlinie wirksam ist, ist es möglich, den Lastwechselschlag zumindest soweit zu mildern, daß er nicht mehr wahrgenommen werden kann. Dabei ist es vorteil­ haft, diese zusätzliche Reibeinrichtung drehzahlabhängig so zu steuern, daß sie oberhalb einer vorgegebenen Drehzahl wirksam wird. Vorzugsweise wird der Einsatz dieser zusätzlichen Reib­ einrichtung oberhalb der Leerlaufdrehzahl erfolgen.

Durch die erfindungsgemäße Steuerung der zusätzlichen Reib­ einrichtung wird erreicht, daß außerhalb der Leerlaufdrehzahl während des Lastwechsels der Leerlaufbereich nicht schlagartig durchfahren werden kann, da zusätzlich zu der an sich flachen Federkennlinie die Reibkraft der zusätzlichen Reibeinrichtung überwunden werden muß.

Insbesondere bei Torsionsschwingungsdämpfern mit getrenntem Last­ system und Leerlaufsystem ist die Anwendung der obengenannten drehzahlabhängigen zusätzlichen Reibeinrichtung besonders wir­ kungsvoll. Gemäß den Unteransprüchen 4 bis 11 sind besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele festgelegt.

Die Erfindung wird anschließend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Torsionsschwin­ gungsdämpfer mit Lastsystem und Leerlauf­ system;

Fig. 2 und 3 Querschnitt und Längsschnitt durch die Flieh­ krafteinrichtung zur Steuerung der zusätz­ lichen Reibeinrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Torsionsschwingungsdämpfer, der im wesent­ lichen aus den folgenden Teilen besteht: dem Torsionsschwingungs­ dämpfer 1 für den Lastbereich, dem Torsionsschwingungsdämpfer 12 für den Leerlaufbereich sowie die zusätzliche Reibeinrich­ tung 11. Der Torsionsschwingungsdämpfer 1 für den Lastbereich besteht aus den Reibbelägen 2, die fest an einem Deckblech 4 vernietet sind. Ein zweites Deckblech 3 ist im axialen Abstand vom Deckblech 4 angeordnet und über Verbindungsniete 16 drehfest mit diesem verbunden und auf Abstand gehalten. Die Teile 2, 3 und 4 sind als Drehmoment-Eingangsteile des Torsionsschwingungs­ dämpfers 1 ausgebildet. Als Ausgangsteil ist die Nabenscheibe 5 zwischen den beiden Deckblechen 3 und 4 vorgesehen. Dabei sind mehrere Torsionsfedern 9 vorgesehen, welche sowohl in Fenster der Nabenscheibe 5 als auch in Fenster der Deckbleche 3 und 4 eingreifen. Diese Fenster können so ausgebildet sein, daß die Torsionsfedern 9 stufenweise zugeschaltet werden. Der Torsions­ schwingungsdämpfer 12 für den Leerlaufbereich besteht ebenfalls aus zwei Deckblechen 14 und 15, die über Verbindungsniete 17 drehfest miteinander verbunden und auf Abstand gehalten sind. Dabei ist das Deckblech 15 drehfest mit der Nabenscheibe 5 ver­ bunden. Die beiden Deckbleche 14 und 15 bilden die Eingangsteile des Torsionsschwingungsdämpfers 12 für den Leerlaufbereich, wo­ bei zwischen beiden Teilen 14 und 15 eine Nabenscheibe 18 ange­ ordnet ist, die als Ausgangsteil des Leerlaufschwingungsdämpfers fungiert.

Zwischen den Teilen 14 und 15 einerseits sowie 18 andererseits sind wiederum Torsionsfedern 13 für den Leerlaufbereich in ent­ sprechenden Fenstern angeordnet. Die Nabenscheibe 18 ist fest mit einer gemeinsamen Nabe 8 verbunden. Diese gemeinsame Nabe 8 weist an ihrem Innendurchmesser eine entsprechende Innenverzah­ nung auf zum Eingriff in die nicht dargestellte Getriebewelle. Die Nabenscheibe 5 weist an ihrem Innenumfang eine Innenverzah­ nung 6 auf, die in eine Außenverzahnung 7 der gemeinsamen Nabe 8 mit Spiel in Umfangsrichtung eingreift. Dieses Spiel entspricht dem Wirkungsbereich des Torsionsschwingungsdämpfers 12 für den Leerlauf. Der Torsionsschwingungsdämpfer 1 für den Lastbereich weist eine übliche Reibeinrichtung 10 auf, die im vorliegenden Fall aus zwei Reibringen besteht sowie einer Tellerfeder und einem Druckring. Diese Reibeinrichtung 10 ist lediglich außer­ halb des Wirkungsbereiches des Torsionsschwingungsdämpfers 12 wirksam. Der Torsionsschwingungsdämpfer 12 kann mit einer eigenen Reibeinrichtung ausgestattet sein. Auf der dem Torsions­ schwingungsdämpfer 12 abgewandten Seite des Torsionsschwingungs­ dämpfers 1 ist die zusätzliche Reibeinrichtung 11 angeordnet. Sie besteht aus den nachfolgend beschriebenen Einzelteilen, wo­ bei auch Bezug auf die Fig. 2 und 3 genommen wird. An der Nabenscheibe 5 ist ein Steuerblech 23 fest angeordnet. Es trägt am Umfang verteilte Schlitze 26 bzw. 27, in welchen sich Flieh­ gewichte 19 bzw. 20 in radialer Richtung verlagern können. In den Umfangsbereichen zwischen den Schlitzen 26 und 27 ist ein nach außen offenes u-förmiges Profil vorgesehen, welches dazu dient, die durch entsprechende Nuten in den Fliehgewichten 19 und 20 verlaufende Wurmfeder 21 so zu halten, daß die Flieh­ gewichte sowohl in axialer Richtung zumindest während des Mon­ tagevorganges gesichert sind als auch eine exakt vorgegebene radial innere Ruhelage einnehmen können. Diese Ruhelage ist aus Fig. 2 ersichtlich. Im axialen Abstand vom Steuerblech 23, von der Nabenscheibe 5 wegweisend, ist ein weiteres Steuerblech 22 angeordnet. Dieses Steuerblech 22 weist in seinem radial äußeren Bereich Schlitze 24 und 25 auf, die im montierten Zustand in radialer Richtung mit den Schlitzen 26 und 27 des Steuer­ bleches 23 korrespondieren können.

Das Steuerblech 22 ist radial innerhalb der Fliehgewichte 19 bzw. 20 über die Reibeinrichtung 11 mit der gemeinsamen Nabe 8 verbunden. Die Reibeinrichtung besteht im vorliegenden Fall aus zwei Druckringen 31 und 32, die drehfest aber axial verschiebbar auf der Außenverzahnung 7 angeordnet sind sowie aus einem Druck­ ring 33, der lose angeordnet ist, einer Tellerfeder 29, einem Sicherungsring 30, einem axialen Anschlag 28 sowie drei Reib­ ringen 34. Mit dieser Anordnung kann ein relativ hohes Reib­ moment erzeugt werden. Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, sind über den Umfang des Steuerbleches 23 zwei Sätze von Flieh­ gewichten 19 und 20 derart verteilt, daß die Einzelteile eines jeden Satzes beispielsweise um 120° voneinander versetzt ange­ ordnet sind. Die Fliehgewichte 19 bzw. 20 sind untereinander im vorliegenden Fall um etwa 45° versetzt. Auf diese Weise wird die Kraftübertragung zwischen den beiden Steuerblechen 22 und 23 über die Fliehgewichte relativ gleichmäßig übertragen. Die ent­ sprechenden Schlitze 24 und 25 im Steuerblech 22 sind gegenüber den Schlitzen 26 und 27 bzw. gegenüber den Fliehgewichten 19 und 20 derart angeordnet, daß nur in den Endstellungen des Verzah­ nungsspieles zwischen der Innenverzahnung 6 und der Außenverzah­ nung 7 - also in den Maximalausschlägen der Torsionsdämpfeinrich­ tung 12 für den Leerlauf eine drehfeste Verbindung über die dann jeweils nach radial außen verlagerbaren Fliehgewichte herge­ stellt werden kann vorausgesetzt, daß die entsprechende Drehzahl zum Verlagern der Fliehgewichte erreicht bzw. überschritten ist.

Die Funktion des Torsionsschwingungsdämpfers gemäß den Fig. 1 bis 3 ist nun folgende: im Leerlaufbetrieb wird der Torsions­ schwingungsdämpfer 1 für den Lastbereich praktisch als steife Baueinheit verbleiben und es werden lediglich die Torsions­ federn 13 des Torsionsschwingungsdämpfers 12 für den Leerlauf­ bereich beaufschlagt. Es findet also eine Relativbewegung zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer 1 und der gemeinsamen Nabe 8 statt, die nicht größer ist als das Spiel zwischen den beiden Verzahnungen 6 und 7.

In diesem Leerlaufbereich werden die Fliehgewichte 19 und 20 durch die Wurmfeder 21 in ihrer Ruhestellung gehalten, wie sie in allen drei Figuren wiedergegeben ist. Bei ansteigender Dreh­ zahl haben die Fliehgewichte 19 und 20 das Bestreben, sich gegen die Kraft der Wurmfeder 21 nach radial außen zu verlagern. Diese Verlagerung kann dann stattfinden, wenn eine der Endstellungen zwischen den beiden Verzahnungen 6 und 7 erreicht ist. Wird bei­ spielsweise der Torsionsschwingungsdämpfer 1 gemäß Fig. 2 auf Zug beansprucht, so bewegt sich das Steuerblech 23 im Uhrzeiger­ sinn gegenüber dem als festgehalten gedachten Steuerblech 2. Sobald die Überdeckung der Schlitze 26 des Steuerbleches 23 mit den Schlitzen 24 des Steuerbleches 22 hergestellt ist - was gleichzeitig dem Anschlag der beiden Verzahnungen 6 und 7 in dieser Belastungsrichtung entspricht - können die Flieh­ gewichte 19 sich nach radial außen verlagern in die Schlitze 24 hinein. Sie verbinden auf diese Weise die beiden Steuerbleche 23 und 22 drehfest miteinander, so daß bei einer nachfolgenden Dreh­ momentbeaufschlagung in Schubrichtung im gesamten Spielbereich zwischen den beiden Verzahnungen 6 und 7 die erhöhte Reibkraft der Reibeinrichtung 11 wirksam wird. Diese erhöhte Reibkraft bleibt solange wirksam, solange eine Drehzahl oberhalb der Leer­ laufdrehzahl auf die gesamte Kupplungsscheibe einwirkt. Aus­ gehend von der in Fig. 2 angenommenen Mittelstellung, in wel­ cher der Leerlaufdämpfer 12 sich in Ruhestellung befindet, kann natürlich auch bei Drehmomentbeaufschlagung in Schubrichtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn und bei gleichzeitigem Über­ schreiten der Leerlaufdrehzahl der Fall eintreten, daß der zweite Satz Fliehgewichte 20 in die entsprechenden Schlitze 25 des Steuerbleches 22 eingreifen und somit die gleiche drehfeste Verbindung zwischen der Nabenscheibe 5 und der gemeinsamen Nabe 8 über die Reibeinrichtung 11 hergestellt ist.

Durch das drehzahlabhängige Zuschalten einer Reibeinrichtung mit relativ hohem Reibwert bleibt prinzipiell die Funktion des Leer­ laufschwingungsdämpfers erhalten, jedoch ist in diesem Bereich eine hohe Reibkraft zu überwinden.

Die Anordnung der Überdeckung der beiden Schlitzarten für die Fliehgewichte zwischen den beiden Steuerblechen jeweils im Bereich des maximalen Winkelausschlages des Leerlaufschwingungs­ dämpfers bringt den Vorteil mit sich, daß die Fliehgewichte ohne Drehmomentbeaufschlagung die drehfeste Verbindung zwischen beiden Steuerblechen herstellen können, da in diesen Endlagen auch die beiden Verzahnungen 6 und 7 sich in ihrer Endlage be­ finden. Die mit über der Leerlaufdrehzahl liegenden Betriebsdreh­ zahlen verbundene höhere Drehmomentbeaufschlagung der Kupplungs­ scheibe und auch die damit verbundene größere Ungleichförmigkeit kann bei der beschriebenen Konstruktion den sogenannten Last­ wechselschlag völlig unterbinden. Dieser Lastwechselschlag tritt nunmehr nicht mehr auf, da beim Durchlaufen des Bereiches des Leerlaufschwingungsdämpfers die hohe Reibkraft der zusätzlichen Reibeinrichtung überwunden werden muß. Gleichzeitig bleibt die Funktion der Leerlaufreibeinrichtung innerhalb des Leerlaufdreh­ zahlbereiches voll erhalten, da hier diese zusätzliche Reib­ einrichtung abgeschaltet ist.

Claims (11)

1. Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für Kupplungs­ scheiben von Reibungskupplungen, bestehend unter anderem aus einem mit Reibbelägen versehenen Eingangsteil, einem mit einer Innenverzahnung versehenen Ausgangsteil, dazwischen angeordneten Torsionsfedern unterschiedlicher Federsteifig­ keit, ,die eine Federkennlinie mit wenigstens einem Knick erzeugen, gegebenenfalls einer Reibeinrichtung, die zu­ mindest im steilsten Bereich der Federkennlinie wirksam ist sowie einer weiteren Reibeinrichtung, die drehzahlabhängig veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Reibeinrichtung (11) zumindest im Bereich der flachsten Federkennlinie wirksam ist.

2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die weitere Reibeinrichtung (11) derart dreh­ zahlabhängig veränderbar ist, daß sie oberhalb einer vorge­ gebenen Drehzahl wirksam ist.

3. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese weitere Reibeinrichtung (11) oberhalb der Leerlaufdrehzahl wirksam ist.

4. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei welchem ein Lastsystem und ein Leerlaufsystem vorgesehen sind, das Ausgangsteil des Lastsystems mit einer Verzahnung mit Spiel in Umfangsrichtung entsprechend dem Wirkungs­ bereich des Leerlaufsystems in eine Verzahnung einer gemein­ samen Nabe eingreift, auf welcher das Ausgangsteil des Leer­ laufsystems fest angeordnet ist und wobei das Ausgangsteil des Lastsystems mit den Eingangsteilen des Leerlaufsystems fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Reibeinrichtung (11) zwischen dem Ausgangsteil (5) des Last­ systems (1) und der gemeinsamen Nabe (8) angeordnet ist.

5. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die weitere Reibeinrichtung (11) auf der dem Leerlaufsystem (12) abgewandten Seite des Lastsystems (1) angeordnet ist.

6. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reibeinrichtung (11) aus zwei einander axial gegenüberstehenden Steuerblechen (22, 23) besteht, die radial verlaufende Schlitze (24, 25, 26, 27) aufweisen, wobei in einem (23) die Schlitze (26, 27) auf einem kleineren mittleren Durchmesser angeordnet sind und darin Verriegelungselemente (19, 20) gegen Federkraft (21) radial verlagerbar angeordnet sind und im anderen (22) radial verlaufende Schlitze (24, 25) auf einem größeren mittleren Durchmesser angeordnet sind und das eine Steuer­ blech (23) fest mit dem Ausgangsteil (5) des Lastsystems (1) verbunden ist und das andere Steuerblech (22) über die Reib­ einrichtung (11) mit der gemeinsamen Nabe (8) verbunden ist.

7. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in beiden Endstellungen des Ausgangsteils (5) des Lastsystems (1) in der Außenverzahnung (7) der gemein­ samen Nabe (8) die radial verlaufenden Schlitze (24 bis 27) von beiden Steuerblechen (22, 23) korrespondieren.

8. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das andere Steuerblech (22) zwischen zwei Druckringen (31, 32) eingespannt ist, die drehfest in der Außenverzahnung (7) der gemeinsamen Nabe (8) angeordnet sind.

9. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der dem Ausgangsteil (5) des Lastsystems (1) zugewandte Druckring (31) an einem axialen Anschlag (28) der Außenverzahnung (7) abgestützt ist.

10. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verriegelungselemente (19, 20) durch eine umlaufende Wurmfeder (21) in Ruhestellung gehalten sind.

11. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Sätze Verriegelungselemente (19, 20) am Umfang verteilt angeordnet sind, von denen der erste Satz (19) in Zugrichtung und der zweite Satz (20) in Schubrich­ tung mit entsprechenden Schlitzen (24, 25) im anderen Steuer­ blech (22) korrespondieren.