DE3618471A1 - Torsionsschwinungsdaempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer an einer Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere einer Kupplungsscheibe, umfassend eine erste, um eine Dreh­ achse drehbare Dreheinheit, eine zweite um die Drehachse drehbare Dreheinheit, welche gegenüber der ersten Dreheinheit um einen beschränkten Relativdreh­ winkelbereich winkelverstellbar ist, mindestens eine an der ersten Dreheinheit zur gemeinsamen Drehbewegung mit dieser angebrachte, im wesentlichen achsnormale erste Reibfläche und mindestens einen an der zweiten Drehein­ heit angebrachten zweiten Reibflächenträger mit mindestens einer achsnormalen zweiten Reibfläche, welche in Reibungs­ eingriff mit der ersten Reibfläche steht.

Es ist nach einer ersten bekannten Ausführungsform bekannt, die Reibflächen so anzuordnen, daß diese ein konstantes Reibmoment - bezogen auf die Drehachse - über den ganzen Relativwinkelbereich liefern.

Es ist weiter nach einer zweiten bekannten Ausführungsform bekannt, zwischen der einen der Dreheinheiten und der zuge­ hörigen Reibfläche ein Spiel in Umfangsrichtung vorzusehen, so daß eine sogenannte "verschleppte Reibung" zustande­ kommt. Hierzu wird beispielsweise verwiesen auf die DE-OS 28 07 165, bei der eine solche verschleppte Reibung ein­ tritt, wenn auch bei dieser Ausführungsform die Reibflächen nicht achsnormal angeordnet sind.

Es ist weiter nach einer dritten bekannten Ausführungsform bekannt, die Anpreßkraft der beiden Reibflächen gegeneinander in Abhängigkeit von der Größe des jeweiligen Relativdreh­ winkels zwischen den beiden Dreheinheiten zu verändern.

Es ist schließlich nach einer vierten bekannten Ausführungs­ form bekannt, das Reibmoment in Abhängigkeit von dem jewei­ ligen Relativdrehwinkel zwischen den beiden Dreheinheiten dadurch zu verändern, daß der mittlere Radius, in dem die beiden Reibflächen gegeneinander anliegen, verändert wird.

Die erste bekannte Ausführungsform ist unbefriedigend insofern, als sie eine Veränderung des Reibmoments in Abhängigkeit von der Größe des relativen Drehwinkels der beiden Dreheinheiten nicht erlaubt und insbesondere es nicht erlaubt, das Reibmoment zu den Enden des relativen Drehwinkelbereichs hin größer werden zu lassen. Bei der zweiten bekannten Ausführungsform ist es zwar möglich, eine sprunghafte Änderung des Reibmoments von Null auf einen endlichen Wert zu erhalten; es tritt aber ein harter Ein­ satz der Reibung ein. Außerdem schwankt der Winkel, in dem das Reibmoment sich sprunghaft verändert, in Abhängigkeit von der jeweiligen Vorgeschichte der relativen Winkelbe­ wegungen der beiden Dreheinheiten.

Die dritte und die vierte bekannte Ausführungsform erfor­ dert einen großen baulichen Aufwand. Außerdem macht es auch bei diesen Ausführungsformen Schwierigkeiten, den Ein­ satzpunkt, in dem die Reibung eintritt bzw. vergrößert wird, unabhängig von der Vorgeschichte der relativen Winkelbewegungen festzulegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Torsions­ schwingungsdämpfer der eingangs bezeichneten Art so auszu­ gestalten, daß eine kontinuierliche Veränderung des Reib­ moments über den Relativdrehwinkelbereich möglich wird. Weiter soll dafür gesorgt werden, daß der Einsatz des Reib­ moments jedenfalls nach einem Abklingen einer schwingungs­ förmigen Relativdrehwinkelbewegung annähernd an den gleichen Ort innerhalb des Relativdrehwinkelbereichs zurückkehrt.

Schließlich sollen diese Forderungen mit möglichst geringem Aufwand erfüllt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorge­ schlagen, daß der zweite Reibflächenträger an der zweiten Dreheinheit beweglich angebracht und durch Führungsmittel geführt ist, welche ihm ein von der peripheren Richtung um die Drehachse abweichendes Führungsspiel gegenüber der zweiten Dreheinheit gewähren.

Bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer ist dafür gesorgt, daß eine Reibung auch bei kleinen Winkel­ ausschlägen der beiden Dreheinheiten relativ zueinander stattfindet. In erster Näherung kann davon ausgegangen werden, daß sich bei einer abklingenden Drehschwingung der bewegliche zweite Reibflächenträger in eine Stellung relativ zu der zweiten Dreheinheit begibt, in der er ein minimales Reibmoment um die Drehachse erzeugt. Dies ergibt sich aus Stabilitätsüberlegungen. Damit kann davon ausge­ gangen werden, daß bei einer erneuten Winkelbewegung der Dreheinheiten relativ zueinander nach vorangegangenem Ab­ klingen einer Drehschwingung ein bestimmter Reibmomentver­ lauf über den Relativdrehwinkelbereich reproduzierbar ist.

Ein von den Führungsmitteln dem zweiten Reibflächenträger etwa gewährtes Mitnahmespiel gegenüber der zweiten Dreh­ einheit ist nicht völlig ausgeschlossen. Es sollte jedoch kleiner sein als das durch die Führungsmittel gewährte Führungsspiel in der von der peripheren Richtung um die Drehachse abweichenden Richtung, damit wenigstens annähernd in dem gesamten Relativdrehwinkelbereich eine Reibkraft und damit ein Reibmoment um die Drehachse erzeugt wird.

Wenn die Dreheinheiten durch eine drehmomentübertragende Drehfederbaugruppe im unbelasteten Zustand in einer relativen Ruhewinkel­ lage gehalten sind, empfiehlt es sich, die Führungsmittel derart auszubilden, daß bei einer von der Ruhewinkellage ausgehenden Winkelverstellung der Dreheinheiten relativ zueinander in mindestens einer Winkelrichtung die zwischen der ersten und der zweiten Reibfläche wirksame Reibkraft ein mit zunehmendem Abstand der jeweiligen Winkellage von der Ruhewinkellage steigendes Reibmoment um die Drehachse erzeugt. Diese Forderung besteht beispielsweise bei Tor­ sionsschwingungsdämpfern an Kupplungsscheiben von Kraft­ fahrzeugtriebwerken.

Insbesondere unter Zuhilfenahme einfacher Vorversuche kön­ nen die Führungsmittel derart ausgebildet werden daß der zweite Reibflächenträger bei einer Drehschwingungsfolge der Drehein­ heiten relativ zueinander mit abnehmender Amplitude an­ nähernd in diejenige Stellung relativ zur zweiten Drehein­ heit zurückkehrt, in welcher das Reibmoment ein Minimum ist.

Nach einer ersten Ausführungsform kann der zweite Reib­ flächenträger an der zweiten Dreheinheit durch eine Schwenk­ lagerung mit zur Drehachse paralleler Schwenkachse gelagert sein. Wenn bei dieser Ausführungsform das Schwenklager im wesentlichen spielfrei ist, so ist dafür gesorgt, daß beim gesamten Durchlauf des Relativdrehwinkelbereichs stets eine gewisse Reibkraft vorhanden ist, deren Verlauf in Abhängig­ keit von dem Relativdrehwinkel zwischen den beiden Dreh­ einheiten durch die Lage der Schwenklagerung relativ zu dem Flächenschwerpunkt der zweiten Reibfläche variiert werden kann. Bevorzugt wird man bei dieser Ausführungsform die Schwenkachse gegenüber dem Flächenschwerpunkt der zweiten Reibfläche nach radial innen in Richtung auf die Drehachse hin versetzen. Wenn dabei der zweite Reibflächen­ träger an einem durch die Schwenklagerung an der zweiten Dreheinheit schwenkbar gelagerten Schwenkteil annähernd um den Flächenschwerpunkt der zweiten Reibfläche dreh­ bar gelagert ist, so wirkt sich die reine Drehbewegung des zweiten Reibflächenträgers gegenüber der ersten Reibfläche um den Flächenschwerpunkt der zweiten Reib­ fläche nicht auf die Bildung des Reibmoments um die Dreh­ achse aus. Es ist aber auch möglich und sogar in vielen Fällen bevorzugt, daß der zweite Reibflächenträger an dem durch die Schwenklagerung an der zweiten Dreheinheit schwenkbar gelagerten Schwenkteil drehfest angebracht ist. In diesem Fall trägt auch die Drehbewegung des zweiten Reibflächenträgers um den Flächenschwerpunkt der ersten Reibfläche zu der Bildung des resultierenden Reibmoments um die Drehachse der beiden Dreheinheiten bei. Die Schwenk­ lagerung kann ein gewisses Lagerspiel gegenüber der zweiten Dreheinheit besitzen.

Nach einer weiteren Ausführugsform, die noch weitergehende Freiheit in der Erzeugung erwünschter Drehmomentverläufe in Abhängigkeit von dem Relativdrehwinkel der beiden Dreh­ einheiten liefert, ist der zweite Reibflächenträger durch mindestens eine Kurvenführung an der zweiten Dreheinheit geführt. Die Kurvenführung kann dabei beliebige Geo­ metrie haben, wodurch der Reibmomentverlauf in beliebiger Weise variiert werden kann.

So ist es möglich, daß der Reibflächenträger mit einem kreisförmigen Kurvenfolgeumriß ausgeführt und mit diesem in einem Langloch der zweiten Dreheinheit geführt ist. Hier bieten sich vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten hin­ sichtlich der Form des Langlochs an. So ist es denkbar, daß der zweite Reibflächenträger durch entsprechende Ge­ staltung des Langlochs mit seinem Mittelpunkt längs einer Bogenlinie beweglich ist, welche in Bezug auf einen zu­ gehörigen Radialstrahl durch die Drehachse im wesentlichen symmetrisch ist und verglichen mit einem sie tangierenden Kreis um die Drehachse einen kleineren Krümmungsradius besitzt. Mit dieser Ausführungsform können ähnliche Reib­ momentverläufe erzeugt werden wie bei einer Ausführungs­ form, bei der der zweite Reibflächenträger durch eine Schwenklagerung an der zweiten Dreheinheit schwenkbar gelagert ist. Variationen in der Krümmung der Bogenlinie ergeben aber Veränderungsmöglichkeiten in dem Reibmoment­ verlauf, die bei einer Schwenklagerung nicht bestehen. Bei dieser Ausführungsform wird sich der zweite Reib­ flächenträger aus Stabilitätsgründen im Falle einer ab­ klingenden Drehschwingung auf den Scheitel der symmetri­ schen Bogenlinie einstellen.

Es ist auch denkbar, daß der Mittelpunkt des Reibflächen­ trägers mit seinem kreisförmigen Kurvenfolgeumriß bei entsprechender Gestaltung des Langlochs längs einer S-Kurve beweglich ist, deren Wendetangente mit einem Radialstrahl durch die Drehachse und durch den Wendepunkt der S-Kurve einen spitzen Winkel von weniger als 60°, vorzugsweise weniger als 45° einschließt. Bei dieser Ausführungsform kann durch die Gestaltung der S-Kurve im Detail der Ver­ lauf des Reibmoments variiert werden, wobei durch einen mehr oder minder langen geradlinigen Abschnitt der S-Kurve im Bereich des Wendepunkts ein konstantes Reibmoment in einem entsprechenden Teilabschnitt des Relativdrehwinkel­ bereichs gewonnen werden kann. Bei dieser Ausführungsform wird sich im Fall eines Abklingens einer Drehschwingung zwischen den beiden Dreheinheiten der zweite Reibflächen­ träger in den Bereich des Wendepunkts einstellen. Diese Einstellung in den Bereich des Wendepunkts kann noch da­ durch begünstigt werden, daß der zweite Reibflächenträger mit seinem kreisförmigen Kurvenfolgeumriß bei Einstellung seines Mittelpunkts auf den Wendepunkt der S-Kurve gegen­ über dem Langloch ein Spiel senkrecht zur Wendetangente besitzt, und zwar ein größeres Spiel als es in den an­ schließenden Bereichen der S-Kurve besteht.

Eine weitere Ausgestaltung der auf Kurvenführung be­ ruhenden Lösung besteht darin, daß der zweite Reibflächen­ träger in Umfangsrichtung um die Drehachse länglich ist und durch zwei in Umfangsrichtung um die Drehachse beab­ standete Kurvenführungen gegenüber der zweiten Dreheinheit geführt ist. Bei dieser Ausgestaltung kann beispielsweise eine erste Kurvenführung einen gegen einen zugehörigen Radialstrahl zur Drehachse geneigten Kurvenverlauf und eine zweite Kurvenführung einen im wesentlichen peripheren Kurvenverlauf besitzen. Auch bei dieser Ausführungsform kann man erreichen, daß im wesentlichen über den gesamten Relativdrehwinkelbereich der beiden Dreheinheiten um die Drehachse eine Reibung des zweiten Reibflächenträgers gegenüber der ersten Reibfläche zwangsläufig erzeugt wird. Die erste Kurvenführung kann dabei von einem Langloch und einem in dieses Langloch eingreifenden Steuerbolzen ge­ bildet sein, während die zweite Kurvenführung von einer Führungskurve und zwei alternativ an dieser Führungskurve anliegenden Führungsbolzen gebildet sein kann. Die Über­ nahme der Führung durch den einen bzw. anderen Führungs­ bolzen ergibt zusätzliche Variationsmöglichkeiten für den Reibmomentverlauf.

Bei jeder Ausbildung der Kurvenführung ist es denkbar, daß die Kurvenführung mindestens einen Kurvenfolgerbolzen umfaßt, welcher eine an einer Führungskurve abrollende Laufrolle trägt. Damit wird der Verschleiß der Kurven­ führung reduziert.

Die Reibkraft zwischen den Reibflächen kann auf beliebige herkömmliche Weise erzeugt werden. Ein zusätzlicher und - soweit bekannt - für sich neuer und deshalb selb­ ständig schutzfähiger Vorschlag geht dahin, daß der zweite Reibflächenträger in Richtung parallel zur Dreh­ achse elastisch ausgebildet und zwischen die erste Reib­ fläche und eine Stützfläche der ersten Dreheinheit elastisch eingespannt ist. Dabei kann der zweite Reib­ flächenträger aus zwei Trägerteilen zusammengesetzt sein, zwischen denen Federmittel angeordnet sind.

Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es stellen dar:

Fig. 1 das Schema einer ersten Ausführungsform in Achsrichtung be­ trachtet, und zwar im Schnitt I-I der Fig. 2;

Fig. 2 einen die Drehachse enthaltenden Schnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 den Reibmomentverlauf bei einer Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 unter Berücksichtigung der Drehreibung des zweiten Reibflächenträgers gegen­ über der ersten Reibfläche;

Fig. 4 den Reibmomentverlauf bei einer Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 unter Nichtberücksichtigung des zweiten Reibflächenträgers gegenüber der ersten Reibfläche;

Fig. 5 das Schema einer zweiten Ausführungsform in Richtung der Drehachse betrachtet, und zwar im Schnitt nach Linie V-V der Fig. 6;

Fig. 6 einen die Drehachse enthaltenden Schnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 das Schema einer dritten Ausführungsform in Richtung der Dreh­ achse, und zwar im Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 8;

Fig. 8 einen die Drehachse enthaltenden Schnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 7;

Fig. 9 den Reibmomentverlauf bei einer Anordnung gemäß Fig. 7 und 8;

Fig. 10 das Schema einer vierten Ausführungsform in Richtung der Drehachse gesehen;

Fig. 11 einen zweiten Reibflächenträger für die Aus­ führungsform gemäß Fig. 10;

Fig. 12 das Schema einer fünften Ausführungsform in Richtung der Dreh­ achse gesehen, und zwar im Schnitt nach Linie XII-XII der Fig. 13;

Fig. 13 einen die Drehachse enthaltenden Schnitt bei der Anordnung gemäß Fig. 12;

Fig. 14 den Reibmomentverlauf bei der Anordnung gemäß Fig. 12 und 13 allgemein;

Fig. 15 den Reibmomentverlauf bei der Anordnung gemäß Fig. 12 und 13 im Falle einer abklingenden Dreh­ schwingung;

Fig. 16 das Schema einer sechsten Ausführungsform in Richtung der Dreh­ achse gesehen, und zwar im Teilschnitt nach Linie XVI-XVI der Fig. 17;

Fig. 17 einen Schnitt entsprechend Linie XVII-XVII der Fig. 16 bei einer Kupplungsscheibe mit in Fenstern aufgenommenen Tangentialdruckfedern;

Fig. 18 eine Abwandlung zu Fig. 16;

Fig. 19 eine weitere Abwandlung zu Fig. 16 in Richtung der Drehachse gesehen;

Fig. 20 eine weitere Abwandlung zu Fig. 16 und 17.

In Fig. 1 und 2 ist die zweite Dreheinheit 10 von einer Nabe 12 mit einem Nabenflansch 14 gebildet. Die erste Dreheinheit 16 ist von zwei Seitenscheiben 18 und 20 ge­ bildet, welche auf der Nabe 12 um die Drehachse A der Nabe 12 drehbar gelagert sind. Die Seitenscheibe 20 ist mit der Seitenscheibe 18 durch Niete 22 zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse A vernietet. Die erste Drehein­ heit 16 ist gegenüber der zweiten Dreheinheit 10 durch nicht eingezeichnete, tangential zur Drehachse A liegende Schraubendruckfedern in peripherer Richtung elastisch ab­ gestützt, so daß ein beschränkter Relativdrehwinkelbereich der ersten Dreheinheit 16 gegenüber der zweiten Dreheinheit 10 definiert ist. An der Seitenscheibe 20 ist in herkömm­ licher Weise ein Kupplungsscheibenreibbelag 21 angebracht. An der Seitenscheibe 18 ist eine erste Reibfläche 18 a an­ gebracht. An dem Nabenflansch 14 ist ein zweiter Reib­ flächenträger 23 um einen Schwenkniet 24 vermittels eines Schwenkarms 24 schwenkbar gelagert. An dem zweiten Reib­ flächenträger 23 ist eine zweite Reibfläche 23 a ange­ bracht, die in reibendem Eingriff mit der ersten Reibfläche 18 a der Seitenscheibe 18 steht. An der Seitenscheibe 20 ist eine um die Drehachse A kreisrunde Tellerfeder 26 abgestützt, welche auf eine Druckplatte 27 einwirkt. Die Tellerfeder 26 drückt die Druckplatte 27 gegen den zwei­ ten Reibflächenträger 23 und diesen mit seiner Reibfläche 23 a gegen die erste Reibfläche 18 a. Die Tellerfeder 26 kann an der Seitenscheibe 20 und an der ringförmigen Druckplatte 27 drehfest verankert sein.

In Fig. 1 ist der zweite Reibflächenträger 23 in einer Mittellage gezeichnet, in welcher der Flächenschwerpunkt B der zweiten Reibfläche 23 a in radialer Flucht mit der Drehachse A und dem Schwenkniet 24 liegt. Es sei ange­ nommen, daß die in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien darge­ stellte Lage des zweiten Reibflächenträgers 23 dann vor­ liegt, wenn die Seitenscheiben 18 und 20 eine mittlere Winkellage relativ zu der Nabe 12 innerhalb des durch die Tangentialdruckfedern (nicht eingezeichnet) vorgegebenen Relativdrehwinkelbereich einnehmen.

Wenn sich die Nabenscheibe 14 gegenüber der Seitenscheibe 18, die als festgehalten angenommen sei, im Uhrzeigersinn verdreht, gelangt der zweite Reibflächenträger 23 in die in Fig. 1 mit gestrichelter Linie dargestellte Position. Bei dieser Verlagerung des zweiten Reibflächenträgers 23 tritt - wie aus Fig. 1 zu ersehen - eine Schwenkbewegung des zweiten Reib­ flächenträgers 23 um den Schwenkniet 24 ein.

Zu Beginn der Winkelbewegung des Nabenflansches 14 gegen­ über der Seitenscheibe 18 aus der in Fig. 1 mit ausge­ zogenen Linien dargestellten Stellung heraus tritt zunächst nur eine Drehbewegung des zweiten Reibflächenträgers 23 gegenüber der Reibfläche 18 a um den Schwenkniet 24 ein. Mit zunehmen­ der Annäherung des zweiten Reibflächenträgers 23 an die in Fig. 1 mit gestrichelten Linien eingezeichnete Position wird der zweite Reibflächenträger in Umfangs­ richtung um die Achse A von der Nabenscheibe 14 mitge­ nommen und bewegt sich dabei gleichzeitig radial einwärts. Dies bedeutet, daß mit zunehmendem Winkelausschlag der Nabenscheibe 14 gegenüber der Seitenscheibe 18 pro Winkel­ einheit der Bewegung der Nabenscheibe 14 relativ zur Seitenscheibe 18 eine zunehmende Reibarbeit geleistet wird, d. h. auch die resultierende Reibkraft der zweiten Reibfläche 23 a gegenüber der ersten Reibfläche 18 a größer wird. Dies bedeutet eine Zunahme des Reibmoments mit zunehmendem Winkelausschlag. Der Verlauf des resul­ tierenden Reibmoments, welches zwischen der ersten Dreh­ einheit 16 und der zweiten Dreheinheit 10 wirksam ist, ist in Fig. 3 dargestellt. In dieser Fig. 3 ist auf der Abszissenachse der Winkelausschlag ϕ der Nabenscheibe 14 gegenüber der drehfest gehalten gedachten Seitenscheibe 18 dargestellt. Auf der Ordinatenachse ist das resultierende Reibmoment M _R dar­ gestellt, welches zwischen der ersten Dreheinheit 16 und der zweiten Dreheinheit 10 wirksam ist. Man erkennt aus Fig. 3, daß das resultierende Reibmoment M _R ausgehend von der Position ϕ=0 zunimmt, wobei ϕ=0 die in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellte Position des zweiten Reibscheibenträgers 23 ist, d. h. diejenige Position, welche durch die völlig entspannten Tangentialdruckfedern vorgegeben ist, wobei dann die erste Dreheinheit 16 eine mittlere Relativwinkellage gegenüber der zweiten Dreheinheit 10 innerhalb des vorgegebenen Relativdrehwinkelbereichs einnimmt.

Man erkennt aus Fig. 1, daß der zweite Reibflächenträger 23 in dem ganzen Relativdrehwinkelbereich der ersten Dreheinheit 16 gegenüber der zweiten Dreheinheit 10 eine reibende Be­ wegung ausführt auch in der Position ϕ=0 (Fig. 3), so daß bereits in der Position ϕ=0 ein Reibmoment M _R von endlicher Größe auftritt. Daraus ergibt sich, daß ein ruckartiges Einsetzen des Reibmoments innerhalb des Relativdrehwinkelbereichs vermieden ist. Es hat sich gezeigt, daß bei einem Abklingen einer Drehschwingung der zweiten Dreheinheit 10 gegenüber der ersten Dreheinheit 16 der zweite Reibflächenträger 23 sich wieder an­ nähernd in die mit ausgezogenen Linien gezeichnete Stellung gemäß Fig. 1 ein­ stellt, was unter Berücksichtigung von Stabilitätsüber­ legungen damit erklärt werden kann, daß in der in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien gezeichneten Position des zweiten Reibflächenträgers 23 die resultierende Reibkraft zwischen der ersten Reibfläche 18 a und der zweiten Reibfläche 23 a ein Minimum und damit auch das resultierende Reibmoment M _R zwischen der zweiten Dreheinheit 10 und der ersten Dreh­ einheit 16 ein Minimum ist.

In Fig. 3 ist der Verlauf des Reibmoments für den Fall dar­ gestellt, daß die zweite Reibfläche 23 a drehfest mit dem Schwenkteil 25 verbunden ist. Man könnte sich auch vor­ stellen, daß die zweite Reibfläche 23 a Teil einer Scheibe ist, welche gegenüber dem Schwenkteil 25 ihrerseits drehbar um den Flächenschwerpunkt B der zweiten Reibfläche 23 a ist. In diesem Falle würde eine Verdrehung der zweiten Reib­ fläche 23 a gegenüber dem Schwenkteil 25 stattfinden und keine wesentliche Verdrehung der zweiten Reibfläche 23 a um den Flächenschwerpunkt B gegenüber der ersten Reib­ fläche 18 a. In diesem Fall würde sich der Reibmomentverlauf gemäß Fig. 4 statt des Drehmomentverlaufs gemäß Fig. 3 einstellen, wobei das Reibmoment für ϕ=0 annähernd zu 0 wird.

In Fig. 5 und 6 ist eine Abwandlung gegenüber der Aus­ führungsform nach den Fig. 1 und 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der Abstand zwischen dem Schwenkniet 124 und dem Flächenschwerpunkt B des zweiten Reibflächen­ trägers 123 kleiner als bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. Der zweite Reibflächenträger 123 ist sattelförmig auf dem Nabenflansch 114 der zweiten Dreheinheit 110 angeordnet und liegt beidseitig an den Seitenscheiben 118, 120 der ersten Dreheinheit 116 an.

Das Verhalten dieses Torsionsschwingungsdämpfers ist im wesentlichen das gleiche wie desjenigen nach Fig. 1 und 2. Die Mittel zum Andrücken des zweiten Reibflächenträgers 123 an die Seitenscheiben 118, 120 sind hier nicht dar­ gestellt. Im übrigen sind analoge Teile mit gleichen Be­ zugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1 und 2, jeweils ver­ mehrt um die Zahl 100.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 ist der zweite Reibflächenträger 223 mit einem Lagerkopf 224 a in einer Ausnehmung 214 a des Nabenflansches 214 drehbar ge­ lagert, wobei der zweite Reibflächenträger 223 an den Seitenscheiben 218, 220 reibend anliegt. Analoge Teile sind hier mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1 und 2, jeweils vermehrt um die Zahl 200. Der Lagerkopf 224 a hat in der Ausnehmung 214 a ein Lagerspiel, dieses Lagerspiel macht sich in dem Verlauf des resultierenden Reibmoments M _R bemerkbar, welches in Fig. 9 dargestellt ist.

In der Ausführungsform nach Fig. 10 ist der zweite Reib­ flächenträger 323 in einem Langloch 324 des Nabenflansches 314 aufgenommen. Der Reibflächenträger 323 ist mit kreis­ förmigem Kurvenfolgeumriß ausgeführt und folgt den Be­ grenzungskurven des Langlochs 324. Dabei bewegt sich der Mittelpunkt B des zweiten Reibflächenträgers 323 auf einer Bogenlinie C, welche einen kleineren Krümmungsradius besitzt als ein Kreis um die Drehachse A, der die Bogenlinie C tangiert. Das Verhalten dieses Torsionsschwingungsdämpfers entspricht annähernd dem Verhalten des Torsionsschwin­ gungsdämpfers gemäß den Fig. 1 und 2 unter der Voraus­ setzung, daß dort der zweite Reibflächenträger 23 gegen­ über dem Schwenkteil 25 drehbar ist und unter der weiteren Voraussetzung, daß die Bogenlinie C eine Kreisbogenlinie ist. Durch Abweichungen der Bogenlinie C von der Kreis­ form, die durch Umgestaltung des Langlochverlaufs er­ zielt werden kann, lassen sich beliebige Verläufe des resulierenden Reibmoments gewinnen. Bei der Ausführungs­ form nach Fig. 10 ist die Bogenlinie 10 symmetrisch in Bezug auf den mittleren Radialstrahl R durch die Dreh­ achse A.

In der Annahme, daß die in Fig. 10 dargestellte Seitenscheibe 318 relativ zu der nicht dargestellten anderen Seitenscheibe einen unver­ änderlichen Abstand hat, kann die federnde Anpressung des zweiten Reib­ flächenträgers 323 bei dieser Ausführungsform dadurch er­ zeugt werden, daß der zweite Reibflächenträger 323 gemäß Fig. 11 aus zwei Teilen 323 b und 323 c besteht, die zwischen sich eine Tellerfeder 323 d aufnehmen. Die zweite Reib­ fläche 323 a des zweiten Reibflächenträgers 323 ist in Fig. 11 kenntlich gemacht. Sie liegt an der Reibfläche 318 a der Seitenscheibe 318 an. Es ist aus der Fig. 10 unmittelbar zu erkennen, daß in der Ruhelage, die in Fig. 10 darge­ stellt ist, das resultierende Reibmoment annähernd Null ist und daß mit zunehmendem Winkelausschlag der Naben­ scheibe 314 gegenüber der ersten Reibfläche 318 a das re­ sultierende Reibmoment steigt.

Im Falle einer abklingenden Drehschwingung zwischen der Nabenscheibe 314 und der ersten Seitenscheibe 318 stellt sich der zweite Reibflächenträger 323 in die in Fig. 10 gezeichnete Mittellage ein, und zwar aus Stabilitäts­ gründen, da in dieser Mittellage die Mitnahmewirkung des Langlochs 324 auf den zweiten Reibflächenträger 323 ein Minimum ist.

In Fig. 12 und 13 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher das Langloch 424 im Nabenflansch 414 gegen den Radialstrahl R so geneigt ist, daß die S-förmig ver­ laufende Bogenlinie C mit ihrer Wendetangente T einen spitzen Winkel α gegenüber dem zugehörigen Radialstrahl R einschließt. Die Bogenlinie C ist punktsymmetrisch in Bezug auf den Wendepunkt W. Die Bogenlinie C, das ist die von dem Flächenschwerpunkt beim Durchlauf des zweiten Reib­ flächenträgers 423 durch das Langloch 424 beschriebene Linie, besitzt in ihrem Wendebereich einen annähernd geradlinigen Verlauf über eine Strecke b. An diese gerad­ linige Strecke b schließt sich eine gekrümmte Strecke a an. Wenn sich der Flächenschwerpunkt B des zweiten Reibflächen­ trägers 423 im Bereich des Wendepunkts W befindet, so be­ sitzt er in Richtung senkrecht zu der Wendetangente T ein Spiel δ. Dieses Spiel nimmt zu den Enden des Langlochs 424 hin ab. In Fig. 14 ist der Verlauf des resultierenden Reibmoments M _R in Abhängigkeit von dem Winkelausschlag ϕ des Nabenflansches 414 gegenüber der ersten Reibfläche 418 a dargestellt. Infolge des Spiels w tritt nahe dem Wert ϕ=0 ein Sprung des resultierenden Reibmoments ein. Sobald der Reibflächenträger 423 die in Fig. 12 linke Flanke des Langlochs 424 berührt, tritt ein im wesentlichen konstant bleibendes Reibmoment auf, bis der Reibflächen­ träger 423 den geradlinigen Abschnitt b im Bereich der Wendetangente durchlaufen hat. Anschließend tritt ein An­ stieg des resultierenden Reibmoments M _R ein, während der Reibflächenträger 423 den gekrümmten Abschnitt a der Bo­ genlinie C durchläuft. Wenn der Reibflächenträger 423 schließlich das Ende des Langlochs 424 erreicht hat, so bleibt das Reibmoment wieder im wesentlichen konstant.

In Fig. 15 ist der Verlauf des Reibmoments M _R im Falle eines Abklingens einer Drehschwingung des Nabenflansches 414 gegenüber der Reibfläche 418 a dargestellt, wobei sich der Reibflächenträger 423 auf den Bereich des Wende­ punkts W einstellt, wo das Spiel δ ein Maximum ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 und 13 muß unter Umständen noch die Größe der auf den zweiten Reibflächen­ träger 423 einwirkenden Fliehkraft berücksichtigt werden und ferner die Veränderung des Reibmoments, die dadurch zustandekommt, daß der Reibflächenträger 423 auf unter­ schiedliche Abstände gegenüber der Drehachse A zu liegen kommt. Diese beiden Erscheinungen sind in den Diagrammen gemäß Fig. 14 und 15 nicht berücksichtigt.

Auch bei der Ausführungsform nach den Fig. 12 und 13 kann ein Reibmomentträger verwendet werden, wie er in Fig. 11 dargestellt ist. Es ist auch möglich, über den Umfang des Nabenflansches mehrere Reibflächenträger gemäß Fig. 11 zu verteilen, gegebenenfalls mit unterschiedlicher Federspan­ nung.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 16 und 17 sind die beiden Seitenscheiben 518 und 520 der zweiten Dreheinheit 510 durch Nietbolzen 530 miteinander verbunden. Die erste Dreheinheit 516 ist von der Nabenscheibe 514 gebildet. Tangential angeordnete Schraubendruckfedern 531 sind von Fenstern 518 b, 520 b der Seitenscheiben 518, 520 und Fenstern 514 b der Nabenscheibe 514 aufgenommen, um ein Drehmoment elastisch zwischen der Nabenscheibe 514 einerseits und den Seiten­ scheiben 518, 520 andererseits zu übertragen. Im unbe­ lasteten Zustand der in Fig. 17 dargestellten Kupplungs­ scheibe sind die Federn 531 entspannt und die Naben­ scheibe 514 einerseits und die Seitenscheiben 518, 520 andererseits nehmen relativ zueinander eine Ruhewinkel­ lage ein, die einer mittleren Winkellage innerhalb des Relativdrehwinkelbereichs entspricht.

An der von den Seitenscheiben 518, 520 gebildeten zweiten Dreheinheit 510 ist ein zweiter Reibflächenträger 523 durch Kurvenführungen 533 und 534 geführt. Der zweite Reibflächenträger 523 ist in Umfangsrichtung um die Dreh­ achse A länglich und die beiden Kurvenführungen 533, 534 sind in dieser Umfangsrichtung beabstandet. Die Kurven­ führung 533 ist von dem Nietbolzen 530 und einem Langloch 533 a in dem Reibflächenträger 523 gebildet. Das Langloch 533 a ist mit seiner Längsmittellinie X gegen einen zuge­ hörigen Radialstrahl R spitzwinkelig geneigt. Die Kurven­ führung 534 ist von einer Kante 534 a des zweiten Reib­ flächenträgers 523 und einem Führungsbolzen 534 b gebildet, welcher an der Seitenscheibe 518 festgenietet ist. Der zweite Reibflächenträger 523 liegt mit seiner zweiten Reib­ fläche 523an einem Reibbelag 535 an, welcher auf dem Na­ benflansch 514 befestigt ist und eine erste Reibfläche 535 a zur Verfügung stellt. Die Reibung wird durch eine Tellerfeder 526 erzeugt, die sich einerseits an der Seitenscheibe 518 abstützt und andererseits über eine Zwischenscheibe 536 auf den zweiten Reibflächenträger 523 einwirkt.

In Fig. 18 ist eine Abwandlung zu den Fig. 16 und 17 dar­ gestellt, bei der die Kante 634 a mit zwei Führungsbolzen 634 b ₁ und 634 b ₂ zusammenwirkt. Durch die Verwendung von zwei Führungsbolzen 634 b ₁ und 634 b ₂ kann die Rückstellneigung des zweiten Reibflächenträgers 623 in eine Mittellage des Langlochs 633 a verstärkt werden. Zum gleichen Zweck kann das Langloch 633 a im mittleren Teil seiner Länge ein größeres Spiel ge­ genüber dem Nietbolzen 630 besitzen als in den Endbe­ reichen seiner Länge.

In Fig. 19 ist eine Abwandlung gegenüber der Fig. 18 dargestellt, bei der die beiden Führungsbolzen 634 b ₁, 634 b ₂ in ein weiteres Langloch 634 c eingreifen, dessen eine Längs­ kante mit den Führungsbolzen 634 b ₁ und 634 b ₂ zusammenwirkt.

In Fig. 20 ist der zweite Reibflächenträger 723 von zwei Trägerteilen 723 b und 723 c gebildet, die zwischen sich eine Feder 723 d aufnehmen, wobei diese Feder 723 d die An­ pressung der zweiten Reibfläche 723 a an die nicht darge­ stellte erste Reibfläche bewirkt. An dem Trägerteil 723 c sind Führungsbolzen angeordnet, von denen einer 740 dar­ gestellt ist. Auf den Führungsbolzen sind Laufrollen 741 drehbar gelagert. Mit diesen Laufrollen 741 können die Führungsbolzen in Langlöcher beispielsweise einer Seitenscheibe eingreifen, wie sie in Fig. 17 dargestellt und dort mit 518 bezeichnet ist.

Claims (20)

1. Torsionsschwingungsdämpfer an einer Drehmomentüber­ tragungseinrichtung, insbesondere einer Kupplungsscheibe, umfassend eine erste, um eine Drehachse (A) drehbare Dreheinheit (16), eine zweite, um die Drehachse (A) drehbare Dreheinheit (10), welche gegenüber der ersten Dreheinheit (16) um einen beschränkten Relativdreh­ winkelbereich winkelverstellbar ist, mindestens eine an der ersten Dreheinheit (16) zur gemeinsamen Dreh­ bewegung mit dieser angebrachte, im wesentlichen achs­ normale erste Reibfläche (18 a) und mindestens einen an der zweiten Dreheinheit (10) angebrachten zweiten Reib­ flächenträger (23) mit mindestens einer achsnormalen zweiten Reibfläche (23 a), welche in Reibungseingriff mit der ersten Reibfläche (18 a) steht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Reibflächenträger (23) an der zweiten Dreheinheit (10) beweglich angebracht und durch Führungsmittel (24, 25) geführt ist, welche ihm ein von der peripheren Richtung um die Drehachse (A) abweichen­ des Führungsspiel gegenüber der zweiten Dreheinheit (10) gewähren.

2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein von den Führungsmitteln (224 a, 214 a) dem zweiten Reibflächenträger (223) gegebenen­ falls gewährtes freies Mitnahmespiel in peripherer Richtung kleiner ist als das Führungsspiel.

3. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dreheinheiten (16, 10) durch eine drehmomentübertragende Drehfederbaugruppe im unbelasteten Zustand in einer relativen Ruhewinkel­ lage gehalten sind und daß die Führungsmittel (24, 25) derart ausgebildet sind, daß bei einer von der Ruhe­ winkellage ausgehenden Winkelverstellung der Drehein­ heiten (16, 10) relativ zueinander in mindestens einer Winkelrichtung die zwischen der ersten und der zwei­ ten Reibfläche (18 a bzw. 23 a) wirksame Reibkraft ein mit zunehmendem Abstand der jeweiligen Winkellage von der Ruhewinkellage steigendes Reibmoment (M _R) um die Drehachse (A) erzeugt.

4. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (24, 25) der­ art ausgebildet sind, daß der zweite Reibflächen­ träger (23) bei einer Drehschwingungsfolge der Dreh­ einheiten (16, 10) relativ zueinander mit abnehmender Amplitude annähernd in diejenige Stellung relativ zur zweiten Dreheinheit (10) zurückkehrt, in welcher das Reibmoment (M _R) ein Minimum ist.

5. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reib­ flächenträger (23) an der zweiten Dreheinheit (10) durch eine Schwenklagerung (24) mit zur Drehachse (A) paralleler Schwenkachse schwenkbar gelagert ist.

6. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (24) gegenüber dem Flächenschwerpunkt (B) der zweiten Reibfläche (23 a) nach radial innen in Richtung auf die Drehachse (A) hin versetzt ist.

7. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reibflächenträger an einem durch die Schwenklagerung an der zweiten Dreh­ einheit schwenkbar gelagerten Schwenkteil annähernd um den Flächenschwerpunkt der zweiten Reibfläche dreh­ bar gelagert ist.

8. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reibflächenträger (23) an einem durch die Schwenklagerung (24) an der zwei­ ten Dreheinheit (10) schwenkbar gelagerten Schwenk­ teil (25) drehfest angebracht ist.

9. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenk­ lagerung (224 a, 214 a) ein Lagerspiel gegenüber der zweiten Dreheinheit (210) besitzt.

10. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reib­ flächenträger (323) durch mindestens eine Kurvenführung (324) an der zweiten Dreheinheit (310) geführt ist.

11. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reibflächenträger (323) mit einem kreisförmigen Kurvenfolgeumriß ausgeführt und mit diesem in einem Langloch (324) der zweiten Dreheinheit (310) geführt ist.

12. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reibflächenträger (323) mit seinem Mittelpunkt (B) längs einer Bogenlinie (C) beweglich ist, welche in Bezug auf einen zugehörigen Radialstrahl (R) durch die Drehachse (A) im wesent­ lichen symmetrisch ist und verglichen mit einem sie tangierenden Kreis um die Drehachse (A) einen kleineren Krümmungsradius besitzt.

13. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt (B) des zweiten Reibflächenträgers (423) mit kreisförmigem Kurvenfol­ geumriß längs einer S-Kurve beweglich ist, deren Wende­ tangente (T) mit einem Radialstrahl durch die Dreh­ achse (A) und durch den Wendepunkt (W) der S-Kurve einen spitzen Winkel (α) von weniger als 60°, vor­ zugsweise weniger als 45° einschließt.

14. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reibflächenträger (423) mit kreisförmigem Kurvenfolgeumriß bei Einstellung seines Mittelpunkts (B) auf den Wendepunkt (W) der S-Kurve gegenüber dem Langloch (424) ein Spiel (δ) senkrecht zur Wendetangente (T) besitzt.

15. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reibflächenträger (523) in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) länglich ist und durch zwei in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) beabstandete Kurvenführungen (533, 534) gegenüber der zweiten Dreheinheit (510) geführt ist.

16. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Kurvenführung (533) einen gegen einen zugehörigen Radialstrahl (R) zur Drehachse (A) geneigten Kurvenverlauf und eine zweite Kurvenführung (534) einen im wesentlichen peripheren Kurvenverlauf besitzt.

17. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kurvenführung (633) von einem Langloch (633 a) und einem in dieses Langloch eingreifenden Steuerbolzen (630) gebildet ist und die zweite Kurvenführung (634) von einer Führungskurve (634 a) und zwei alternativ an dieser Führungskurve (634 a) anliegenden Führungsbolzen (634 b ₁, 634b₂) ge­ bildet ist.

18. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 10 und 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurven­ führung mindestens einen Kurvenfolgerbolzen (740) um­ faßt, welcher eine an einer Führungskurve abrollende Laufrolle (741) trägt.

19. Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reib­ flächenträger (323) in Richtung parallel zur Dreh­ achse (A) elastisch ausgebildet und zwischen die erste Reibfläche (318 a) und eine Stützfläche der ersten Dreh­ einheit (316) elastisch eingespannt ist.

20. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Reibflächenträger (323) aus zwei Trägerteilen (323 b, 323 c) zusammengesetzt ist, zwischen denen Federmittel angeordnet sind.