DE3625896A1 - Torsionsschwingungsdaempfer fuer anfahr- und schaltkupplungen von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Pulsierenden Antriebskräfte des Motors erzeugen Dreh­ schwingungen, welche antriebsseitig in die Kupplung eingelei­ tet werden. Die Trägheitsmomente der je nach Fahrgeschwindig­ keit eingeschalteten Zahnräder auf den als Drehfedern wirkenden Wellen des Schaltgetriebes in Verbindung mit Zahnflanken-Spielen erzeugen ebenfalls Drehschwingungen, welche von der Abtriebs­ seite in die Kupplung eingeleitet werden. Diese Schwingungen können durch ein variabel federnd verbundenes Zweimassenschwung­ rad mit einem Torsionsschwingungsdämpfer wirksam unterbunden werden, wobei die Charakteristik des Schwingungsdämpfers zwi­ schen den Drehmassen von ausschlaggebender Bedeutung ist.

Es ist eine Lösung bekannt, bei der für die federnde Verbindung der Drehmassen die für konventionelle Kupplungen benutzte Drei­ scheibenausführung mit auf den beiden Aussenscheiben sowie auf der Mittelscheibe abgestützten Zylinderfedern Verwendung finden, wobei die unterschiedlichen Frequenzbereiche durch Stufung der einzelnen, über einen grösseren Durchmesserbereich verteilten Druckfedern vorgenommen wird. Zylinderfedern weisen neben ihrem erheblichen Raumaufwand den Nachteil auf, dass ihre Kennung sich durch die Zentrifugalkraft verändert und durch Anlage von Feder­ windungen an den Federungsausschnitten in den Halteblechen zu­ sätzlich Reibungsdämpfung auftritt.

Diese Nachteile zu beseiti­ gen und dazu Raum- und Fertigungsaufwand einzusparen hat sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt.

Die erfindungsgemässe Lösung ist in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche wiedergegeben.

Durch die Lösung der Erfindung wird vor allem in axialer Rich­ tung Einbauraum eingespart, so dass trotz der Zweiteilung der Massen gegenüber heutigen Serienkupplungen ohne Torsionsschwin­ gungsdämpfer praktisch kein zusätzlicher Abstand zwischen Motor und Getriebe benötigt wird. Der weitere Vorteil des Torsions­ schwingungsdämpfers der Erfindung ist in seinem kinematischen Aufbau verankert. Seine Eigendämpfung ist gering. Durch entspre­ chende Krümmung der Schrägbahnen für die Abstützung der Druck­ rollglieder kann ein dem Fahrzeug mit seinen Antriebselementen angepasster Frequenzbereich in Abhängigkeit vom eingeleiteten Drehmoment geschaffen werden, wodurch störende Schwingungen im Antriebsstrang über den gesamten Lastbereich beseitigt werden können, ohne dass Hysterese erzeugende Zusatzelemente verwendet werden müssen und dadurch die Wirkungsweise der Einrichtung ein­ geschränkt wird.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung ver­ anschaulicht. In Fig. 1 bis 3 ist ein bei einer mit Betriebs­ mitteldruck betätigten Kupplung angewendeter Torsionsschwin­ gungsdämpfer der Erfindung und in Fig. 4 in einer damit ausge­ rüsteten Kupplung mit mechanischer Zuspannung dargestellt. Die zuerst genannte Kupplung ist in einem in Fig. 2 mit A-B gekenn­ zeichneten Teillängsschnitt, in Fig. 2 in einem in Fig. 1 mit C-D gekennzeichneten Teilquerschnitt und in Fig. 3 in einem in Fig. 1 mit E-F gekennzeichneten Teilzylinderschnitt wiedergegeben. Die in Fig. 4 dargestellte Kupplung mit mechanischer Zuspannung ist in einem Teillängsschnitt dargestellt. Der bei dieser Kupp­ lung verwendete Torsionsschwingungsdämpfer besitzt den gleichen Aufbau wie der in Fig. 1 bis 3 dargestellte Dämpfer der Kupplung mit Betriebsmittelbetätigung.

In den Abbildungen Fig. 1 bis 3 ist mit 1 das mit dem Anlasser- Zahnkranz 2 versehene Motorschwungrad gekennzeichnet, welches durch Schrauben 3 mit dem Antriebsrohr 4 verbunden ist. Das An­ triebsrohr weist eingeprägte Axialbahnen 5 auf, in welchen sich aussen die winkelversetzt angeordneten, als Kugeln aus­ gebildeten Druckrollglieder 19 und 20 in Umfangsrichtung ab­ stützen. Innen liegen die Kugeln auf in der Fig. 3 verdeut­ lichten Schrägbahnen 27 ₁ bzw. 27 ₂ auf. Diese Schrägbahnen sind durch Fliesspressen oder Genauschmieden auf dem Schrägbahnring 27, welcher mit dem aus Deckelteil 6 und Flanschteil 7 bestehen­ den Kupplungsgehäuse verschraubt ist, angebracht. Auf den das Kupplungsgehäuse mit dem Schrägbahnring verbindenden Schrauben 8 ist in Umfangsrichtung die axial bewegliche, durch Federn 18 in ihrer Ausgangslage gehaltene Druckplatte 9 abgestützt. Kupp­ lungsgehäusedeckelteil 6 und Druckplatte 9 bilden die Gegenreib­ flächen der Kupplungslamelle 10, welche das Antriebsmoment im geschlossenen Zustand der Kupplung auf das Schaltgetriebe über­ trägt.

Die Betätigung der Kupplung erfolgt durch den Ringkolben 11, welcher in einer Ringzylinderausnehmung im Kupplungsgehäuse- Flanschteil 7 axial verschiebbar und sich gegen die Druck­ platte 9 abstützend angeordnet ist. Der Druckraum, dem über die Bohrungen 16 und 17 zum Einspannen der Lamelle 10 zwischen die Druckplatte 9 und den Gehäusedeckel 6 Druckmittel zugeführt wird, ist durch Dichtringe 12 und 13 abgedichtet und durch Schutzbälge 14 und 15 gegen Eindringen von Reibbelagstaub in die Zylinderflächen abgedeckt.

Die bei geöffneter Kupplung auf dem Grund der Schrägbahnen 27 ₁ und 27 ₂ liegenden Kugeln 19 und 20 werden durch die leicht vor­ gespannten Tellerfedern 25 und 26 in ihrer gezeichneten Ausgangs­ stellung gehalten. Die Schrägbahnen 27 ₁ und 27 ₂ sind in Umfangs­ richtung mit zunehmendem Steigungswinkel ausgebildet, damit die Verdrehwinkel zwischen Motorschwungrad 1 und Kupplungsgehäuse 6, 7 bei Uebergang vom Leerlauf- zum Lastwechselbereich kleiner werden. Die Kugeln 19 und 20 liegen auf den den Schrägflächen axial gegenüberliegenden Seiten an den ebenen Laufflächen der Stützringe 21 und 22 an. Die Stützringe sind aussenseitig über ebenfalls ebene Laufflächen für die als Stützrollglieder die­ nenden Kugeln 23 bzw. 24 auf der jeweils anliegenden Tellerfeder des Tellerfederpaketes 25 bzw. 26 rollend axial gelagert. Die Tellerfederpakete stützen sich auf der Deckelseite auf dem zy­ lindrischen Vorsprung 6 ₁ und auf der gegenüberliegenden Seite auf den von den Schrauben 8 gehaltenen Scheibe 28 ab. Durch die rollende Abstützung der Stützringe 21 und 22 wird eine Reibungs­ dämpfung weitgehend vermieden.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Kupplung mit mechanischer Mem­ branfeder-Betätigung ist der Torsionsschwingungsdämpfer analog zum Schwingungsdämpfer der mittels Betriebsmittel betätigten Kupplung in Fig. 1 bis 3 ausgebildet. Es erübrigt sich deshalb die Angabe der Bezugszeichen.

In diesem Beispiel ist das Kupplungsgehäuse 30 mittels Kugel­ lager 31 am Schwungrad 32, welches mit Schrauben 33 an der Kurbelwelle 34 befestigt ist, gelagert. Das Kupplungsgehäuse 30 ist durch Schrauben 35 mit dem Schrägflächenring 27 über den Zwischenring 36 mit dem Kupplungsdeckel 37, welcher in üb­ licher Weise die Membranfeder 38 trägt, verbunden. Dazwischen sitzt axial beweglich die Druckplatte 39, welche zusammen mit dem Kupplungsgehäuse 30 die Anlaufflächen für die Lamelle 40 bildet.

Die Abbildung verdeutlicht den geringen Raumbedarf des Torsions­ schwingungsdämpfers der Erfindung. Die gesamte Kupplung ein­ schliesslich des Schwingungsdämpfers nimmt praktisch keinen grösseren axialen Raum ein als eine Kupplung ohne Schwingungs­ dämpfer.

Claims (8)

1. Torsionsschwingungsdämpfer für Anfahr- und Schaltkupplungen von Kraftfahrzeugen, welcher zwischen einem Motorschwungrad und einem Kupplungsgehäuse angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, dass er das Kupplungsgehäuse (6, 7; 30) in dessen Axialbereich radial aussen umfasst und in für sich bekannter Weise auf einem Antriebsringteil (4) oder einem Abtriebs­ ringteil (27) oder beiden in Umfangsrichtung ansteigende Bahnen (27 ₁, 27 ₂) aufweist, auf welchen sich in Umfangs- und Axialrichtung abgestützte Druckrollgliederpaare (19, 20) be­ wegen, die bei der Drehmomentaufnahme beidseitig der Druck­ rollglieder (19, 20) angeordnete Federn (25, 26) spannen.

2. Torsionsschwingungsdämpfer, nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Kupplungsgehäuse (6, 7; 30) entweder am Motorschwungrad (32) oder am Schaltgetriebegehäuse drehbar gelagert ist.

3. Torsionsschwingungsdämpfer, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das am Motorschwungrad (1; 32) befes­ tigte Antriebsrohr (4) des Torsionsschwingungsdämpfers an seinem Innenumfang mit in Umfangsrichtung ansteigenden Bahnen oder Axialbahnen (5) zur Aufnahme der Druckrollglieder (19, 20) ausgerüstet ist.

4. Torsionsschwingungsdämpfer, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckrollglieder (19, 20) unterein­ ander am Umfang versetzt angeordnet sind.

5. Torsionsschwingungsdämpfer, nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die bei Drehmomentaufnahme des Torsions­ schwingungsdämpfers auftretenden Axialkräfte der Druckroll­ glieder (19, 20) auf den den ansteigenden Bahnen (27 ₁, 27 ₂) axial gegenüberliegenden Seiten durch Ringe (21, 22) mit ebenen Laufbahnen aufgenommen werden, welche ihrerseits über Abstützrollglieder (23, 24) von Ringen mit ebenen Gegenlauf­ flächen abgestützt werden, an denen die Federn (25, 26) an­ liegen.

6. Torsionsschwingungsdämpfer, nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Federn zur Aufnahme der von den Druckrollgliedern (19, 20) bei der Drehmomentaufnahme verur­ sachten Axialkräfte Tellerfedern (25, 26) Verwendung finden.

7. Torsionsschwingungsdämpfer, nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den Abstütz-(23, 24) bzw. Druckroll­ gliedern (19, 20) benachbarten Tellerfedern (25, 26) als Lauf­ flächen für die Abstütz- (23, 24) oder Druckrollglieder (19, 20) dienen.

8. Torsionsschwingungsdämpfer, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit vergrössertem Verdrehwinkel an­ steigende Federkennlinie durch für die Druckrollglieder (19, 20) in Umfangsrichtung ansteigende Bahnen (27 ₁, 27 ₂) mit zu­ nemendem Steigungswinkel erzielt wird.