Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Dämpfen von Schwingungen,
insbesondere zwischen einem Motor und einem Antriebsstrang, mit zwischen
zwei Schwungradelementen vorzusehender Dämpfungsvorkehrung, wobei das
Eingangsteil das eine, mit dem Motor und das Ausgangsteil das andere, mit
dem Antriebsstrang, z.B. über eine Kupplung, verbindbare Schwungradelement
ist.
Derartige Einrichtungen besitzen als Dämpfungsmittel in der Regel zwischen
den Schwungradelementen sowohl in Umfangsrichtung wirksame Kraftspeicher
wie Schraubenfedern, die elastische Energie speichern als auch in Achs
richtung wirksame Kraftspeicher, die im Zusammenwirken mit Reib- oder
Gleitbelägen eine Reibung, d.h. eine Hysterese bewirken, die parallel zu
den in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichern geschaltet ist.
Solche Einrichtungen vermögen zwar bei gewissen Einsatzfällen relativ gute
Verbesserungen des Schwingungs- bzw. Geräuschverhaltens zu bewirken,
jedoch stellen diese in vielen Fällen eine Kompromißlösung dar. So vermö
gen diese rein mechanischen Lösungen nicht, das breite Spektrum der an
stehenden Forderungen bei den verschiedenen Betriebszuständen, die voll
kommen unterschiedlichen Schwingungs- und Geräuschverhalten aufweisen,
abzudecken. Sie wären also um so aufwendiger und damit teurer, wenn ver
sucht wird, viele Betriebszustände zu erfassen, da für zusätzliche Ampli
tudenbereiche zusätzliche und jeweils kompliziertere Maßnahmen erforder
lich sind. Insbesondere vermögen derartige Einrichtungen nicht, die Dämp
fungscharakteristik an mehrere sich verändernde Betriebsbedingungen anzu
passen, unter anderem deshalb nicht, weil die den einzelnen Dämpferstufen
bzw. den in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichern zugeordneten Hyste
resen sich nicht in Abhängigkeit der auftretenden Bedingungen verändern
können. Sie sind außerdem verschleiß- und störanfällig.
Bei den bisherigen Einrichtungen der eingangs genannten Art ist weiterhin
zwischen den Schwungradelementen eine verhältnismäßig geringe drehe
lastische Relativrotation möglich, weshalb zumindest über einen großen
Bereich dieser Relativrotation die Dämpfungsrate der zwischen den Schwung
radelementen wirksamen Dämpfungsmittel verhältnismäßig hoch ist. Für viele
Einsatzfälle wäre es jedoch vorteilhaft, um eine bessere Dämpfung der
Schwingungen zu erzielen, wenn große Relativverdrehungen zwischen den
Schwungradelementen vorhanden wären, da nämlich dadurch Schwingungen mit
großer Amplitude besser gedämpft werden könnten.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, derartige Einrichtun
gen zu verbessern, insbesondere deren Dämpfungswirkung, so daß eine
optimale Filtrierung der zwischen Motor und Getriebe auftretenden Schwin
gungen sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Drehzahlen, bei Resonanz
drehzahlen, beim Anlassen bzw. beim Abstellen oder dergleichen erzielt
wird. Weiterhin soll die Möglichkeit geschaffen werden, die Dämpfungs
charakteristik, d.h. das Maß der Energievernichtung an das unterschied
liche Schwingungs- und Geräuschverhalten eines Fahrzeuges unter verschie
denen Betriebsbedingungen und anderen Einflüssen anpassen zu können.
Außerdem soll die erfindungsgemäße Einrichtung in besonders einfacher und
kostengünstiger Weise herstellbar sein. Insbesondere soll durch konstruk
tive Maßnahmen ein geringer Fertigungsaufwand durch Einsatz eines mög
lichst hohen Anteils an spanloser Fertigung ermöglicht werden. Auch soll
der Verschleiß minimiert und die Lebensdauer verlängert werden.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß die erfindungsgemäße
Einrichtung mindestens drei der nachfolgend angeführten Merkmale aufweist:
- a) die Dämpfungsvorkehrung enthält zumindest einen durch Bauteile des
einen Schwungradelementes gebildeten, mit viskosem Medium, wie einem
pastösen Mittel zumindest teilweise gefüllten Ringkanal mit praktisch
geschlossenem Querschnitt, in den mindestens zwei Kraftspeicher, wie
Federn, auf gleichem Druchmesser enthalten und abgestützt sind,
- b) der Ringkanal ist - gegebenenfalls bis auf einen geringen Spalt - durch
einen mit dem zweiten Schwungradelement in Drehschluß stehenden, radial
in den Ringkanal hineinragenden Flanschkörper, der die anderen Abstütz
bereiche für die Federn bildet, verschlossen,
- c) die Federn zwischen den Schwungradelementen lassen mindestens eine
relative Verdrehung von ±25 Grad zu, ausgehend von einer Mittelstel
lung,
- d) daß bei "n" Federn auf gleichem Durchmesser, wobei 2n4 die einzel
nen Federn sich über 70 bis 96% eines Winkelsektors erstrecken, wobei
der Winkelsektor 360 Grad/n beträgt,
- e) daß die Federn sich über 70 bis 96% des Winkelumfanges der Einrichtung
erstrecken,
- f) die in den kanalartigen Aufnahmen angeordneten Federn sind zumindest
annähernd auf den Radius, auf den sie angeordnet werden, vorgekrümmt.
Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wird eine Ausgestaltung der Einrich
tung ermöglicht, die eine einwandfreie Führung der im Ringkanal aufgenom
menen Federn gewährleistet, so daß diese Federn verhältnismäßig lang
ausgebildet werden können und somit ein großer Verdrehwinkel zwischen den
beiden Schwungradelementen ermöglicht wird. Dadurch kann eine bessere
Dämpfung der zwischen den Schwungradelementen auftretenden Schwingungen
erzielt werden, da aufgrund der möglichen großen Relativverdrehungen
zwischen den Schwungradelementen, die zwischen diesen wirksame Dämpfungs
rate über einen großen oder gar über fast den gesamten Verdrehwinkel
verhältnismäßig niedrig sein kann. Die Dämpfungsrate kann dabei desto
kleiner werden, je größer der mögliche Verdrehwinkel ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Einrichtung können also
lange, einstückige Federn mit einer verhältnismäßig geringen Steifigkeit,
jedoch mit großem Federweg eingesetzt werden, welche die zuvor erwähnte
geringe Dämpfungsrate ermöglichen. Aufgrund des möglichen großen Verdreh
winkels bei gleichzeitiger geringer Dämpfungsrate können sowohl Schwingun
gen großer Amplitude bzw. große Wechseldrehmomentspitzen als auch Schwin
gungen mit kleiner Amplitude bzw. kleinere Wechseldrehmomente gedämpft
bzw. filtriert werden. Somit ist praktisch in allen Betriebszuständen des
Motors eine einwandfreie Dämpfung der auftretenden Schwingungen möglich.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Federrate bzw. die Steifig
keit des durch die Federn zwischen den Schwungradelementen gebildeten
elastischen Dämpfers in der Größenordnung zwischen 2-20 Nm/Grad, vor
zugsweise zwischen 4-15 Nm/Grad liegt. Besonders zweckmäßig kann es
dabei sein, wenn diese Federrate bzw. Steifigkeit über zumindest einen
Verdrehwinkel von 15 Grad zwischen den beiden Schwungradelementen in
Zugrichtung und/oder in Schubrichtung vorhanden ist.
Weiterhin kann durch die beim Komprimieren und Entspannen der langen
Federn sowie infolge der Bewegung der Bereiche des Flanschkörpers, die in
den Ringknal hineinragen, auftretende Verwirbelung bzw. Verdrängung des im
Ringkanal aufgenommenen viskosen Mediums eine viskose bzw. hydraulische
Dämpfung erzeugt werden, die in Abhängigkeit der aufgrund von Drehmoment
schwankungen bzw. Drehschwingungen zwischen den beiden Schwungradelementen
auftretenden Winkelgeschwindigkeiten bzw. -beschleunigungen sich ändert.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die durch das viskose Medium
verursachte Dämpfung veränderbar ist in Abhängigkeit der Drehzahl des
Motors. Es kann also in Abhängigkeit der Winkelgeschwindigkeit zwischen
den beiden Schwungradelementen sowie in Abhängigkeit der Drehzahl der
Einrichtung das Dämpfungsverhältnis bzw. die Hysterese und damit die
gesamte Dämpfungscharakteristik der Einrichtung verändert werden. Durch
das im Ringkanal vorgesehene viskose Medium können somit nicht nur Schwin
gungen großer Amplitude gedämpft werden, die durch hohe Drehmomentstöße
bzw. Wechselmomente verursacht werden, sondern auch Schwingungen kleiner
Amplitude, die mit entsprechend kleiner Hysterese gedämpft werden müssen
und die insbesondere im Lastbetrieb auftreten. Dies kann darauf zurückge
führt werden, daß der sich im viskosen Medium aufbauende Druck abhängig
ist von der momentanen Geschwindigkeit, mit der ein bestimmtes Volumen des
viskosen Mediums verdrängt wird. Das bedeutet also, daß die Dämpfungskapa
zität des zumindest im Ringkanal aufgenommenen viskosen Mediums davon
abhängig ist, ob zwischen den beiden Schwungmassen Stoßmomente bzw. hohe
Wechselmomente oder geringere Momentenschwankungen auftreten. Es kann also
praktisch eine selbstätige Regulierung der Dämpfungswirkung erzielt wer
den.
Durch die Verwendung von vorgekrümmten Federn können die in diesen beim
Komprimieren auftretenden Spannungen reduziert und weiterhin die Montage
erleichtert werden.
Die Abstützbereiche für die Federn im Ringkanal können in vorteilhafter
Weise durch am Flanschkörper angeformte radiale Ausleger gebildet werden,
die in die radialen Bereiche des Ringkanals einmünden. Die Ausleger können
dabei radial außerhalb der Abstützbereiche übergehen in einen die Federn
in Umfangsrichtung übergreifenden Steg. Die - in Umfangsrichtung betrach
tet - jeweils zwei radiale Ausleger verbindenden Stege können in einer
ringförmigen Ausnehmung aufgenommen werden, welche sich radial außen an
den Ringkanal anschließt.
Die Stege können - in radialer Richtung betrachtet - in bezug auf den
Ringkanal derart ausgebildet sein, daß zumindest bei rotierender Einrich
tung die Federn sich im wesentlichen an diesen Stegen radial abstützen.
Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn zumindest einzelne der
in den Ringkanal aufgenommenen Kraftspeicher nacheinander zur Wirkung
kommen, also eine mehrstufige drehelastische Dämpfung bilden, und die erst
nach einem Relativverdrehwinkel zwischen den beiden Schwungradelementen
einsetzenden Federn zunächst über den Flansch in Umfangsrichtung positio
niert sind, da dann während des Verdrehwinkels in dem diese Federn nicht
komprimiert werden, diese sich mit dem Bauteil drehen, nämlich dem
Flansch, an dem sie sich radial abstützen, so daß eine zusätzliche Rei
bungsdämpfung zwischen diesen Federn und den Begrenzungsflächen des Ring
kanals vermieden werden kann.
Ein besonders vorteilhafter Aufbau der Einrichtung kann gegeben sein, wenn
der Ringkanal durch zwei schalenartige Körper gebildet ist, wobei wenig
stens einer dieser Körper ein Blechformteil sein kann.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn der Ringkanal durch zwei halbscha
lenartige Blechformteile gebildet ist, wobei diese Bestandteil des mit dem
Motor verbundenen Schwungradelementes sein können oder gar dieses Schwung
radelement bilden. Ein Vorteil derartiger Blechformteile gegenüber durch
Verspanung hergestellten Teilen besteht im wesentlich reduzierten Ferti
gungsaufwand. Weiterhin sind bei durch Stanzen, Ziehen und Prägen herge
stellten Blechteilen eine Vielzahl von günstigen Ausgestaltungsformen
möglich, so können z.B. auch Kanalquerschnitte kostengünstig hergestellt
werden, die von der rotationssymmetrischen Form abweichen. Auch können die
Umfangsabstützungen für die Federn im Ringkanal durch Anprägungen bzw.
taschenförmige Anformungen gebildet werden, so daß keine zusätzlichen
Elemente erforderlich sind, um diese Funktion sicherzustellen.
Die Abstützungen bzw. Anschläge im Ringkanal für die Endbereiche der
Federn können jedoch auch in einfacher Weise durch einzelne Elemente
gebildet werden, die in den ansonsten über den Umfang durchgehend ausge
bildeten Ringkanal eingesetzt sind. Diese Elemente können durch aufgenie
tete Klötzchen bzw. Plättchen, durch Formniete oder durch angeschweißte
Formteile gebildet sein.
Zur einwandfreien Beaufschlagung der im Ringkanal aufgenommenen Federn ist
es angebracht, wenn - in der neutralen Stellung des Dämpfers bzw. der
Einrichtung - beidseits eines Flanschauslegers eine taschenförmige Anfor
mung oder ein anderes Anschlagelement vorgesehen ist.
Um - ausgehend von einer mittleren Stellung bzw. einem mittleren Bereich
der beiden Schwungradelemente relativ zueinander - zumindest in eine
Drehrichtung eine mehrstufige drehelastische Dämpfung zu erhalten, kann es
vorteilhaft sein, wenn zumindest ein Ausleger des Flanschkörpers gegenüber
den beidseits von diesem vorgesehenen Abstützungen des Ringkanals - in
Umfangsrichtung betrachtet - eine geringere Erstreckung aufweist. Dabei
können die Ausleger und die Abstützungen in der erwähnten Ausgangsposition
in bezug aufeinander derart angeordnet sein, daß deren Beaufschlagungsbe
reiche in beiden Drehrichtungen relativ zueinander versetzt sind, so daß
sich in beide Drehrichtungen eine mehrstufige drehelastische Dämpfung
ergibt. In der erwähnten Ausgangsposition können die Beaufschlagungsbe
reiche der Ausleger für die Kraftspeicher und der Abstützungen jedoch auch
auf einer Seite bündig sein, so daß sich dann lediglich in eine Drehrich
tung eine abgestufte drehelastische Dämpfung ergibt.
Die Beaufschlagungsbereiche der Ausleger und der Abstützungen können in
bezug auf die Federenden jedoch auch derart zueinander versetzt sein, daß
um die Nullage der Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungradelemen
ten über einen bestimmten Winkel keine Federung vorhanden ist, so daß dann
praktisch keine oder lediglich eine hydraulische bzw. viskose und/oder
eine Reibungsdämpfung auftreten kann. Diese Dämpfung kann sehr klein sein.
Eine geringere Erstreckung der Ausleger des Flanschkörpers gegenüber den
Abstützungen des Ringkanals ist insbesondere bei Enrichtungen vorteilhaft,
bei denen die zunächst nicht komprimierte(n) Feder bzw. Federn durch die
Abstützungen des Ringkanals in Umfangsrichtung festgelegt ist bzw. sind.
Bei Einrichtungen, bei denen die erst nach einem relativen Verdrehwinkel
zwischen den Schwungradelementen zur Wirkung kommenden Kraftspeicher sich
über diesen Relativverdrehwinkel mit dem Flanschkörper verdrehen, kann es
zweckmäßig sein, wenn wenigstens ein Ausleger des Flanschkörpers gegenüber
den beidseits desselben vorgesehenen Abstützungen im Ringkanal - in Um
fangsrichtung betrachtet - eine größere Erstreckung aufweist. Dabei können
die Beaufschlagungsbereiche der Ausleger und der Abstützungen lediglich in
eine Drehrichtung zueinander versetzt sein oder aber auch in beide Dreh
richtungen.
Für die Funktion der Einrichtung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn
zumindest zwischen einigen der Ausleger des Flanschkörpers und den ihnen
zugewandten Federenden Zwischenlagen vorgesehen sind, die zumindest einen
Querschnittsbereich aufweisen, der zumindest annähernd an den Querschnitt
des die Federn aufnehmenden Ringkanals angepaßt ist. Durch eine derartige
Ausgestaltung der Zwischenlagen wirken diese im Ringkanal bei einer Rela
tivverdrehung zwischen den beiden Schwungradelementen wie Verdrängungskol
ben für das in diesem Ringkanal vorgesehene viskose Medium. Zur besseren
Führung der Federenden können die Zwischenlagen auf ihrer dem jeweiligen
Federende zugekehrten Seite eine in den Innenraum der Federn hineinragende
Verlängerung besitzen. Um eine Selbsteinfädelung der Verlängerungen in die
Federenden zu ermöglichen, können diese einen leicht konischen Bereich
aufweisen, der zum Ende zu in einen einen größeren Kegelwinkel oder eine
kalottenförmige Gestalt aufweisenden Abschnitt übergeht. Dadurch kann
sichergestellt werden, daß, falls eine Zwischenlage bzw. ein Federnapf im
Betrieb aus einem Federende herausrutscht bzw. herausgedrängt wird, beim
Entspannen der Feder bzw. bei der Beaufschlagung des Federnapfes letzterer
sich wieder in die Feder einfädeln kann, ohne daß diese oder er selbst
beschädigt wird.
Dadurch daß die Zwischenlagen bzw. die Federnäpfe im Ringkanal Verdrän
gungskolben für das viskose Medium bilden, können diese in vorteilhafter
Weise zur Steuerung der durch das viskose Medium erzeugten Dämpfung heran
gezogen werden. So ist es in besonders einfacher Weise möglich, über die
kolbenähnlichen Zwischenlagen die Durchflußmenge bzw. das verdrängte
Volumen an viskosem Medium über einen bestimmten Relativverdrehwinkel
zwischen den beiden Schwungradelementen zu bestimmen bzw. zu regulieren
und somit einen definierten, charakteristischen Dämpfungsverlauf in Ab
hängigkeit bestimmter Betriebsparameter zu erzielen. Die Veränderung des
durch das viskose Medium erzeugten Verdrehwiderstandes kann in einfacher
Weise durch Veränderung wenigstens eines Durchflußquerschnittes für das
viskose Medium erfolgen. Dies kann zum Beispiel dadurch erzielt werden,
daß der Ringkanal wenigstens über Teilbereiche der Längenerstreckung von
zumindest einer Feder, die an beiden Enden mit Zwischenlagen bzw. Feder
näpfen versehen ist, keinen konstanten Querschnitt besitzt. Bei einer
Relativbewegung zwischen dem Ringkanal und einer Zwischenlage kann sich
somit der freie Querschnitt zwischen dem Ringkanal und der Zwischenlage in
Abhängigkeit des Verdrehwinkels verändern. Zweckmäßig kann es dabei sein,
wenn zumindest einige der sich in den Endabschnitten der nicht komprimier
ten Federn befindlichen Bereiche des Ringkanals gegenüber den übrigen
Bereichen dieses Kanals im Querschnitt erweitert sind. Derartige Quer
schnittserweiterungen können über einen bestimmten Verdrehwinkelbereich
progressiv verlaufen oder es können auch die Querschnittsveränderungen
schlagartig erfolgen. Um eine einwandfreie Führung der Zwischenlagen und
der Kraftspeicher radial außen zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, derar
tige Querschnittserweiterungen im Bereich der inneren Hälfte des Ring
kanales vorzusehen.
Die durch die Zwischenlagen in Verbindung mit dem viskosen Medium erzeugte
Dämpfung kann weiterhin durch Einbringen von axialen Ausschitten oder von
axialen Ausnehmungen in diese Zwischenlagen verändert werden.
Für die Funktion der Einrichtung kann es vorteilhaft sein, wenn die Ausle
ger des Flanschkörpers in Umfangsrichtung weisende Nasen besitzen, welche
in eine Ausnehmung der Zwischenlagen eingreifen. Die Nasen der Ausleger
sind dabei in bezug auf die ihnen jeweils zugeordnete Ausnehmung der
Zwischenlagen derart angeordnet bzw. ausgebildet, daß über die Zwischenla
gen zumindest die Endbereiche der Federn außer Kontakt gehalten werden mit
den radial äußeren Bereichen des Ringkanals. Die Nasen der Ausleger können
dabei derart ausgebildet sein, daß bei Beaufschlagung der Zwischenlagen
letztere durch die Nasen leicht radial nach innen gezogen werden, und
damit von der Ringkanalwandung abgehoben werden. Hierdurch wird erreicht,
daß auch bei hoher Drehzahl zumindest einige der Endwindungen der Federn
nicht zur Anlage kommen an den schalenartigen Körpern, welche den Ringka
nal bilden, und damit frei federn können. Vorteilhaft kann es dabei sein,
wenn die Ausnehmungen in den Zwischenlagen im Querschnitt kreisringförmig
ausgebildet sind und die Nasen der Ausleger zumindest an die Ausnehmungen
angepaßte Bereiche aufweisen. Letzeres kann zum Beispiel durch Anprägen
der zuvor ausgestanzten Nasen erfolgen. Die Ausnehmungen der Zwischenlagen
können - in Achsrichtung der Federn betrachtet - kegel- oder kugelartig
geformt sein und Sacklöcher bilden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann radial innerhalb des Ringka
nals mindestens eine weitere Federgruppe der Dämpfungsvorkehrung vorge
sehen sein. Für manche Einsatzfälle kann es vorteilhaft sein, wenn diese
weitere Federgruppe mit der im Ringkanal vorgesehenen ersten Federgruppe
zwischen den Schwungradelementen in Parallelschaltung angeordnet ist. Die
Anordnung der einzelnen Federn der ersten und weiteren Federgruppe
zwischen den beiden Schwungradelementen kann dabei derart vorgenommen
werden, daß mindestens einzelne Federn beider Federgruppen stufenweise,
das heißt winkelversetzt zur Wirkung kommen und/oder mindestens einzelne
Federn wenigstens einer Federgruppe stufenweise, das heißt winkelversetzt
einsetzen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die im Ringkanal
vorgesehene erste Federgruppe und die radial weiter innen angeordnete
weitere Federgruppe zwischen den Schwungradelementen in Reihenschaltung
angeordnet sein. Die innerhalb dieser Federgruppen parallel geschalteten
Federn können dabei ebenfalls verschiedene Stufen bilden, die winkelver
setzt zur Wirkung kommen.
Die Koppelung der wenigstens zwei Federgruppen, welche zwischen den
Schwungradelementen vorgesehen sind, kann in einfacher Weise mittels eines
Flanschkörpers erfolgen, der entsprechende Aufnahmen für die einzelnen
Federn aufweist. Diese Aufnahmen können in vorteilhafter Weise dadurch
gebildet werden, daß der Flanschkörper radial äußere, durch radiale Ausle
ger in Umfangsrichtung voneinander getrennte Ausschnitte besitzt, in denen
die Federn der ersten Federgruppe aufgenommen sind, sowie radial weiter
innen liegende Fenster, in denen die Federn der weiteren Federgruppe
vorgesehen sind. Die Ausschnitte und die Fenster können dabei - in Um
fangsrichtung betrachtet - derart relativ zueinander angeordnet sein, daß
radial innerhalb eines Ausschnittes jeweils ein Fenster liegt. Ausschnitte
und Fenster können dabei zumindest annähernd eine gleiche winkelmäßige
Erstreckung in Umfangsrichtung aufweisen.
Um einen möglichst großen Verdrehwinkel zwischen den beiden Schwungradele
menten zu ermöglichen, kann es vorteilhaft sein, wenn die erste und/oder
die weitere Federgruppe jeweils maximal vier Kraftspeicher aufweist.
Für den Aufbau und die Wirkungsweise der Einrichtung kann es besonders
vorteilhaft sein, wenn radial innerhalb des Ringkanales die Gehäusehälften
bzw. die schalenartigen Körper, wie Blechformteile, aufeinander zu weisen
de Bereiche besitzen, die für den Flanschkörper einen Durchlaß bilden. Die
aufeinander zu weisenden Bereiche können dabei kreisringartige Flächen
definieren, die einen kreisringförmigen Durchlaß bzw. Spalt begrenzen, der
in den Ringkanal einmündet. Zur Erzielung einer sehr hohen Dämpfung durch
das im Ringkanal aufgenommene viskose Medium kann die Durchlaßbreite
zumindest annähernd der Dicke des Flanschkörpers entsprechen. Für viele
Anwendungsfälle kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn der axiale Abstand
zwischen den aufeinander zu weisenden Bereichen 0,1 mm bis 2 mm größer ist
als die Dicke der darin aufgenommenen Bereiche des Flanschkörpers. Durch
den dadurch definierten Spalt kann ein Teil des in dem Ringkanal aufgenom
menen viskosen Mediums bei einer plötzlichen Relativverdrehung zwischen
den beiden Schwungradelementen radial nach innen entweichen. Durch ent
sprechende Bemessung des Spaltes kann die durch das im Ringkanal enthal
tene viskose Medium hervorgerufene Dämpfungswirkung auf das gewünschte Maß
festgelegt werden.
Weiterhin ist es möglich, die aufeinander zu weisenden Bereiche der Gehäu
sehälften und die darin aufgenommenen Bereiche des Flanschkörpers in bezug
aufeinander derart auszubilden, daß zwischen diesen ein in Abhängigkeit
des Verdrehwinkels zwischen den Schwungradelementen sich verändernder
Spalt vorhanden ist, wobei der durch den Spalt definierte Durchflußquer
schnitt mit zunehmendem Verdrehwinkel sich verringern kann, wodurch die
durch das viskose Medium erzeugte Dämpfung größer wird. Hierfür kann der
Flanschkörper auf zumindest einer Seite in Umfangsrichtung verlaufende und
in axialer Richtung sich erhebende Rampen aufweisen, die mit entsprechend
ausgebildeten Gegenrampen des ihm auf dieser Seite zugekehrten Gehäusebe
reiches zusammenwirken, derart, daß wenn die Rampen und Gegenrampen auf
einander zu bewegt werden, der Durchflußquerschnitt für das viskose Medium
kleiner wird.
Für den Aufbau der Einrichtung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn
radial innerhalb des zwischen den aufeinander zu weisenden Bereichen der
Gehäusehälften vorhandenen Durchlasses für den Flanschkörper die weitere
Federgruppe vorgesehen ist. Zur Aufnahme dieser Federgruppe können die
Gehäusehälften bzw. die schalenartigen Körper axiale Einbuchtungen aufwei
sen. Für die Funktion der Einrichtung kann es dabei besonders vorteilhaft
sein, wenn die axialen Einbuchtungen, der Durchlaß für den Flanschkörper
und der Ringkanal ineinander übergehen. Zur einwandfreien Führung der
Kraftspeicher der weiteren, inneren Federgruppe kann es zweckmäßig sein,
wenn die Einbuchtungen zumindest im radial äußeren Bereich an den Umfang
des Querschnittes dieser Kraftspeicher angeglichen sind. Der zwischen
Ringkanal und den Einbuchtungen vorhandene Spalt bzw. Durchlaß für den
Flanschkörper kann im wesentlichen verschlossen sein. Hierfür kann der
Flanschkörper einen kreisringartigen Bereich aufweisen, der sich zumindest
teilweise radial in diesen Spalt erstreckt. In vorteilhafter Weise kann
dieser kreisringartige Bereich des Flanschkörpers im wesentlichen durch
sich in Umfangsrichtung radial zwischen den äußeren und den inneren Federn
erstreckende Stege gebildet sein, welche die Beaufschlagungsbereiche des
Flanschkörpers für die Federn, wie radiale Ausleger, miteinander verbin
den.
Zur Erleichterung der Montage der Einrichtung können die Federn der wei
teren Federgruppe auf wenigstens annähernd den Durchmesser vorgekrümmt
sein, auf den sie angeordnet werden. Dies ist insbesondere dann vorteil
haft, wenn es sich um lange Federn handelt. Weiterhin hat das Vorkrümmen
der Federn der äußeren und/oder der inneren Federgruppe den Vorteil, daß
sie im eingebauten Zustand und bei nicht beanspruchter Einrichtung prak
tisch biegemomentfrei sind.
Es kann vorteilhaft sein, wenn Federn der weiteren Federgruppe radial
außen durch die die Fenster des Nabenkörpers begrenzenden Bereiche geführt
sind, so daß diese Federn sich bei rotierender Einrichtung sowie Beauf
schlagung hauptsächlich gegen die radial äußeren Konturen der Fenster des
Nabenkörpers abstützen und damit praktisch nur in axialer Richtung durch
die Einbuchtungen der Gehäuseteile geführt werden, das bedeutet also, mit
minimaler Anlagekraft entlang der die Einbuchtungen begrenzenden Wandung
gleiten. In vorteilhafter Weise können die Außenkonturen der Fenster durch
zwischen den äußeren und den inneren Federn vorhandene Stege des Flansch
körpers, die sich in Umfangsrichtung erstrecken, gebildet sein. Um eine
Anlage der Federenden am Gehäuse zu verhindern, können die einzelnen
Fenster bzw. die Stege zum Ende hin radial etwas nach innen gezogen wer
den, so daß die beaufschlagten Federenden durch den Flanschkörper von den
radial äußeren Bereichen der Einbuchtungen oder des Ringkanals radial
zurückgehalten werden.
Für manche Anwendungsfälle kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn die
inneren Federn sich zumindest unter Fliehkrafteinwirkung an den die Ein
buchtungen begrenzenden Flächen radial abstützen. Dies kann bei Federn von
Vorteil sein, die erst nach einem bestimmten relativen Verdrehwinkel
zwischen den beiden Schwungradelementen zum Einsatz kommen. Weiterhin kann
es für die Funktion der Einrichtung von Vorteil sein, wenn die Fenster des
Flanschkörpers für die inneren Federn derart ausgebildet sind, daß sie in
Umfangsrichtung weisende Nasen bilden, die unmittelbar in die Federenden
eingreifen oder in eine Ausnehmung einer Zwischenlage, die zwischen einem
Federende und dem ihm zugeordneten Beaufschlagungsbereich des Flanschkör
pers vorgesehen ist. Die Nasen können dabei in bezug auf die Federenden
bzw. auf die Zwischenlagen derart ausgebildet sein, daß sie zumindest die
Endbereiche der Federn radial nach innen halten, so daß diese bei Beauf
schlagung außer Kontakt bleiben mit den radial äußeren Bereichen der
Einbuchtungen und/oder den sie übergreifenden Stegen des Flanschkörpers.
Dadurch ergeben sich ebenfalls die in Verbindung mit den an den Auslegern
des Flanschkörpers angeformten Nasen bereits beschriebenen Vorteile.
Für die Herstellung der Einrichtung kann es besonders vorteilhaft sein,
wenn die Einbuchtungen für die weitere Federgruppe ringförmig sind, das
heißt, sich über den gesamten Umfang der Einrichtung erstrecken und die
Abstützbereiche in Umfangsrichtung für die Kraftspeicher durch in die
Einbuchtungen eingebrachte Anschlagelemente gebildet sind. Derartige
Anschlagelemente können durch einzelne Elemente gebildet sein, wie sie im
Zusammenhang mit den im Ringkanal vorgesehenen Anschlagelementen beschrie
ben wurden. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Anschlagelemente
durch Formniete gebildet sind, deren Beaufschlagungsbereiche für die
Kraftspeicher eben bzw. abgeflacht sind.
Für den Aufbau und die Funktion der Einrichtung kann es vorteilhaft sein,
wenn die Federn der inneren Federgruppe in Fenstern zweier Scheiben auf
genommen sind, die mit dem anderen, mit dem Antriebsstrang verbindbaren
Schwungradelement in Drehverbindung stehen und axial zwischen sich einen,
die radial äußere und die radial innere Federgruppe in Reihe koppelnden
Flanschkörper aufnehmen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann es für die Funktion und den
Zusammenbau der Einrichtung besonders vorteilhaft sein, wenn das eine
Schwungradelement das eine, ein Profil aufweisende Bestandteil einer axia
len Steckverbindung und das andere Schwungradelement das Gegenprofil der
die beiden Schwungradelemente drehschlüssig koppelnden Steckverbindung
aufweist. Eine derartige Steckverbindung kann insbesondere bei einer
Einrichtung zweckmäßig sein, bei der die Federgruppen der Dämpfungsvor
kehrung in einer mit einem viskosen bzw. pastösen Medium zumindest teil
weise füllbaren Kammer aufgenommen sind, die im wesentlichen durch die
Bauteile des einen mit dem Motor verbindbaren Schwungradelementes gebildet
ist und wobei das Ausgangsteil der Dämpfungsvorkehrung ein flanschartiges
Bauteil ist, das Profilierungen aufweist, die in Eingriff bringbar sind
mit an dem anderen Schwungradelement vorgesehenen Gegenprofilierungen,
weiterhin eines der Schwungradelemente ein Dichtungselement trägt, das
beim Zusammenstecken der beiden Schwungradelemente an einer Fläche des
anderen der Schwungradelemente dichtend zur Anlage kommt. Ein derartiger
Aufbau gestattet eine Vormontage in zwei Baugruppen, nämlich der mit dem
Motor verbindbaren primärseitigen und der über eine Kupplung mit dem
Antriebsstrang verbindbaren sekundärseitigen Baugruppe.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das flanschartige Ausgangsteil der Dämp
fungsvorkehrung, wie Flanschkörper, über die Profilierungen der Steckver
bindung mit dem anderen Schwungradelement eine drehschlüssige Koppelung
besitzt, axial jedoch nicht festgelegt ist. Durch einen derartigen Aufbau
kann der Flansch sich in axialer Richtung frei ausrichten, so daß er bei
der Montage der Einrichtung nicht zwischen den beiden Schwungradelementen
verspannt wird, wodurch Bauteile der Einrichtung unzulässig beansprucht
werden könnten und eine bereits bei kleinen Verdrehwinkeln einsetzende,
zum Beispiel im Leerlauf des Motors unerwünschte, hohe Reibungshysterese
entstehen würde. Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn das flanschartige
Ausgangsteil der Dämpfungsvorkehrung, wie Flanschkörper, axial schwimmend
zwischen den beiden Gehäusehälften bzw. den schalenartigen Körpern des mit
dem Motor verbindbaren Schwungradelementes montiert ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Einrichtung kann dadurch
ermöglicht werden, daß die durch den Zusammenbau der beiden Schwungradele
mente erzeugte Dichtung die mit viskosem Medium zumindest teilweise ge
füllte Kammer abdichtet bzw. verschließt gegenüber einem axial zwischen
den beiden relativ zueinander verdrehbaren Schwungradelementen befind
lichen Ringspalt, der nach außen hin offen sein kann. Dabei kann es vor
teilhaft sein, wenn die Gegenprofilierungen am Außenumfang eines ring
scheibenartigen mit dem anderen Schwungradelement verbundenen Bauteils
vorgesehen sind.
Das die Kammer abdichtende Dichtungselement besitzt in vorteilhafter Weise
wenigstens ein ringscheibenartiges Dichtungsteil. Zweckmäßig kann es sein,
wenn das ringscheibenartige Dichtungsteil axial federnd nachgiebig ist, so
daß nach dem Zusammenstecken der Schwungradelemente dieses zur Herstellung
einer einwandfreien Abdichtung elastisch verformt werden kann. Ein der
artiges Dichtungsteil kann von dem mit dem Motor verbindbaren Schwungrad
element getragen sein, so daß es nach dem Zusammenstecken der Schwungrad
elemente an einer Anlagefläche des anderen Schwungradelementes mit Vor
spannung anliegt.
Zur Erleichterung der Montage der Einrichtung, kann es zweckmäßig sein,
wenn der Innendurchmesser des die Kammer zum Ringkanal hin abdichtenden
Dichtungselementes größer ist als der äußere Durchmesser der Gegenprofi
lierungen der Steckverbindung. Dadurch kann das Dichtungselement beim
Zusammenbau der Einrichtung axial über die Gegenprofilierungen geführt
werden, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das flanschartige
Ausgangsteil der Dämpfungsvorkehrung eine mittlere Ausnehmung aufweist,
deren Umfangskontur die Profilierungen der Steckverbindung begrenzt und
das die Gegenprofilierungen am Außenumfang aufweisende, ringscheibenartige
Bauteil auf einer dem motorseitigen Schwungradelement zugewandten Stirn
fläche des anderen Schwungradelementes axial festgelegt ist.
Eine einwandfreie Abdichtung der Kammer und ein einfacher Aufbau der
Einrichtung kann dadurch erzielt werden, daß das Dichtungselement mit
seinem radial äußeren Randbereich an einer radialen Wandung des einen
Schwungradelementes axial abgestützt ist, die durch die Gehäusehälfte
gebildet ist, welche an den zwischen den beiden Schwungradelementen vor
handenen radialen Ringspalt angrenzt. Dabei kann der radial äußere Rand
bereich des Dichtungselementes an der radialen Wandung axial festgelegt
sein. Für die Funktion des Dichtungselementes kann es angebracht sein,
wenn dieses am äußeren Randbereich axial eingespannt ist. Eine derartige
Einspannung, die axial federnd sein kann, ermöglicht dem Dichtungselement,
ähnlich wie eine Tellerfeder sich um den Einspannbereich zu verschwenken.
Die auf dem anderen Schwungradelement vorgesehene Anlagefläche für das
Dichtungselement kann in einfacher Weise durch ein kreisringförmiges
Bauteil gebildet sein, das zwischen der Stirnfläche des anderen Schwung
radelementes und dem die Gegenprofilierungen aufweisenden Bauteil axial
eingespannt ist und radial nach außen sich weiter erstreckt als die Gegen
profilierungen. Dieses kreisringförmige Bauteil kann dabei radial außen in
Richtung von dem mit den Gegenprofilierungen versehenen Bauteil wegver
setzt bzw. getellert sein.
Für manche Anwendungsfälle kann es zweckmäßig sein, wenn die zwischen den
beiden Schwungradelementen wirksame Dämpfungsvorkehrung mindestens eine
Reibeinrichtung umfaßt. Diese Reibeinrichtung kann über den gesamten
Verdrehwinkel zwischen den beiden Schwungradelementen wirksam sein oder
aber nur in einem bestimmten Bereich dieses Verdrehwinkels zum Einsatz
kommen. Vorteilhaft kann es dabei sein, wenn die Reibeinrichtung minde
stens eine Reibscheibe aufweist, die mit mindestens einem in Umfangsrich
tung wirksamen Kraftspeicher zusammenwirkt. Der Kraftspeicher kann dabei
derart ausgelegt sein, daß das von ihm auf die Reibscheibe ausgeübte
Moment zumindest über einen Teilbereich seines Kompressionsweges aus
reicht, um das Reibmoment der Reibscheibe zu überwinden, so daß diese
zumindest teilweise zurückgestellt wird.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die zwischen den Schwungradelemen
ten vorgesehene Reibeinrichtung in Umfangsrichtung mit Spiel behaftet ist,
das bedeutet also, daß zwischen den Anschlägen der Reibscheibe der Reib
einrichtung und den ihnen zugeordneten Gegenanschlägen ein Spiel vorhanden
ist. Dadurch wird der Einsatz der Reibeinrichtung in bezug auf den Einsatz
der Kraftspeicher verschleppt.
Um ein über die gesamte Lebensdauer der Einheit möglichst konstantes
Reibmoment zu erzielen, kann es angebracht sein, die Reibeinrichtung in
der durch die Gehäusehälften bzw. die schalenartigen Körper gebildeten
Kammer für viskoses Medium vorzusehen.
Für andere Anwendungsfälle kann es jedoch auch vorteilhaft sein, wenn
außerhalb des mit viskosem Medium zumindest teilweise gefüllten Raums bzw.
Ringkanals zusätzlich eine zwischen den beiden Schwungradelementen wirk
same Trockenreibungsdämpfungseinrichtung angeordnet ist.
Obwohl es für manche Anwendungsfälle vorteilhaft sein kann, wenn die
Reibungsdämpfungseinrichtung mit den Federn der Dämpfungsvorkehrung paral
lel geschaltet ist, kann es für andere Anwendungsfälle besonders zweck
mäßig sein, wenn zwischen den Schwungradelementen mindestens eine mit den
zwischen diesen wirksamen Federn in Reihe geschaltete Reibungsdämpfungs
einrichtung vorhanden ist. Die Dämpfungswirkung der Reibeinrichtung bzw.
Reibungsdämpfungseinrichtung kann dabei über den Verdrehwinkel veränder
lich sein, wobei die Dämpfungswirkung mit zunehmendem Verdrehwinkel größer
werden kann.
Für die Funktion und den Aufbau der Einrichtung kann es von Vorteil sein,
wenn die mit der inneren Federgruppe parallel wirksame Reibungsdämpfung
und/oder viskose Dämpfung wesentlich geringer ist als die der äußeren
Federgruppe parallel geschaltete viskose Dämpfung und/oder Reibungsdämp
fung. Hierfür können äußere Federn an ihren Enden mit Näpfen versehen
werden, deren Außenkontur zumindest annähernd der Kontur des Ringkanals
entspricht, wodurch eine große Dämpfung durch Fettverdrängung entsteht.
Die inneren Federn, zumindest der ersten Stufe, sind ohne Federnäpfe
eingesetzt, um zumindest in der ersten Stufe eine geringe Fettverdrängung
und damit auch eine geringe Dämpfung zu erzielen. Die mit Spiel eingesetz
ten Federn der inneren Federgruppe können zur Optimierung der Dämpfung mit
oder ohne Federnäpfe eingebaut werden. Weiterhin kann die der äußeren und
inneren Federgruppe zugeordnete viskose Dämpfung durch entsprechende
Festlegung des Niveaus an viskosem Medium beeinflußt werden. Vorteilhaft
kann es sein, wenn der äußere Ringkanal ganz und die inneren Einbuchtungen
nur teilweise mit viskosem Medium gefüllt sind. Die hohe Dämpfungswirkung
bei Komprimierung der äußeren Federn beginnt daher sofort mit Beaufschla
gungsbeginn der Federn. Die der inneren Federgruppe zugeordnete Dämpfung
bleibt dagegen gering, da die Federn nur teilweise in das viskose Medium
eintauchen.
Für die Funktion und den Aufbau der Einrichtung kann es besonders vorteil
haft sein, wenn die dem Motor zugekehrte Gehäusehälfte bzw. der motorsei
tige, schalenartige Körper radial innen einen axialen Ansatz trägt, der in
Richtung des mit dem Antriebsstrang verbindbaren Schwungradelementes
gerichtet ist und ein Wälzlager trägt, das die beiden Schwungradelemente
relativ zueinander verdrehbar lagert. Das mit dem Antriebsstrang verbind
bare Schwungradelement kann eine axiale Ausnehmung aufweisen, in die der
axiale Ansatz axial hineinragt. Vorteilhaft ist es dabei, wenn diese
Ausnehmung einen Sitz bildet zur Aufnahme des äußeren Ringes des Wälzla
gers.
Für den Zusammenbau der Einrichtung ist es besonders vorteilhaft, wenn vor
dem Zusammenbau der beiden Schwungradelemente, das Wälzlager formschlüssig
festgelegt wird an dem mit dem Antriebsstrang verbindbaren Schwungradele
ment und beim Zusammenbau dieses Wälzlager auf einen Sitz des axialen An
satzes aufgeschoben wird.
Um eine mehrstufige Federkennlinie zwischen den Schwungradelementen zu
erhalten, können wenigstens einzelne Federn einer Federgruppe bzw. eines
Dämpfers kürzer sein als der Kreisbogenabschnitt zwischen den mit diesen
zusammenwirkenden Anschlägen.
Anhand der Fig. 1 bis 10 sei die Erfindung näher erläutert:
Dabei zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung im Schnitt,
Fig. 2 eine Ansicht der Einrichtung gemäß Pfeil II der Fig. 1 mit Aus
brüchen,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine andere erfindungsgemäße Einrichtung,
Fig. 3a die Einzelheit "X" der Fig. 6 im vergrößerten Maßstab,
Fig. 4 eine Ansicht der Einrichtung gemäß Fig. 6 in Richtung des Pfeiles
IV mit Ausbrüchen,
Fig. 5 einen Halbschnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsvariante
einer Einrichtung,
Fig. 6 einen teilweise dargestellten Schnitt gemäß der Linie VI-VI der
Fig. 5,
Fig. 7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII der Fig. 6, wobei auch
Bauteile dargestellt sind, die lediglich aus Fig. 5 ersichtlich sind,
Fig. 8 Details einer erfindungsgemäßen Einrichtung, welche zum Beispiel
bei Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 7 verwendet werden können,
die Fig. 9 und 10 weitere Schnitte durch erfindungsgemäße Einrichtun
gen.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Drehmomentübertragungseinrich
tung 1 zum Kompensieren von Drehstößen besitzt ein Schwungrad 2, welches
in zwei Schwungradelemente 3 und 4 aufgeteilt ist. Das Schwungradelement 3
ist auf einer Kurbelwelle 5 einer nicht näher dargestellten Brennkraft
maschine über Befestigungsschrauben 6 befestigt. Auf dem Schwungradelement
4 ist eine schaltbare Reibungskupplung 7 befestigt. Zwischen der Druck
platte 8 der Reibungskupplung 7 und dem Schwungradelement 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 des Schwungradelementes 4 durch eine
am Kupplungsdeckel 11 schwenkbar sich abstützende Tellerfeder 12 beauf
schlagt. Durch Betätigung der Reibungskupplung 7 kann das Schwungradele
ment 4 und somit auch das Schwungrad 2 bzw. die Brennkraftmaschine der
Getriebeeingangswelle 10 zu- und abgekuppelt werden. Zwischen dem Schwung
radelement 3 und dem Schwungradelement 4 ist ein erster, radial äußerer
Dämpfer 13 sowie ein mit diesem parallel geschalteter zweiter, radial
innerer Dämpfer 14 vorgesehen, welche eine Relativverdrehung zwischen den
beiden Schwungradelementen 3 und 4 ermöglichen.
Die beiden Schwungradelemente 3 und 4 sind relativ verdrehbar zueinander
über eine Lagerung 15 gelagert. Die Lagerung 15 umfaßt ein Wälzlager in
Form eines einreihigen Kugellagers 16. Der äußere Lagerring 17 des Wälzla
gers 16 ist in einer Ausnehmung 18 des Schwungradelementes 4 und der
innere Lagerring 19 des Wälzlagers 16 ist auf einem zentralen, sich axial
von der Kurbelwelle 5 weg erstreckenden und in die Ausnehmung 18 hineinra
genden zylindrischen Zapfen 20 dem Schwungradelement 3 angeordnet.
Der innere Lagerring 19 ist mittels Preßpassung auf dem Zapfen 20 aufge
nommen und zwischen einer Schulter 21 des Zapfens 20 bzw. dem Schwungrade
lement 3 und einer Sicherungsscheibe 22, die auf der Stirnseite des Zap
fens 20 befestigt ist, eingespannt.
Das Lager 16 ist gegenüber dem Schwungradelement 4 axial gesichert, indem
es unter Zwischenlegung zweier im Querschnitt L-förmiger Ringe 23, 24 axial
zwischen einer Schulter 25 des Schwungradelementes 4 und einer über Niete
26 mit dem zweiten Schwungradelement 4 fest verbundenen, ringförmigen
Scheibe 27 eingespannt ist.
Die beiden Ringe 23, 24 bilden eine thermische Isolierung, die den Wärme
fluß von der mit der Kupplungsscheibe 9 zusammenwirkenden Reibfläche 70
des Schwungradelementes 4 zum Lager 16 unterbricht bzw. zumindest vermin
dert.
Die radial nach innen weisenden Schenkel 23 a, 24 a der Ringe 23, 24 er
strecken sich teilweise radial über den inneren Lagerring 19 und stützen
sich axial an diesem ab, wodurch sie gleichzeitig als Dichtung für das
Lager 16 dienen. Um eine einwandfreie Abdichtung des Lagers 16 sicherzu
stellen, werden die radial verlaufenden Schenkel 23 a, 24 a jeweils durch
einen Kraftspeicher in Form einer Tellerfeder 28, 29 axial in Richtung der
Stirnflächen des inneren Lagerringes 19 beaufschlagt.
Das Schwungradelement 3 bildet ein Gehäuse, das eine ringförmige Kammer 30
begrenzt, in der die Dämpfer 13, 14 aufgenommen sind. Das die ringförmige
Kammer 30 aufweisende Schwungradelement 3 besteht im wesentlichen aus zwei
Gehäuseteilen 31, 32, die radial außen mittels Schrauben 33 miteinander
verbunden sind. Die Schrauben 33 sind im radialen Bereich der Stirnflächen
bzw. Stoßflächen 34, 35 über die die beiden Gehäusehälften 31, 32 aneinander
anliegen, vorgesehen. Die Stoßflächen 34, 35 befinden sich radial außerhalb
des ersten Dämpfers 13. Zur Abdichtung der ringförmigen Kammer 30 nach
außen hin ist ein Dichtring 36 vorgesehen, der axial zwischen den beiden
Stoßflächen 34, 35 und radial innerhalb der Schrauben 33 angeordnet ist.
Zur Aufnahme des Dichtringes 36 besitzt das Gehäuseteil 31 eine axiale
Ringnut 37. Zur genauen Positionierung der beiden Gehäuseteile 31, 32 bei
der Montage sind außerdem Zylinderstifte 38 vorgesehen, die radial außer
halb des Dichtringes 36 in axial fluchtenden Bohrungen der beiden Gehäuse
teile 31, 32 aufgenommen sind.
Das dem Motor zugekehrte Gehäuseteil 31 besitzt am Außenumfang eine Schul
ter 39, auf der ein Anlasserzahnkranz 40 aufgeschrumpft ist. Die beiden
Gehäuseteile 31, 32 können aus Gußeisen hergestellt werden. Falls ein
geringes Trägheitsmoment des ersten Schwungradelementes 3 erwünscht ist,
kann zumindest eines der Gehäuseteile 31, 32 aus einer Leichtmetallegie
rung, wie Aluminiumguß hergestellt werden. Derartige Leichtmetallgußteile
haben den Vorteil, daß sie durch ein Druck- bzw. Preßverfahren hergestellt
und ohne große Nacharbeit verwendet werden können.
Die beiden Dämpfer 13, 14 besitzen ein gemeinsames Ausgangsteil in Form
eines radialen Flansches 41, der axial zwischen den beiden Gehäusehälften
31, 32 angeordnet ist. Der Flansch 41 ist, wie dies insbesondere aus Fig.
2 hervorgeht, mit seinen radial inneren Bereichen über eine axiale Steck
verbindung 42 mit dem ringförmigen Scheibenteil 27 drehfest verbunden,
welches auf der Stirnseite des in Richtung der Kurbelwelle 5 weisenden
axialen Ansatzes 43 des Schwungradelmentes 4 über die Niete 26 befestigt
ist. Zur genauen radialen Positionierung bei der Montage ist zwischen dem
ringförmigen Scheibenteil 27 und dem axialen Ansatz 43 ein Zentrierungs
sitz 43 a vorgesehen.
Der Flansch 41 weist an seinem Außenumfang radiale Ausleger 44 auf, welche
die Beaufschlagungsbereiche für die Kraftspeicher in Form von Schrauben
federn 45 des äußeren Dämpfers 13 bilden. Radial innerhalb der - in Um
fangsrichtung betrachtet - zwischen den Auslegern 44 vorhandenen Aus
schnitte 46 für die Schraubenfedern 45 besitzt der Flansch 41 bogenförmige
Fenster 47, in denen die Kraftspeicher in Form von Schraubenfedern 48 des
inneren Dämpfers 14 aufgenommen sind. Radial zwischen den Ausschnitten 46
und den Fenstern 47 bildet der Flansch 41 in Umfangsrichtung verlaufende
Stege 49, die die radialen Ausleger 44 bzw. die in Umfangsrichtung
zwischen den Fenstern 47 vorhandenen radialen Bereiche 50 des Flansches 41
miteinander verbinden. Die radialen Bereiche 50 bilden die Beaufschla
gungsbereiche des Flansches 41 für die Schraubenfedern 48.
Die ringförmige Kammer 30 bildet radial außen eine ringkanalartige bzw.
torusähnliche Aufnahme 51, in die radial die Ausleger 44 des Flansches 41
eingreifen.
Die ringkanalartige Aufnahme 51 für die Kraftspeicher 45 ist im wesent
lichen durch sich über den Umfang erstreckende axiale Einbuchtungen 52, 53
gebildet, welche in die radialen Bereiche der Gehäuseteile 31, 32 einge
bracht sind und in die die beidseits des Flansches 41 überstehenden Be
reiche der Krafspeicher 45 axial eintauchen. Radial nach innen wird die
ringkanalartige Aufnahme 51 durch die Stege 49 des Flansches 41, abgesehen
von einem geringen Spalt 54, verschlossen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die axialen Einbuchtungen 52, 53 im
Querschnitt derart ausgebildet, daß deren bogenartiger Verlauf zumindest
annähernd an den Umfang des Querschnittes der Kraftspeicher 45 angeglichen
ist. Die äußeren Bereiche der Einbuchtungen 52, 53 können somit für die
Kraftspeicher 45 Anlagebereiche bzw. Führungsbereiche bilden, an denen
sich die Kraftspeicher 45 zumindest unter Fliehkrafteinwirkung radial
abstützen können. Durch das Angleichen der durch die Einbuchtungen 52, 53
gebildeten Anlagebereiche an den Außenumfang der Kraftspeicher 45 kann der
Verschleiß, welcher aufgrund der Reibung der Windungen der Kraftspeicher
45 an den radial äußeren Bereichen der Einbuchtungen 52, 53 stattfindet,
wesentlich reduziert werden, da die Abstützfläche zwischen Federn 45 und
Einbuchtungen 52, 53 vergrößert ist. Zur Beaufschlagung der Kraftspeicher
45 sind beidseits der Ausleger 44 in die Einbuchtungen 52, 53 Umfangsan
schläge 55, 55 a eingebracht, welche in Umfangsrichtung Abstützbereiche für
die Kraftspeicher 45 bilden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
besitzen die Umfangsanschläge 55, 55 a - in Umfangsrichtung betrachtet - die
gleiche winkelmäßige Erstreckung wie die Ausleger 44 des Flansches 41. Die
Umfangsanschläge 55, 55 a sind durch an die Einbuchtungen 52, 53 angepaßte
Bauteile 56, 57 gebildet, die mittels Nieten 58 mit den Gehäuseteilen 31, 32
fest verbunden sind. Die in Umfangsrichtung betrachteten Endbereiche der
Umfangsanschläge 55, 55 a sind zur besseren Beaufschlagung der Kraftspeicher
45 abgeflacht.
Zwischen den Auslegern 44 und den ihnen zugewandten Enden der Federn 45
sind Federnäpfe 59 vorgesehen (siehe Fig. 2), deren Umfang an den Quer
schnitt der ringkanalartigen Aufnahme 51 angepaßt ist.
Radial innerhalb der ringkanalartigen Aufnahme 51 besitzen die Gehäuse
hälften 31, 32 aufeinander zu weisende, kreisringartige Flächen bildende
Bereiche 60, 61, zwischen denen ein kreisringförmiger Durchlaß 62 für den
Flansch 41 vorhanden ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 ist die Breite dieses
kreisringförmigen Durchlasses 62 etwas größer als die in diesem enthalte
nen Bereiche des Flansches 41, so daß mindestens auf einer Seite des
Flansches 41 ein Spalt 54 vorhanden ist.
Radial innerhalb des kreisringförmigen Durchlasses 62 besitzen die Gehäu
seteile bzw. Gehäusehälften 31, 32 weitere axiale Einbuchtungen 63, 64, in
welche die beidseits des Flansches 41 überstehenden Bereiche der inneren
Schraubenfedern 48 zumindest teilweise eintauchen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die axialen Einbuchtungen 63, 64 im
Querschnitt derart ausgebildet, daß deren bogenartiger Verlauf zumindest
im radial äußeren Bereich an den Umfang des Querschnittes der Schrauben
federn 48 angeglichen ist, so daß die Federn 48 zumindest in axialer
Richtung durch die Einbuchtungen 63, 64 gehalten bzw. geführt werden.
Ähnlich wie die äußeren Einbuchtungen 52, 53 erstrecken sich auch die
inneren Einbuchtungen 63, 64 über den gesamten Umfang der Einrichtung. Dies
ist vorteilhaft, da dann zum Beispiel die vorgegossenen Einbuchtungen
52, 53 und 63, 64 durch eine Drehoperation bearbeitet werden können. Zur
Beaufschlagung der Kraftspeicher bzw. Schraubenfedern 48 sind in die
Einbuchtungen 63, 64 Umfangsanschläge 65, 66 eingebracht, welche in Umfangs
richtung Abstützbereiche für die Schraubenfedern 48 bilden. Diese Umfangs
anschläge 65, 66 sind durch an die Einbuchtungen 63, 64 angeglichene Bautei
le gebildet, die mit den Gehäuseteilen 31, 32 über Niete 67 fest verbunden
sind. Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, besitzen die beidseits der radia
len Bereiche 50 des Flansches 41 vorgesehenen Anschläge 65, 66 - in
Umfangsrichtung betrachtet - eine geringere winkelmäßige Erstreckung, als
diese radialen Bereiche 50, welche die Schraubenfedern 48 beaufschlagen.
Die Stege 49 des Flansches 41 sind in bezug auf die inneren Einbuchtungen
63, 64 derart dimensioniert, daß die Schraubenfedern 48 sich zumindest
unter Fliehkrafteinwirkung radial an den Stegen 49 abstützen.
Dies ist vorteilhaft, da der Flansch aus Stahl hergestellt werden kann,
der zumindest oberflächengehärtet wird, wodurch der Verschleiß an den
radialen Abstützbereichen für die Federn 48 reduziert werden kann. Ein
weiterer Vorteil der radialen Abstützung der Federn 48 an den Stegen 49
besteht darin, daß bis zur Anlage der Federn 48 an den Umfangsanschlägen
65, 66 die Federn 48 sich mit dem Flansch 41 verdrehen können ohne eine
wesentliche Reibung aufgrund der auf sie einwirkenden Fliehkraft an den
Gehäuseteilen 31, 32 zu erzeugen. Eine derartige Reibung ist in vielen
Fällen unerwünscht, da sie die Charakteristik des äußeren Dämpfers 13
verfälscht.
Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, sind über den Umfang der Einrichtung 1
betrachtet, jeweils 3 Federn 45 und 48 vorgesehen, wobei die radial äuße
ren Federn 45 sich jeweils zumindest annähernd über 110 Grad erstrecken.
Die radial inneren Federn 48 erstrecken sich zumindest annähernd über den
gleichen Winkel wie die äußeren Federn 45. Im vorliegenden Falle erstreckt
sich eine Feder 48 zumindest annähernd über 100 Grad. Die äußeren Federn
45 erstrecken sich also über cirka 91% des Umfanges der Einrichtung und
die inneren Federn 48 über cirka 83% des Umfanges.
Im nicht montierten Zustand können die Federn 45 und/oder die Federn 48 -
in Achsrichtung betrachtet - gerade sein, das bedeutet also, daß bei der
Montage diese Federn entsprechend der Form der sie aufnehmenden Einbuch
tungen gebogen werden müssen, oder es können aber auch die Federn 45
und/oder die Federn 48 entsprechend der Form der sie aufnehmenden Einbuch
tungen bereits eine entsprechende Krümmung aufweisen. Durch die Verwendung
von vorgekrümmten Federn 45, 48 können die in diesen beim Komprimieren
auftretenden Spannungen reduziert und weiterhin die Montage erleichtert
werden.
In der ringförmigen Kammer 30 ist ein viskoses Medium bzw. ein Schmiermit
tel, wie zum Beispiel Siliconöl oder Fett vorgesehen. Das Niveau des
viskosen Mediums bzw. des Schmiermittels kann dabei - bei drehender Ein
richtung 1 - zumindest bis zum Mittelbereich bzw. der Achse der äußeren
Federn 45 des Dämpfers 13 reichen. Bei der dargestellten Ausführungsform
ist es vorteilhaft, wenn dieses Niveau zumindest bis an die äußeren Be
reiche der Windungen der inneren Schraubenfedern 48 reicht, so daß zumin
dest zwischen diesen Windungen und den sie radial abstützenden Bereichen,
im vorliegenden Fall die Stege 49 des Flansches 1, eine den Verschleiß
reduzierende Schmierung vorhanden ist. Bei der gezeigten Einrichtung 1 ist
es vorteilhaft, wenn die Füllung an viskosem Medium bzw. Schmiermittel in
etwa bis zur Achse der inneren Schraubenfedern 48 reicht.
Durch die Zuordnung der ringförmigen Kammer 30, welche ein viskoses Medium
bzw. ein Schmiermittel beinhaltet, zu dem mit dem Motor verbundenen
Schwungradelement 3 und durch die räumliche Trennung von dem die Reibungs
kupplung 7 tragenden Schwungradelement 4 wird ein Einfluß der im Zusam
menhang mit der Reibungskupplung entstehenden Wärme auf das viskose Medium
bzw. Schmiermittel weitgehend ausgeschaltet.
Weiterhin ist zwischen der ringförmigen Kammer 30 bzw. dem Gehäuseteil 32
und dem Schwungradelement 4 ein nach außen offener Ringkanal 68 vorge
sehen, der im Zusammenhang mit Belüftungskanälen 69 die Kühlwirkung weiter
verbessert. Die Luftkanäle 69 sind radial innerhalb der Reibfläche 70 des
Schwungradelmentes 4 für die Kupplungsscheibe 9 vorgesehen.
Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt der Flansch 41 eine
mittlere Ausnehmung 71, deren Kontur radiale Profilierungen 72 bildet,
welche in Eingriff stehen mit Gegenprofilierungen 73, welche am Außenum
fang des mit dem Schwungradelement 4 verbundenen ringförmigen Scheiben
teils 27 vorgesehen sind. Die die axiale Steckverbindung 42 bildenden
Profilierungen 72 und Gegenprofilierungen 73 ermöglichen eine einwandfreie
Ausrichtung des Flansches 41 zwischen den beiden Gehäusehälften 31, 32, so
daß der zwischen dem kreisringförmigen Durchlaß 62 und dem Flansch 41
vorhandene Spalt 54 sehr klein ausgeführt werden kann. Auch ermöglicht die
Steckverbindung 42 die axialen Toleranzen zwischen den verschiedenen
Anlage- bzw. Abstützflächen der Bauteile zu erweitern.
Zur Abdichtung der ringförmigen Kammer 30 ist eine Dichtung 74 zwischen
dem radial inneren Bereich des Gehäuseteiles 32 und der ringförmigen
Scheibe 27 bzw. dem axialen Ansatz 43 des Schwungradelementes 4 vorge
sehen. Die Dichtung 74 besitzt eine kreisringförmige Scheibe 75, die mit
ihrem radial inneren Bereich sich an einer am axialen Ansatz 43 angeform
ten Schulter 76 und mit ihrem äußeren Bereich sich an einer Fläche 77, die
am radial inneren Bereich des ringförmigen Gehäuseteiles 32 angeformt ist,
abstützt. Die kreisringförmige Scheibe 75 ist ähnlich einer Tellerfeder
axial verformbar. Die kreisringförmige Scheibe 75 wird axial gegen die
Schulter 76 und die Fläche 77 durch eine Tellerfeder 78 beaufschlagt,
welche axial zwischen der Scheibe 75 und dem Flansch 41 verspannt ist.
Durch die Tellerfeder 78 wird auch der Flansch 41 gegen die Fläche 60
gedrückt, wodurch lediglich auf einer Seite des Flansches 41 ein Spalt 54
zwischen der ringkanalartigen Aufnahme 51 an den radial weiter innen
liegenden Bereichen der ringförmigen Kammer 30 vorhanden ist. Wie aus
Fig. 1 ersichtlich ist, dichtet die Dichtung 74 die ringförmige Kammer 30
zu dem zwischen den beiden Schwungradelementen 3 und 4 vorhandenen Ring
spalt 68 hin ab. Der Innendurchmesser der die ringförmige Kammer 30 zum
Ringspalt 68 hin abdichtenden Scheibe 75 ist größer als der Außendurchmes
ser der Gegenprofilierungen 73 der Steckverbindung 42.
Die Steckverbindung 42 und die Dichtung 74 ermöglichen einen besonders
einfachen Zusammenbau der Drehmomentübertragungseinrichtung 1, indem
nämlich zunächst die beiden Schwungradelemente 3 und 4 vormontiert werden
und danach durch axiales Zusammenstecken und Befestigung der Sicherungs
scheibe 22 auf der Stirnseite des Zapfens 20 axial miteinander verbunden
werden. Hierfür wird zunächst die Dichtung 74 auf dem Schwungradelement 3
vormontiert und das Wälzlager 16 auf dem Schwungradelement 4 formschlüssig
festgelegt. Beim Zusammenbau der beiden Schwungradelemente 3 und 4 wird
der innere Wälzlagerring 19 auf den Sitz 20 a des axialen Ansatzes 20 des
Gehäuseteiles 31 aufgeschoben und die Gegenprofilierungen 73 mit den
Profilierungen 72 in Eingriff gebracht. Weiterhin kommt während des Zusam
menschiebens der beiden Schwungradelmente 3 und 4 der radial innere Be
reich der Dichtscheibe 75 zur Anlage an der durch die Schulter 76 gebil
deten Gegendichtfläche, so daß die Dichtscheibe 75 entgegen der Kraft der
Tellerfeder 78 in sich verschwenkt wird und mit Vorspannung gegen die
Schulter 76 anliegt. Die endgültige axiale Festlegung der beiden Schwung
radelemente 3 und 4 relativ zueinander erfolgt, wie bereits erwähnt, durch
Befestigung der Scheibe 22 am Zapfen 20.
Zur Verringerung des Verschleißes im Kontaktbereich zwischen den Windungen
der Federn 45 und 48 und den ihnen zugeordneten Einbuchtungen 52, 53 bzw.
63, 64 können zumindest in diesen Kontaktbereichen die Oberflächen der
diese Einbuchtungen begrenzenden Teile 31, 32 eine größere Härte aufweisen.
Dies kann zum Beispiel dadurch erfolgen, daß diese Berührungsbereiche
induktivgehärtet, einsatzgehärtet, laserstrahlgehärtet oder flammgehärtet
werden. Bei sehr hohen Beanspruchungen kann es jedoch auch zweckmäßig
sein, wenn die die Einbuchtungen begrenzenden Teile 31, 32 zumindest in den
vorerwähnten Kontaktbereichen eine den Abriebverschleiß verringernde
Beschichtung aufweisen. Eine solche Beschichtung kann zum Beispiel durch
chemisches Vernickeln, durch Verchromen oder durch Beschichtung mit Kunst
stoff oder Molybdän gebildet sein. Die aufgebrachte Beschichtung kann
weiterhin nachträglich geglättet werden, um eine bessere Oberflächenquali
tät der Einbuchtungen, an denen die Windungen der Federn reiben, zu erhal
ten. Ein derartiges Glätten kann zum Beispiel durch einen Schleifprozeß
oder eine Drehbearbeitung erfolgen.
Im folgenden sei nun die Wirkungsweise der Einrichtung gemäß den Fig. 1
und 2 beschrieben.
Bei einer Verdrehung des Schwungradelementes 4 gegenüber dem Schwungrad
element 3 aus der in Fig. 2 dargestellten Ruheposition wird der Flansch
41 über die Steckverbindung 42 angetrieben, so daß zunächst die äußeren
Federn 45 zwischen den Umfangsanschlägen 55, 55 a und den radialen Auslegern
44 komprimiert werden. Nach Durchfahren des relativen Verdrehwinkels 79 in
die eine Drehrichtung bzw. 80 in die andere Drehrichtung kommen die Um
fangsanschläge 65, 66 an den inneren Federn 48 zur Anlage, so daß bei einer
weiteren Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungradelementen 3 und 4
zusätzlich zu den Federn 45 die Federn 48 komprimiert werden. Die gemein
same Komprimierung der Federn 45 und 48 erfolgt solange, bis die inneren
Federn 48 auf Block gehen, wodurch die Relativverdrehung zwischen den
beiden Schwungradelementen 3 und 4 begrenzt wird. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel liegt der maximale Verdrehwinkel, ausgehend von der in
Fig. 2 dargestellten Ruheposition, in beiden Drehrichtungen in der
Größenordnung von 47 Grad. Bei einer Relativverdrehung zwischen den beiden
Schwungradelementen 3 und 4 wird eine Reibungsdämpfung durch Reibung der
äußeren Federn 45 an den Flächen der Einbuchtungen 52, 53 sowie durch
Reibung des Flansches 41 an der Fläche 60 erzeugt. Auch zwischen den
radial inneren Federn 48 und deren radialen Abstützbereichen findet eine
Reibungsdämpfung statt. Die zwischen den Federn 45, 48 und deren radialen
Abstützbereichen auftretende Reibungsdämpfung ist drehzahlabhängig, wobei
mit zunehmender Drehzahl diese Dämpfung größer wird. Weiterhin wird eine
Dämpfung durch Verwirbelung bzw. Verdrängung des in der ringförmigen
Kammer 30 enthaltenen viskosen bzw. pastösen Mediums erzeugt. Insbesondere
das in der praktisch geschlossenen ringkanalartigen Aufnahme 51 vorhandene
viskose Medium erzeugt eine hydraulische bzw. viskose Dämpfung, da die
Federnäpfe 59 in der ringkanalartigen Aufnahme kolbenähnlich wirksam sind.
Bei einer Kompression der äußeren Federn werden die durch die Ausleger 44
beaufschlagten Federnäpfe 59 in Richtung der sich an den Umfangsanschlägen
55, 55 a abstützenden Näpfe bewegt, so daß das in den Federn vorhandene
viskose Medium im wesentlichen durch den Spalt 54, der ähnlich einer
Drossel wirkt, gedrängt wird. Ein weiterer Teil des viskosen Mediums wird
zwischen den Federnäpfen 59 und den Wandungen der ringkanalartigen Aufnah
me 51 verdrängt. Das zunächst nach innen verdrängte viskose Medium ver
teilt sich wieder infolge der auf dieses einwirkenden Fliehkraft gleich
mäßig über den Umfang. Während der Entspannung der äußeren Federn 45 wird
das auf der den Federn 45 abgekehrten Seite der Federnäpfe 59 vorhandene
viskose Medium in ähnlicher Weise an den Federnäpfen vorbeigepreßt und
durch den Spalt 54 verdrängt und füllt infolge der auf sie einwirkenden
Fliehkraft wieder die Federn 45 aus. Die durch das viskose Medium erzeugte
Dämpfung ist abhängig von der auf das Medium einwirkenden Fliehkraft, das
bedeutet also, daß mit höher werdenden Drehzahlen die Dämpfung zunimmt.
Die in das viskose Medium eintauchenden Bereiche der radial inneren Federn
48 erzeugen ebenfalls eine viskose bzw. hydraulische Dämpfung durch Ver
wirbelung.
Durch Einbringung von axialen Ausnehmungen bzw. Ausschnitten in zumindest
einzelne Näpfe sowie durch entsprechende Dimensionierung des Spaltes 54
bzw. des Außenumfanges der Näpfe, kann die durch das viskose Medium er
zeugte Dämpfung verändert bzw. an den jeweiligen Einsatzfall angepaßt
werden. Weiterhin kann die viskose bzw. hydraulische Dämpfung dadurch
angepaßt werden, daß lediglich einige der Federn 45 mit Näpfen 59 versehen
werden. Auch können zwischen den Federenden wenigstens einer inneren Feder
48 und den radialen Bereichen 50 des Flansches 41 Federnäpfe vorgesehen
werden.
Die in Fig. 3 und 4 dargestellte Einrichtung besitzt zwei Schwungradele
mente 3 und 4, die ähnlich wie bei der Einrichtung gemäß den Fig. 1 und
2 über ein Wälzlager 16 zueinander verdrehbar gelagert sind. Die die
beiden Schwungradelemente axial sichernde Scheibe 122 ist auf der Stirn
seite des axialen Ansatzes 120 mittels Nieten 122 a befestigt. Das
Zusammenbauen der beiden Schwungradelemente 3 und 4 erfolgt in ähnlicher
Weise, wie in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschrieben. Das bedeutet, daß
das Lager 16 zunächst am Schwungradelement 4 vormontiert wird und beim
Zusammenbau der beiden Schwungradelemente 3 und 4 auf den Sitz 120 a des
axialen Ansatzes 120 aufgeschoben wird. Weiterhin ist vor dem Zusammenbau
der beiden Schwungradelemente 3 und 4 auf dem motorseitig vorgesehenen
Schwungradelement 3 eine Dichtung 174 vormontiert, und es ist zwischen dem
Flansch 141, der das Ausgangsteil der beiden parallel geschalteten Dämpfer
13, 14 bildet, und dem scheibenartigen Bauteil 127, der am Schwungradele
ment 4 über Niete 126 befestigt ist, eine axiale Steckverbindung 142
vorgesehen. Die beiden, die ringförmige Kammer 130 begrenzenden Gehäuse
teile 131, 132 sind als Gußteile ausgebildet. Das Gehäuseteil 132 besitzt
an seinem Umfang einen axialen zylinderförmigen Ansatz 132 a, über dessen
innere Mantelfläche 135 das Gehäuseteil 132 auf einer äußeren Mantelfläche
134 des Gehäuseteiles 131 zentriert ist. Die axiale Sicherung der beiden
Gußgehäuseteile 131, 132 erfolgt über radiale Stifte 138, die im Bereich
der Zentrierflächen 134, 135 eingebracht sind. Das Gehäuseteil 132 trägt
einen Anlasserzahnkranz 140, der die Stifte 138 teilweise axial über
greift, so daß diese radial nicht auswandern können.
Die axiale Steckverbindung 142 ist durch am Innenumfang des Flansches 141
angeformte radiale Ausleger 172, die zwischen am Außenumfang des ring
scheibenartigen Bauteils 127 angeformte radiale Vorsprünge 173 greifen,
gebildet.
Wie insbesondere aus Fig. 3a ersichtlich ist, besitzt die zwischen dem
radial inneren Bereich des Gehäuseteiles 132 und dem ringscheibenartigen
Bauteil 127 bzw. dem axialen Ansatz 143 des Schwungradelementes 4 vorge
sehene Dichtung 174 eine kreisringförmige, axial federnde Scheibe 175, die
mit ihrem radial inneren Bereich sich an einem am axialen Ansatz 143
befestigten ringförmigen Bauteil 176 abstützt und mit ihrem radial äußeren
Bereich am radial inneren Bereich des Gehäuseteils 132 axial festgelegt
ist. Die ähnlich einer Tellerfeder axial verformbare Dichtungsscheibe 175
trägt an ihren radial äußeren und inneren Bereichen eine Beschichtung
175 a, 175 b, wie Kunststoffbeschichtung, die z.B durch Anspritzen aufge
bracht ist. Diese Beschichtungen 175 a, 175 b sollen einen geringen Reibwert
sowie eine gewisse elastische bzw. plastische Verformbarkeit aufweisen.
Der radial äußere Randbereich der Dichtungsscheibe 175 ist in einen ring
förmigen Träger 180 dichtend eingebördelt. Die Einbördelung des äußeren
Bereiches der Dichtungsscheibe 175 findet dabei derart statt, daß die
Dichtungsscheibe 175 eine Konizitätsveränderung vollführen kann. Die
Bereiche 180 b des ringförmigen Trägers 180, welche den äußeren Umfang der
Dichtungsscheibe 175 umgreifen, sind in einem axialen Einstich bzw. in
einem axialen Rücksprung 177 aufgenommen, der am radial inneren Bereich
des Gehäuseteiles 132 angeformt ist. Zur axialen Festlegung des äußeren
Bereiches der Dichtungsscheibe 175 besitzt der ringförmige Träger 180
abgebördelte Bereiche 180 a, die den inneren Rand 132 b des Gehäuseteils 132
radial umgreifen. Der ringförmige Träger 180 bildet für die tellerfeder
ähnlich verformbare Dichtungsscheibe 175 eine kreisringartige Verschwenk
lagerung.
Das ringförmige Bauteil 176, welches eine mit der Dichtungsscheibe 175
zusammenwirkende Dichtfläche aufweist, hat einen radial inneren scheiben
förmigen Bereich 176 a, der zwischen der Stirnfläche des axialen Ansatzes
143 und dem scheibenartigen Bauteil 127 axial eingespannt ist, sowie einen
kreisringförmigen äußeren Bereich 176 b, an dem die Dichtscheibe 175 mit
axialer Vorspannung dichtend anliegt.
Die radial äußeren Bereiche 176 b des ringförmigen Bauteils 176 sind gegen
über den radial inneren Bereichen 176 a in axialer Richtung von dem die
Gegenprofilierungen 173 der Steckverbindung 142 aufweisenden, ringschei
benartigen Bauteil zurückversetzt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, dich
tet die Dichtung 174 die ringförmige Kammer 130 zu dem zwischen den beiden
Schwungradelementen 3 und 4 vorhandenen Ringspalt 168 hin ab.
Um ein axiales Zusammenstecken der beiden Schwungradelemente 3 und 4 zu
ermöglichen, ist der Innendurchmesser der Dichtscheibe 175 größer als der
Außendurchmesser der radialen Vorsprünge bzw. der Gegenprofilierungen 173.
Die Bereiche 176 b des ringförmigen Bauteils 176, an denen sich die Dicht
scheibe 175 axial abstützt, erstrecken sich radial nach außen hin weiter
als die Gegenprofilierungen 173.
Beim Aufschieben des Wälzlagers 16 auf den Sitz 120 a wird die Steckverbin
dung 142 hergestellt und die Dichtungssscheibe 175 wird durch Anlage an
den Gegendichtbereichen 176 b axial verspannt.
Zur Verhinderung bzw. Verringerung des Verschleißes an den radialen Ab
stützbereichen der ringkanalartigen Aufnahme 151 für die Federn 145 ist
ein eine hohe Härte aufweisendes Stahlband 181 vorgesehen, das sich über
den Umfang der ringkanalartigen Aufnahme 151 erstreckt und die Federn 145
umschließt. Das Stahlband 181 ist zylindrisch ausgeführt und in einer
Ausnehmung 182 aufgenommen, die durch einen radialen Einstich bzw. einen
radialen Rücksprung gebildet ist. Bei rotierender Einrichtung 101 stützen
sich die Federn 145 infolge der auf sie einwirkenden Fliehkraft über ihre
Windungen an dem Stahlband 181 ab.
Die Umfangsanschläge 155, 155 a für die äußeren Federn 145 sowie die Um
fangsanschläge 165, 166 für die inneren Federn 148 sind durch Formteile,
wie Schmiedeteile, Preßformteile gebildet, die einteilig angeformte Niete
158, 167 besitzen zur Befestigung an dem jeweiligen Gehäuseteil 131, 132.
Wie aus Fig. 4 zu entnehmen ist, besitzen die beidseits eines Auslegers
144 des Flansches 141 vorgesehenen Anschläge 155, 155 a eine größere Er
streckung in Umfangsrichtung als die Ausleger 144, wobei bei dem gezeigten
Ausführungsbeipsiel in der in Fig. 4 dargestellten Ruheposition der
Einrichtung die Ausleger 144 gegenüber den Anschlägen 155, 155 a mittig
angeordnet sind, das bedeutet, daß die Anschläge 155, 155 a die Ausleger 144
beidseits um ein gleiches Maß überragen.
Die Umfangsanschläge 165, 166, die beidseits der radialen Bereiche 150 des
Flansches geordnet sind, besitzen in Umfangsrichtung ebenfalls eine
größere Erstreckung als die Bereiche 150, welche zur Beaufschlagung der
Federn 148 dienen. Die Anordnung der Anschläge 165, 166 in bezug auf die
radialen Bereiche 150 ist jedoch derart getroffen, daß die Umfangsanschlä
ge 165, 166 in der Ruhestellung der Einrichtung 101 einseitig gegenüber den
Bereichen 150 überstehen, wohingegen auf der anderen Seite die Anschläge
165, 166 und die radialen Bereiche 150 bündig sein können. Weiterhin ist
der Versatz der Anschläge 165, 166 in bezug auf die radialen Bereiche 150
derart getroffen, daß zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Anschlä
ge 165 bzw. 166 in entgegengesetzter Drehrichtung gegenüber den ihnen
zugeordneten radialen Bereichen 150 des Flansches 141 versetzt sind.
Aufgrund dieses Aufbaues bilden die inneren Federn 148 zwei Federgruppen,
nämlich 148 a und 148 b, die stufenweise zur Wirkung kommen.
Das in der ringförmigen Kammer 130 aufgenommene viskose Medium bzw.
Schmiermittel, wie zum Beispiel Siliconöl oder Fett, sollte bei drehender
Einrichtung 101 zumindest die ringkanalartige Aufnahme 151 ausfüllen.
Vorteilhaft kann es jedoch sein, wenn das Niveau des viskosen Mediums bzw.
Schmiermittels zumindest bis an die äußeren Bereiche der Windungen der
inneren Schraubenfedern 148 reicht, wobei es besonders zweckmäßig sein
kann, wenn die Füllung an viskosem Medium bzw. Schmiermittel in etwa bis
zur Achse der inneren Schraubenfedern 148 sich erstreckt.
Zwischen den Auslegern 144 bzw. den Umfangsanschlägen 155, 155 a und den
ihnen zugewandten Enden der Federn 145 sind Federnäpfe 159, deren Umfang
an den Querschnitt der ringkanalartigen Aufnahmen 151 angepaßt ist, vorge
sehen. Dadurch wird, wie in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschrieben, eine
verhältnismäßig große Dämpfung durch Verdrängung des in der ringförmigen
Kammer 130 vorhandenen viskosen Mediums erzeugt.
Die Federnäpfe 159 besitzen einen leicht konischen Zapfen 159 a, der in die
Federn 145 axial hineinragt. Das Ende 159 b des Zapfens 159 a ist bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel kegelig ausgebildet, könnte jedoch auch
kalottenartig ausgebildet sein. Durch eine derartige Ausgestaltung der
Federnäpfe 159 findet, sofern ein Napf im Betrieb aus dem Federende he
rausrutscht, bei Wiederbeaufschlagung des Napfes oder Entspannung der
Feder eine Selbsteinfädelung desselben in die Feder statt, so daß die
Feder oder der Napf nicht beschädigt werden. Ein Austreten von Federnäpfen
159 kann dann auftreten, wenn die äußeren Federn 145 komprimiert sind und
die Einrichtung 101 mit einer verhältnismäßig hohen Drehzahl rotiert. In
diesem Betriebszustand kann die zwischen den Federwindungen der Federn 145
und den radialen Abstützbereichen der Gehäusehälften 131, 132 für diese
Federn vorhandene Reibung derart hoch sein, daß die Federn 145 bei einem
plötzlichen Lastwechselstoß sich zumindest nicht voll entspannen können.
Durch die von den radialen Auslegern 144 während des Lastwechselstoßes
verursachte Verdrängung an viskosem Medium, welches sich unter Fliehkraft
einwirkung außen wieder verteilt, können Federnäpfe 159 aus den Enden der
sich nicht entspannenden Federn 145 gedrängt werden.
Im folgenden sei nun die Wirkungsweise der Einrichtung gemäß den Fig. 3
und 4 beschrieben.
Bei einer Verdrehung des Schwungradelementes 4 gegenüber dem Schwungrad
element 3 aus der in Fig. 4 dargestellten Ruheposition wird der Flansch
141 über die Steckverbindung 142 angetrieben, so daß zunächst die inneren
Federn 148 b zwischen den Umfangsanschlägen 165, 166 und den radialen Be
reichen 150 komprimiert werden. Nach Durchfahren des relativen Verdreh
winkels 179 in die eine Drehrichtung bzw. 190 in die andere Drehrichtung
kommen die radialen Bereiche 150 des Flansches 141 an den Enden der inne
ren Federn 148 a zur Anlage, so daß bei einer weiteren Relativverdrehung
zwischen den beiden Schwungradelementen 3 und 4 die Federn 148 a und 148 b
gemeinsam komprimiert werden. Nach Durchfahren des relativen Verdreh
winkels 179 a in die eine Drehrichtung bzw. 190 a in die andere Drehrich
tung, werden die äußeren Federn 145 von den radialen Auslegern 144 beauf
schlagt, so daß bei einer weiteren Relativverdrehung die Federn zwischen
den Umfangsanschlägen 155, 155 a und den radialen Auslegern 144 komprimiert
werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht der Winkel
179 dem Winkel 179 a und der Winkel 190 dem Winkel 190 a, so daß die Federn
148 a und die Federn 1457316 00070 552 001000280000000200012000285913720500040 0002003721711 00004 37197OL< gleichzeitig wirksam werden. Somit ergibt sich bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 eine zweistufige
Federnkennlinie. Die Winkel 179, 190, 179a, 190a können jedoch auch nur
teilweise den gleichen Betrag aufweisen oder verschiedene Werte besitzen,
so daß eine mindestens dreistufige Federkennlinie in beiden Drehrichtungen
oder eine wenigstens zweistufige Federkennlinie in eine Drehrichtung und
eine mindestens dreistufige Federkennlinie in die andere Drehrichtung
möglich ist.
Weiterhin können die Umfangsanschläge 165, 166, wie dies in Fig. 4 strich
punktiert mit 165a angedeutet ist, gegenüber den im Flansch zurückgehal
tenen Federenden der Federn 148b zurückversetzt sein, so daß dann um die
Nullage der Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungradelementen 3
und 4 über einen bestimmten Winkel keine Federung vorhanden ist, und
lediglich eine hydraulische bzw. viskose Dämpfung und/oder eine Reibungs
dämpfung auftritt.
Die Höhe bzw. die Charakteristik der hydraulischen bzw. viskosen Dämpfung
kann variiert werden, indem man zum Beispiel lediglich einige der äußeren
Federn 145 mit Federnäpfen 159 ausstattet, oder indem man an einem Ende
mindestens einer Feder 145 keinen Napf 159 vorsieht. Weiterhin können
zumindest eine Feder 148a und/oder 148b mit Federnäpfen versehen werden.
Weitere, die viskose bzw. hydraulische Dämpfung beeinflussende Faktoren
sind die radiale Füllhöhe an viskosem Medium, sowie die Breite des bzw.
der vorhandenen Spalte zwischen dem Flansch 141 und den Flächen 160, 161
der Gehäusehälften 131, 132.
Die hydraulische bzw. viskose Dämpfung durch Verdrängung bzw. Verwirbelung
des viskosen Mediums findet in ähnlicher Weise statt, wie in Verbindung
mit den Fig. 1 und 2 beschrieben.
Wie aus Fig. 4 zu entnehmen ist, sind über den Umfang der Einrichtung 101
jeweils vier Federn 145 und 148 vorgesehen, wobei die radial äußeren
Federn 145 sich jeweils zumindest annähernd über 78 Grad erstrecken. Die
radial inneren Federn 148b erstrecken sich zumindest annähernd über
74 Grad und die Federn 148a zumindest annähernd über 68 Grad des Umfanges.
Somit erstrecken sich die äußeren Federn 145 zumindest annähernd über 86%
des Umfanges, wohingegen die inneren Federn 148 sich zumindest annähernd
über 79% des Umfanges erstrecken.
Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, besitzt das Bauteil 3a des
Schwungradelementes 3 am Außenumfang radiale Ausleger 186, in denen je
weils eine Gewindebohrung 187 zur Befestigung einer Reibungskupplung
vorgesehen ist. Einige der Ausleger 186 weisen Bohrungen 188 auf zur
Aufnahme von Stiften, die eine genaue Positionierung des Kupplungsdeckels
auf dem Bauteil 3a bei der Montage sicherstellen.
Die radialen Ausleger 186 ermöglichen eine leichtere Bauweise des Schwung
radelementes 4. Weiterhin wird durch die zwischen den radialen Auslegern
186 vorhandenen radialen Rücksprünge 186a eine bessere Kühlung des Bau
teiles 3a und der darauf montierten Kupplung erzielt, da zwischen dem
Deckel und den Rücksprüngen 186a eine Luftzirkulation stattfinden kann.
Radial innerhalb der Reibfläche 4a des Bauteiles 3a sind Belüftungskanäle
169 vorgesehen, welche in den zwischen den beiden Schwungradelementen 3
und 4 vorgesehenen radialen Spalt 168 einmünden.
Die radialen Ausleger 186 ermöglichen weiterhin, bei einer vorgegebenen
Masse das Bauteil 3a im Bereich der Reibfläche 4a dicker auszugestalten,
so daß eine Überhitzung in diesem Bereich vermieden werden kann.
Eine Veränderung der durch das viskose Medium erzeugten Dämpfung kann
weiterhin dadurch erzielt werden, daß die ringkanalartige Aufnahme 151
wenigstens über Teilbereiche der Längenerstreckung von zumindest einer
Feder 145 keinen konstanten Querschnitt besitzt, so daß in den Bereichen
größeren Querschnitts eine geringere Dämpfung und in den Bereichen mit
kleinerem Querschnitt eine höhere Dämpfung erzeugt wird. Obwohl diese
Querschnittsveränderung der ringkanalartigen Aufnahme 151 an einer belie
bigen Stelle vorgesehen werden kann oder gar an mehreren Stellen, ist es
besonders zweckmäßig, wenn derartige Querschnittsveränderungen bzw. Quer
schnittserweiterungen sich in den Endabschnitten der nicht komprimierten
Federn 145 befinden. Die Querschnittsveränderungen können dabei schlagar
tig oder progressiv sein. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die
Querschnittserweiterung im Bereich der radial inneren Hälfte der ringka
nalartigen Aufnahme 151 vorgesehen werden. Eine derartige Erweiterung ist
in Fig. 4 gezeigt und mit 189 gekennzeichnet. Diese Erweiterung 189 ist
an den Flansch 141 angeformt, welcher die ringkanalartige Aufnahme 151
radial nach innen hin begrenzt bzw. verschließt. Die Erweiterungen können
jedoch auch durch entsprechende Formgebung der die ringkanalartigen Auf
nahmen 151 begrenzenden Einbuchtungen 152, 153 gebildet sein.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Drehmomentübertragungseinrichtung
201 zum Kompensieren von Drehstößen besitzt ein Schwungrad 202, welches in
zwei Schwungradelemente 203, 204 aufgeteilt ist. Die beiden Schwungradele
mente 203 und 204 sind zueinander relativ verdrehbar über eine Lagerung 15
gelagert. Das Schwungradelement 203 bildet ein Gehäuse, das eine ringför
mige Kammer 230 begrenzt, in der eine Dämpfungseinrichtung 213 aufgenommen
ist.
Das die ringförmige Kammer 230 aufweisende Schwungradelement 203 besteht
im wesentlichen aus zwei Gehäuseteilen 231, 232, die radial außen miteinan
der verbunden sind. Die beiden Gehäuseteile 231, 232 sind durch Blechform
teile gebildet, die an ihrem äußeren Umfang durch eine Schweißung 238
miteinander verbunden sind. Diese Schweißung 238 dichtet gleichzeitig die
ringförmige Kammer 230 radial nach außen hin ab. Zur Verschweißung der
beiden Blechformteile 231, 232 eignet sich in vorteilhafter Weise eine
Widerstandsstumpfschweißung oder eine Kondensatorstoßentladungsschweißung,
also eine Verschweißung, bei der die sich in Kontakt befindlichen und zu
verschweißenden Bereiche zweier Bauteile durch Anlegen an die Bauteile
eines Wechselstroms hoher Stromstärke und niedriger Spannung auf Schweiß
temperatur erwärmt und unter Druck vereinigt werden.
Zur Durchführung einer solchen Verschweißung besitzen die beiden schalen
artigen Blechformteile 231, 232 Stirnbereiche bzw. Stoßflächen 234, 235, die
in bezug auf die für die Verschweißung verwendete Stromstärke eine defi
nierte Fläche aufweisen. Im Bereich dieser Stoßflächen 234, 235 liegen die
Gehäuseteile 231, 232 axial aneinander an und werden bzw. sind miteinander
verschweißt.
Zur genauen radialen Positionierung der beiden Gehäuseteile 231, 232 wäh
rend der Verschweißung besitzt das Gehäuseteil 231 radial außen einen
ringförmigen Vorsprung 231a, der eine am Außenumfang des Gehäuseteiles 232
angeformte Zentrierfläche 235a umgreift. Zur genauen Positionierung in
Umfangsrichtung während der Verschweißung sind in den Gehäuseteilen
231, 232 axiale Ansenkungen 265, 266 eingebracht. In diese Ansenkungen
265, 266 können Stifte der Schweißvorrichtung eingreifen, die die beiden
Gehäuseteile 231, 232 während der Schweißung in einer genauen Winkelposi
tion in bezug aufeinander halten.
Da während der Verschweißung der beiden Blechschalen 231, 232 infolge der
Schweißnahtbildung eine gewisse axiale Bewegung zwischen diesen Blech
schalen stattfindet, kann es vorteilhaft sein, zwischen diesen Blechscha
len axiale Anschläge vorzusehen, die erst während des Verschweißens wirk
sam werden. In Fig. 5 ist strichpunktiert ein derartiger, an der Blech
schale 232 angeformter Anschlag angedeutet und mit 267 gekennzeichnet.
Durch Verwendung derartiger Begrenzungsanschläge 267 ist man nicht so
abhängig von der für die Verschweißung verwendeten Stromstärke, das be
deutet, daß man auch mit einer höheren Stromstärke arbeiten kann, da die
axiale Lage der beiden Gehäuseteile 231, 232 durch die Anschläge 267 be
stimmt wird und nicht durch die Stromstärke sowie den während der Ver
schweißung auf die beiden Gehäuseteile 231, 232 aufgebrachten axialen
Druck.
Das Ausgangsteil des Dämpfers 213 ist durch einen radialen Flansch 241
gebildet, der axial zwischen den beiden Gehäuseteilen 231, 232 angeordnet
ist. Der Flansch 241 ist mit seinen radial inneren Bereichen über eine
axiale Steckverbindung 242 mit dem ringförmigen Scheibenteil 227, welches
auf der Stirnseite des in Richtung des motorseitigen Gehäuseteils 231
weisenden axialen Ansatz 243 des Schwungradelementes 204 über Niete 226
befestigt ist.
Der Flansch 241 weist an seinem Außenumfang radiale Ausleger 244 auf,
welche die Beaufschlagungsbereiche für die Kraftspeicher in Form von
Schraubenfedern 245 des Dämpfers 213 bilden.
Die beiden Gehäuseteile 231, 232 bilden radial außen eine ringkanalartige
bzw. torusähnliche Aufnahme 251, in die die radialen Ausleger 244 des
Flansches 241 eingreifen. Die ringkanalartige Aufnahme 251 für die Kraft
speicher 245 ist im wesentlichen durch sich über den Umfang erstreckende
axiale Einbuchtungen bzw. Anprägungen 252, 253 gebildet, welche in die aus
Blech hergestellten Gehäuseteile 231, 232 eingebracht sind und in die die
beidseits des Flansches 241 überstehenden Bereiche der Kraftspeicher 245
axial eintauchen. Radial nach innen wird die ringkanalartige Aufnahme 251
durch einen ringförmigen Bereich 249 des Flansches 241, abgesehen von
einem kleinen Spalt 254, verschlossen.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind die axialen Einbuchtungen 252, 253 im
Querschnitt derart ausgebildet, daß deren bogenartiger Verlauf zumindest
annähernd an den Umfang des Querschnittes der Kraftspeicher 245 ange
glichen ist. Die äußeren Bereiche der Einbuchtungen 252, 253 können somit
für die Kraftspeicher 245 Anlagebereiche bzw. Führungsbereiche bilden, an
denen sich die Kraftspeicher 245 zumindest unter Fliehkrafteinwirkung
radial abstützen können.
Zur Beaufschlagung der Kraftspeicher 245 sind beidseits der Ausleger 244
in die Einbuchtungen 252, 253 Umfangsanschläge 255, 255a eingebracht. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Umfangssanschläge
255, 255a - in Umfangsrichtung betrachtet - die gleiche Erstreckung wie die
radialen Ausleger 244 des Flansches 241. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist,
sind zwischen den Auslegern 244 und den ihnen zugewandten Enden der Federn
245 Zwischenteile in Form von Federnäpfen 259 vorgesehen, deren Umfang an
den Querschnitt der ringkanalartigen Aufnahme 251 angepaßt ist.
Radial innerhalb der ringkanalartigen Aufnahme 251 besitzen die Gehäuse
hälften 231, 232 aufeinander zu weisende, kreisringartige Flächen bildende
Bereiche 260, 261, zwischen denen ein kreisringförmiger Durchlaß 262 für
den Flansch 241 vorhanden ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 6, ist die
Breite dieses kreisringförmigen Durchlasses 262 nur geringfügig größer als
die in diesem aufgenommenen Bereiche des Flansches 241, so daß ein sehr
geringer Spalt 254 vorhanden ist.
Wie aus Fig. 6 zu entnehmen ist, sind über den Umfang der Einrichtung 201
betrachtet, vier Federn 245 vorgesehen, die sich jeweils zumindest annä
hernd über 82 Grad des Umfangs erstrecken. Somit erstrecken sich die
Federn über zumindest annähernd 90% des Umfangs der Einrichtung 201.
Zur Reduzierung der in den Federn 245 beim Komprimieren auftretenden
Spannungen und Erleichterung der Montage sind die Federn 245 zumindest
annähernd auf den Radius, auf dem sie angeordnet werden, vorgekrümmt.
In der ringförmigen Kammer 230 ist ein viskoses Medium bzw. ein Schmier
mittel vorgesehen. Das viskose Medium soll dabei - bei drehender Einrich
tung 201 - zumindest die ringkanalartige Aufnahme 251 ausfüllen.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, besitzt der Flansch 241 eine mittlere
Ausnehmung 271, deren Kontur radiale Profilierungen 272 bildet, welche in
Eingriff stehen mit Gegenprofilierungen 273, die am Außenumfang des mit
dem Schwungradelement 4 verbundenen ringförmigen Scheibenteils 227 vorge
sehen sind. Die Gegenprofilierungen 273 sind durch radiale Vorsprünge
gebildet, die in entsprechend angepaßte Ausschnitte 272a des Flansches 241
eingreifen. Im Bereich der radialen Vorsprünge 273 sind auch die Niete 226
vorgesehen, die das Bauteil 227 am Schwungradelement 204 festlegen. Die
die axiale Steckverbindung 242 bildenden Profilierungen 272 und Gegenpro
filierungen 273 ermöglichen eine einwandfreie Ausrichtung des Flansches
241 zwischen den beiden Gehäusehälften 231, 232, so daß der zwischen dem
kreisringförmigen Durchlaß 262 und dem Flansch 241 vorhandene Spalt 254
sehr klein ausgeführt werden kann.
Auch ermöglicht die Steckverbindung 242, die axialen Toleranzen zwischen
den verschiedenen Anlage- bzw. Abstützflächen der Bauteile zu erweitern.
Zur Abdichtung der ringförmigen Kammer 230 ist eine Dichtung 274 zwischen
dem radial inneren Bereich des Gehäuseteiles 232 und dem Schwungradelement
204 vorgesehen. Die Dichtung 274 unterscheidet sich gegenüber der in
Verbindung mit der Fig. 3a beschriebenen Dichtung 174 im wesentlichen
dadurch, daß die kreisringförmige axial federnde Scheibe 275 vollkommen
beschichtet ist und radial außen axial eingespannt ist zwischen einem
ringförmigen Bereich 232a des Gehäuseteiles 232 und einer am Gehäuseteil
232 mittels Nietverbindungen 232b befestigten Ringscheibe 280.
Der ringförmige Bereich 232a des Gehäuseteiles 232 erstreckt sich, ausge
hend von dem Außendurchmesser der federnden Dichtungsscheibe 275 radial
nach innen, wobei zwischen dem ringförmigen Bereich 232a und der Dicht
scheibe 275 ein radialer Raum 232c gebildet ist. In diesem radial nach
innen hin offenen radialen Raum 232c können die geringen Mengen an vis
kosem Medium, welche eventuell zwischen dem Innenbereich der Dichtungs
scheibe 275 und den Gegendichtbereichen 276b austreten können, aufgefangen
werden und bei höheren Drehzahlen - bedingt durch die Fliehkraft -
zwischen dem ringförmigen Bereich 232a und der Dichtscheibe 275 wieder in
die ringförmige Kammer 230 zurückgedrückt werden. Die Kontaktzonen
zwischen den inneren Bereichen der Dichtscheibe 275 und den Gegendichtbe
reichen 276b sind im axialen Erstreckungsbereich des radialen Raums 232c
vorgesehen.
Am inneren Bereich des Gehäuseteils 232 ist ein axialer Rücksprung bzw.
ein axialer Absatz 291 angeformt, dessen radial äußere Mantelfläche die
äußeren Bereiche der Dichtscheibe 275 axial übergreift.
Die dem Motor zugekehrte Gehäusehälfte 231 trägt innen einen axialen
Ansatz 220, auf dem das die beiden Schwungradelemente 203 und 204 relativ
zueinander lagernde Wälzlager 16 in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 aufge
nommen ist. Das Blechformteil 231 ist auf einem Sitz 220b des Ansatzes 220
zentriert und stützt sich axial an einer am Anschluß an den Sitz 220b
vorgesehenen radialen Fläche 220c des Ansatzes 220 ab.
Die Verbindung zwischen dem Blechformteil bzw. Gehäuseteil 231 und dem
axialen Ansatz 220 kann durch eine Verschraubung, eine Vernietung, eine
Verschweißung oder eine Verstemmung erfolgen.
Das Zusammenbauen der beiden Schwungradelemente 203 und 204 erfolgt in
ähnlicher Weise wie in Verbindung mit Fig. 1 und 2 beschrieben, das
bedeutet, daß das Wälzlager 16 zunächst auf dem Schwungradelement 204 und
die Dichtsscheibe 275 am Schwungradelement 203 vormontiert werden. Beim
Aufschieben des Wälzlagers 16 auf den Sitz 220a des Ansatzes 220 wird die
Steckverbindung 242 hergestellt und die Dichtungsscheibe 275 durch Anlage
an den am Schwungradelement 204 vorgesehenen Gegendichtbereichen 276b
axial verspannt. Durch Befestigung der Sicherungsscheibe 222, welche den
inneren Lagerring des Wälzlagers 16 radial überlappt, auf der Stirnseite
des Ansatzes 220 werden beide Schwungradelemente 203 und 204 axial zuei
nander gesichert. Die Befestigung der Scheibe 222 kann, ähnlich wie in
Fig. 6 dargestellt, durch Vernietung erfolgen. Anstatt Niete können
jedoch auch Schrauben verwendet werden.
Die hydraulische bzw. viskose Dämpfung durch Verdrängung bzw. Verwirbelung
des in der ringkanalartigen Aufnahme 251 vorgesehenen viskosen Mediums
findet in ähnlicher Weise statt, wie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2
beschrieben.
Um zu verhindern, daß beim Verschweißen der beiden Blechgehäuseteile
231, 232 die mit diesen in Kontakt sich befindlichen Bauteile - wie insbe
sondere die bewegbaren Bauteile - mit den Gehäuseteilen stellenweise ver
schweißt werden oder eine Gefügeveränderung infolge einer stellenweisen
Überhitzung erfahren, ist zwischen diesen Bauteilen und den Blechgehäuse
teilen 231, 232 eine elektrische Isolierung vorgesehen. Bei den während des
Schweißvorganges gefährdeten Bauteilen handelt es sich insbesondere um die
in der ringkanalartigen Aufnahme 251 vorhandenen Federn 245, weiterhin den
Flansch 241 und die Federnäpfe 259.
Die isolierende Beschichtung kann an den Gehäuseteilen 231, 232 vorgesehen
sein und/oder an den sich mit diesen in Kontakt befindlichen Bauteilen
245, 241, 259, 255, 255a. Die isolierende Beschichtung kann dabei lediglich
partiell aufgebracht werden, das bedeutet, lediglich in den Kontaktbe
reichen zwischen den Gehäuseteilen und den anderen Bauteilen.
Die Isolierung kann in vorteilhafter Weise durch Phosphatieren einzelner
Bauteile erzielt werden. Weiterhin können einzelne Bauteile, wie zum
Beispiel die Federnäpfe 259 und die Umfangsanschläge 255, 255a aus
nicht-leitendem Material hergestellt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest die Blechteile und/oder der
Flansch zur Isolierung phosphatiert sind. Die Federn 245 sind zweckmäßi
gerweise lackiert, können jedoch auch phosphatiert sein.
Um die Gehäuseteile 231, 232 gegenüber den sich mit diesen in Kontakt
befindlichen Bauteile zu isolieren, können weiterhin Keramikschichten,
Kunststoffbeschichtungen oder auch Fettbeschichtungen verwendet werden.
Derartige Beschichtungen können insbesondere auf die Gehäuseteile 231, 232
aufgebracht werden.
Sofern die Blechteile 231, 232 bei der Isolierbehandlung, wie Phosphatie
rung, vollkommen beschichtet werden, ist es zweckmäßig, wenn im Bereich
der Schweißzonen sowie im Anlagebereich für die Stromzuführung, die in
diesen Bereichen zuvor aufgebrachte Isolierschicht zum Beispiel durch eine
mechanische Bearbeitung abgetragen wird, so daß in diesen Bereichen eine
einwandfreie elektrische Leitfähigkeit vorhanden ist.
Bei der Auswahl der Isoliermittel ist stets darauf zu achten, daß diese
sich mit dem in der ringkanalartigen Aufnahme 251 eingebrachten viskosen
Medium vertragen.
Die Verwendung einer Phosphatschicht als Isolierschicht ist besonders
vorteilhaft, da diese verschleißmindernd und selbstschmierend wirkt.
Das Gehäuseteil 231 besitzt weiterhin am Außenumfang einen Sitz 239, auf
dem ein Anlasserzahnkranz 240 aufgenommen ist. Der Anlasserzahnkranz 240
ist über den Umfang betrachtet, zumindest stellenweise mit dem Gehäuseteil
231 durch eine Schweißung 240a verbunden. Dies ist bei der Blechausführung
des Gehäuseteiles 231 vorteilhaft, da aufgrund der begrenzten Wandstärke
des Gehäuseteiles 231 der Sitz 239 sich nicht über die volle Zahnkranz
breite erstreckt.
Wie aus Fig. 5 weiterhin zu entnehmen ist, besitzt das motorseitige
Gehäuseteil 231 eine größere Materialstärke als das Gehäuseteil 232.
Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, können die Umfangsanschläge 255, 255a
gemäß Fig. 5 ersetzt werden durch in die Blechformteile 231, 232 einge
prägte Anformungen, wie Taschen 255c, 255d. Diese Taschen 255c, 255d können
in vorteilhafter Weise zur Positionierung der beiden Gehäuseteile 231, 232
bei der Verschweißung miteinander benutzt werden. Es sind hierfür an der
Schweißvorrichtung entsprechende Vorsprünge vorzusehen, die an die Taschen
255c, 255d angepaßt sind. Diese Vorsprünge können dabei die Elektroden
bilden, die den erforderlichen Schweißstrom in die Gehäuseteile 231, 232
einleiten. Durch diese Vorsprünge kann weiterhin der für die Verschweißung
erforderliche axiale Druck auf die Gehäuseteile 231, 232 aufgebracht wer
den. Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn diese Vorsprünge in der
Schweißvorrichtung derart vorgesehen sind, daß sie während der Verschwei
ßung stets einen vorbestimmten Abstand einnehmen, wodurch auch sicherge
stellt werden kann, daß die beiden Gehäuseteile 231, 232 nach der Ver
schweißung eine definierte axiale Lage relativ zueinander aufweisen. Dies
ist wichtig in bezug auf die in der ringkanalartigen Aufnahme 251 vorge
sehenen Federn 245 und insbesondere in bezug auf den zwischen den beiden
Bereichen 260, 261 und dem dazwischen vorgesehenen Flansch 241 einzuhalten
den, definierten Abstand, der die durch die Einrichtung erzeugte hydrau
lische bzw. viskose Dämpfung beeinflußt.
Das in Fig. 8 dargestellte Detail einer Einrichtung 301 zeigt einen
Flansch 341, der am Außenumfang radiale Ausleger 344 angeformt hat. Über
die Ausleger 344 können, wie in Verbindung mit den vorangegangenen Figuren
beschrieben wurde, Kraftspeicher in Form von Schraubenfedern 345, 345a
beaufschlagt werden. Die Kraftspeicher 345, 345a sind in einer ringkanal
artigen Aufnahme 351 aufgenommen, die durch Bauteile des Schwungradelemen
tes 303 gebildet ist. Die Feder 345a wird unmittelbar durch den radialen
Ausleger 344 beaufschlagt, wohingegen zwischen der Feder 345 und dem
radialen Ausleger 344 ein Federnapf 359 angeordnet ist.
Der Ausleger 344 besitzt in Umfangsrichtung weisende Anformungen in Form
von Zapfen bzw. Nasen 344a, 344b.
Der Federnapf 359 besitzt eine Ausnehmung 359a, in die die Nase 344a
eingreift. Die Nase 344a und die Ausnehmung 359a sind derart ausgebildet
und angeordnet, daß zumindest bei Beaufschlagung der Feder 345 der Napf
359 und über diesen der Endbereich der Druckfeder 345 durch die Nase 344a
gegenüber den radial äußeren Bereichen der ringkanalartigen Aufnahme 351
zurückgehalten bzw. abgehoben wird. Hierfür bildet der radial innere
Bereich der Nase 344a eine schräge Auflauframpe 344c, die mit einem Ab
stützbereich 359b des Federnapfes 359 zusammenwirkt. Durch die Auflauf
rampe 344c der Nase 344a wird der Federnapf 359 radial nach innen beauf
schlagt bzw. gezogen.
Die Nase 344b besitzt radial innen eine Anschrägung 344d, welche mit der
Endwindung der Feder 345a zusammenwirkt und diese radial nach innen beauf
schlagt bzw. drängt.
Bei Verwendung eines Federnapfes 359 ist es vorteilhaft, wenn zumindest
der Querschnitt der Auflauframpe 344c an die Kontur der Ausnehmung 359a
angepaßt ist, so daß auch bei Verdrehung des Federnapfes 359 eine einwand
freie Anlage desselben an der Nase 344a bzw. dem Ausleger 344 gegeben ist.
Anformungen bzw. Nasen 344a oder 344b können auch in vorteilhafter Weise
an den radialen Auslegern und/oder den radialen Bereichen der Flansche
gemäß den Fig. 1 bis 7 vorgesehen werden.
Derartige Nasen 344a, 344b haben den Vorteil, daß auch bei höheren Drehzah
len zumindest die Endbereiche, das bedeutet also einige Windungen der
Schraubenfeder radial außen außer Kontakt mit anderen Bauteilen bzw.
Bereichen gehalten werden, so daß diese Federwindungen frei federn können,
das bedeutet also, keine Reibungsdämpfung erzeugen.
Weiterhin kann durch derartige Nasen 344a, 344b sichergestellt werden, daß
auch in Drehzahlbereichen, in denen die normalerweise vorhandene Reibung
zwischen den Windungen der Federn und ihren radialen Abstützflächen derart
groß ist, daß die Windungen nicht mehr federn können, zumindest die Endbe
reiche der Federn noch eine Elastizität bzw. Federung aufweisen. Dies ist
insbesondere vorteilhaft, um die in diesen Drehzahlbereichen auftretenden
hochfrequenten Schwingungen mit kleiner Winkelamplitude zu dämpfen.
Bei der in Fig. 9 schematisch dargestellten Ausführungsvariante einer
Einheit 401 ist zur Abdichtung der zumindest teilweise mit einem viskosen
Medium gefüllten ringförmigen Kammer 430 der Flansch 441 unmittelbar am
axialen Ansatz 443 des Schwungradelementes 404 dichtend aufgenietet, und
es ist weiterhin axial zwischen dem Flansch 441 und der dem Schwungrad
element 404 zugewandten radialen Seitenwand 432 der ringförmigen Kammer
430 eine Dichtung 474 vorgesehen.
Radial innerhalb der seitlichen Wandung 432 und axial zwischen dem Flansch
441 und einem von diesem axial beabstandeten radialen Bereich 404a des
Schwungradelementes 404 ist eine Reibeinrichtung 490 vorgesehen, die sich
außerhalb der mit viskosem Medium zumindest teilweise gefüllten ringförmi
gen Kammer 430 befindet. Diese trockene Reibeinrichtung 490 besitzt eine
Reibscheibe 494 sowie beidseits derselben vorgesehene Reibringe 494a, 494b,
wobei der Reibring 494b axial zwischen der Reibscheibe 494 und dem Flansch
441 angeordnet ist. Auf der der Reibscheibe 494 abgekehrten Seite des
Reibringes 494b ist eine Anpreßscheibe 493 angeordnet, die beaufschlagt
wird von einer Tellerfeder 492, welche axial verspannt ist zwischen dem
radialen Bereich 404a und der Anpreßscheibe 493.
Die Reibscheibe 494 besitzt an ihrem Außenumfang radiale Profilierungen
495, die in Eingriff stehen mit an dem radialen Innenrand der Wandung 432
angeformten Gegenprofilierungen 495a. Die Profilierungen können dabei je
nach Anwendungsfall spielfrei ausgebildet sein oder aber in Umfangsrich
tung ein gewisses Verdrehspiel zwischen der Reibscheibe 494 und der Wan
dung 432 zulassen, so daß dann die Reibeinrichtung 490 erst nach dem
Einsatz zumindest einer der Federn des Dämpfers 413 wirksam werden kann.
Bei der in Fig. 10 schematisch dargestellten Einheit 501 ist radial
innerhalb des Dämpfers 513 und angrenzend an die ringkanalartige Aufnahme
551 beidseits des Flansches 541 jeweils eine Dichtung 574, 574a vorgesehen,
die mit entsprechenden Bereichen der benachbarten Teile 532, 531, welche
die ringkanalartige Aufnahme 551 begrenzen, dichtend zusammenwirken.
Radial innerhalb der Dichtungen 574, 574a ist der Flansch 541 unter
Zwischenlegung von Reibringen 594a, 594b axial zwischen zwei Scheiben
593, 594 eingespannt. Die Scheibe 594 ist über Abstandsbolzen 567 mit dem
Schwungradelement 504 fest verbunden. Die axial zwischen dem Flansch 541
und dem radialen Bereich 504a des Schwungradelement 504 angeordnete An
preßscheibe 593 wird durch eine Tellerfeder 592 beaufschlagt, die axial
zwischen dieser Anpreßscheibe 593 und dem radialen Bereich 504a einge
spannt ist. Radial innen besitzen die Tellerfeder 592 und die Anpreß
scheibe 593 Ausschnitte, welche die Abstandsbolzen 567 zumindest teilweise
umgreifen, so daß die Tellerfeder 592 und die Anpreßscheibe 593 gegenüber
dem Schwungradelement 504 drehgesichert sind.
Die Vorspannkraft der Tellerfeder 592 bestimmt das Moment, bei welchem der
Flansch 541 gegenüber dem Schwungradelement 504 sich verdrehen bzw. durch
rutschen kann. Die Bauteile 592 bis 594b bilden also in Verbindung mit den
radial inneren Bereichen des Flansches 541 eine kraftschlüssige Kupplung
bzw. Rutschkupplung 590.
Zur Begrenzung der Verdrehung zwischen dem Flansch 541 und dem Schwung
radelement 504 kann der Flansch an seinem Innenbereich Vorsprünge aufwei
sen, welche - in Umfangsrichtung betrachtet - zwischen die Abstandsbolzen
567 radial eingreifen. Durch Anschlag dieser radialen Vorsprünge des
Flansches 541 an den Abstandsbolzen 567 kann die Relativverdrehung be
grenzt werden. Für manche Anwendungsfälle kann es jedoch auch zweckmäßig
sein, wenn keine derartigen, die Relativverdrehung zwischen Flansch 541
und Schwungradelement 504 begrenzenden Mittel vorhanden sind. In solchen
Fällen ist die kraftschlüssige Kupplung 590 derart ausgelegt, daß das von
dieser übertragbare Moment größer ist als das vom Motor abgegebene Nomi
naldrehmoment.
Gemäß einer Weiterbildung der in Fig. 10 dargestellten Einrichtung können
bei einer begrenzten Relativverdrehung zwischen dem Flansch 541 und dem
Schwungradelement 504 zusätzliche Kraftspeicher in Form von Schraubenfe
dern zwischen den beiden Scheiben 593, 594 und dem Flansch 541 wirksam
werden. Diese Federn können in entsprechenden Ausnehmungen der beiden
Scheiben 593, 594 sowie des Flansches 541 aufgenommen werden, wobei diese
Ausnehmungen - in Umfangsrichtung betrachtet - zwischen den Abstandsbolzen
567 eingebracht sein können. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Ein
richtung ist es zweckmäßig, wenn die im Bereich der kraftschlüssigen
Kupplung bzw. Reibeinrichtung 590 vorgesehenen Federn eine wesentliche
höhere Federrate aufweisen als die Federn des äußeren Dämpfers 513.
Auch die durch die Reibeinrichtung 590 erzeugte Reibungsdämpfung soll
wesentlich größer sein als die im Verdrehwinkelbereich des Dämpfers 513
vorhandene Reibungsdämpfung, die unter anderem durch die Dichtungen
574, 574a, welche am Flansch 541 anliegen, erzeugt wird.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen kann eine mehrstufige Federkenn
linie zwischen den entsprechenden Schwungradelementen auch dadurch erzielt
werden, daß wenigstens einzelne Federn einer Federgruppe bzw. eines Dämp
fers kürzer sind als der winkelmäßige Abstand zwischen den mit diesen
zusammenwirkenden Anschlags- bzw. Beaufschlagungsbereichen. Auch kann
durch Verwendung solcher gegenüber den sie aufnehmenden Ringkanalsektoren
bzw. Ausschnitten oder Fenstern kürzeren Federn ein ausgehend von einer
Mittelstellung bzw. Ruhestellung zwischen den beiden Schwungradelementen
rückstellungsfreier Verdrehwinkelbereich geschaffen werden. Letzteres kann
z.B. bei einer Ausführungsform gemäß den Fig. 5 und 6 dadurch erzielt
werden, daß die Federn 245 in Umfangsrichtung eine kleinere winkelmäßige
Erstreckung aufweisen, als der Winkel zwischen den Auslegern 244 bzw. den
Anschlägen 255, 255a.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausfüh
rungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch Varianten, die durch Kombi
nation von einzelnen in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen
beschriebenen Merkmalen bzw. Elementen gebildet werden können.