DE3732818C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Drehmomentänderung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 35 29 816 A1 ist gattungsgemäß eine derartige Vorrichtung zur Aufnahme einer Drehmomentänderung bekannt, die beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug zur Anwendung kommen kann. Diese Vorrichtung umfaßt einen Hysteresemechanismus, einen Dämpfungsmechanismus und einen Drehmoment-Begrenzungsmechanismus, die zwischen zwei getrennten, konzentrischen und drehbaren Trägheitsmassen angeordnet sind. Der Dämpfungsmechanismus und der Hysteresemechanismus sind dabei parallel zueinander geschaltet. Mit dieser Vorrichtung kann zwar ein kompakter Aufbau erreicht werden, es ist jedoch damit der Nachteil verbunden, daß mit dem Drehmoment-Begrenzungsmechanismus der Verlauf der Beziehung zwischen dem Drehmoment und dem Verdrehungswinkel nur in geringem Maße anpaßbar ist, wodurch es beispielsweise zu Resonanzerscheinungen und dem daraus resultierenden, sogenannten Stottern des Kraftfahrzeugs kommen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Aufnahme einer Drehmomentänderung zu schaffen, die trotz eines konstruktiv einfachen und kompakten Aufbaus eine gute Anpaßbarkeit der Beziehung zwischen dem Drehmoment und dem Verdrehungswinkel gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst. Gemäß diesen Merkmalen weist der Drehmoment-Begrenzungsmechanismus einen ersten und einen zweiten Drehmomentbegrenzer auf, die unterschiedliche Drehmoment-Übertragungsleistungen haben und in Umfangsrichtung entlang eines vorbestimmten Winkels relativ zueinander bewegbar sind. Der Dämpfungsmechanismus und der erste und der zweite Drehmomentbegrenzer sind in Reihe geschaltet. Bei einem relativ geringen aufgebrachten Drehmoment wird dieses von dem Dämpfungsmechanismus und beiden Drehmomentbegrenzern übertragen. Wenn das aufgebrachte Drehmoment die Drehmoment-Übertragungsleistung des ersten Drehmomentbegrenzers übersteigt, wird der erste Drehmomentbegrenzer überbrückt und das aufgebrachte Drehmoment wird lediglich von dem Dämpfungsmechanismus und dem zweiten Drehmomentbegrenzer übertragen. Auf diese Weise wird eine gute Anpaßbarkeit der Beziehung zwischen dem Drehmoment und dem Verdrehungswinkel erzielt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Aus der DE 34 00 183 A1 und der DE 34 03 023 A1 ist ein Torsions-Schwingungsdämpfer bekannt, der zwischen einer Nabenscheibe und zu beiden Seiten der Nabenscheibe angeordneten Deckblechen sowohl einen Dämpfungsmechanismus in Form von Torsionsfedern als auch einen Drehmoment-Begrenzungsmechanismus in Form von zwei unterschiedlich ausgelegten Reibeinrichtungen aufweist. Die Torsionsfedern und die Reibeinrichtungen wirken immer gleichzeitig zwischen der Nabenscheibe und den Deckblechen und sind somit parallel geschaltet. Von den Reibeinrichtungen kommt je nach Größe des aufgebrachten Drehmoments entweder eine sogenannte Leerlaufreibeinrichtung oder eine sogenannte Lastreibeinrichtung zur Wirkung, was einer alternativ ansprechbaren Nebeneinanderordnung der Reibeinrichtungen entspricht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von 4 Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Teil-Frontansicht einer Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 1;

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Drehmoment- Begrenzungsmechanismus der in Fig. 2 gezeigten Vor­ richtung;

Fig. 4 ein Diagramm der Drehmoment-Kennwerte der Vorrich­ tung in der Ausführungsform 1;

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Drehmoment- Begrenzungsmechanismus für eine Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 2;

Fig. 6 eine teilweise geschnittene Teil-Frontansicht der Vorrichtung nach der Ausführungsform 2;

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Drehmoment- Begrenzungsmechanismus bei einer Vorrichtung gemäß der Ausführungsform 3;

Fig. 8 den Schnitt nach der Linie IV-IV in der Fig. 9;

Fig. 9 eine teilweise geschnittene Teil-Frontansicht einer Vorrichtung in der Ausführungsform 4.

Gemäß den Fig. 1 und 2 ist eine Trägheitsmasse 1 auf der treibenden Seite mit einer Antriebswelle 20 verbunden, wäh­ rend eine Trägheitsmasse 2 auf der getriebenen Seite mit der Trägheitsmasse 1 auf der treibenden Seite über einen Drehmoment-Begrenzungsmechanismus 21 und einen Dämpfungsme­ chanismus 3 verbunden ist. Die Trägheitsmasse 2 wird von einer Trägheitsmassen-Lager- oder Trageinrichtung 22 an der Trägheitsmasse 1 gehalten bzw. gelagert. Ein Hysteresemecha­ nismus 4 umfaßt ein Reibelement mit einem Reibbelag und wird durch eine Feder gegen die Trägheitsmasse 1 gepreßt.

Wie die Fig. 3 zeigt, umfaßt der Drehmoment-Begrenzungsmecha­ nismus 21 einen ersten und einen zweiten Drehmomentbegrenzer mit zwei Paaren von Reibelementen, die unterschiedliche Drehmomentübertragungsleistungen haben und so angeordnet sind, daß sie relativ zueinander um einen bestimmten oder spezifischen Winkel α verdreht werden können.

Im einzelnen umfaßt der Begrenzungsmechanismus 21 einen ersten Drehmomentbegrenzer mit einer ersten getriebenen Scheibe 5, einer ersten getriebenen Neben- oder Hilfs­ scheibe 6, einer zwischen diesen Scheiben angeordneten Feder 11, einem Paar von Reibelementen 9 mit einem niedrigen Rei­ bungskoeffizienten µ, zwischen denen die erste getriebene Scheibe 5, die Feder 11 und die erste getriebene Hilfsschei­ be 6 angeordnet sind, sowie einen zweiten Drehmomentbegrenzer mit einer zweiten getriebenen Scheibe 7 und einer zweiten getriebenen Hilfsscheibe 8, die auf der zur ersten getriebenen Scheibe 5 entgegengesetzten Seite der Reibelemente 9 angeordnet sind. Ferner umfaßt der zweite Drehmomentbegrenzer ein Paar von Reibelementen 10 mit einem hohen Reibungskoeffizienten, von denen das eine zwischen der zweiten getriebenen Scheibe 7 und einem getriebenen Teller 12 angeordnet ist, während sich das andere Reibelement 10 zwischen der zweiten getrie­ benen Hilfsscheibe 8 und der Trägheitsmasse 2 an der ge­ triebenen Seite, die ein Schwungrad ist, befindet.

Die erste getriebene Scheibe 5 weist einen Schlitz 5a auf, in den eine Abwinkelung 6a der ersten getriebenen Hilfsschei­ be 6 eingreift, so daß die Scheiben eine Bewegung in Umfangs­ richtung mit Bezug zueinander nicht ausführen können, obwohl sie axial zueinander hin oder voneinander weg bewegbar sind. Die zweite getriebene Scheibe 7 und die zweite getriebene Hilfsscheibe 8 sind ebenfalls miteinander verbunden. In der zweiten getriebenen Scheibe 7 ist ein Schlitz 7a ausgebildet, während an der zweiten getriebenen Hilfsscheibe 8 ein Anschlag 13 vorhanden ist, der in den Schlitz 7a eingreift, so daß die beiden Scheiben eine Bewegung in Umfangsrichtung mit Bezug zueinander nicht ausführen können, während sie jedoch axial zueinander hin oder voneinander weg bewegbar sind.

Die Vorrichtung nach der Ausführungsform 1 arbeitet in folgender Weise: Der Ausgang einer (nicht gezeigten) Brennkraftmaschine wird durch die Antriebswelle 20 auf die Trägheitsmasse 1 über­ tragen und dem Dämpfungsmechanismus 3 vermittelt. Das vom Dämpfungsmechanismus 3 eingeführte Drehmoment wird auf die zweite getriebene Scheibe 7 und die zweite getriebene Hilfs­ scheibe 8 durch die erste getriebene Scheibe 5 sowie eines der Reibelemente 9 und durch die erste getriebene Hilfsschei­ be 6 sowie eines der Reibelemente 9 jeweils übertragen. Die erste getriebene Scheibe 5 und die erste getriebene Hilfs­ scheibe 6 führen keine Bewegung aus, wenn das vom Dämpfungs­ mechanismus 3 eingebrachte Drehmoment nicht die Drehmoment­ übertragungsleistung der Reibelemente 9 überschreitet. Ist das jedoch der Fall, so gleiten die erste getriebene Scheibe 5 und die erste getriebene Hilfsscheibe 6 relativ zur zweiten getriebenen Scheibe 7 und zur zweiten getriebenen Hilfsschei­ be 8, wobei sie durch den Dämpfungsmechanismus 3 verdreht werden. Sie schlagen an den Anschlag 13 an, der das Drehmo­ ment von den Scheiben 5 und 6 auf die Scheiben 7 und 8 über­ trägt. Dann wird das Drehmoment durch die Reibelemente 10 auf das Schwungrad 2 und den mit diesem einstückig verbunde­ nen getriebenen Teller 12 übertragen, wie es bei irgendeinem herkömmlichen Drehmoment-Begrenzungsmechanismus der Fall ist.

Die Relativverdrehung der ersten Scheiben 5 und 6 und der zweiten Scheiben 7 und 8 ist so ausgelegt, daß sie zwischen den Sperrdrehmomenten des Dämpfungsmechanismus auftritt, wie in der Fig. 4 gezeigt ist.

Da die zwei Drehmoment-Begrenzer mit unter­ schiedlichen Drehmomentübertragungsleistungen in Reihe zum Dämpfungsmechanismus angeordnet sind und zu einem Gleiten sowie Verdrehen mit Bezug zueinander gebracht werden, wird das Spiel, das einen weiten Verdrehungswinkel ermöglicht, zu einer Stelle eines hohen Drehmoments verschoben. Insofern ist es möglich, eine Resonanz zu vermindern, weil ein großer Verdrehungswinkel erhalten wird, wie in der Fig. 4 durch eine ausgezogene Linie dargestellt ist, während es ebenfalls möglich ist, das Rattern eines Differentials und das Stottern oder Saugen eines Fahrzeugs, wenn dessen Motor leerläuft oder wenn es fährt, einzuschränken. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, ohne Rücksicht auf die Resonanz ein optima­ les Hysteresedrehmoment zu erhalten.

Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 2 weisen eine erste getriebene Scheibe 50 einen Schlitz 50a und eine erste getriebene Hilfsscheibe 60 eine in den Schlitz 50a eingesetzte Abwinkelung 60a auf, so daß die Scheiben miteinander bewegbar sind. Eine zweite getriebene Scheibe 70 hat einen Schlitz 70a, während eine zweite getriebene Hilfsscheibe 80 eine in den Schlitz 70a eingesetzte und einen Anschlag 130 bestimmende Abwinkelung hat, wodurch die beiden Scheiben miteinander bewegbar sind. Wenngleich in Fig. 7 ein Spiel A gezeigt ist, so ist es nicht immer notwendig, irgendein derartiges Spiel vorzusehen.

Die Arbeitsweise und die Vorteile der Ausführungsform 2 sind im wesentlichen zu der vorher beschriebenen Ausführungs­ form 1 identisch.

Gemäß der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform 3 der Vorrichtung ist eine Feder 11 zwischen einem Schwungrad 2 (Trägheitsmasse auf der getriebenen Seite) und einer Schwung­ radplatte 17 angeordnet, so daß diese Schwungradplatte 17 Reibelemente gegen einen getriebenen Teller 12, der mit dem Schwungrad 2 einstückig verbunden ist, drücken kann. Durch diese Anordnung besteht die Möglichkeit, die erste getriebene Hilfsscheibe 6 oder 60 der Vorrichtungen nach den Ausführungs­ formen 1 oder 2 wegzulassen. Ein Drehmoment wird von der zweiten getriebenen Scheibe 7 und der zweiten getriebenen Hilfsscheibe 8 durch die Reibelemente 10, die einen hohen Reibungskoeffizienten haben, und die Schwungradplatte 17 sowie den angetriebenen Teller 12, die jeweils in Reibanlage mit den Reibelementen 10 sind, übertragen.

Die Ausführungsform 4 (Fig. 8 und 9) ist eine Vorrichtung, bei der die zwei Drehmoment-Begrenzer getrennt von­ einander angeordnet sind. Der eine niedrige Drehmomentüber­ tragungsleistung aufweisende Drehmomentbegrenzer 18 und ein herkömmlicher, radial innerhalb des Drehmomentbegrenzers 18 angeordneter Drehmomentbegrenzer 19 bilden die beiden Drehmomentbegrenzer. Es ist jedoch möglich, die Lage der beiden Begrenzer umzukehren.

Der Drehmomentbegrenzer 18 weist eine Feder 16 auf, die zwi­ schen einem Paar von Antriebsscheiben 14 angeordnet ist, um diese gegen je eines aus einem Paar von Reibelementen 15 zu drücken, die ihrerseits wieder in Reibanlage mit den einander gegenüberliegenden Seiten einer Trägheitsmasse 1 auf der treibenden Seite sind.

Die Vorrichtung nach der Ausführungsform 4 arbeitet im folgender Weise:
Das von einer (nicht gezeigten) Brennkraftmaschine abgegebe­ ne Drehmoment wird auf die mit der Antriebswelle 20 verbunde­ ne Trägheitsmasse 1 und dann durch die Reibelemente 15 auf die Antriebsscheiben 14 übertragen. Hierauf wird das Dreh­ moment auf den Dämpfungsmechanismus 3 übertragen. Wenn das Drehmoment die Drehmomentübertragungsleistung der Reibele­ mente 15 überschreitet, so rutscht oder gleitet die Trägheits­ masse 1 mit Bezug zu den Antriebsscheiben 14, wobei der Anschlag 13 gegen die Antriebsscheiben 14 stößt. Dann wird das Drehmoment durch den Dämpfungsmechanismus 3 und den Drehmo­ mentbegrenzer 19 auf eine Trägheitsmasse 2 auf der angetrie­ benen Seite übertragen.

Die Ausführungsform 4 bietet dieselben Vorteile wie die Aus­ führungsform 1. Darüber hinaus haben die radial beabstande­ ten Reibelemente unterschiedliche Flächenbereiche. Deshalb ist es nicht länger notwendig, unterschiedliche Arten von Reibmaterialien, um unterschiedliche Drehmomentübertragungs­ leistungen zu erlangen, zu verwenden.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß durch die Erfindung ermöglicht wird, ein Spiel zu einer Stelle eines hohen Drehmoments zu verschieben und dadurch einen großen Verdrehungswinkel zu erhalten. Darüber hinaus kann durch die Erfindung das Rattern des Differentials und das Stottern des Fahrzeugs, was ansonsten aus einer AN/AUS-Betä­ tigung des Gaspedals herrührt, wenn eigentlich ein Drehmo­ ment nicht vorhanden ist, verhindert werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Aufnahme einer Drehmomentänderung mit einem Hysteresemechanismus, einem Dämpfungsmechanismus und einem Drehmoment-Begrenzungsmechanismus, die zwischen zwei getrennten, konzentrischen und drehbaren Trägheitsmassen angeordnet sind, wobei der Dämpfungsmechanismus und der Hysteresemechanismus parallel zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmoment-Begrenzungsmechanismus (21) einen ersten und einen zweiten Drehmomentbegrenzer (18, 19) aufweist, die unterschiedlichen Drehmoment-Übertragungsleistungen haben und in Umfangsrichtung entlang eines vorbestimmten Winkels relativ zueinander bewegbar sind, wobei der Dämpfungsmechanismus (3) und der erste und der zweite Drehmomentbegrenzer (18, 19) in Reihe geschaltet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentübertragungsleistung des einen der Drehmomentbegrenzer größer ist als das maximale Drehmoment einer Brennkraftmaschine und die Drehmomentübertragungsleistung des anderen der Drehmomentbegrenzer niedriger ist als das maximale Drehmoment, das der Dämpfungsmechanismus (3) aufnehmen kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drehmomentbegrenzer radial innerhalb des Dämpfungsmechanismus (3) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der beiden Drehmomentbegrenzer (19) radial innerhalb und der andere der beiden Drehmomentbegrenzer (18) radial außerhalb des Dämpfungsmechanismus (3) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Drehmomentbegrenzer ein Paar von Reibelementen (9, 10; 15, 17) mit unterschiedlichen Drehmomentübertragungsleistungen umfaßt.