DE4017514A1 - Schwingungsdaempfer mit hydraulischer daempfungsanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Federeinrichtung mit parallel dazu angeordneter hydraulischer Dämpfungsanordnung, bestehend aus einer Nabenscheibe mit Fenstern zur Aufnahme von etwa tangential um eine Drehachse angeordneten Schraubenfedern, zu beiden Seiten der Nabenscheibe angeordneten Gehäuseteilen mit Taschen, in die die Schraubenfedern eingreifen, einer über die radiale Erstreckung der Schraubenfedern hinausreichende Verlängerung der Nabenscheibe, die in einem von den Gehäuseteilen gebildeten, umlaufenden Ringraum verläuft und mit radial gegenüber dem Außendurchmesser der Nabenscheibe abstehenden Nasen gegenüber umfangsmäßig versetzt angeordnete nach innen weisende Nasen des Gehäuses Verdrängungsräume bildet, die mit einem Dämpfmedium gefüllt sind.

Ein Schwingungsdämpfer der obengenannten Bauart ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 28 48 748 bekannt. Bei dieser bekannten Konstruktion sind etwa im Bereich radial außerhalb der Schraubenfedern Verdrängungsräume vorgesehen, die mit einem viskosen Mittel gefüllt sind und wie bei Drehmoment­ beaufschlagung und Torsionsschwingungen eine hydraulische Dämpfung bewirken.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwingungs­ dämpfer gemäß dem Stand der Technik dahingehend weiter zu entwickeln, daß bei normalen, im wesentlichen stationären Betriebszuständen die Dämpfung möglichst gering gehalten wird und nur in solchen Betriebszuständen voll wirksam wird, bei welchem hohe Relativ-Ausschläge zwischen den Ein- und Ausgangsteilen auftreten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. Durch die Verwendung von hutförmig über die Nasen gestülpte Dämpfelemente, die umfangsmäßig ein Spiel gegenüber den Nasen aufweisen, ist es möglich, durch entsprechende Abstimmung dieses Spiels eine sog. verschleppte Dämpfwirkung zu erzielen, wie es beim Überschreiten eines bestimmten Verdrehwinkels zum Einsatz kommt. Damit ist gewährleistet, daß bei den stationären Betriebszuständen wie Leerlauf- bzw. gleichmäßiger Zug- oder Schubbelastung die Dämpfung klein gehalten wird, wodurch eine gute Entkopplung des Antriebs von der Brennkraftmaschine erzielt werden kann. Lediglich beim Überschreiten der Winkelausschläge, wie sie insbesondere beim Durchgang durch Resonanz-Frequenzen entstehen bzw. bei abruptem Lastwechsel, wird die volle Dämpfleistung wirk­ sam.

Zur Erhaltung der vollen Dämpfleistung ist vorgesehen, daß radial innerhalb des Außendurchmessers der Nabenscheibe auf beiden Seiten eine umlaufende Dichtung gegenüber dem Gehäuse vorgesehen ist. Diese Dichtung kann eine Labyrinth-Dichtung sein, sie kann jedoch auch eine Berührungsdichtung sein oder eine Kombination aus beiden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, die Dämpfelemente mit Verbindungs­ kanälen zu versehen, die den Innenraum mit dem jeweils außen anschließenden Verdrängungsraum verbinden. Diese Verbindungskanäle sind während der instationären Betriebszustände durch die Nasen der Nabenscheibe verschlossen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Dämpfelemente - für den Fall eines losen Einbaus - gegenüber der Nabenscheibe bei geringen Schwingungen stehen bleiben.

Gleichzeitig können die vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Dämpfelemente als Verdrehwinkelanschlag ausgebildet sein.

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

Fig. 1 die obere Hälfte eines Längsschnittes durch ein Zwei­ massenschwungrad mit verschleppter hydraulischer Dämpfung;

Fig. 2 die Teilansicht als Schnitt II-II gem. Fig. 1.

Die Erfindung wird am Beispiel eines Zweimassen-Schwungrades erläutert, wobei sie mit gleichem Erfolg in eine normale Kupplungsscheibe eingebaut sein kann. Das Zweimassen-Schwungrad besteht im vorliegenden Fall aus dem motorseitigen Schwungrad 1 und dem kupplungsseitigen Schwungrad 2, wobei beide über ein Lager 3 zueinander fixiert und drehbar gelagert sind. Sämtliche Bauteile erstrecken sich konzentrisch zu der gemeinsamen Drehachse 8. Das motorseitige Schwungrad 1 ist im wesentlichen topfförmig ausgebildet und wird von der Seite des Schungrades 2 her durch ein Deckblech 5 dicht abgeschlossen. Dieses Deckblech 5 ist einmal gegenüber dem Schwungrad 1 abgedichtet und zum anderen über eine Dichtung 29 gegenüber dem Schwungrad 2. In dem vom Schwungrad 1 und vom Deckblech 5 gebildeten Hohlraum erstreckt sich im wesentlichen in radialer Richtung eine Nabenscheibe 4, die in ihrem radial-innneren Bereich über eine Verzahnung 28 drehfest auf einem Fortsatz des Schwungrades 2 angeordnet ist, etwa in ihrem mittleren Bereich Fenster 6 aufweist zur Anordnung von etwa tangential angebrachten Schraubenfedern 7 und radial außerhalb der Schraubenfedern einen umlaufenden Außendurchmesser 13 bildet, aus dem mehrere am Umfang verteilte, radial abstehende Nasen 10 hervorgehen. Das Schwungrad 1 bildet im radialen Abstand der Nasen 10 mit einem Innen-Durchmesser 12 gegenüber dem Außendurchmesser 13 der Nabenscheibe 4 einen Ringraum, in dem sich Nasen 11 des Schwungrades 1 befinden, und zwar umfangsmäßig versetzt zu den Nasen 10 der Nabenscheibe 4. Über jede der Nasen 10 der Naben­ scheibe 4 ist ein Dämpfelement 16 von radial außen her ge­ stülpt, welches den radialen Raum zwischen den beiden Durchmessern 12 und 13 im wesentlichen ausfüllt und welches einen Innenraum bildet, der umfangsmäßig größer ist als die umfangsmäßige Erstreckung der Nasen 10. Weiterhin ist zwischen dem Bodenbereich des Dämpfungselementes 16 und dem radial äußeren Endbereich der Nase 10 ein Spalt 17 vorgesehen. Der Ringraum wird axial begrenzt durch eine Seitenwand 14 im Schwungrad 1 und durch eine gegenüberliegende Seitenwand 15 des Deckbleches 5, wobei die beiden Seitenwände 14 und 15 einen größeren axialen Abstand aufweisen als die Materialdicke der Nabenscheibe 4. Dieser Axialraum zwischen der Nabenscheibe 4 und den beiden Seitenwänden 14 und 15 wird durch das Material des Dämpf­ elementes 16 im wesentlichen ausgefüllt. Weiterhin sind umfangsmäßig im Dämpfelement 16 etwa tangential verlaufende Kanäle 27 angeordnet, die jeweils in einer Innenwand 26 enden, die mit einer etwa radial verlaufenden Wand 25 der Nase 10 korrespondiert, wodurch nach dem Aufbrauch des Spiels 18 zwischen der Nase 10 und der einen oder anderen Innenwand 26 des Dämpfelements 16 der entsprechende Kanal 27 abgesperrt wird. Durch die am Umfang verteilten Dämpfelemente 16 sowie durch die entsprechenden Nasen 11 des Schwungrades 1 werden Verdrängungsräume 19, 20, 21 und 22 gebildet, die mit einem flüssigen oder pastösen Dämpfmittel gefüllt sind. Zur Abdichtung dieser Verdrängungsräume nach radial innen ist im vorliegenden Fall sowohl eine umlaufende Labyrinth-Dichtung durch entsprechende Stege 24 am Schwungrad 1 und am Deckblech 5 sowie jeweils eine Dichtung 23 auf beiden Seiten der Nabenscheibe 4 vorgesehen. Dabei können die Dichtlippen der Dichtungen 23, die schräg nach radial außen verlaufen, so ausgebildet sein, da sie ab einer vorgegebenen Drehzahl von beispielsweise 1000 Umdrehungen geringfügig von der Nabenscheibe 4 abheben, wodurch einerseits im Betrieb kein Verschleiß an diesen Stellen erfolgen kann und andererseits das Dämpfelement, welches sich auch teilweise im Federraum befindet, durch Fliehkraft wieder nach außen gebracht werden kann. Die Ansteuerung der Schraubenfedern 7 vom Schwungrad 1 her erfolgt dabei über Taschen 9, die sowohl im Schwungrad 1 als auch im Deckblech 5 angebracht sind.

Die Funktion des Torsionsführungsdämpfers gemäß den Fig. 1 und 2 ist folgende: In Ruhestellung nimmt die Nabenscheibe 4 gegenüber dem Schwungrad 1 beispielsweise die Stellung gemäß Fig. 2 ein. Ausgehend von dieser Ruhestellung wird im Leerlaufbetrieb praktisch kein Drehmoment übertragen und die Ausschläge durch den Ungleichförmigkeitsgrad der Brennkraftmaschine können bei entsprechender Abstimmung so gewählt sein, daß die Nasen 10 das vorgeschriebene Spiel 18 nicht überschreiten. Dadurch ist in diesem Betriebszustand eine sehr geringe Dämpfung vorhanden, die bedingt ist durch die Viskosität des Dämpfmediums und durch die Größe des Spaltes 17. Bei einem anschließenden Anfahrvorgang mit Beaufschlagung durch ein großes Drehmoment sowie beim Durchfahren von Resonanzdrehzahlen wird zuerst das Schwungrad 1 beschleunigt und gegenüber dem Schwungrad 2 mit der Nabenscheibe 4 vorauseilen. Dadurch schlägt die Nase 10 mit einer ihrer Wand 25 an der entsprechenden Innenwand 26 des Dämpfelements 16 an und verschließt damit den Kanal 27. Mit diesem Moment setzt die hohe Dämpfkraft ein und das Dämpfmedium wird gezwungen, von jeweils einem der Verdrängungsräume in den anderen zu gelangen, wobei sehr geringe Spalten als Hindernis vorgesehen sind. Das Einhalten dieser Spalte zur Erzielung einer definierten Maximaldämpfung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die Dämpfelemente 16 in Achsrichtung gezielt geringfügig schmäler ausgeführt sind als die lichte Weite zwischen den Seitenwänden 14 und 15. Es ist jedoch auch möglich, zur besseren Fixierung der Dämpfelemente 16 diese in Achsrichtung geringfügig vorzuspannen, wodurch dann beispielsweise der Dämpfspalt in radialer Richtung zwischen dem Dämpfelement 16 auf den Innen-Durchmesser 12 vorgesehen sein kann. Desgleichen ist es möglich, einen Dämpfspalt zwischen den Nasen 11 und dem Außendurchmesser 13 der Nabenscheibe 4 festzu­ legen. Im stationären Betrieb bei Fahrt des Fahrzeuges entsteht wiederum eine gute Entkopplung dadurch, daß sich die Nasen 10 innerhalb des Spiels 18 in den Dämpfelementen 16 relativ frei bewegen können. Erst bei einem abrupten Lastwechsel, beispielsweise durch plötzliches Gaswegnehmen, wird die volle Dämpfkraft wieder einsetzen, nachdem das Spiel 18 aufgebraucht ist.

Claims (6)

1. Schwingungsdämpfer für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit einer Federeinrichtung mit parallel dazu angeordneter hydraulischer Dämpfungsanordnung, bestehend aus einer Nabenscheibe mit Fenstern zur Aufnahme von etwa tangential um eine Drehachse angeordneten Schraubenfedern, zu beiden Seiten der Nabenscheibe angeordneten Gehäuseteilen mit Taschen, in die die Schraubenfedern eingreifen, einer über die radiale Erstreckung der Schraubenfedern hinausreichende Verlängerung der Nabenscheibe, die in einem von den Gehäuseteilen gebildeten, umlaufenden Ringraum verläuft und mit radial gegenüber dem Außendurchmesser der Nabenscheibe abstehenden Nasen gegenüber umfangsmäßig versetzt angeordneten, nach innen weisenden Nasen des Gehäuses Verdrängungsräume bildet, die mit einem Dämpfmedium gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1, 5) und die Nabenscheibe (4) umfangsmäßig zwischen den Nasen (10, 11) einen kreisförmigen Innen- bzw. Außendurchmesser (12, 13) aufweisen sowie die Seitenwände (14, 15) des Ringraums eine größere lichte Weite aufweisen, als die axiale Erstreckung der Nasen (10, 11), jede Nase (10) der Nabenscheibe (4) mit einem Dämpfelement (16) versehen ist, welches etwa hutförmig über die jeweilige Nase gestülpt ist, den axialen Spalt zwischen Nase und Gehäuse im wesentlichen ausfüllt, sich radial zwischen den Innendurchmesser (12) des Gehäuses (1, 5) und dem Außendurchmesser (13) der Nabenscheibe (4) erstreckt, umfangsmäßig ein Spiel (18) gegen­ über den Nasen aufweist und der Außendurchmesser der Nasen einen Spalt (17) gegenüber dem Bodenbereich des Dämpfelements (16) aufweist.

2. Führungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum radial innerhalb des Außendurchmessers (13) der Nabenscheibe (4) gegenüber dieser mit einer umlaufenden Dichtung (23, 24) versehen ist.

3. Führungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als Labyrinthdichtung (4, 24) ausgebildet ist.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als Berührungsdichtung (4, 23) ausgeführt ist.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in beide Umfangsrichtung weisenden, im wesentlichen radial verlaufenden Wände (25) der Nasen (10) mit Innenwänden (26) der Dämpfelemente (16) korrespondieren, die deckungsgleich sind, wobei in den Dämpfungselementen etwa tangential verlaufende Kanäle (27) angeordnet sind, die die Innenwände (26) mit den Verdrängungsräumen (19 und 22) verbinden und der Belüftung dienen.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfelemente (16) als Verdrehwinkelanschlag gegenüber den Maßen (11) des Gehäuses ausgebildet sind.