DE4040605A1 - Vorrichtung zum daempfen von torsionsschwingungen - Google Patents
Vorrichtung zum daempfen von torsionsschwingungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen von
Torsionsschwingungen mit zwei koaxial angeordneten Teilen,
nämlich einem Eingangs- und einem Ausgangsteil und mit
zwischen den beiden Teilen vorgesehenen, in Umfangsrichtung
wirksamen Federn, die in einem ringförmigen Bauraum des einen
Teils abgestützt sind und deren Endbereiche von Anschlagkon
turen des anderen der Teile beaufschlagbar sind.
Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise durch die DE-OS
37 21 711 bekannt geworden. Die Abstützungen für die Federn
im Ringraum sind dabei durch an den den Ringraum begrenzenden
Bauteilen befestigte Einzelelemente oder durch in diese
Bauteile eingebrachte Anformungen gebildet.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die
Funktion derartiger Einrichtungen noch zu verbessern sowie
deren Aufbau zu vereinfachen. Weiterhin soll die erfin
dungsgemäße Vorrichtung in besonders einfacher und wirt
schaftlicher Weise herstellbar sein.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß bei einer
Vorrichtung der eingangs erwähnten Art die Abstützung der
Federn an dem einen Teil über im ringförmigen Raum vor
gesehene, elastisch federnd verspannt eingebaute und sich an
den den ringförmigen Ringraum begrenzenden Bauteilen kraft-
bzw. reibschlüssig anlehende bzw. abstützende Bauteile
erfolgt. Bei einem derartigen Aufbau kann die Verspannkraft
der elastisch verformt eingebauten Bauteile derart gewählt
werden, daß aufgrund des zwischen diesen federnden Bauteilen
und den den ringförmigen Raum begrenzenden Bauteilen
vorhandenen Reibschlusses übertragbare Reibmoment zumindest
gleich, jedoch zweckmäßigerweise größer ist als das von der
Brennkraftmaschine abgegebene maximale Nominaldrehmoment. Bei
einer derartigen Auslegung der Verspannung der federnden
Bauteile können diese Bauteile als Drehmomentbegrenzungsein
richtung wirksam sein, so daß beim Auftreten eines unzulässig
hohen Drehmomentes die elastisch federnd verspannt ein
gebauten Bauteile über die in Umfangsrichtung wirksamen
Federn gegenüber dem den ringförmigen Raum aufweisenden Teil
durchrutschen können. Der erfindungsgemäße Aufbau hat den
Vorteil, daß die Rutschkupplung bzw. Drehmomentbegren
zungskupplung praktisch keinen Bauraum benötigt, da die zur
Bildung der kraftschlüssigen Kupplung notwendigen elastischen
Bauteile, zumindest im wesentlichen, im ringförmigen Raum
aufgenommen werden können, welcher ohnehin für den Einbau der
Federn notwendig ist.
Obwohl für manche Anwendungsfälle es zweckmäßig sein kann,
wenn die die Abstützung bildenden elastischen Bauteile sich
unmittelbar an Abstützbereiche der den ringförmigen Raum
bildenden Bauteile des einen Teils abstützen, kann es für
andere Anwendungsfälle zweckmäßig sein, wenn zur Optimierung
des Reibwertes eine Zwischenlage vorgesehen wird. Eine
derartige Zwischenlage kann auch durch eine sehr dünne
Beschichtung einer der in Reibkontakt befindlichen Bauteile
gebildet sein.
Ein besonders einfacher und platzsparender Aufbau der
Vorrichtung kann dadurch erzielt werden, daß die mit dem
einen Teil reibschlüssig in Verbindung stehenden Abstützbau
teile sich jeweils lediglich über einen Sektor, also über
einen Teilbereich des Umfanges erstrecken. Dabei kann es
besonders zweckmäßig sein, wenn diese Abstützbauteile jeweils
zwischen den Enden zweier benachbarter Federn vorgesehen
sind. Derartige Abstützbauteile können beispielsweise durch
hülsenförmige, in radialer Richtung in sich federnd ver
formbare Bauteile gebildet sein. Zweckmäßig ist es dabei,
wenn diese hülsenförmigen Bauteile - in Achsrichtung
betrachtet - zumindest annähernd eine Krümmung aufweisen, die
der des ringförmigen Raumes entspricht.
Gemäß einer anderen konstruktiven Ausführungsvariante der
Abstützbauteile können diese durch zwei aneinanderliegende,
die Federn zumindest teilweise umhüllende Schalenkörper
gebildet sein. Die Schalenkörper können dabei sich radial
außerhalb der Federn aneinander abstützen. Bei einer
derartigen Ausgestaltung können die Schalenkörper gleich
zeitig als Verschleißschutz für die den ringförmigen Bauraum
begrenzenden Bauteile dienen. Derartige Schalenkörper können
sich über den ganzen Umfang des ringförmigen Bauraumes
erstrecken, wobei es vorteilhaft sein kann, wenn die
jeweiligen Schalenkörper dann ein in sich geschlossenes
ringförmiges Bauteil bilden. Zur Abstützung der Federn können
die schalenförmigen Körper - in Umfangsrichtung betrachtet -
im Bereich zwischen zwei Federn Anformungen aufweisen, die
sich zwischen die Federn erstrecken. Weiterhin ist es
möglich, Einzelelemente einzusetzen, an denen sich die Federn
abstützen können und die mit den elastisch federnden
Abstützungen, wie Schalenkörper, in Umfangsrichtung einen
Formschluß aufweisen.
Bei Verwendung von mehreren, über den Umfang angeordneten,
sektorartigen Schalenkörpern kann es besonders zweckmäßig
sein, wenn die Abstützbereiche für die Federn an den
Endbereichen dieser Schalenkörper vorgesehen sind, wobei
diese Abstützbereiche jedoch einen Durchgang in Umfangsrich
tung für die Anschlagkonturen am anderen der Teile bilden.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann sowohl bei Zweimas
senschwungrädern, wie sie durch die DE-OS 37 21 711 bekannt
geworden sind, als auch bei anderen Einrichtungen zum Dämpfen
von Schwingungen, wie z. B. Kupplungsscheiben oder Wandler
dämpfer oder bei anderen Arten von Dämpfern, die zwischen
einer Antriebsmaschine und einem nachgeschalteten Aggregat
vorzusehen sind, Verwendung finden.
Anhand der Figuren sei die Erfindung näher erläutert.
Dabei zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung im Schnitt und
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1,
jedoch ohne Kupplung und Kupplungsscheibe und mit Ausbrüchen.
Die in den Figuren dargestellte Drehmomentübertragungsein
richtung 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 Brennkraftma
schine über Befestigungsschrauben 6 befestigt. Auf dem
Schwungradelement 4 ist eine schaltbare Reibungskupplung 7
befestigt. Zwischen der Druckplatte 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 Schwungradele
mentes 4 durch eine am Kupplungsdeckel 11 schwenkbar sich
abstützenden Tellerfeder 12 beaufschlagt. Zwischen dem
Schwungradelelement 3 und dem Schwungradelement 4 ist eine
Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen vorgesehen,
die eine Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungradele
menten 3 und 4 ermöglicht. Die beiden Schwungradelemente 3
und 4 sind über eine Lagerung 15 zueinander verdrehbar
koaxial positioniert.
Das Schwungradelement 3, welches das Eingangsteil der
Dämpfungsvorrichtung 13 darstellt, bildet ein Gehäuse, das
eine in Umfangsrichtung ringförmige Kammer 16 begrenzt, in
der die Dämpfungseinrichtung 13 aufgenommen ist.
Das die ringförmige Kammer 16 aufweisende Schwungradelement 3
besteht im wesentlichen aus zwei Gehäuseteilen 17, 18, die
radial außen miteinander dicht verbunden sind. Das Aus
gangsteil der Dämpfungsvorrichtung 13 ist durch einen
radialen Flansch 19 gebildet, der axial zwischen den beiden
aus Blech hergestellten Gehäuseteilen 17, 18 angeordnet ist.
Der Flansch 19 ist mit seinen radial inneren Bereichen auf
der Stirnseite des in Richtung des motorseitigen Gehäuseteils
17 weisenden axialen Ansatzes 20 des Schwungradelementes 4
über Niete 21 besfestigt.
Der Flansch 19 weist an seinem Außenumfang radiale Ausleger
22 auf, welche Beaufschlagungsbereiche für die Kraftspeicher
in Form von Schraubenfedern 23, 23a der Dämpfungsvorrichtung
13 bilden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden
Gehäuseteile 17, 18 derart geformt, daß sie radial außen eine
ringkanalartige bzw. torusähnliche Aufnahme 24, in denen die
Federn 23, 23a vorgesehen sind, bilden. Die ringkanalartige
Aufnahme 24 ist durch sich über den gesamten Umfang er
streckende, axiale Einbuchtungen bzw. Einprägungen, die in
die Gehäuseteile 17, 18 eingebracht sind, gebildet.
Zur Beaufschlagung der Kraftspeicher 23, 23a sind axial
beidseits der Ausleger 22 Umfangsanschläge 25, 25a vorgesehen,
die einteilig mit elastisch federnd ausgebildeten Bauteilen
26, 26a sind. Die elastisch federnden Bauteile 26, 26a sind
schalenförmig ausgebildet und umgreifen die Kraftspeicher
23, 23a. Die die Kraftspeicher 23, 23a zumindest teilweise
einhüllenden Schalenkörper 26, 26a sind in elastisch verspann
tem Zustand eingebaut, so daß sie in radialer bzw. in
Achsrichtung sich aufgrund ihrer Vorspannung an den die
ringkanalartige Aufnahme 24 begrenzenden Innenwänden der
Gehäuseteile 17, 18 abstützen und somit mit dem das Ein
gangsteil der Dämpfungsvorrichtung 13 bildenden Schwungrad
element 3 reib- bzw. kraftschlüssig verbunden sind. Dieser
Reib- bzw. Kraftschluß ist dabei zweckmäßigerweise derart
bemessen, daß er größer ist als das von der Brennkraftma
schine, welche mit dem Schwungradelement 3 verbunden wird,
abgegebene maximale Nominaldrehmoment. Zweckmäßig ist es,
wenn das durch den Reib- bzw. Kraftschluß der Schalenkörper
26, 26a mit dem Schwungradelement 3 übertragbare Moment größer
ist als 1,2 mal das entsprechende maximale Nominaldrehmoment.
Die elastisch verspannten Schalenkörper 26, 26a stützen sich
radial außen (bei 14) axial aneinander ab und erstrecken sich
über den gesamten Umfang der torusähnlichen Aufnahme 24,
wobei diese Schalen 26, 26a im Bereich zwischen den Enden
zweier benachbarter Federn 23, 23a axiale Anformungen bzw.
Einprägungen 25, 25a aufweisen, die sich axial zwischen zwei
benachbarte Federn 23, 23a erstrecken und zur Abstützung
dieser Federn in Umfangsrichtung dienen. Anstatt der
Anformungen 25, 25a könnten zur Bildung von Umfangsanschlägen
für die Federn 23, 23a auch Einzelelemente an den Schalen
26, 26a befestigt werden. Auch könnten die Schalenkörper
26, 26a, anstatt sich einteilig über den gesamten Umfang zu
erstrecken, in einzelne sektorförmige bzw. segmentartige,
federnde Einzelelemente unterteilt sein.
Gemäß einer anderen Ausführungsvariante können die mit dem
Schwungradelement 3 kraft- bzw. reibschlüssig verbundenen
Umfangsanschläge für die Federn 23, 23a auch durch einzelne
Elemente gebildet sein, die in dem zwischen zwei benachbarten
Enden der Federn 23, 23a frei bleibenden Winkelbereich 27
elastisch verspannt eingesetzt werden. Diese Einzelelemente
müssen dabei derart ausgestaltet sein, daß sie - in Umfangs
richtung betrachtet - einen Freiraum für den Durchgang der
Ausleger 22 bilden.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind die axialen Einbuchtun
gen in den Gehäuseteilen 17, 18 sowie die die Kraftspeicher
23, 23a umhüllenden Bereiche der schalenartigen Körper 26, 26a
im Querschnitt derart ausgebildet, daß deren bogenartiger
Verlauf, zumindest annähernd an den Umfang des Querschnittes
der Kraftspeicher 23, 23a angeglichen ist. Die Innenflächen
der schalenartigen Körper 26, 26a können somit für die
Kraftspeicher 23, 23a Anlagebereiche bzw. Führungsbereiche
bilden, an denen sich diese Kraftspeicher zumindest unter
Fliehkrafteinwirkung radial abstützen können. Dadurch, daß
die federnden Bauteile 26, 26a eine höhere Härte aufweisen,
dienen diese gleichzeitig als Verschleißschutz für die Teile
17, 18.
Die ringkanalartige Aufnahme 24 kann zumindest teilweise mit
einem viskosen Medium, welches Schmiereigenschaften aufweist,
wie z. B. Öl oder Fett, gefüllt sein.
Durch den Reib- bzw. Kraftschluß zwischen den als federnde
Elemente ausgebildeten Schalenkörpern 26, 26a bzw. Abstützun
gen und dem Schwungradelement 3 wird in einfacher und
platzsparender Weise eine Drehmomentbegrenzungskupplung bzw.
Rutschkupplung gebildet, welche zu hohe Drehmomentstöße bzw.
Drehmomentspitzen, die über dem nominalen Drehmoment der
Brennkraftmaschine liegen, herausfiltriert, so daß diese
nicht an das Getriebe weitergeleitet werden.
Die Dämpfungseinrichtung 13 kann allgemein bei Dämpfern für
den Abbau von Torsionsschwingungen, z. B. in Kupplungsschei
ben oder in Scheiben für Drehmomentwandler eingesetzt werden.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen mit zwei
koaxial angeordneten Teilen, nämlich einem Eingangs- und
einem Ausgangsteil und mit zwischen den beiden Teilen
vorgesehenen in Umfangsrichtung wirksamen Federn, die in
einem ringförmigen Bauraum des einen Teils abgestützt
sind und deren Endbereiche von Anschlagskonturen des
anderen der Teile beaufschlagbar sind, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Abstützung der Federn über im ringför
migen Raum vorgesehene, elastisch federnd verspannt
eingebaute und sich im ringförmigen Raum kraft- bzw.
reibschlüssig anlehnende Bauteile erfolgt.
2. Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützbau
teile sich über einen Sektor des ringförmigen Raumes
erstrecken.
3. Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abstützbauteile zwischen den Enden zweier benachbarter
Federn vorgesehen sind.
4. Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen nach
einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstützbauteile zwei aneinanderliegende, die Federn
zumindest teilweise einhüllende Schalenkörper sind.
5. Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen nach
einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abstützbereiche für die Federn an den Endbereichen
der Schalenkörper vorgesehen sind, jedoch einen Durchgang
für die Anschlagkonturen am anderen der Teile aufweisen.
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