DE4040605B4

DE4040605B4 - Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen

Info

Publication number: DE4040605B4
Application number: DE4040605A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Reik
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: FR2656399B1; GB2239928A; FR2656399A1; GB9027187D0; DE4040605A1; JP3159994B2; GB2239928B; US5125872A; JPH04151044A

Abstract

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 gekennzeichnet, dass die Abstützung der Federn (23, 23a) zumindest in Umfangsrichtung über im ringförmigen Raum (16) vorgesehene, in sich elastisch federnd verspannt eingebaute und sich im ringförmigen Raum kraft- und/oder reibschlüssig anlehnende Bauteile (26, 26a) erfolgt, die die zu ihrer Verspannung dienende Federkraft selbst erzeugen.

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 Anschlagkonturen des anderen der Teile beaufschlagbar sind.

Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise durch die DE 37 21 711 A1 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 erfindungsgemäße Vorrichtung in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar sein.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, dass bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art die Abstützung der Federn zumindest in Umfangsrichtung an dem einen Teil über im ringförmigen Raum vorgesehene, in sich elastisch federnd verspannt eingebaute und sich an den den ringförmigen Ringraum begrenzenden Bauteilen kraft- und/oder reibschlüssig anlehnende bzw. abstützende Bauteile erfolgt, welche die zu ihrer Verspannung dienende Federkraft selbst erzeugen. 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 Drehmomentbegrenzungseinrichtung wirksam sein, so daß beim Auftreten eines unzulässig hohen Drehmomentes die elastisch federnd verspannt eingebauten 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. Drehmomentbegrenzungskupplung 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 Abstützbauteile 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 verformbare 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 gleichzeitig 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 Umfangsrichtung für die Anschlagkonturen am anderen der Teile bilden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann sowohl bei Zweimassenschwungrädern, wie sie durch die DE 37 21 711 A1 bekannt geworden sind, als auch bei anderen Einrichtungen zum Dämpfen von Schwingungen, wie z. B. Kupplungsscheiben oder Wandlerdämpfer 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
1 eine erfindungsgemäße Einrichtung im Schnitt und
2 eine Ansicht in. Richtung des Pfeiles II der 1, jedoch ohne Kupplung und Kupplungsscheibe und mit Ausbrüchen.
Die in den Figuren dargestellte Drehmomentübertragungseinrichtung 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 Brennkraftmaschine 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 Schwungradelementes 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 Schwungradelementen 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 Ausgangsteil 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 verspanntem 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 Eingangsteil der Dämpfungsvorrichtung 13 bildenden Schwungradelement 3 reib- bzw. kraftschlüssig verbunden sind. Dieser Reib- bzw. Kraftschluß ist dabei zweckmäßigerweise derart bemessen, daß er größer ist als das von der Brennkraftmaschine, 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 Einzelelmente unterteilt sein.
Gemäß einer andern 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 Umfangsrichtung betrachtet – einen Freiraum für den Durchgang der Ausleger 22 bilden.
Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die axialen Einbuchtungen 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 Anlagebreiche 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. Abstützungen 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 Kupplungsscheiben oder in Scheiben für Drehmomentwandler eingesetzt werden.

Claims

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 gekennzeichnet, dass die Abstützung der Federn (23, 23a) zumindest in Umfangsrichtung über im ringförmigen Raum (16) vorgesehene, in sich elastisch federnd verspannt eingebaute und sich im ringförmigen Raum kraft- und/oder reibschlüssig anlehnende Bauteile (26, 26a) erfolgt, die die zu ihrer Verspannung dienende Federkraft selbst erzeugen.
Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützbauteile (26, 26a) sich über einen Sektor des ringförmigen Raumes erstrecken.
Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützbauteile (26, 26a) zwischen den Enden zweier benachbarter Federn (23, 23a) vorgesehen sind.
Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützbauteile (26, 26a) zwei aneinanderliegende, die Federn (23, 23a) zumindest teilweise einhüllende Schalenkörper (26, 26a) sind.
Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützbereiche (25, 25a) für die Federn an den Endbereichen der Schalenkörper (26, 26a) vorgesehen sind, jedoch einen Durchgang für die Anschlagkonturen (22) am anderen (19) der Teile aufweisen.