Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmomentübertragungs
einrichtung, wie sie beispielsweise durch die DE-OS 37 21 705
bekannt geworden ist. Diese besitzt eine erste, an einer
Brennkraftmaschine befestigbare und eine zweite, über eine
schaltbare Reibungskupplung einem Getriebe zu- und abschalt
bare Schwungmasse, die über eine Wälzlagerung relativ
zueinander verdrehbar gelagert sind und zwischen denen eine
Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist mit in Umfangsrichtung
wirksamen Kraftspeichern, die in einem durch Bauteile der
ersten Schwungmasse gebildeten ringförmigen Raum aufgenommen
sind.
Derartige Drehmomentübertragungseinrichtungen mit einem
geteilten bzw. Zweimassen-Schwungrad haben sich im Fahrzeug
einsatz allgemein bewährt und sind bisher, insbesondere bei
Fahrzeugen, bei denen der axiale Bauraum nicht so extrem
beengt ist, wie dies bei solchen mit Queranordnung der
Antriebseinheit Motor und Getriebe oft der Fall ist, verwen
det worden, nämlich vorwiegend bei Fahrzeugen mit Längsanord
nung von Motor und Getriebe. Für Fahrzeuge mit sehr begrenz
tem Einbauraum für die Antriebseinheit, insbesondere für
solche mit Queranordnung von Motor und Getriebe, konnten sich
derartige Zweimassen-Schwungräder, eben wegen der begrenzten
Platzverhältnisse, nicht in der ihnen technisch zukommenden
Weise durchsetzen.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine
Drehmomentübertragungseinrichtung zu schaffen, die extrem
kleine axiale Abmessungen aufweist und dadurch auch für die
Anwendung bei quer eingebauten Antriebseinheiten (Motor und
Getriebe) geeignet ist. Darüberhinaus soll eine einwandfreie
Lagerung der Schwungmassen relativ zueinander und eine
optimale Funktion sowie die Erzielung optimaler Drehmoment-
und Dämpfungsraten gewährleistet sein. Desweiteren soll die
Einrichtung preiswert herstellbar und einfach montierbar
sein. Weiterhin soll die Drehmomentübertragungseinrichtung
sowohl gegenüber den von der Brennkraftmaschine erzeugten
Drehschwingungen als auch Axialschwingungen optimal isoliert
sein.
Dies wir gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß die den
ringförmigen Raum umgebenden bzw. begrenzenden Bauteile, die
den überwiegenden Teil des dynamischen bzw. Massenträgheits
momentes aufbringen können, von einem mit der Abtriebswelle
der Brennkraftmaschine, wie z. B. der Kurbelwelle, verbindba
ren, membranartigen Bauteil getragen sind. Das membranartige
Bauteil besitzt dabei eine wesentlich geringere Materialstär
ke als die den ringförmigen Raum begrenzenden Bauteile. Dies
ermöglicht eine in axialer Richtung besonders gedrängte Bau
weise, da durch Verwendung einer dünnen Membran, die sich
über verhältnismäßig weite Bereiche der radialen Erstreckung
der Drehmomentübertragungseinrichtung erstreckt, die erste
Schwungmasse zumindest radial innerhalb der Kraftspeicher
verhältnismäßig schmal gehalten werden kann. Besonders vor
teilhaft kann es dabei sein, wenn der ringförmige Raum, der
die Kraftspeicher aufnimmt, torusförmig ausgebildet ist und
sich radial nach innen hin maximal bis zur Hälfte der radi
alen Erstreckung der an der zweiten Schwungmasse vorgesehenen
Reibfläche für eine Kupplungsscheibe erstreckt, das bedeutet
also, daß der torusförmige Raum sich höchstens bis zum mitt
leren Reibdurchmesser der vorerwähnten Reibfläche erstreckt.
Für den Aufbau und die Funktion der Drehmomentübertragungs
einrichtung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der
radial außen liegende, ringförmige Raum durch zwei im
wesentlichen schalenförmige Bauteile, die aus Blechmaterial
hergestellt sein können, gebildet ist. Besonders vorteilhaft
kann es sein, wenn die Membran radial außen mit dem der
Brennkraftmaschine zugewandten, schalenartigen Bauteil fest
verbunden ist. Eine derartige Verbindung kann mittels
Vernietung, Verschweißung, Verstemmung oder dergleichen
erfolgen.
Die Membran kann in vorteilhafter Weise scheibenförmig und in
axialer Richtung federnd bzw. elastisch nachgiebig sein. Eine
solche Membran kann z. B. aus Federblech hergestellt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Drehmomentübertragungs
einrichtung kann dadurch ermöglicht werden, daß die Membran
axial getellert bzw. getopft ist. Hierfür kann die Membran
einen radial äußeren, ringförmigen Bereich aufweisen, der
axial in Richtung der Brennkraftmaschine gegenüber einem
weiter radial innen liegenden, ringförmigen Bereich der Mem
bran versetzt ist. Durch diesen Versatz der Membran kann
auch der ringförmige bzw. torusförmige Raum in Richtung der
Brennkraftmaschine versetzt werden. Zweckmäßig kann es dabei
sein, wenn dieser Versatz derart gewählt ist, daß die Längs
achsen der in dem torusförmigen Raum aufgenommenen Kraftspei
cher zumindest annähernd auf gleicher axialer Höhe wie die
radial weiter innen liegenden, ringförmigen Bereiche der
Membran zu liegen kommmen. Dadurch kann die zweite Schwung
masse sehr nahe an die Membran herangeführt werden, so daß
zumindest radial innerhalb des ring- bzw. torusförmigen Raums
eine in axialer Richtung sehr gedrängte Bauweise möglich ist.
Radial innen kann die Membran einen axialen Ansatz tragen,
auf dem die zweite Schwungmasse über eine Lagerung drehbar
aufgenommen ist. An diesem axialen Ansatz kann ein scheiben
förmiges Bauteil befestigt sein, wobei die Membran mit radial
inneren Bereichen zwischen einer Stirnfläche des axialen
Ansatzes und dem scheibenförmigen Bauteil eingeklemmt sein
kann. Das scheibenförmige Bauteil, die radial inneren
Bereiche der Membran und der Ansatz können, z. B. mittels
Nietverbindungen, miteinander verbunden sein. Beim Anschrau
ben der Drehmomentübertragungseinrichtung an die Abtriebswel
le der Brennkraftmaschine wird die Membran noch zusätzlich
zwischen dem scheibenförmigen Bauteil und dem axialen Ansatz
durch die von den Schrauben aufgebrachten Axialkräfte
eingeklemmt. Für den Aufbau der Einrichtung kann es besonders
zweckmäßig sein, wenn der axiale Ansatz auf der der Brenn
kraftmaschine abgewandten Seite der Membran vorgesehen ist.
Besonders zweckmäßig kann es für den Aufbau der Drehmoment
übertragungseinheit sein, wenn die zweite Schwungmasse
Drehmomentübertragungsmittel trägt, die in den ring- bzw.
torusförmigen Raum eingreifen und mit den Kraftspeichern
zusammenwirken. Die Drehmomentübertragungsmittel können dabei
an der zweiten Schwungmasse fest angelenkt sein. Zur optima
len Dämpfung der auftretenden Drehschwingungen bzw. Drehmo
mentungleichförmigkeiten kann es besonders zweckmäßig sein,
wenn die Drehmomentübertragungsmittel mit der zweiten
Schwungmasse über eine weitere Dämpfungseinrichtung drehbar
gekoppelt sind. Für manche Einsatzfälle kann es dabei
zweckmäßig sein, wenn die weitere Dämpfungseinrichtung eine
Rutschkupplung ist. Für andere Einsatzfälle kann es jedoch
auch vorteilhaft sein, wenn die weitere Dämpfungseinrichtung
ein Federn aufweisender, drehelastischer Dämpfer ist.
Eine besonders gedrängte Bauweise der Drehmomentübertragungs
einrichtung kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung da
durch gewährleistet werden, daß die als Drehmomentbegrenzer
ausgelegte Rutschkupplung unmittelbar radial innerhalb der
Federanordnung im torusförmigen Raum vorgesehen ist. Beson
ders vorteilhaft kann es dabei sein, wenn diese Drehmomentbe
grenzungskupplung radial außerhalb der mit einer Kupplungs
scheibe zusammenwirkenden Reibfläche der zweiten Schwungmasse
angeordnet ist. Für den Aufbau der Einrichtung kann es auch
vorteilhaft sein, wenn die weitere Dämpfungseinrichtung axial
zwischen der Membran und der zweiten Schwungmasse vorgesehen
ist.
Für die Ausgestaltung und die Wirkungsweise der erfindungsge
mäßen Drehmomentübertragungseinrichtung kann es weiterhin von
Vorteil sein, wenn zwischen erster und zweiter Schwungmasse
eine Dichtung bzw. Dichtstelle vorgesehen ist, die durch das
im verspannten Zustand eingebaute, membranartige Bauteil be
aufschlagt wird. Die Dichtung bzw. die Dichtstelle kann dabei
in vorteilhafter Weise derart ausgebildet sein, daß sie zwi
schen zwei relativ zueinander verdrehbaren Bauteilen angeord
net ist und aufgrund der axialen Vorspannung des membranarti
gen Bauteils eine Grundreibung erzeugt, die parallel zu den
Federn wirksam ist. In vorteilhafter Weise kann das membran
artige Bauteil derart angeordnet sein, daß es die beiden
Schwungmassen in axialer Richtung verspannt. Dabei kann die
von dem membranartigen Bauteil aufgebrachte Axialkraft durch
die Wälzlagerung abgefangen werden. In vorteilhafter Weise
kann das membranartige Bauteil in einem solchen elastisch
vorgespannten Zustand eingebaut sein, daß es auf die den
ringförmigen bzw. torusförmigen Bereich bildenden Bauteile
eine Axialkraft in Richtung der Brennkraftmaschine ausübt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale, die in Verbin
dung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 auch für sich eine
selbständige Erfindung darstellen können, werden im folgenden
in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.
Anhand der Fig. 1 bis 4, welche im Maßstab vergrößerte
Schnitte durch erfindungsgemäße Drehmomentübertragungsein
richtungen zeigen, sei die Erfindung näher erläutert.
In Fig. 1 ist ein geteiltes Schwungrad 1 gezeigt, das eine,
an einer nicht gezeigten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine
befestigbare, erste oder Primärschwungmasse 2 besitzt sowie
eine zweite oder Sekundärschwungmasse 3. Auf der zweiten
Schwungmasse 3 ist eine Reibungskupplung 4 unter Zwischenle
gung einer Kupplungsscheibe 4a befestigt, über die ein eben
falls nicht gezeichnetes Getriebe zu- und abgekuppelt werden
kann. Die Schwungmassen 2 und 3 sind über eine Lagerung 6
zueinander verdrehbar gelagert, die radial außerhalb der Boh
rungen 5 zur Durchführung von Befestigungsschrauben für die
Montage der ersten Schwungmasse 2 auf der Abtriebswelle der
Brennkraftmaschine angeordnet ist. Zwischen den beiden
Schwungmassen 2 und 3 ist die Dämpfungseinrichtung 7 wirksam,
die Schraubendruckfedern 8 besitzt, die in einem ringförmigen
Raum 9, der radial außen einen torusartigen Bereich 9a
bildet, untergebracht sind. Der ringförmige Raum 9 ist
zumindest teilweise mit einem viskosen Medium, wie beispiels
weise Öl oder Fett, gefüllt.
Der an den Querschnitt der Federn 8 im wesentlichen ange
schmiegte torusartige Bereich 9a ist hauptsächlich durch
zwei schalenartige Gehäuseteile 10, 11 gebildet. Die Gehäuse
teile 10, 11 bestehen aus Blechformteilen, die radial außen
über ihren Umfang durch eine Schweißung 12 miteinander
verbunden sind.
Der den Umfang der Federn 8 teilweise umgreifende und brenn
kraftmaschinenseitig vorgesehene schalenartige Körper 10 ist
mit radial inneren Bereichen 12 mit einem scheibenförmig aus
gebildeten membranartigen Bauteil 13 über Nietverbindungen 14
fest verbunden. Radial innen trägt die Membrane 13 einen in
Richtung der zweiten Schwungmasse 3 weisenden axialen Ansatz
15, auf dem das Wälzlager in Form eines einreihigen Kugel
lagers 6a aufgenommen ist. Der Außenring des Wälzlagers 6a
trägt, unter Zwischenlegung einer thermischen Isolierung 16,
die zweite Schwungmasse 3. Der innere Bereich 17 der Membrane
13 ist axial zwischen dem Absatz 15 und einer Scheibe 18
eingeklemmt. Hierfür können die Scheibe 18 und der Ansatz 15
über Nietverbindungen axial fest miteinander verbunden sein.
Diese Nietverbindungen können ebenfalls zur Halterung der
Scheibe 19, welche das Lager 6a auf dem axialen Ansatz 15
sichert, dienen.
Die beiden schalenartigen Körper 10 und 11 sind derart
ausgebildet, daß sie sich jeweils zumindest annähernd über
die Hälfte der axialen Ausdehnung eines Kraftspeichers 8
erstrecken. Der im Querschnitt im wesentlichen C- bzw. halb
kreisförmige Blechkörper 11 erstreckt sich, ausgehend von
der Schweißverbindung 12, bogenartig radial nach innen. Der
durch die beiden Bauteile bzw. schalenartigen Körper 10, 11
begrenzte torusartige Bereich 9a ist - in Umfangsrichtung
betrachtet - unterteilt in einzelne Aufnahmen 20, in denen
die Kraftspeicher 8 vorgesehen sind. Die einzelnen Aufnahmen
20 sind, in Umfangsrichtung betrachtet, voneinander getrennt
durch Beaufschlagungsbereiche 21, 22 für die Kraftspeicher 8,
welche durch in die als Blechformteile ausgebildeten schalen
artigen Körper 10, 11 eingeprägte Taschen gebildet sind. Die
Aufnahmen 20 für die Federn 8 sind durch in die Körper 10, 11
eingebrachte Einbuchtungen gebildet.
Die an der zweiten Schwungmasse 3 vorgesehenen Beaufschla
gungsbereiche für die Kraftspeicher 8 sind durch zumindest
ein an dieser Schwungmasse 3 befestigtes Beaufschlagungsmit
tel 23 gebildet, das als Drehmomentübertragungselement
zwischen den Kraftspeichern 8 und der Schwungmasse 3 dient.
Das Beaufschlagungsmittel 23 kann durch ein ringförmiges
Bauteil gebildet sein oder aber auch durch über den Umfang
verteilte Einzelsegmente. Bei Verwendung eines ringförmigen
Bauteils 23 kann dieses einen inneren, in sich geschlossenen,
ringförmigen Bereich 24 aufweisen, der mit der zweiten
Schwungmasse 3, z. B. über Blindnietverbindungen 25, verbun
den ist und der radial außen Ausleger 26 trägt, die sich
radial zwischen Enden von Kraftspeichern 8 erstrecken und im
Ruhezustand des Schwungrades 1, also wenn kein Drehmoment
übertragen wird, axial unmittelbar zwischen den Beaufschla
gungsbereichen bzw. Taschen 21, 22 befinden.
Die Anordnung der mit der Kupplungsscheibe 4a zusammenwirken
den Reibfläche 27 der Schwungmasse 3, in Bezug auf die Ausge
staltung des Übertragungselementes 23, ist derart getroffen,
daß mehr als 50% der radialen Erstreckung der Reibfläche 27
sich radial innerhalb des von dem Übertragungselement 23
begrenzten, kleinsten Durchmessers 28 befinden. Dadurch
können die Befestigungsmittel, wie z. B. die Vernietungen 25,
zur Fixierung des Beaufschlagungsmittels bzw. des Übertra
gungselementes 23 an der Schwungmasse 3 radial verhältnismä
ßig weit außen angebracht werden. Dadurch wird eine Ausge
staltung des ringförmigen Raumes 9 ermöglicht, die gewährlei
stet, daß dieser Raum 9 sich radial nach innen hin nicht über
den mittleren Reibdurchmesser 29 der Reibfläche 27 erstreckt.
Dadurch können die an die Brennkraftmaschine angrenzende
Membran 13 und die zweite Schwungmasse 3 radial innerhalb
des ringförmigen Raumes 9 sich über eine verhältnismäßig
große radiale Erstreckung, unter Bildung eines Zwischenraums
bzw. Luftspaltes 30, unmittelbar gegenüberliegen, also direkt
benachbart sein, wodurch eine in axialer Richtung sehr kom
pakte Bauweise des aus Schwungrad 1, Kupplung 4 und Kupp
lungsscheibe 4a bestehenden Aggregats ermöglicht wird. Je
nach Anwendungsfall kann der Zwischenraum 30 eine axiale
Breite zwischen 0,5 und 6 mm aufweisen. Zweckmäßig ist es,
wenn dieser Zwischenraum 30 über wenigstens 50% seiner
radialen Erstreckung eine Spaltbreite zwischen 1 und 3 mm
besitzt.
Die Dicke der Membran 13 ist wesentlich geringer als die der
schalenartigen Bauteile 10, 11, welche den torusartigen Be
reich 9a bilden und von der Membran 13 getragen werden. Die
Dicke der Membran 13 kann in der Größenordnung von 0,5 bis 3 mm
liegen, wobei es für viele Fälle zweckmäßig ist, wenn die
Dicke der Membran 13 in der Größenordnung zwischen 0,7 und
1,5 mm liegt. Das Ausgangsmaterial zur Bildung der beiden
schalenartigen Körper 10 und 11 kann eine Dicke aufweisen,
die in der Größenordnung zwischen 4 und 8 mm liegt. Die Mem
bran 13 besitzt einen radial inneren, ringförmigen Bereich 31
und einen radial äußeren, radial schmäleren ringförmigen
Bereich 32, der in Richtung der Brennkraftmaschine gegenüber
dem inneren Bereich 31 axial versetzt ist, so daß die Membran
13 eine getopfte bzw. tellerartige Form aufweist. Die Membran
13 erstreckt sich radial nach außen hin bis in die Bereiche
der Befestigungen bzw. Nietverbindungen 25.
In vorteilhafter Weise kann der Zwischenraum 30 zur Kühlung
des Schwungrades 1 dienen, und zwar, indem durch diesen
Zwischenraum 30 ein Kühlluftstrom hindurchgeführt wird. Zur
Erzeugung einer solchen Kühlluftzirkulation, besitzt die
zweite Schwungmasse 3 radial innerhalb der Reibfläche 27
axiale Durchbrüche 33, die, ausgehend von der der Kupplung 4
zugewandten Seite der Schwungmasse 3, sich in Richtung des
radial verlaufenden Bereiches 31 der motorseitigen Membran 13
erstrecken und in den Zwischenraum 30 einmünden, so daß der
Luftstrom unmittelbar an dem Bereich 31 vorbeiströmt bzw. auf
diesen Bereich 31 gerichtet ist. Zusätzlich oder alternativ
zu den Durchbrüchen 33 kann der radial verlaufende Bereich 31
der Membran 13 axiale Durchlässe 34 aufweisen, die den Zwi
schenraum 30 mit der dem Motor zugewandten Seite der Membran
13 verbinden. In Umfangsrichtung zwischen den Befestigungs
stellen 25 für das Übertragungselement 23 besitzt die
Schwungmasse 3 in Richtung der Reibfläche 27 gerichtete
axiale Vertiefungen 35, die zur Erzeugung eines radialen
Durchlasses nach außen hin für den Kühlluftstrom dienen. Die
radialen Durchlässe 35 und/oder die axialen Ausnehmungen 33
können, in Umfangsrichtung betrachtet, länglich ausgebildet
sein und zur Erhöhung des Kühlluftdurchsatzes eine gebläse
schaufelartige Gestalt aufweisen.
Zur Abdichtung der teilweise mit viskosem Medium gefüllten
ringförmigen Kammer 9 sind eine radial innere und eine radial
weiter außen liegende Dichtung 36, 37 vorgesehen. Die Dichtung
36 ist membranartig ausgebildet und stützt sich axial an der
Membran 13 ab. Radial außen geht die Dichtung 36 in einen
radial verlaufenden Bereich 38 über, der kreisringförmig
ausgebildet ist und zwischen dem kreisringförmigen Bereich 24
des Flansches 23 und den, in Umfangsrichtung betrachtet,
zwischen den Belüftungskanälen 35 an der Schwungmasse 3
vorhandenen Vorsprüngen 39 eingeklemmt ist.
Die radial weiter außen liegende Dichtung 37 ist ringförmig
ausgebildet und kann durch einen Kunststoffring 37 gebildet
sein, der in einer Aufnahme in Form einer Nut 40 positioniert
ist. Zweckmäßig ist es, wenn der Dichtring 37 aus einem hit
zebeständigen Material, wie z. B. Polyamidimid oder Teflon,
hergestellt ist. Die Aufnahme bzw. Nut 40 für den Dichtungs
ring 37 ist in die radial inneren Bereiche des Bauteils 11
eingebracht. Der kreisringförmige Bereich 24 des Flansches 23
besitzt einen radial äußeren Abschnitt 41, der gegenüber den
Konturen der zweiten Schwungmasse 3 radial hervorsteht und
zur radialen Abstützung des Dichtringes 37 dient. Die dich
tende Anlage des Ringes 37 an dem Bereich 41 kann durch eine
axiale Vorspannung der Membran 13 erfolgen. Hierfür kann die
Membran 13 bei der Montage des geteilten Schwungrades 1
derart verspannt werden, daß sie auf die äußeren Bauteile
10, 11 eine Kraftkomponente, in Richtung von der zweiten
Schwungmasse 3 weg, ausübt. Alternativ oder zusätzlich zu der
von der Membran 13 aufgebrachten Axialkraft kann die teller
federartige bzw. membranartige Dichtung 36 durch entsprechen
de axiale Vorspannung die für die abdichtende Anlage des
Dichtringes 37 erforderliche Kraft aufbringen. Die axialen
Verspannkräfte zwischen den beiden Schwungmassen 2 und 3
werden durch die Wälzlagerung 6 abgefangen. Durch die Vor
spannung der aus Federblech hergestellten Membran 13 in
Richtung der Brennkraftmaschine legt sich die Primärschwung
masse 2 über die Dichtung 37 an dem mit der Sekundärschwung
masse 3 verbundenen Flansch 23 an, so daß über die Dichtstel
le die parallel zur Wirkung der Federn 8 wirksame Grundrei
bung erzeugt werden kann. Gleichzeitig übernimmt die Dicht
stelle bzw. der Dichtring 37 die axiale Führung der ersten
Schwungmasse 2 gegenüber der zweiten Schwungmasse 3.
Durch die Ausgestaltung und Anordnung der Dichtungen 36, 37
wird gewährleistet, daß der Freiraum bzw. Luftspalt 30, der
unmittelbar zwischen den beiden Schwungmassen 2 und 3
vorgesehen ist, eine verhältnismäßig große radiale Erstrec
kung aufweist, wodurch die Kühlung der die Reibfläche 27
aufweisenden Schwungmasse 3 erheblich verbessert werden kann.
Zur Verringerung des Wärmeübergangs von der Schwungmasse 3
zum ringförmigen Raum 9 kann zwischen dem mit den Kraftspei
chern 8 zusammenwirkenden Flansch 23 und der Schwungmasse 3
eine Zwischenlage aus einem thermisch isolierenden Material,
wie z. B. aus einem hitzebeständigen Kunststoffmaterial, vor
gesehen werden. Anstatt einer Zwischenlage kann auch die
Dichtung 36 aus einem, eine geringe Wärmeleitfähigkeit
aufweisenden Material hergestellt sein. Dadurch wirken die
radialen Bereiche 38 der Dichtung 36, welche axial zwischen
der Schwungmasse 3 und dem Flanschkörper 23 eingespannt sind,
als thermische Isolierung.
Der schalenartige Körper 11 trägt einen Anlasserzahnkranz 42,
der über eine Schweißverbindung mit dem Schalenkörper 11
verbunden ist. Der Anlasserzahnkranz 42 übergreift axial und
umgreift in Umfangsrichtung die äußersten Konturen der
Schwungmasse 3.
Zusammen mit dem Kupplungsaggregat, bestehend aus Kupplung 4
und Kupplungsscheibe 4a, bildet das in Fig. 1 dargestellte
Zweimassen-Schwungrad 1 eine Baueinheit A, die als solche
vormontiert ist, so versandt und gelagert werden und auf die
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine in besonders einfacher
und rationeller Weise angeschraubt werden kann. Diese Bauein
heit besitzt weiterhin bereits integriert das Lager 6a,
welches auf dem Ansatz 15 befestigt ist, der wiederum an der
ersten Schwungmasse 2 vorgesehen ist. In den Bohrungen 5 der
Scheiben 18, 19, der Membran 13 und des Ansatzes 15 können
außerdem noch Befestigungsschrauben 43 bereits vormontiert
bzw. enthalten sein, und zwar in Form von Inbusschrauben.
Dabei befinden sich deren Schraubenköpfe im nichtverschraub
ten Zustand axial in einer solchen Position zwischen den
Zungen 44a der Tellerfeder 44 der Kupplung 4 und der Scheibe
19, und die Gewindebereiche 43a sind so bemessen und, wie
nachstehend beschrieben, so gehalten, daß sie axial nicht
über die Kontur 45 der ersten Schwungmasse 2, also die dem
Motor zugewandte Kontur, hinausragen. Die Schrauben 43 sind
in dieser Position und verliersicher in dem Aggregat bzw. der
Einheit A gehalten, z. B. durch nachgiebige Elemente, die die
Schrauben 43 in einer solchen Position halten, daß die
Gewindebereiche 43a nicht über die Scheibe 18 hinausragen.
Diese Elemente sind derart bemessen, daß deren Haltekraft
beim Anziehen der Schrauben 43 überwunden wird.
Die Kupplungsscheibe 4a ist in einer zur Rotationsachse der
Kurbelwelle vorzentrierten Position zwischen Druckplatte 4b
und Reibfläche 27 der zweiten Schwungmasse 3 eingespannt und
darüberhinaus in einer solchen Position, daß die für den
Durchgang der Schraubenköpfe 43b der Schrauben 43 in der
Kupplungsscheibe 4a vorgesehenen Öffnungen 46 sich in einer
solchen Position befinden, daß diese Köpfe 43b beim Montage
vorgang des Aggregates an der Kurbelwelle der Brennkraftma
schine hindurchbewegt werden können. Auch in der Tellerfeder
44 sind im Bereich ihrer Zungen 44a Öffnungen 48 vorgesehen
für den Durchgang eines Verschraubungswerkzeuges. Die Öffnun
gen 48 in der Tellerfeder 44, 46 in der Kupplungsscheibe 4a
und 5 in der Schwungmasse 2 überdecken einander dabei in
Achsrichtung und zwar derart, daß ein Montagewerkzeug, wie
beispielsweise ein Inbusschlüssel, einwandfrei durch die
Öffnungen 48, 46 hindurchreichen und in die Ausnehmungen der
Köpfe 43b der Schrauben 43 eingreifen kann.
Das in Fig. 2 dargestellte Schwungrad 101 besitzt einen
Dämpfer 107 mit in Umfangsrichtung wirksamen Schraubenfedern
108, die sich einer Relativverdrehung zwischen den beiden
Schwungmassen 102, 103 widersetzen und in einem torusförmigen
Raum 109a aufgenommen sind. Der torusförmige Raum 109a ist in
ähnlicher Weise, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben,
in einzelne, segmentförmige Aufnahmen für die Federn 108
unterteilt, wobei zwischen den einzelnen Aufnahmen Beauf
schlagungsbereiche für die Federn 108 vorgesehen sind. Die
den torusförmigen Raum 109a begrenzenden Bauteile 110, 111
sind in ähnlicher Weise, wie in Verbindung mit den Bauteilen
10, 11 der Fig. 1 beschrieben, ausgebildet und über eine in
axialer Richtung nachgiebige bzw. elastische, scheibenförmige
Membran 113 mit der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine
verbindbar. An den radial inneren Bereichen der Membran 113
ist ein axialer Ansatz 115 befestigt, auf dem ein Wälzlager
106a zur drehbaren Lagerung der zweiten Schwungmasse 103
aufgenommen ist. Die mit der Eingangswelle eines Getriebes
verbindbare Schwungmasse 103 ist in zwei scheibenförmige
Bauteile 103a, 103b unterteilt, welche über Nietverbindungen
125 fest miteinander verbunden sind. Der äußere Lagerring 150
ist in einer zentralen Ausnehmung 151 des die Reibfläche 127
aufweisenden scheibenartigen Bauteils 103b aufgenommen. Zur
axialen Sicherung des Lagers 106a übergreifen die beiden
scheibenartigen Bauteile 103a und 103b beidseits den radial
äußeren Lagerring 150 mit einem radialen Abschnitt 152, 153.
Axial zwischen dem Wälzlager 106a und der Membran 113 ist
eine Reibeinrichtung 154 vorgesehen, die, in axialer Richtung
hintereinander angeordnet, eine Tellerfeder 154a, eine
Anpreßscheibe 154b und einen Reibring 154c aufweist. Die
Ansteuerung bzw. Verdrehung des Reibringes erfolgt über das
der Membran 113 unmittelbar benachbarte scheibenartige
Bauteil 103a.
Das Ausgangsteil des drehelastischen Dämpfers 107 ist durch
ein ringförmiges Bauteil 123 gebildet, das mit seinen radial
nach außen hin gerichteten Armen 126 in den torusförmigen
Raum 109a eingreift, und zwar, in Umfangsrichtung betrachtet,
zwischen den Federn 108. Das flanschartig ausgebildete,
ringförmige Bauteil 123 ist Bestandteil einer Rutschkupplung
155, die zur Begrenzung des übertragbaren Drehmoments dient
und radial unmittelbar innerhalb der Federn 108 angeordnet
ist. Zur Bildung der Rutschkupplung 155 ist der innere
Ringbereich 124 des Flansches 123 axial zwischen einem am
Außenumfang des scheibenförmigen Bauteils 103a vorgesehenen
radialen Kragen 156 und einem auf der anderen Seite des
Flansches 124 vorgesehenen Druckring 157 axial eingespannt,
und zwar unter Zwischenlegung von Reibringen 158. Zur
radialen Führung bzw. Zentrierung des Flansches 124 und des
Druckringes 157 besitzt das scheibenförmige Bauteil 103a
radial außen eine radiale Abstützschulter 159, die eine
zylindrische Fläche bilden kann. Der radiale Kragen 156
erstreckt sich zwischen dem den torusartigen Raum 109a
begrenzenden Bauteil 110 und dem Flansch 123. Der Druckring
157 wird von einer Tellerfeder 160 beaufschlagt, die axial
zwischen den äußeren Bereichen des scheibenförmigen Bauteils
103b und dem schalenförmigen Bauteil 111, welches den torus
förmigen Raum 109a begrenzt, angeordnet ist. Das Bauteil 103b
der zweiten Schwungmasse 103 trägt außen einen Anlasserzahn
kranz 142, an dem sich die Tellerfeder 160 mit ihren radial
äußeren Bereichen axial abstützt. Durch die Axialkraft der
Tellerfeder 160 wird der Zahnkranz 142 zwischen der Tellerfe
der 160 und einer auf der anderen Seite des Zahnkranzes 142
an dem Bauteil 103b angeformten Schulter 161 eingespannt. Der
dadurch entstehende Reibschluß zwischen dem Anlasserzahnkranz
142 und der zweiten Schwungmasse 103 ist ausreichend groß, um
ein Anlassen zu gewährleisten, so daß ein Aufschrumpfen des
Zahnkranzes 142 entfallen kann. Radial innen stützt sich die
Tellerfeder 160 an dem Anpreßring 157 ab. Hierfür besitzt der
Anpreßring 157 axiale Nocken 157a, welche von am Innenumfang
der Tellerfeder 160 angeformten Auslegern 160a beaufschlagt
werden. Die Nocken 157a und Ausleger 160a sind, über den
Umfang betrachtet, gleichmäßig verteilt und greifen in
Vertiefungen bzw. Rücksprünge 161 des scheibenförmigen
Bauteils 103b. Dadurch wird sowohl die Tellerfeder 160 als
auch der Druckring 157 gegenüber der zweiten Schwungmasse 103
gegen Verdrehung gesichert.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist sowohl der drehelastische
Dämpfer 107 als auch die unmittelbar innerhalb dieses dreh
elastischen Dämpfers 107 vorgesehene Rutschkupplung 155
radial außerhalb der Reibfläche 127 der zweiten Schwungmasse
103 vorgesehen.
Die Rutschkupplung 124 dient gleichzeitig zur Abdichtung des
mit einem viskosen Medium, wie Fett oder Öl, zumindest teil
weise gefüllten Raums. Eine weitere Dichtung 137, die ähnlich
wie die Dichtung 37 gemäß Fig. 1 ausgebildet sein kann, ist
zwischen den äußeren Bereichen des Druckringes 157 und den
inneren Bereichen des schalenförmigen Blechkörpers 111 vorge
sehen. Der Dichtungsring 137 hat einen rechteckigen Quer
schnitt und ist in entsprechend angepaßte Einschnitte bzw.
Nuten des Druckringes 157 und des Bauteils 111 aufgenommen.
Die Membran 113 bewirkt in ähnlicher Weise, wie dies in Ver
bindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, eine axiale Beauf
schlagung des Dichtungsringes 137.
Zur Kühlung der Drehmomentübertragungseinheit sind im Bereich
der Trennebene zwischen den beiden Sekundärschwungmassenbau
teilen 103a, 103b Luftführungskanäle 162 vorgesehen, die über
den Umfang der zweiten Schwungmasse 103 verteilt sind. Die
radial verlaufenden Luftführungskanäle 162 sind durch axiale
Vertiefungen in dem der Membran 113 benachbarten Bauteil 103a
gebildet. Diese Luftführungskanäle 162 münden radial innen in
axiale Durchbrüche 163 des die Reibfläche 127 aufweisenden
Bauteils 103b. Diese Durchbrüche 163 sind radial innerhalb
der Reibfläche 127 zur Kupplungsseite hin offen. Die durch
die Durchbrüche 163 kupplungsseitig eintretende Luft wird
über die Kanäle 162 radial nach außen geführt und strömt im
Bereich der Tellerfeder 160 zwischen den beiden Schwungmassen
102, 103 radial nach außen. Die Durchbrüche 163 und die Kanäle
162 können in Umfangsrichtung im Querschnitt länglich
ausgebildet sein. Durch die Kühlungsmaßnahmen bzw. Belüf
tungsmaßnahmen 162, 163 wird, obwohl das ringförmige Bauteil
103a mit dem ein viskoses Medium enthaltenden ringförmigen
Raum 109a in Verbindung steht, gewährleistet, daß eine
überhöhte Temperatur im Raum 109a vermieden wird. Dies ist
darauf zurückzuführen, daß durch die in den Durchbrüchen bzw.
Kanälen 163, 162 hindurchströmende Luft eine wirkungsvolle
Kühlung des scheibenförmigen Bauteils 103a und insbesondere
des die Reibfläche 127 aufweisenden scheibenförmigen Bauteils
103b erzielt wird. Der Aufbau gemäß Fig. 2 hat weiterhin
den Vorteil, daß die Drehmomentbegrenzungskupplung bzw.
Rutschkupplung 155 verhältnismäßig weit von der Reibfläche
127 für die Kupplungsscheibe entfernt ist, wodurch eine
negative thermische Beeinflussung weitgehend vermieden wird.
Die Belüftungskanäle 162 und die Durchbrüche 163 können
derart bemessen werden, daß diese als thermische Barriere
wirken bzw. daß die zwischen diesen Kanälen 162 bzw. Durch
brüchen 163 verbleibenden Stege im Querschnitt derart klein
sind, daß sie drosselartig wirken, das bedeutet also, daß sie
nur eine sehr geringe Menge der anläßlich eines Kupplungsvor
ganges entstehenden Wärmeenergie von dem Sekundärschwungmas
senbauteil 103b in das Sekundärschwungmassenbauteil 103a
übertragen können. Dadurch wird eine negative thermische
Beeinflussung des Bauteils 103a weitgehend vermieden.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Drehmomentübertragungsein
richtung 201 ist, ähnlich wie bei der Einrichtung gemäß Fig.
2, radial außen ein drehelastischer Dämpfer 207 und radial
weiter innen eine Rutschkupplung 255 vorgesehen. Die Federn
208 des Dämpfers 207 sind in ähnlicher Weise in den schalen
artigen Gehäuseteilen 210, 211 aufgenommen, wie dies in
Verbindung mit Fig. 1 für die Federn 8 beschrieben wurde.
Das das Ausgangsteil des Dämpfers 207 bildende flanschartige
Bauteil 223 bildet gleichzeitig das Eingangsteil für die
Rutschkupplung 255. Das flanschartige Bauteil 223 ist axial
zwischen zwei radial zueinander versetzten Abstützbereichen
256, 257 verspannt. Der radial innenliegende Abstützbereich
256 ist durch einen äußeren Ringbereich eines ringartigen
bzw. scheibenförmigen Bauteils 265 gebildet, welches über
einen radial weiter innenliegenden Befestigungsbereich über
Nietverbindungen 266 mit dem getriebeseitigen Schwungradele
ment 203 verbunden ist. Das Bauteil 265 stützt sich dabei an
der Stirnfläche eines axialen Ansatzes 267 der Schwungmasse
203 ab. Auf dem axialen Ansatz 267 ist das federnde, flansch
artige Bauteil 223 aufgenommen und zentriert. Axial zwischen
dem Abstützbereich 256 und dem federnden Bauteil 223 ist ein
Reibring 258 vorgesehen. Die radial außenliegende Abstützung
257 ist durch ein scheibenförmiges Bauteil gebildet, welches
an dem Schwungradelement 203 abgestützt ist. Hierfür besitzt
das Schwungradelement 203 einen axialen Einstich, der eine
radiale Tragschulter 268 bildet, auf der das scheibenartige
Bauteil 257 aufgenommen ist. Das scheibenartige Bauteil 257
ist gegenüber dem Schwungradelement 203 gegen Verdrehung
gesichert. Hierfür kann das scheibenartige Element 257
Anformungen, z. B. am radial inneren Rand angeformte Ausle
ger, besitzen, die in entsprechend angepaßten Anformungen,
wie z. B. Ausnehmungen am Schwungradelement 203, eingreifen.
Zwischen dem scheibenartigen Abstützteil 257 und den sich
daran abstützenden Bereichen des tellerfederartigen Flansches
223 ist ein Reibring 258a, der unmittelbar am federnden
Flansch 223 anliegt, vorgesehen.
Der Aufbau gemäß Fig. 3 ermöglicht ebenfalls eine insbeson
dere in axialer Richtung kompakte Bauweise der Drehmoment
übertragungseinrichtung 201. Insbesondere im radialen Bereich
der Rutschkupplung 255 erfordert die Drehmomentübertragungs
einrichtung 201 einen geringen axialen Bauraum.
Zur Abdichtung der Kammer 209 ist zwischen dem Flansch 223
und dem schalenartigen Bauteil 211 ein Dichtring 237 vorge
sehen, der ähnlich wie der Dichtring 37 gemäß Fig. 1
angeordnet und wirksam ist.
Weiterhin wird zur Abdichtung der Kammer 209, welche zwischen
der Membran 213 und dem Flansch 223 sich radial bis in den
Bereich der Lagerung 206 erstreckt, auch der Flansch 223
herangezogen. Die Abdichtung erfolgt zwischen den axial
verspannten bzw. in Reibeingriff stehenden Bauteilen 265, 258
und 223. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau kann das schalen
artige Gehäuseteil 211, welches sowohl zur Bildung eines
Teiles des torusförmigen Raumes 209a dient als auch zur
Führung und Beaufschlagung der Federn 208, verhältnismäßig
klein ausgebildet werden.
Das Gehäuseteil 211 hat eine Schulter 261 angeformt, auf der
ein Anlasserzahnkranz 242 aufgenommen ist.
Zur Kühlung des Zweimassen-Schwungrades 201 besitzt die zwei
te Schwungmasse 203 radial innerhalb der Reibfläche 227 axi
ale Ausnehmungen 263, die, ausgehend von der Reibflächensei
te der Schwungmassenseite 203, sich axial erweiternd bis zu
dem zwischen dem Flansch 223 und der Rückseite der Schwung
masse 203 vorhandenen Luftspalt bzw. Freiraum 262 erstrecken.
Der ringförmige Freiraum 262 erstreckt sich radial nach außen
hin bis zu Belüftungskanälen 235, welche durch in die Rück
seite der Schwungmasse 203 eingebrachte Vertiefungen 235
gebildet sind. Die Belüftungskanäle 235 sind radial nach
außen hin offen und münden in einen zwischen dem schalenför
migen Bauteil 211 und der zweiten Schwungmasse 203 vorgesehe
nen Luftspalt bzw. Freiraum 262a, der im Bereich zwischen den
äußeren Konturen der Schwungmasse 203 und der inneren Mantel
fläche des Zahnkranzes 242 ausmündet. Die radialen Belüf
tungskanäle 235 sind axial durch das scheibenförmige Bauteil
257 abgedeckt.
Durch die durch die Freiräume 262 und 262a zirkulierende
Kühlluft wird vermieden, daß sowohl der axial zwischen den
Abstützbereichen 257 und 256 federnd verspannte Flansch 223
als auch das in dem torusartigen Bereich 209a vorhandene
viskose Medium, wie Öl oder Fett, einer unzulässig hohen
Temperatur ausgesetzt werden.
Radial innerhalb der Nietverbindungen 266 ist eine Reibein
richtung 254 vorgesehen, die ähnlich aufgebaut und angeordnet
ist wie die Reibeinrichtung 154 gemäß Fig. 2. Die Ansteue
rung des Reibringes der Reibeinrichtung 254 erfolgt über die
Innenbereiche des scheibenartigen Bauteils 265. Hierfür
besitzt das scheibenartige Bauteil 265 radial innen Ausneh
mungen, in die radiale Ausleger des Reibringes eingreifen.
Das in Fig. 4 dargestellte Zweimassen-Schwungrad 301
unterscheidet sich gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig.
3 im wesentlichen dadurch, daß das flanschartige Bauteil 323
radial innerhalb der Reibfläche 327 der Schwungmasse 303 über
Nietverbindungen 366 mit der Schwungmasse 303 fest verbunden
ist. Die zweite Schwungmasse 303 besitzt wiederum axiale
Durchlässe 363, welche in radial verlaufende Kanäle 335, die
durch Vertiefungen in der Rückseite der zweiten Schwungmasse
303 gebildet sind, einmünden. Die radialen Kanäle 335 und die
axialen Durchlässe 363 sind durch das flanschartige Bauteil
323 in axialer Richtung verschlossen, so daß die Luftführung
zwangsweise durch die radialen Kanäle 335 erfolgt. Die erste
Schwungmasse 302 ist in ähnlicher Weise wie in Verbindung mit
Fig. 1 beschrieben, über eine Membran 313 mit der Abtriebs
welle einer Brennkraftmaschine verbindbar.
Die Membranen 213 und 313 sind ebenfalls axial vorgespannt,
so daß die Dichtungen 237, 337 axial gegen den jeweiligen
Flansch 223, 323 angedrückt werden.
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 4 ist
zwischen den Schraubenfedern und den die Schraubenfedern
abstützenden Bereichen der ersten Schwungmasse ein Ver
schleißschutz, der die radial äußeren Bereiche der Federn
teilweise umgreift, vorgesehen. In Fig. 1 ist dieser
Verschleißschutz mit 68 gekennzeichnet. Dieser Verschleiß
schutz kann durch einzelne, in die Kraftspeicheraufnahmen
eingelegte, kreisbogenartige Blechformteile gebildet sein.
Bei einer Ausführungsform, z. B. gemäß Fig. 3, bei der die
Membran 213 auf der dem Abtriebsteil des Dämpfers 207 bzw.
dem Flansch 223 zugewandten Seite des schalenartigen Bauteils
210 befestigt ist, könnte in vorteilhafter Weise die Membran
213 radial außen verlängert werden und eine die Federn 208
umhüllende Form aufweisen, so daß der Verschleißschutz 268
einteilig ausgebildet ist mit der Membran 213.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Drehmoment
übertragungseinrichtung kann eine flexible, das heißt biege
nachgiebige Anordnung eines Zweimassen-Schwungrades an der
Abtriebswelle eines Motors erzielt werden, da die mit der
Brennkraftmaschine verbindbare Schwungmasse bzw. die einen
torusähnlichen Aufnahmeraum für die Federn bildenden Bauteile
über eine verhältnismäßig dünne Membran drehfest jedoch axial
nachgiebig mit der Abtriebswelle, wie der Kurbelwelle einer
Brennkraftmaschine, verbunden ist bzw. sind und weiterhin die
über eine schaltbare Reibungskupplung mit der Eingangswelle
eines Getriebes verbindbare Sekundärschwungmasse, die über
ein Wälzlager drehbar gelagert ist, aufgrund der, wenn auch
nur sehr geringen, Lagerluft axiale und/oder kleine Taumel
schwingungen ausführen kann, und zwar entgegen der Federwir
kung der Membran. Damit ist das Gesamtaggregat von Axial- und
Biegeschwingungen der Abtriebswelle, wie der Kurbelwelle
einer Brennkraftmaschine, entkoppelt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebe
nen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt insbeson
dere Varianten, die durch Kombination von einzelnen, in
Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschrie
benen Merkmalen bzw. Elementen gebildet werden können.