DE4141723C2 - Torsionsschwingungsdämpfer mit Leerlauffederung - Google Patents
Torsionsschwingungsdämpfer mit LeerlauffederungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Torsionsschwingungsdämpfer
entsprechend dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Ein solcher Torsionsschwingungsdämpfer ist beispielsweise aus
der DE 39 01 571 A1 bekannt. Bei diesem
Torsionsschwingungsdämpfer ist auf einem großen mittleren
Durchmesser eine Federanordnung vorgesehen, bei welcher entwe
der sehr Lange einteilige Federn Verwendung finden oder mehrere
in Reihe geschaltete kürze Federn hintereinander angeordnet
sind. Solche Federanordnungen ermöglichen auf relativ kleinem
Bauraum einen großen wirksamen Verdrehwinkel. Trotzdem kann die
Federkennlinie einer solchen Federanordnung nicht so flach ge
halten werden, daß auch eine wirksame Leerlauffederung erzielt
werden kann. Es ist zwar möglich, mit einer separaten Federan
ordnung im radial inneren Raum eine Leerlauffederung zu erzie
len, dieser Platz wird jedoch in den meisten Fällen dringender
für andere Bauteile benötigt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem
Torsionsschwingungsdämpfer mit wenigstens einer Weitwinkelstufe
auf einem großen mittleren Durchmesser eine Anordnung für eine
Leerlauffederung zu finden, die radial innerhalb der Weitwin
kelstufe keinen Platz benötigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des
Hauptanspruches gelöst. Es wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
zwischen den Stirnenden der Lastfedern und den Ansteuerkanten
der, radial verlaufenden Arme umfangsmäßig federnde Zwischenele
mente vorzusehen, die ebenfalls Ansteuerkanten aufweisen, die
nach Aufbau ihres Federweges durch Anschläge überbrückbar sind
und deren Federkennlinie sehr flach verläuft. Durch diese An
ordnung ist einmal eine sehr raumsparende Unterbringung der
Leerlauffederung möglich und zum anderen ist die von der Last
federung und den angesteuerten Bauteilen stammende Reibung sehr
gering. Somit kann insbesondere auch für eine einreihige Feder
anordnung in einem Torsionsschwingungsdämpfer eine sehr funk
tionstüchtige Leerlauffederung raumsparend untergebracht wer
den. Die Reibungsarmut ist dabei darauf zurückzuführen, daß das
Eingangsteil, an welchem sich die Federn der Lastfederung ab
stützen insgesamt den Weg innerhalb der Leerlauffederung zu
rücklegen, so daß die Lastfedern keinen Beitrag zur Reibung
leisten können.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die federnden
Zwischenelemente in vorteilhafter Weise aus im wesentlichen
deckungsgleichen und paarweise verbauten Deckblechen herge
stellt, die zu beiden Seiten jedes der radialen Arme angeordnet
sind, die untereinander fest verbunden und auf Abstand gehalten
sind und in Ruhelage vorzugsweise in beiden Drehrichtungen über
die Kontur der Ansteuerkanten der Arme um das Maß der Leerlauf
federung hinausragen. Auf diese Weise ist eine einfache Anord
nung und Führung der Leerlauffedern in den Deckblechen erzielt.
In vorteilhafter Weise sind hierbei in beiden Deckblechen
deckungsgleiche Fenster und im entsprechenden Arm ebenfalls ein
im wesentlichen deckungsgleiches Fenster vorgesehen zur Aufnah
me jeweils einer Leerlauffeder. Eine besonders einfache und
raumsparende Anordnung wird insbesondere bei der Verwendung
von Schraubenfedern verwirklicht.
Dabei kann die Führung der beiden Deckbleche gegenüber dem
radialen Arm ausschließlich über die Leerlauffedern erfolgen.
Eine solche Anordnung ist mit besonders geringem Aufwand reali
sierbar. Es ist jedoch auch möglich, die beiden Deckbleche
gegenüber dem Arm mit einer exakten Führung zu versehen. Eine
solche Anordnung ist zwar aufwendiger, sie entlastet jedoch
die Leerlauffedern und ermöglicht unter Umständen einen gerin
geren Reibungsanteil.
In einer besonders günstigen Ausführungsform sind die beiden
Deckbleche gegenüber dem Arm über eine separate Drehachse
schwenkbeweglich aufgehängt. Durch die Schwenkbewegung der
Deckbleche ist es möglich, in gewissem Umfang auf die Federken
nung im Leerlaufbetrieb Einfluß zu nehmen. So kann durch ent
sprechende Ausbildung der Ansteuerkanten eine Abweichung vom
linearen Federkennungsverlauf erzielt werden.
Die Schwenkachse der beiden Deckbleche wird vorzugsweise radial
innerhalb der Fenster für die Leerlauffedern angeordnet und
durch den Schaft eines Abstandsniets gebildet, wobei dieser Ab
standsniet gleichzeitig die beiden Deckbleche untereinander be
festigt und auf Abstand hält. Der Abstandsniet bewirkt gleich
zeitig eine Fliehkraftentlastung für die Leerlauffedern.
Eine weitere Verbesserung der Führung der beiden Deckbleche
wird dadurch erzielt, daß radial außerhalb der Fenster für die
Leerlauffeder am einen Deckblech eine axial umgebogene Nase
vorgesehen ist, die am gegenüberliegenden Deckblech in eine
entsprechende Aussparung umfangsmäßig fest eingreift. Diese
drehfeste Verbindung kann nach einem weiteren Merkmal mit
geringem Aufwand auch als axiale Abstützung ausgebildet sein,
indem die Nase im Bereich ihres Stirnendes mit zwei Anschlag
kanten versehen ist, die sich axial am anderen Deckblech ab
stützen. Damit ist durch die beiden untereinander fest verbun
denen Deckbleche ein Käfig gebildet, in dem die Leerlauffedern
exakt aufgenommen sind.
Es ist jedoch auch möglich, die beiden Deckbleche mit einer
Führung zu versehen, die eine Bewegung in Umfangsrichtung um
die gemeinsame Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers ermög
lichen. Zu diesem Zweck sind im Arm radial über und unter den
Fenstern für die Leerlauffedern Längsschlitze angeordnet, die
bogenförmig um die Drehachse verlaufen und in die Führungsele
mente der Deckbleche eingreifen. Bei einer besonders einfachen
Ausführung sind diese Führungselemente als axial umgebogene
Nasen des einen Deckbleches vorgesehen, die in entsprechende
Öffnungen des anderen Deckblechs eingreifen. Diese Nasen können
in an sich bekannter Weise durch Anschlagkanten im Bereich
ihrer Stirnenden den axialen Abstand zwischen den beiden Deck
blechen fixieren und sie können gleichzeitig durch Verstemmen
ihrer Endbereiche die axial feste Verbindung zwischen beiden
Deckblechen herstellen. Eine solche Ausführung ist besonders
preiswert.
Eine mit besonders geringer Reibung behaftete Ausführung sieht
vor, daß die Führungselemente in Form von Nietbolzen vorgesehen
sind, die von frei beweglichen Rollen umgeben sind. Damit ist
die Reibung im wesentlichen auf eine rollende Reibung herabge
setzt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Federenden
bzw. die Endfedern der Lastfedern in Federtöpfen geführt, die
eine im wesentlichen prismatische Form aufweisen. Dabei sind
die Ansteuerelemente im Eingangsteil mit einer entsprechenden
Gegenform ausgeführt und die Lastfedern sind im Ruhezustand mit
einer Vorspannung versehen und gegenüber den Deckblechen der
Leerlauffedereinrichtung im wesentlichen spielfrei angeordnet.
Durch diese Vorspannung der Lastfedern ist bei Drehmomentbeauf
schlagung unterhalb dieser Vorspannkraft gewährleistet, daß die
Lastfedern keine Relativbewegung gegenüber dem Eingangsteil
ausführen und somit keinen Anteil an der Erzeugung einer im
Leerlaufbetrieb unerwünschten Reibung haben. Dabei entspricht
erfindungsgemäß die Vorspannung der Lastfedern im wesentlichen
der maximalen Belastung der Leerlauffedern. Dadurch ist inner
halb des Leerlaufbereiches keine Relativbewegung der Lastfedern
vorhanden und der Übergang vom Leerlauf in den Lastbereich er
folgt praktisch ohne Sprung in der Federkraftkennlinie.
Die Ansteuerkanten an den radialen Armen weisen eine Gegenkon
tur zu der der Federtöpfe auf. Damit können im Lastbereich die
zu übertragenden Kräfte sicher auf die Federtöpfe übertragen
werden.
Bei einer Ausführung, wobei die Deckbleche schwenkbar um eine
separate Drehachse angeordnet sind, wird vorgeschlagen, die
Kontur der Deckbleche lediglich mit der radial äußeren Fläche
der Federtöpfe in Wirkverbindung zu bringen. Auf diese Weise
ist es leicht möglich, unter Erzeugung einer sehr geringen
Reibung Einfluß auf die Federkennlinie der Leerlauffederung zu
nehmen. Bei entsprechender Ausbildung der Ansteuerkanten und
der Federtöpfe ist es möglich, nicht lineare Federkennlinien
zu erzeugen.
Eine weitere Möglichkeit, eine Leerlauffederung im Bereich der
Lastfedern anzuordnen, ist darin zu sehen, daß entsprechend
federbelastete Zwischenelemente innerhalb der Federtöpfe ange
ordnet werden. Auf diese Weise ist die Leerlauffederung prak
tisch in den Federtopf hinein verlegt und kann somit vor dem
gesamten Zusammenbau des Torsionsschwingungsdämpfers montiert
und auch auf Funktion überprüft werden. Das Zwischenelement
kann hierbei als rotationssymmetrisches Bauteil ausgebildet
sein, welches in einer entsprechenden Öffnung im Federtopf ge
führt ist. Das Zwischenelement weist hierbei einen Anschlag zur
Begrenzung des maximalen Federweges auf und es stützt sich über
die zugehörige Leerlauffeder an einer Federauflage auf, die
durch die Lastfeder im Federtopf gehalten wird. Durch die
separate Anordnung der Federauflage kann der Federtopf in ein
facher Weise bearbeitet werden und die Abstützung der Leerlauf
feder erfolgt direkt über das Stirnende der Lastfeder.
Das Zwischenelement kann jedoch auch als sehr einfach herzu
stellendes flaches Bauteil ausgebildet sein, welches in einem
Schlitz des Federtopfes geführt ist. Bei der Ausbildung des
Federtopfes als Kunststoffspritzteil ist der Schlitz zur Füh
rung des Zwischenelementes leicht herstellbar. Als Axialan
schlag kann hierbei ein einfacher Querstift herangezogen wer
den, der ein Fenster im Zwischenelement durchdringt, in welchem
auch die Leerlauffeder angeordnet ist.
Der Torsionsschwingungsdämpfer ist erfindungsgemäß in vorteil
hafter Weise in ein Zweimassenschwungrad eingesetzt, wobei das
Eingangsteil an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine befe
stigt ist und als erste Schwungmasse ausgebildet ist und das
Ausgangsteil als Verbindungselement zur zweiten Schwungmasse
fungiert. Ein Zweimassenschwungrad mit dem erfindungsgemäßen
Torsionsschwingungsdämpfer bildet eine besonders kompakte Bau
einheit, da die Leerlauffederung in den radial äußeren Bereich
der beiden Schwungmassen integriert werden kann, wodurch der
radial innere Bereich für andere Bauteile freigehalten wird.
Die im Leerlaufbereich sehr erwünschte niedrige Reibung wird
durch die bereits abgehandelte Ausbildung auf einfache Weise
erzielt.
Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispie
len näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1
den Teillängsschnitt durch ein Zweimassenschwungrad;
Fig. 2
den Schnitt II-II gemäß Fig. 1;
Fig. 3 und 4
Teilansicht und Teilschnitt einer Leerlauffedereinrichtung;
Fig. 5 und 6
Teilansicht und Teilschnitt einer Variante einer Leerlauffeder
einrichtung;
Fig. 7 und 8
Teilansicht und Teilschnitt einer weiteren Variante einer
Leerlauffedereinrichtung;
Fig. 9 und 10
Integration einer Leerlauffederung in einen Federtopf;
Fig. 11 und 12
Varianten von Leerlauffederungen im Federtopf.
Fig. 1 zeigt den Teillängsschnitt I-I durch ein Zweimassen
schwungrad 1. Dieses besteht aus der ersten Schwungmasse 2,
die an eine nicht dargestellte Kurbelwelle einer Brennkraftma
schine angeschraubt ist. Die Befestigung erfolgt unter Zwi
schenschaltung einer Nabe 52 und eines Ringes 53, wobei diese
beiden Bauteile unter anderem ein Lager 50 aufnehmen, welches
die zweite Schwungmasse 3 trägt. Die zweite Schwungmasse 3 ist
axial fest an der Kurbelwelle angeordnet, kann jedoch umfangs
mäßig gegenüber der ersten Schwungmasse 2 um einen bestimmten
Betrag verschwenkt werden, und zwar gegen die Kraft einer
Torsionsfederung. Diese Torsionsfederung ist zwischen der
Scheibe 8 und der ersten Schwungmasse 2 angeordnet. Die Schei
be 8 ist in ihrem radial inneren Bereich über Niete 49 fest
mit der zweiten Schwungmasse 3 verbunden. Die erste Schwungmas
se 2 fungiert somit als Eingangsteil und die zweite Schwungmas
se 3 als Ausgangsteil. Letztere ist üblicherweise mit einer
nicht dargestellten Reibungskupplung versehen, die zum Anfahren
und zum Schalten willkürlich betätigt werden kann. Wie auch in
Verbindung mit Fig. 2 zu erkennen, bildet die zweite Schwung
masse 2 einen Kanal 6, der konzentrisch zur Drehachse 5 ange
ordnet ist. Um diese Drehachse 5 drehen sich sämtliche Bauteile
des Zweimassenschwungrades 1. Im Kanal 6 sind auf einem großen
mittleren Durchmesser die Lastfedern 4 angeordnet, die sich im
vorliegenden Fall über Federtöpfe 7 sowohl an der Scheibe 8 als
auch an der ersten Schwungmasse 2 abstützen. Die Lastfedern 4
können dabei einteilig und gekrümmt ausgeführt sein, sie können
jedoch aus mehreren kurzen aber hintereinander geschalteten
Federn bestehen. In der ersten Schwungmasse 2 sind seitlich
Ansteuerelemente 10 bzw. 11 angeordnet, die eine Gegenkontur
zur Kontur der Federtöpfe 7 bilden. Die Gegenkontur ist dabei
als Ansteuerkante 13 bezeichnet und die Kontur der Federtöpfe 7
wird von zwei Flächen gebildet, und zwar von einer radial
äußeren Fläche 38 und einer radial inneren Fläche 39. Beide
bilden im wesentlichen ein Prisma und sie laufen von der Feder
wegweisend aufeinander zu und enden in einer Ausrundung. Die
Ansteuerelemente 10 und 11 sind jeweils über Niete 12 entweder
in der ersten Schwungmasse 2 oder in einem Deckel 47 befestigt.
Der Deckel 47 ist gegenüber der zweiten Schwungmasse 3 als Be
grenzung angeordnet und ist radial innerhalb der Federanordnung
über eine Dichtung 48 gegenüber der Scheibe 8 abgedichtet.
Diese Abdichtung ist vorgesehen, um den teilweise mit einem
Schmier- oder Dämpfmedium gefüllten Kanal 6 nach außen hin ab
zudichten. Die Scheibe 8 erstreckt sich in den Kanal hinein mit
mehreren radial abstehenden Armen 9, die sich in Ruhestellung
gem. Fig. 2 axial zwischen den Ansteuerelementen 10 und 11 be
finden und die die Kraftweiterleitung von der Torsionsfederung
auf die zweite Schwungmasse 3 ermöglichen. Weiterhin ist ent
sprechend Fig. 1 zwischen der ersten Schwungmasse 2 und dem
radial inneren Bereich der Scheibe 8 eine Reibeinrichtung 51
für den Lastbereich vorgesehen. Diese Reibeinrichtung ist durch
entsprechende Aussparungen so ausgebildet, daß sie nach erst
Zurücklegen eines für die Leerlauffederung vorgesehenen Ver
drehwinkels zum Einsatz kommt.
Die Leerlauffederung ist im vorliegenden Fall zwischen den
Armen 9 der Scheibe 8 und den Federtöpfen 7 der Lastfedern 4
angeordnet. Sie besteht unter anderem aus Zwischenelementen 17,
die in Umfangsrichtung schwenkbar an den Armen 9 befestigt
sind. Wie in Verbindung mit der vergrößerten Darstellung der
Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, bestehen die Zwischenelemente 17
aus zwei Deckblechen 24, die zu beiden Seiten des Armes 9 ver
laufen. Die Deckbleche 24 weisen deckungsgleiche Fenster 27 auf
zur Aufnahme einer Schraubenfeder 29 für die Darstellung der
Leerlauffederung. Im Arm 9 ist ein Fenster 28 angeordnet,
welches zumindest umfangsmäßig im wesentlichen mit den Fen
stern 27 in den Deckblechen 24 korrespondiert. In diesem Fen
ster ist eine Schraubenfeder 29 angeordnet, welche der Leer
lauffederung dient. Beide Deckbleche 24 sind radial innerhalb
der Fenster 28 über ein Abstandsniet 31 untereinander fest ver
bunden und auf Abstand gehalten und können so um die durch den
Abstandsniet 31 gebildete Drehachse 3 in beiden Umfangsrichtun
gen begrenzt verdreht werden. Radial außerhalb der Leerlauffe
der 29 sind die Deckbleche 24 weiterhin untereinander verbun
den, und zwar über eine axial aus dem einen Deckblech abge
winkelte Nase 32, die einmal in ihrem Endbereich nicht darge
stellte axiale Anschlagkanten zur Anlage am gegenüberliegenden
Deckblech aufweist und die in eine umfangsmäßige Aussparung 33
drehfest eingreift. Auf diese Weise sind beide Deckbleche 24
drehfest untereinander verbunden und auf exakten Abstand gehal
ten. Die Anordnung der Zwischenelemente 17 im Zweimassen
schwungrad 1 geht aus den Fig. 1 und 2 hervor. Die Lastfedern 4
sind über die Federtöpfe 7 und die Ansteuerelemente 10 und 11
in der ersten Schwungmasse 2 umfangsmäßig unter Vorspannung ge
halten und nehmen die in Fig. 2 dargestellte Ruhestellung ein.
In dieser Ruhestellung befinden sich auch die Zwischenelemente
17 in ihrer Mittelstellung gemäß den Fig. 2 und 3, wobei die
Leerlauffeder 29 entlastet ist. In dieser Ruhestellung reichen
die Ansteuerelemente 17 mit den Ansteuerkanten 14 der Deckble
che 24 über die Ansteuerkanten 13 des Arms 9 in Umfangsrichtung
hinaus. Dieses Überstandsmaß legt den Wirkungsbereich der Leer
lauffederung fest. Im Ruhezustand sind die Federtöpfe 7 auf
beiden umfangsmäßigen Seiten der Zwischenelemente 17 praktisch
spielfrei gegenüber den Ansteuerkanten 14 angeordnet. Dabei ist
darauf hinzuweisen, daß die Ansteuerkanten 13 in den Armen 9
praktisch die Gegenkontur zu den Flächen 38 und 39 der prisma
tisch ausgebildeten Federtöpfe 7 darstellen.
Bei einer Drehmomenteinleitung in das Zweimassenschwungrad 1
über die erste Schwungmasse 2 kann man sich die zweite Schwung
masse 3 mit der Scheibe 8 als feststehendes Bauteil vorstel
len, gegenüber dem die erste Schwungmasse 1 sich in Richtung
des Pfeiles F verdreht. Durch die Vorspannkraft werden die
Lastfedern 4 im ersten Bewegungsablauf nicht komprimiert, so
daß der Federtopf 7 entsprechend der rechten Seite von Fig. 2
über die Ansteuerkante 14 des Zwischenelementes 17 eine Rela
tivbewegung dieses Zwischenelementes bewirkt, indem dieses eine
Schwenkbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehachse 30
ausführt. Diese Drehbewegung ist möglich, da gleichzeitig der
auf der linken Seite gemäß Fig. 2 angeordnete Federtopf 7 um
das gleiche Maß in Richtung des Pfeiles F von der gegenüberlie
genden Ansteuerkante des Zwischenelementes 17 wegbewegt wird.
Während der Schwenkbewegung des Zwischenelementes 17 wird die
Leerlauffeder 29 beaufschlagt und das gesamte System ist in
diesem Bereich mit einer sehr geringen Reibung behaftet.
Im wesentlichen besteht diese Reibung nur aus der Reibung zwi
schen dem Abstandsniet 31 und der entsprechenden Bohrung im
Arm 9 sowie aus der Reibung im Lager 50. Die Lastfedern 4, die
sich in jedem Fall an der Innenwandung des Kanals 6 abstützen,
tragen im Bereich der Leerlauffederung nicht zur Erzeugung
einer Reibung bei. Dabei ist die Vorspannung der Lastfedern 4
etwa so groß ausgelegt, wie die maximale Vorspannung der Leer
lauffedern 29 in deren Endstellung. Weiterhin ist durch die
Ausbildung der Ansteuerkanten 14 der Deckbleche 24 ein Eingriff
in den Verlauf der Federkennlinie im Leerlaufbereich möglich.
Durch entsprechende Geometrie der Ansteuerkanten 14 gegenüber
der Kontur des Federtopfes 7 kann beispielsweise eine progres
sive Federkennung erzielt werden.
In den Fig. 5 und 6 sind Zwischenelemente 18 dargestellt, die
gegenüber der Ausführung gemäß den Fig. 3 und 4 um die gemein
same Drehachse schwenkbar angeordnet sind. Zu diesem Zweck ist
im Arm 9 radial außerhalb und radial innerhalb der Fenster 28
für die Leerlauffedern 29 jeweils ein bogenförmiger Längs
schlitz 34 angeordnet, durch den sich hindurch axial abgebogene
Nasen 35 des einen Deckblechs 25 hindurch erstrecken. Diese
Nasen 25 erstrecken sich durch entsprechende Öffnungen im
gegenüberliegenden Deckblech und sind dort mit diesem fest ver
nietet. Sie erfüllen somit einen doppelten Zweck, nämlich ein
mal die gegenseitige Fixierung der beiden Deckbleche 25 unter
einander sowie die Führung gegenüber den umfangsmäßigen Längs
schlitzen 34 insgesamt. Die Funktion ist ansonsten prinzipiell
die gleiche wie bei den Fig. 3 und 4.
Eine weitere Variante von Zwischenelementen ist in den Fig. 7
und 8 dargestellt. Die Zwischenelemente 19 unterscheiden sich
hierbei gegenüber den Zwischenelementen 18 der Fig. 5 und 6
lediglich dadurch, daß die Verbindungselemente zwischen den
beiden Deckblechen 26 aus Nietbolzen 36 bestehen, die die
beiden Deckbleche untereinander verbinden und auf Abstand
halten und die jeweils mit einer Rolle 37 versehen sind, um
bei Relativbewegung gegenüber dem Arm 9 eine rollende Reibung
zu haben. Diese Ausführung ist beispielsweise gegenüber der
Ausführung gemäß den Fig. 5 und 6 mit einer niedrigeren Rei
bung behaftet.
Eine ganz andere Ausbildung der Leerlauffederung wird nachfol
gend anhand der Fig. 9 bis 12 erläutert. Die Fig. 9 und 10
zeigen einen Federtopf 23, der mit einer integrierten Leerlauf
federung ausgestattet ist. Diese besteht jeweils aus einem
Zwischenelement 20, das im Ruhezustand des Systems umfangsmäßig
aus dem Federtopf 23 um das Maß der Leerlauffederung hervorste
ht. Zu diesem Zweck ist im Federtopf 23 ein Schlitz 44 ange
bracht, der sich etwa tangential zur Drehachse 5 des Zweimas
senschwungrades 1 erstreckt und in welchen ein flaches Zwi
schenelement 20 verschiebbar eingesetzt ist. Dieses Zwischen
element 20 weist eine Ansteuerkante 16 auf, die im eingefahre
nen Zustand des Zwischenelementes 20 - bei einer Drehmomentbe
aufschlagung größer als das maximale Leerlaufmoment - mit den
Flächen 38 und 39 des Federtopfs 23 übereinstimmen. Im Zwi
schenelement 20 ist ein Fenster 45 angeordnet zur Unterbringung
einer Leerlauffeder 29. Zur Sicherung des Zwischenelementes 20
ist im Federtopf 23 ein Querstift 46 angeordnet, der durch das
Fenster 45 hindurchreicht und an dem sich die Leerlauffeder 29
mit ihrem einen Ende abstützt. Mit ihrem anderen Ende stützt
sie sich direkt am Zwischenelement 20 ab. Die Anordnung des mit
der Leerlauffeder 29 versehenen Zwischenelementes 20 im Feder
topf 23 hat den Vorteil, daß der entsprechende Arm 9 der Schei
be 8 direkt beaufschlagt werden kann und das die Funktion der
Leerlauffederung an dem noch nicht verbauten Federtopf 23
leicht überprüft werden kann.
In den Fig. 11 und 12 sind zwei weitere Varianten von in den
Federtopf 23 integrierten Leerlauffederungen dargestellt. In
Fig. 11 ist in eine abgestufte Bohrung im Federtopf 23 ein
Zwischenelement 21 eingesetzt, welches rotationssymmetrisch
ausgebildet ist und beispielsweise aus einer Blechhülse be
steht. Diese weist an ihrem dem Federtopf zugewandten Ende
einen Bund auf, der als Anschlag 40 fungiert und die maximale
Federbewegung begrenzt. In den Federtopf 23 ist weiterhin eine
Federauflage 42 eingesetzt, an der sich die Leerlauffeder 29
abstützt und die von der nicht dargestellten Lastfeder 4 gegen
über dem Federtopf 23 in ihrer Stellung gehalten wird. Durch
die hohle Ausführung des Zwischenelements 21 ist es möglich,
die Leerlauffeder 29 umfangsmäßig sehr raumsparend anzuordnen.
Fig. 12 zeigt eine Variante von Fig. 11, wobei in eine Bohrung
des Federtopfes 23 ein rotationssymmetrisches Zwischenelement
22 eingesetzt ist, welches aus Vollmaterial besteht. Es ist
ebenfalls über einen umlaufenden Anschlag 41 in seiner Maximal
bewegung festgelegt und auf seiner Rückseite stützt sich die
Leerlauffeder 29 ab. Die zweite Abstützung der Leerlauffeder 29
findet an einer Federauflage 43 statt, die als Blechtiefzieh
teil ausgebildet ist und die von der Lastfeder 4 in ihrer
Stellung gegenüber dem Federtopf 23 gehalten ist.
Die in den Figuren beschriebene Leerlauffedereinrichtung eignet
sich nicht nur für die Verwendung in einem Zweimassenschwung
rad, sondern sie kann auch ohne weiteres beispielsweise in eine
Kupplungsscheibe integriert werden. Auch bei dieser Anwendung
kann eine raumsparende Anordnung von Lastfedern und Leerlauf
federn auf einem gemeinsamen mittleren Durchmesser erfolgen.
Claims (24)
1. Torsionsschwingungsdämpfer im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere
zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe, umfassend Bauteile, wie ein Eingangsteil
und ein Ausgangsteil sowie zumindest eine Torsionsfederung zwischen beiden, wo
bei Eingangsteil und Ausgangsteil um eine gemeinsame Drehachse umlaufen und
gegeneinander bei Drehmomentbeaufschlagung begrenzt gegen die Kraft der Torsi
onsfederung verdrehbar sind, wobei ferner das Eingangs- oder das Ausgangsteil einen kon
zentrischen Kanal bildet zur Aufnahme eines Satzes Schraubenfedern mit großer
Länge oder mit Hintereinanderanordnung mehrerer einzelner kürzerer Federn auf ei
nem gemeinsamen Durchmesser, der mit axial einander gegenüberliegenden Ansteu
erelementen zur Beaufschlagung der Stirnenden der Schraubenfedern ausgestattet
ist, radial verlaufende Arme an einem der Bauteile, die axial zwischen den Ansteuere
lementen verlaufen und Ansteuerkanten zur Beaufschlagung der Stirnenden der
Schraubenfedern aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Tor
sionsfederung für den Leerlaufbereich zwischen den Stirnenden der Lastfedern (4)
und den Ansteuerkanten (13) der radial verlaufenden Arme (9) umfangsmäßig fe
dernde Zwischenelemente (17 bis 22) angeordnet sind, die ebenfalls Ansteuerkanten
(14, 15, 16) aufweisen, die nach Aufbrauch ihres Federweges durch Anschläge über
brückbar sind und deren Federkennlinie sehr flach verläuft.
2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
federnden Zwischenelemente (17, 18, 19) aus im wesentlichen deckungsgleichen
und paarweise verbauten Deckblechen (24, 25, 26) bestehen, die zu beiden Seiten
jedes der radialen Arme (9) angeordnet sind, untereinander fest verbunden und auf
Abstand gehalten sind und in Ruhelage in beide Drehrichtungen über
die Kontur der Ansteuerkanten (13) der Arme (9) um das Maß der Leerlauffederung
hinausragen.
3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in beiden
Deckblechen (24, 25, 26) als auch im entsprechenden Arm (9) im wesentlichen dec
kungsgleiche Fenster (27, 28) zur Aufnahme einer Leerlauffeder (29) vorgesehen
sind.
4. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide
Deckbleche gegenüber dem radialen Arm (9) lediglich über die Leerlauffeder (29) ge
führt sind.
5. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Deckbleche (24) gegenüber dem Arm (9) eine Schwenkbewegung um eine
separate Drehachse (30) ausführen.
6. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zen
trisch und radial innerhalb der Fenster (27, 28) für die Leerlauffeder (29) eine Dreh
achse (30) angeordnet ist, um die die Deckbleche (24) verschwenken und die parallel
zur Drehachse (5) verläuft.
7. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Drehachse (30) von dem Schaft eines Abstandsniets (31) gebildet ist der in einer ent
sprechenden Bohrung des Armes (9) gelagert ist und der geringfügig länger ausge
bildet ist als die Materialstärke des Armes und der in beiden Achsrichtungen mit im
Durchmesser kleineren Nietfortsätzen versehen ist, die in entsprechenden Bohrungen
die Deckbleche (24) durchdringen und von der Außenseite her vernietet sind.
8. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als
weitere Verbindung zwischen beiden Deckblechen (24) radial außerhalb der Fenster
(27) für die Leerlauffeder (29) an dem einen eine axial umgebogene Nase (32) ange
ordnet ist, die in einer Aussparung (33) des anderen umfangsmäßig fest eingreift.
9. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nase (32) im Bereich ihres Stirnendes mit zwei Anschlagkanten versehen ist, die sich
axial an dem anderen Deckblech abstützen.
10. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide
Deckbleche (25, 26) gegenüber dem Arm (9) eine Bewegung in Umfangsrichtung um
die gemeinsame Drehachse (5) ausführen.
11. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im
Arm (9) radial über und unter dem Fenster (28) für die Leerlauffeder (29) Längsschlit
ze (34) angeordnet sind, die bogenförmig um die Drehachse (5) verlaufen und in die
Führungselemente (35; 36, 37) der Deckbleche (25, 26) eingreifen.
12. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus
dem einen Deckblech axial umgebogene Nasen (35) ausgestellt sind, die in entspre
chende Öffnungen des anderen Deckblechs (25) eingreifen.
13. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nasen (35) im Bereich ihrer Stirnenden mit zwei Anschlagkanten versehen sind, die
sich axial am anderen Deckblech (25) abstützen, wobei die Nasen verstemmt sind.
14. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungselemente in Form von Nietbolzen (36) und darauf beweglichen Rollen (37)
ausgebildet sind.
15. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5 und 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Federenden oder die Endfedern der Lastfedern (4) in Federtöp
fen (7, 23) geführt sind, die jeweils eine radial äußere und radial innere Fläche (38,
39) aufweisen, die im wesentlichen ein Prisma bilden, wobei die Flächen (38, 39)
von den Lastfedern (4) wegweisend in einer Ausrundung enden und einerseits die
Ansteuerelemente (10, 11) im konzentrischen Kanal (6) eine entsprechende Gegen
kontur aufweisen und andererseits die Lastfedern (4) im Ruhezustand eine Vorspan
nung aufweisen und eine Stellung gegenüber den Deckblechen (24, 25, 26) einneh
men, die umfangsmäßig im wesentlichen spielfrei ist.
16. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorspannung der Lastfedern (4) im wesentlichen der maximalen Belastung der Leer
lauffedern (29) entspricht.
17. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ansteuerkanten (13) an den radialen Armen (9) eine Gegenkontur zur der der Feder
töpfe (7, 23) aufweisen.
18. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 17 wobei die Deckbleche schwenkbar
um eine separate Drehachse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kon
tur (Ansteuerkanten 14) der Deckbleche (24) lediglich mit der radial äußeren Fläche
(38) der Federtöpfe (7) in Wirkverbindung steht.
19. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kontur (Ansteuerkante 14) derart auf die radial äußere Fläche (38) abgestimmt ist,
daß nicht lineare Leerlauffederkennlinien erzielbar sind.
20. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Federenden oder die Endfedern der Lastfedern (4) in Federtöpfen (23) geführt sind,
die jeweils eine radial äußere und radial innere Fläche (38, 39) aufweisen, die im we
sentlichen ein Prisma bilden und von den Federenden wegweisend zusammenlaufen
und daß weiterhin die Ansteuerkanten der Ansteuerelemente (10, 11) im konzentri
schen Kanal (6) und an den radialen Armen (9) der Form der Federtöpfe (23) ange
paßt ist und in jedem Federtopf 5 eine Leerlauffeder (29) angeordnet ist, die im Fe
dertopf geführt ist und sich in eine Umfangsrichtung (auf die Federenden oder die
Endfedern der Lastfederung zu) am Federtopf abstützt und in entgegengesetzter
Richtung über ein im Federtopf verschiebbares Zwischenelement (20 bis 22), welches
im Ruhezustand über die Kontur (Flächen 38, 39) des Federtopfes hinausragt und mit
den Ansteuerkanten (13) am radialen Arm (9) in Wirkverbindung steht.
21. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zwischenelement (21, 22) als rotationssymmetrisches Bauteil ausgebildet ist mit ei
nem Anschlag (40, 41) zur maximalen Wegbegrenzung im Federtopf (23) und die
Abstützung in Richtung Lastfeder (4) über eine Federauflage (42, 43) erfolgt, die am
Federtopf gehalten ist durch die Vorspannkraft der Lastfeder.
22. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zwischenelement (20) als flaches Bauteil ausgeführt ist, das in einem Schlitz (44) des
Federtopfes (23) geführt ist, mit einem Fenster (45) für die Leerlauffeder (29), wobei
die Abstützung der Leerlauffeder (29) in Richtung Lastfeder (4) über einen Querstift
(46) erfolgt, der das Fenster (45) durchdringt und so das flache Bauteil wegbegrenzt
sichert.
23. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 20 bis 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Lastfedern (4) im Ruhezustand über die Federtöpfe (23) und die An
steuerelemente (10, 11) des Kanals (6) auf Vorspannung gehalten sind, die im we
sentlichen der maximalen Kraft der Leerlauffedern (29) entspricht und die Stellung
der Zwischenelemente (20 bis 22) gegenüber den Ansteuerkanten (13) der radialen
Arme (9) umfangsmäßig im wesentlichen ohne Spiel ausgebildet ist.
24. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 23, dadurch gekennzeich
net, daß der Kanal (6) im Eingangsteil und die radialen Arme (9) am Ausgangsteil an
geordnet ist und das Eingangsteil als an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine an
geordnete erste Schwungmasse (2) und das Ausgangsteil als Verbindungsteil (Scheibe
8) zur zweiten Schwungmasse (3) eines Zweimassensystems ausgebildet sind.
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