Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch die DE 31 39 658 C2 ist, insbesondere in Fig. 3 und 4,
ein Torsionsschwingungsdämpfer mit einem antriebsseitigen
Übertragungselement in Form eines Belagträgers bekannt, der
mit einem auf einer als abtriebsseitiges Übertragungselement
wirksamen Nabe angeordneten Sonnenrad eines Planetengetriebes
fest verbunden ist. Das letztgenannte weist einen gegenüber
dem Belagträger zu einer begrenzten Relativdrehung befähigten,
an der Nabe befestigten Planetenträger auf, an dem Planeten
räder gelagert sind, die einerseits mit dem Sonnenrad und an
dererseits mit einem an Deckblechen für die Nabe befestigten
Hohlrad in Eingriff stehen, das gegenüber der Nabe relativ
drehbar ist. Die Deckbleche weisen Ausnehmungen für je eine
Federeinrichtung auf, die durch Anlagekanten für die jeweilige
Federeinrichtung begrenzt sind.
Die Einleitung eines von einem Antrieb erzeugten Drehmomentes
erfolgt bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer über den Belag
träger auf das Sonnenrad. Drehmomentschwankungen bewirken beim
Abrollen der Planetenräder eine Relativdrehung von Planeten
träger und Hohlrad, die eine Lageänderung der Deckbleche ge
genüber der Nabe bewirken. Hierdurch werden die Federeinrich
tungen verformt.
Bei entsprechender Wahl des Übersetzungsverhältnisses am Pla
netengetriebe kann der Drehwinkel zur Verformung der Feder
elemente im Vergleich zu einem Torsionsschwingungsdämpfer ohne
Planetengetriebe verändert und damit der störende Einfluß von
Drehmomentschwankungen vermindert werden. Wegen des
abtriebsseitig bei derartigen Torsionsschwingungsdämpfern ge
ringen Massenträgheitsmoments ist aber das Vermögen, größere
Drehmomentschwankungen aufzunehmen, begrenzt.
Um auch größere Drehmomentschwankungen aufnehmen zu können,
hat sich ein Zweimassen-Schwungrad als vorteilhaft herausge
stellt, wie es beispielsweise in der DE 36 30 398 C2 be
schrieben ist. Hierbei wird zwischen einer antriebsseitigen
Schwungmasse und einer abtriebsseitigen Schwungmasse eine Fe
dereinrichtung angeordnet, durch die eine Relativbewegung der
beiden Schwungmassen gegeneinander ermöglicht wird. Bei der
artigen Zweimassen-Schwungrädern werden eingeleitete Drehmo
mente allerdings ohne Übersetzung im Torsionsschwingungsdämp
fer an die Abtriebsseite übertragen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Torsions
schwingungsdämpfer so auszubilden, daß dieser Drehmomente mit
vorbestimmbarer Übersetzung übertragen und auch große Drehmo
mentschwankungen abbauen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen
des Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch Ausbildung des Torsionsschwingungsdämpfers mit einer
antriebs- sowie einer abtriebsseitigen Schwungmasse und einem
mit zumindest einer der beiden Schwungmassen verbundenen Ele
ment eines Planetengetriebes, wie beispielsweise Sonnenrad,
Planetenträger oder Hohlrad, das als Zwischenmasse bezeichnet
ist, wird folgendes erreicht:
Wenn an einer der Schwungmassen ein Drehmoment eingeleitet
wird, das eine Relativbewegung dieser Schwungmasse gegenüber
der jeweils anderen auslöst, wird ein erstes Teilmoment an die
andere Schwungmasse, ein zweites Teilmoment dagegen an die
Zwischenmasse übertragen, wobei diese Teilmomente hinsichtlich
Betrag und Wirkrichtung von der Ausbildung des Planetenge
triebes und dessen Anbindung an die Schwungmassen abhängig
ist. Es ist ohne weiteres möglich, daß jedes dieser Teilmo
mente größer als das eingeleitete Drehmoment ist, die beiden
Teilmomente aber, bedingt durch die erfindungsgemäße Anordnung
der Federeinrichtung zwischen jeweils zwei Massen (Schwung- oder
Zwischenmasse) aufgrund der Verformung der Federeinrich
tung mit unterschiedlichen Auslenkwinkeln einander entgegen
wirken, so daß das abgegebene Drehmoment betragsmäßig zwar
wieder in der Größenordnung des eingeleiteten liegt, aber,
bedingt durch die eine Glättung des Momentenverlaufs bewir
kende Federverformung, nahezu ohne Momentenschwankungen an ein
nachgeschaltetes Getriebe übertragbar ist. Große Teilmomente
haben hierbei eine geringe Drehzahldifferenz der Zwischenmasse
gegenüber der jeweils abtriebsseitigen Schwungmasse zur Folge,
so daß an der Federeinrichtung, die einerseits an der Zwi
schenmasse und andererseits an einer der beiden Schwungmassen
angreift, nur eine relativ kleine Verformung auftritt. Die
durch die Massen bedingte Trägheit wirkt aufgrund der großen
Teilmomente scheinbar gering. Umgekehrt haben durch entspre
chende Ausbildung des Torsionsschwingungsdämpfers bewirkte
kleine Teilmomente an der Zwischenmasse und der jeweiligen
ausgangsseitigen Schwungmasse eine große Drehzahldifferenz zur
Folge, was eine erhebliche Verformung der Federeinrichtung und
die Wirkung einer scheinbar großen Trägheit der mit der Fe
dereinrichtung in Eingriff stehenden Massen zur Folge hat.
Bei Kenntnis dieses Sachverhalts ist die Ausbildung des Pla
netengetriebes sowie die Anbindung der Zwischenmasse an zu
mindest eine der beiden Schwungmassen so auszulegen, daß ein
antriebsseitig aufgenommener Momentenstoß soweit als möglich
gedämpft und an der abtriebsseitigen Schwungmasse wieder ab
gegeben wird. Welche Schwungmasse hierbei antriebs- bzw.
abtriebsseitig ist, wird durch die jeweilige Einbaulage des
Torsionsschwingungsdämpfers bestimmt.
Bei einem Wechsel von einer der möglichen Betriebsarten auf
die jeweils andere, also beispielsweise von Zug- auf Schubbe
trieb, wird vorzugsweise eine Änderung der Übersetzung erfol
gen, da diese von den Zähnezahlen des Sonnen- sowie des Hohl
rades im Verhältnis zueinander bestimmt wird.
In den Ansprüchen 2 bis 4 sind beispielhaft bevorzugte Aus
führungen einer Anbindung der Zwischenmasse an zumindest eine
der beiden Schwungmassen sowie das Zusammenwirken der Zwi
schenmasse mit der zugeordneten Schwungmasse über die Feder
einrichtung angegeben. Hierbei kann die Federeinrichtung
abtriebsseitig angeordnet sein, d. h. sie greift zwischen der
abtriebsseitigen Schwungmasse und der Zwischenmasse an, sie
kann aber ebenso antriebsseitig vorgesehen sein, wobei sie
zwischen der Zwischenmasse und der antriebsseitigen Schwung
masse eingesetzt ist. Weiterhin kann die Federeinrichtung
zwischen den beiden Schwungmassen angreifen, wobei die Zwi
schenmasse nach Anspruch 3 mit beiden Schwungmassen verbunden
ist, während sie gemäß Anspruch 4 nur an einer von diesen an
greift.
In Anspruch 5 und 6 sind vorteilhafte konstruktive Weiterbil
dungen zu den vorgenannten Ausführungen angegeben.
Wie zu Anspruch 1 bereits erläutert, entwickeln die Zahnräder
des Planetengetriebes in Abhängigkeit vom Betrag der Teilmo
mente, die sich aus dem konstruktiven Aufbau des Planetenge
triebes und dessen Anbindung an die zumindest eine Schwung
masse ergeben, bei Einleitung eines Drehmomentes eine Rela
tivgeschwindigkeit zueinander. Bei hohen Teilmomenten kann
diese so gering sein, daß die Elemente des Planetengetriebes
außerhalb einer die Federeinrichtung umgebenden, mit
pastenförmigem Medium zumindest teilweise gefüllten Kammer
angeordnet sein können, beispielsweise entsprechend Anspruch 7
in einer Aussparung, da wegen der geringen Relativgeschwin
digkeit der Zahnräder zueinander zwischen deren Zähnen
verdrängtes pastenförmiges Medium nur eine vernachlässigbar
geringe Dämpfungswirkung aufzubauen vermag.
Im Gegensatz dazu kann es bei höheren Relativgeschwindigkeiten
sinnvoll sein, die Elemente des Planetengetriebes gemeinsam
mit der Federeinrichtung in der mit pastenförmigem Medium zu
mindest teilweise gefüllten Kammer anzuordnen. Diese Kammer
ist gemäß Anspruch 8 vorzugsweise in einer der beiden
Schwungmassen ausgebildet, so daß ein Einfluß der Relativbe
wegung zwischen antriebs- und abtriebsseitiger Schwungmasse
auf die Abdichtung der Kammer ausgeschlossen werden kann.
Durch Befüllen der Kammer mit pastenförmigem Medium wird eine
von der Winkelgeschwindigkeit des Planetenrades zum Hohlrad
bzw. zum Sonnenrad abhängige Dämpfung erzielt, da die Zahnrä
der beim Abrollen aufeinander das zwischen den Zahnflanken
vorhandene Medium in Achsrichtung verdrängen.
In Anspruch 9 ist eine vorteilhafte Ausführung des
erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers angegeben, bei
dem durch Anordnung von Planetenträgern an beiden Seiten der
Planetenräder eine zweite Funktion, nämlich eine Grobabdich
tung des Zahnradraumes sowie des der Federeinrichtung zur
Verfügung stehenden Raumes gegen Austreten des pastenförmigen
Mediums erzielbar ist, indem die Planetenträger als axiale
Trennwände wirksam sind, die radial weit nach innen gezogen
sind, um einen Austritt des Mediums in diesem Bereich zu ver
hindern. Eine Feinabdichtung wird durch den Ring gemäß An
spruch 10 und 11 erzielt, der zudem dafür sorgt, daß das
Hohlrad mit der zugeordneten Schwungmasse fest verbindbar ist.
Durch den Planetenträger wird eine radiale Lagerung der Zahn
räder gewährleistet. Um die axiale Position des Planetenträ
gers in der Kammer der entsprechenden Schwungmasse sicherzu
stellen, ist die Maßnahme des Anspruchs 12 vorgesehen. In An
spruch 13 ist eine vorteilhafte Ausführung hierfür angegeben.
Bedingt durch das Planetengetriebe weist der erfindungsgemäße
Torsionsschwingungsdämpfer eine erhebliche Anzahl von Stellen
auf, an denen Teile einer Relativbewegung zueinander unter
worfen sind, so daß diese zur Ausbildung einer Reibeinrichtung
geeignet sind. In Anspruch 14 ist eine bevorzugte Stelle
hierfür sowie die Ausführung des Planetenträgers zur Ansteue
rung der Reibeinrichtung angegeben. Anspruch 15 ist auf eine
vorteilhafte Ausführung dieser Reibeinrichtung gerichtet.
Hierbei gilt:
Bei einer Übersetzung des Planetengetriebes, die große Teil
momente bewirkt, kann die Reibeinrichtung eine kräftige,
feinfühlig dosierbare Tellerfeder aufweisen. Bei kleinen
Teilmomenten mit großen Winkelgeschwindigkeiten ist dagegen,
bei schlechter dosierbarer schwacher Tellerfeder, ein großer
Reibweg vorhanden.
In Anspruch 16 ist eine vorteilhafte Ausführungsform einer der
Schwungmassen angegeben, wodurch die Möglichkeit geschaffen
wird, einerseits die Federeinrichtung in dämpfendem
pastenförmigem Medium bewegen und andererseits über die Fe
dereinrichtung eine Verbindung der Schwungmasse zu einem der
Elemente des Planetengetriebes, vorzugsweise zu dem Planeten
träger herzustellen. Ausgehend von einer derartigen Schwung
masse ist in Anspruch 17 eine Weiterbildung gezeigt, nach
welcher die restlichen Elemente des Planetengetriebes außer
halb der mit pastenförmigem Medium gefüllten Kammer angeordnet
sind, während nach Anspruch 18 die Kammer in Achsrichtung
entsprechend vergrößert ist, um alle Elemente des Planetenge
triebes im Wirkungsbereich des dämpfenden Mediums aufzunehmen.
In Anspruch 19 ist aufgezeigt, wie eine derartige Kammer zur
Aufnahme der Federeinrichtung und ggf. des Planetengetriebes
nach außen abdichtbar ist.
In Anspruch 20 ist eine vorteilhaft Lösung angegeben, um eine
der beiden Schwungmassen auf der anderen Schwungmasse zu
lagern. Nach Anspruch 21 ist hierbei die gelagerte Schwung
masse fest und mit dem Planetenträger verbunden.
Durch die Anordnung der Lagerung zwischen zumindest zweien der
drei unterschiedlichen Massen, nämlich antriebseitige
Schwungmasse, Zwischenmasse oder abtriebseitige Schwungmasse
wird erreicht, daß die Zahnräder des Planetengetriebes ohne
Unwucht, die ohne den Einsatz der Lagerung durch das Spiel
zwischen den Verzahnungen entstehen würde, miteinander in
Eingriff treten können. Vorteilhafte Anordnungsmöglichkeiten
für die Lagerung sind in den Ansprüchen 23 und 24 angegeben.
Anspruch 25 zeigt, wie die Lagerung auf einfache konstruktive
Weise gegen Axialbewegungen sicherbar ist, während Anspruch 26
auf eine Maßnahme zur Isolation der Lagerung hauptsächlich
gegen Wärme gerichtet ist, die an der abtriebseitigen
Schwungmasse, welche zur Aufnahme des Reibbelags dient, ent
steht.
Während die Lagerung nach Anspruch 25 und 26 durch ein Wälz
lager gebildet wird, ist sie gemäß Anspruch 27 als Gleitlage
rung ausgebildet. Eine vorteilhafte Weiterbildung unter Ein
satz eines derartigen Gleitlagers ist in Anspruch 28 angege
ben.
Anspruch 29 und 30 gibt an, wie bei dem erfindungsgemäßen
Torsionsschwingungsdämpfer eine Lagerung mit besonders kleinem
Innendurchmesser und, dadurch bedingt, kleinem Außendurchmes
ser Verwendung finden kann.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Torsions
schwingungsdämpfers mit einem zumindest teilweise in
einer mit pastenförmigem Medium gefüllten Kammer
angeordneten Planetengetriebe und einer
ausgangsseitig vorgesehenen Federeinrichtung, teil
weise in Schnittdarstellung;
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt wie bei Fig. 2, aber mit Darstellung
eines zumindest teilweise in der Kammer angeordneten
Planetengetriebes mit eingangsseitiger Federein
richtung;
Fig. 4 wie Fig. 3, aber mit einem außerhalb der Kammer an
geordneten Planetengetriebe;
Fig. 5 ein Prinzipschaubild für ein Planetengetriebe mit
antriebseitiger Federeinrichtung zwischen
antriebsseitiger Schwungmasse und Planetenträgern;
Fig. 6 wie Fig. 5, aber mit der Federeinrichtung zwischen
der antriebsseitigen und der abtriebsseitigen
Schwungmasse;
Fig. 7 wie Fig. 5, aber mit abtriebsseitiger Federeinrich
tung zwischen dem Hohlrad und einem Planetenträger;
Fig. 8 wie Fig. 5, wobei allerdings der Planetenträger als
ausgangsseitige Schwungmasse wirksam ist;
Fig. 9 wie Fig. 2, aber mit einer Lagerung zwischen der
antriebseitigen und der abtriebseitigen Schwungmas
se;
Fig. 10 wie Fig. 9, aber mit der Lagerung zwischen der an
triebseitigen Schwungmasse und dem Planetenträger;
Fig. 11 wie Fig. 2, aber mit einer Gleitlagerung zwischen
antrieb- und abtriebseitiger Schwungmasse.
Fig. 12 wie Fig. 9, aber mit einer Lagerung kleinen Innen
durchmessers.
In Fig. 1 und 2 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer darge
stellt, der an seiner in Fig. 2 linken Seite eine Schwungmas
se 1 aufweist, die zur Einleitung einer Antriebsbewegung dient
und im Umfangsbereich mit einem Zahnkranz 2 für ein nicht ge
zeigtes Starterritzel versehen ist. Die Schwungmasse 1 ist als
antriebsseitiges Übertragungselement 3 wirksam.
Die Schwungmasse 1 ist an einer Nabe 4, die auf einer nicht
dargestellten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angeordnet
ist, durch Schrauben 5 gemeinsam mit einem ebenfalls auf der
Nabe 4 angeordneten Sonnenrad 7 eines Planetengetriebes und
einem Flansch 8 befestigt. Das Planetengetriebe weist zwei
beiderseits des Sonnenrades 7 angeordnete, als Zwischenmas
se 50 wirksame Planetenträger 9 auf, von denen der in Fig. 2
rechte bis an den Flansch 8 nach radial innen reicht, während
der linke Planetenträger (9) an seinem radial inneren Ende
Vorsprünge 10 (Fig. 1) aufweist, die, mit Spiel in Umfangs
richtung, in Aussparungen 12 einer Reibeinrichtung 13 ein
greifen, die, in axialer Richtung gesehen, zwischen der
antriebsseitigen Schwungmasse 1 und dem Sonnenrad 7 angeordnet
ist und durch eine Tellerfeder 15, einen Zwischenring 16 sowie
eine Reibscheibe 17 gebildet wird.
Die beiden Planetenträger 9 sind in axialer Richtung durch
eine Mehrzahl von auf gleichem Durchmesser angeordneten Hül
sen 18, in denen jeweils ein zwischen den beiden Planetenträ
gern 9 angeordnetes Planetenrad 20 drehbar gelagert ist, mit
einander verbunden. Die Hülsen 18 weisen zur axialen Verbin
dung der beiden Planetenträger 9 jeweils an ihren der
Schwungmasse 1 zugewandten Seiten eine flanschartige Aufwei
tung 21 auf und sind mit einem Innengewinde zur Aufnahme je
weils einer Schraube 22 versehen, deren Kopf an dem zur
Schwungmasse 1 ferneren Planetenträger 9 an dessen von der
Schwungmasse 1 abgewandten Seite zur Anlage kommt. Die Pla
netenräder 20 sind einerseits mit dem Sonnenrad 7 in Eingriff
und kämmen andererseits mit einem ebenfalls zwischen den bei
den Planetenträgern 9 angeordneten Hohlrad 24, das über
Schrauben 25 an einem sowohl die Planetenträger 9 als auch das
Hohlrad 24 im Umfangsbereich umgreifenden Ring 26 befestigt
ist. Das Hohlrad 24 weist radial außerhalb seines Zahnein
griffs mit den Planetenrädern 20 mit vorbestimmten Winkelab
ständen zueinander ausgebildete Ausnehmungen 27 auf, in denen
jeweils eine Federeinrichtung 28 eingesetzt ist. Diese weist,
wie in Fig. 1 dargestellt, eine Mehrzahl von Federn 30 auf,
von denen die jeweils äußersten über ein Anlageelement 31 an
jeweils einer Anlagekante 32 des Hohlrades 24 zur Anlage kom
men. Die einzelnen Federn 30 sind durch Gleitschuhe 33, die an
der Innenseite des Ringes 26 geführt sind, voneinander ge
trennt. Die Federeinrichtung 28 greift in axialer Richtung zu
beiden Seiten des Hohlrades 24 in entsprechende
Ausnehmungen 35 der Planetenträger 9, wobei die Anlageele
mente 31 an Anlagekanten 36 der Planetenträger 9 in Anlage
kommen. Durch eine Ausnehmung 27 im Hohlrad 24 sowie die zu
geordneten Ausnehmungen 35 in den Planetenträgern 9 wird je
weils ein Kanal 38 zur Aufnahme der Federeinrichtung 28 ge
bildet. Dieser ist in axialer Richtung an seiner der Schwung
masse 1 zugewandten Seite durch eine erste Dichtplatte 40
verschlossen, die einstückig mit dem Ring 26 ausgebildet ist
und bis in den Bereich der Reibeinrichtung 13 nach radial in
nen greift. Die Gegenseite des Kanals 38 ist, in axialer
Richtung gesehen, durch eine Dichtplatte 42 verschlossen, die
an dem Ring 26 befestigt ist und bis an den Flansch 8 nach
radial innen greift. Durch den Ring 26 wird zusammen mit den
Dichtplatten 40 und 42 eine Abdichtung 43 für eine Kammer 44
gebildet, die in einer weiteren Schwungmasse 45 ausgebildet
ist, die Planetenträger 9, die Zahnräder 7,20 und 24 sowie die
Federeinrichtung 28 aufnimmt und mit pastenförmigem Medium
befüllt ist. Die weitere Schwungmasse 45 ist fest mit dem
Ring 26 verbunden und dient als abtriebsseitiges Übertra
gungselement 46, das in nicht gezeigter Weise zur Aufnahme von
Reibbelägen der Kupplung vorgesehen ist.
Die Planetenträger 9 sowie die zwischen diesen aufgenommenen
Zahnräder 7, 20 und 24 sind sowohl in radialer als auch in
axialer Richtung durch den mit den Dichtplatten 40, 42 zusam
menwirkenden Ring 26 gesichert. Als axiale Bewegungssiche
rung 47 dieses Ringes zwischen den beiden Schwungmassen 1 und
45 ist, an der dem Ring 26 zugewandten Seite des Schwungra
des 1, ein Reibring 48 vorgesehen. Dieser erbringt neben
seiner bereits genannten Funktion eine Grundreibung für den
Torsionsschwingungsdämpfer, wobei die Höhe dieser Grundreibung
vom Abstand des Reibringes 48 von der Drehachse 54 des Torsi
onsschwingungsdämpfers abhängig ist.
Der Torsionsschwingungsdämpfer arbeitet wie folgt:
Bei Einleitung eines Drehmomentes auf die antriebsseitige
Schwungmasse 1 wird die hierdurch ausgelöste Bewegung auf das
Sonnenrad 7 geleitet, das aufgrund seiner Verzahnung mit den
Planetenrädern 20 dieselben antreibt. Da das Hohlrad 24 zu
nächst noch drehfest wirkt, wird die Bewegung des Sonnenra
des 7 in eine Drehung der Planetenräder 20 um die jeweilige
Hülse 18 sowie in eine Bewegung der Hülsen 18 selbst und damit
der Planetenträger 9 um die Drehachse 54 umgesetzt. Dadurch
wird das antriebsseitige Drehmoment verzweigt, und zwar in ein
erstes Teilmoment, das über die Planetenräder 20 auf die als
Zwischenmasse 50 wirksamen Planetenträger 9 gelangt, und in
ein zweites Teilmoment, das auf das Hohlrad 24 übertragen
wird. Ist das am Sonnenrad 7 eingeleitete Drehmoment bei
spielsweise gemäß Fig. 1 im Uhrzeigersinn orientiert, dann
bewirkt ein im Gegenuhrzeigersinn wirksames erstes Teilmoment
die Drehung der Planetenräder 20, während die Planetenträger 9
durch ein im Uhrzeigersinn wirksames zweites Teilmoment ange
trieben werden. Die einander entgegenwirkenden Teilmomente
können in Abhängigkeit von der Übersetzung des Planetenge
triebes größer als das antriebsseitige Drehmoment sein, jedoch
ergeben sie bei Überlagerung miteinander ein abtriebsseitiges
Drehmoment am Hohlrad 24, das dem antriebsseitigen Drehmoment
abzüglich der im Torsionsschwingungsdämpfer aufgetretenen
Verluste entspricht. Das abtriebsseitige Drehmoment ist al
lerdings im Gegensatz zum antriebsseitigen weitgehend frei von
Momentenstößen, da die zwischen den als Zwischenmasse 50
wirksamen Planetenträgern 9 und dem Hohlrad 24 angeordnete
Federeinrichtung 28 aufgrund ihrer Verformung eine Auslenkung
der vorgenannten Elemente 9 und 24 des Planetengetriebes mit
unterschiedlichen Umlenkwinkeln herstellt. Die Funktion der
Federeinrichtung 28 ist hierbei wie folgt:
Durch die aufgrund des antriebsseitig eingeleiteten Drehmo
ments ausgelöste Bewegung der Planetenträger 9 relativ zu dem
Hohlrad 24 wird bewirkt, daß die sich an den Anlagekanten 32
der Planetenträger 9 abstützenden Anlageelemente 31 der Fe
dereinrichtung 28 von ihrem Sitz an den Anlagekanten 36 des
Hohlrades 24 entfernt werden, wodurch eine Verformung der Fe
dern 30 und, dadurch bedingt, eine Bewegung der Gleitschuhe 33
entlang ihrer Führungsbahn im Kanal 38 an der Innenseite des
Ringes 26 hervorgerufen wird. Der Betrag des Verformungsweges
der Federeinrichtung 28 ist hierbei von der Übersetzung des
Planetengetriebes und damit vom Verhältnis der Zähnezahlen von
Sonnenrad 7 und Hohlrad 24 abhängig.
Da die durch die Dichtplatten 40,42 und den Ring 26 begrenzte
Kammer 44 in der abtriebseitigen Schwungmasse 45 mit
pastenförmigem Medium gefüllt ist, wird bei der besagten Ab
rollbewegung der Planetenräder zwischen Sonnenrad 7 und Hohl
rad 24 sowie bei der Verformung der Federeinrichtung 28 in
nerhalb des Kanals 38 das pastenförmige Medium verdrängt, wo
bei dieses im Bereich der Verzahnung beim Ineingrifftreten
zweier Zähne in axialer Richtung nach außen gepreßt wird, wo
es auf die Innenseiten der Planetenträger 9 trifft und, be
dingt durch die Drehbewegung des Torsionsschwingungsdämpfers,
nach radial außen weggeführt wird. Im Kanal 38 wird bei Ver
formung der Federn 30 und die dadurch bedingte Annäherung der
Gleitschuhe 33 aneinander das pastenförmige Medium ebenfalls
in Richtung zu den Innenseiten der Planetenträger 9 herausge
drückt. Bei zunehmender Auslenkgeschwindigkeit der Planeten
träger 9 erhöht sich auch die Verdrängungsgeschwindigkeit des
pastenförmigen Mediums sowohl zwischen den Verzahnungen als
auch im Bereich des Kanals 38, wodurch allerdings auch der
Widerstand, den das Medium dieser Verdrängung entgegensetzt,
ansteigt. Hierdurch ist die durch das Medium hervorgerufene
Dämpfung von der jeweiligen Winkelgeschwindigkeit, mit der die
Planetenträger 9 relativ zu dem Hohlrad 24 bewegt werden, ab
hängig.
Hinsichtlich dieser geschwindigkeitsproportionalen Dämpfung
ist allerdings folgendes anzumerken:
Bei Ausbildung des Planetengetriebes zugunsten hoher Teilmo
mente wird die Phase, in welcher das Hohlrad 24 zunächst
feststehend wirkt, sehr kurz, so daß es bis zum Antrieb des
selben einer relativ geringen Winkelauslenkung der Planeten
träger 9 bedarf. Die Winkelgeschwindigkeit der Planetenrä
der 20 ist entsprechend gering, so daß die Dämpfung durch das
pastenförmige Medium sehr klein wird. Für eine derartige Aus
bildung des Planetengetriebes ist folglich eine Lösung denk
bar, bei welcher sich Hohlrad 24 und Planetenräder 20 außer
halb der Kammer 44 in einer hierfür vorgesehenen Aussparung 51
befinden.
Sobald die Planetenträger 9 unter Verformung der Federein
richtung 28 sich um einen Drehwinkel gegenüber dem Hohlrad 24
bewegt haben, der hinsichtlich seiner Bemessung der Breite des
Spiels entspricht, das zwischen den radial innen an dem in
Fig. 2 linken Planetenträger 9 ausgebildeten Vorsprüngen 10
und der jeweiligen Aussparung 12 der Reibeinrichtung 13 ver
bleibt, erfolgt bei fortgesetzter Auslenkung der Planeten
träger 9 eine Mitnahme der Reibscheibe 17. Wegen der nun zwi
schen der Reibscheibe 17 und der antriebsseitigen Schwungmas
se 1 bestehenden Relativbewegung liegt eine die Auslenkbewe
gung des Planetenträgers 9 abbremsende Reibung vor. Hierbei
gilt, daß der Anteil dieser Reibung ebenfalls durch die Aus
bildung des Planetengetriebes beeinflußbar ist, da eine Über
setzung, die große Auslenkwinkel der Planetenträger 9 gegen
über der ersten Schwungmasse 1 begünstigt, einen großen
Reibweg schafft, während bei einer Übersetzung, die große
Teilmomente schafft, die Reibkraft bei Verwendung einer stär
keren Tellerfeder 15 feinfühliger abstimmbar ist.
Der auf die Dichtplatte 40 des Ringes 26 einwirkende, an der
entsprechenden Seite der antriebsseitigen Schwungmasse 1 vor
gesehene Reibring 48 ist ununterbrochen wirksam.
Bislang wurde das Verhalten des Torsionsschwingungsdämpfers
bei Zug beschrieben. Bei Schub ändert sich die Richtung der
übertragenen Bewegung, so daß die letztere über die
abtriebsseitige Schwungmasse 45 und den Ring 26 auf das Hohl
rad 24 und von diesem über die Planetenräder 20 auf das nun
mehr als feststehend wirkende Sonnenrad 7 übertragen wird, das
diese Bewegung an die antriebsseitige Schwungmasse 1 abgibt.
Es ist hierbei anzumerken, daß aufgrund der unterschiedlichen
Zähnezahlen von Hohlrad 24 und Sonnenrad 7 die interne Über
setzung bei Schubbetrieb eine andere ist als diejenige bei
Zugbetrieb.
In Fig. 3 ist ein weiterer Torsionsschwingungsdämpfer darge
stellt, der sich von demjenigen gemäß dem bisher beschriebenen
Ausführungsbeispiel hauptsächlich dadurch unterscheidet, daß
die Federeinrichtung 28 antriebsseitig angeordnet ist, d. h.
sie verbindet die antriebsseitige Schwungmasse 1 mit dem Pla
netenträger 9, der über eine Lagerung 60 auf der Nabe 4 ange
ordnet ist und über Zapfen 61 an der abtriebsseitigen
Schwungmasse 45 befestigt ist. Die Zapfen 61 tragen Hülsen 18,
auf denen die Planetenräder 20 drehbar gelagert sind und die
in Richtung zur ersten Schwungmasse 1 eine radiale Aufwei
tung 21 besitzen, an denen das jeweilige Planetenrad 20 in
Achsrichtung zur Anlage kommt. Das Planetenrad 20 wird durch
eine radial außen an der antriebsseitigen Schwungmasse 1 vor
gesehene, nach radial innen greifende Wand 62 an der Aufwei
tung 21 der Hülse 18 in Anlage gehalten. Die Planetenräder 20
kämmen einerseits mit dem Sonnenrad 7, das über die Nabe 4 mit
der antriebsseitigen Schwungmasse 1 verbunden ist, und
andererseits mit dem Hohlrad 24. Ergänzend ist anzumerken, daß
der Torsionsschwingungsdämpfer zumindest die in Fig. 3 ge
zeigte Reibeinrichtung 13 aufweist.
Durch die antriebsseitige Schwungmasse 1 wird in Verbindung
mit der Wand 62 eine Kammer 44 gebildet, welche zumindest
teilweise mit pastenförmigem Medium gefüllt ist. Es befindet
sich somit sowohl die Federeinrichtung 28 als auch das Pla
netengetriebe innerhalb dieser Kammer 44, so daß das
pastenförmige Medium geschwindigkeitsproportional dämpfend
wirken kann. Durch die Wand 62 wird hierbei für eine Abdich
tung der Kammer 44 gegen einen Austritt des Mediums gesorgt.
Der Torsionsschwingungsdämpfer nach Fig. 3 ist derart wirksam,
daß bei Einleitung eines Drehmoments auf die Schwungmasse 1
dieselbe relativ zur abtriebsseitigen Schwungmasse 45 ausge
lenkt wird, wobei ein erstes Teilmoment über die Planetenrä
der 20 auf das Hohlrad 24 und ein zweites Teilmoment über die
Zapfen 61 auf den Planetenträger 9 geleitet wird. Das letzt
genannte Teilmoment bewirkt eine Relativbewegung des Pla
netenträgers 9 gegenüber der antriebsseitigen Schwungmasse 1,
zu deren Aufnahme die Federeinrichtung 28 verformt wird. Das
zweite Teilmoment sorgt für einen Antrieb des als Zwischen
masse 50 wirksamen Hohlrades 24. Durch Überlagerung dieser
beiden Teilmomente untereinander wird ein resultierendes
abtriebsseitiges Drehmoment erhalten, das über die Zapfen 61
auf die abtriebsseitige Schwungmasse 45 geleitet wird. Auch
bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer gilt, daß die Wirkrich
tung des antriebsseitigen Drehmomentes entgegengesetzt zur
Wirkrichtung des Teilmomentes an den Planetenrädern 20 und dem
Hohlrad 24, aber in Richtung zum Teilmoment des Planetenträ
gers 9 gerichtet ist.
Der Torsionsschwingungsdämpfer gemäß Fig. 4 entspricht demje
nigen in Fig. 3 bis auf die Ausnahme, daß die axiale Baulänge
der Kammer 44 gerade so groß ist, daß zwar die Federeinrich
tung 28, nicht aber die Zahnräder des Planetengetriebes Platz
in der Kammer 44 finden. Die Planetenräder 20 und das Hohl
rad 24 sind vielmehr axial außerhalb der Kammer 44 und somit
außerhalb der antriebsseitigen Schwungmasse 1 in einer Aus
sparung 51 angeordnet. Dieser Aufbau des Torsionsschwingungs
dämpfers bietet sich dann an, wenn aufgrund geringer Winkel
geschwindigkeiten zwischen den einzelnen Zahnrädern des Pla
netengetriebes eine geschwindigkeitsproportionale Dämpfung mit
pastenförmigem Medium, das sich zwischen den Zähnen der ein
zelnen Zahnräder befindet, wenig Nutzen erbringt. Ebenso wie
bei dem zuvor beschriebenen Torsionsschwingungsdämpfer sind
auch hier Gleichteile der in den Fig. 1 und 2 beschriebenen
Ausführung des Torsionsschwingungsdämpfers mit gleichen Be
zugszeichen benannt.
Weitere Torsionsschwingungsdämpfer sind schematisch in den
Fig. 5 bis 8 dargestellt. In Fig. 5 ist die Federeinrich
tung 28 antriebsseitig angeordnet, wobei sie einerseits durch
die antriebsseitige Schwungmasse 1, andererseits durch die
Planetenträger 9 ansteuerbar ist. Die letztgenannten dienen
zur Aufnahme der Planetenräder 20, die radial innen auf dem
Sonnenrad 7, das an der antriebsseitigen Schwungmasse 1 befe
stigt ist und radial außen am Hohlrad, das mit der
abtriebsseitigen Schwungmasse 45 verbunden ist, kämmen. Die
Planetenträger 9 sind bei dieser Ausführung als Zwischenmas
se 50 wirksam, die durch eines der beiden Teilmomente be
schleunigt werden.
Der in Fig. 6 gezeigte Torsionsschwingungsdämpfer weist eben
falls antriebsseitig die Federeinrichtung 28 auf, wobei diese
einerseits mit der antriebsseitigen Schwungmasse 1, anderer
seits aber mit dem abtriebsseitigen Hohlrad 24 verbunden ist.
Das Hohlrad 24 ist mit den Planentenrädern 20 in Eingriff, die
radial innen auf dem fest mit der antriebsseitigen Schwung
masse 1 verbundenen Sonnenrad 7 abrollen und über ihre Naben
den Planetenträger 9 tragen, der als durch eines der Teilmo
mente zu beschleunigende Zwischenmasse 50 wirksam ist.
Bei der Ausführung des Torsionsschwingungsdämpfers gemäß
Fig. 7 ist die Federeinrichtung 28 abtriebsseitig angeordnet
und einerseits durch das Hohlrad 24, andererseits aber durch
den die Planetenräder 20 lagernden Planetenträger 9 beauf
schlagbar. Bei dieser Ausführung bildet der Planetenträger 9
die abtriebsseitige Schwungmasse 45, während das Hohlrad 24
als Zwischenmasse 50 wirksam ist. Das Sonnenrad 7, das radial
innen mit den Planentenrädern 20 kämmt, ist an der
antriebsseitigen Schwungmasse 1 befestigt.
Fig. 8 zeigt einen weiteren Torsionsschwingungsdämpfer, bei
dem das Sonnenrad 7 fest mit der antriebsseitigen Schwungmas
se 1 verbunden ist. Das Sonnenrad 7 kämmt mit Planentenrä
dern 20, deren Planetenträger 9 als abtriebsseitige Schwung
masse 45 wirksam ist. Der Planetenträger 9 wirkt zusammen mit
der antriebsseitigen Schwungmasse 1 auf die Federeinrich
tung 28 ein, die bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer
antriebsseitig angeordnet ist.
Ebenso wie die ausführlich beschriebenen Fig. 1 bis 4 zeigen
die schematischen Darstellungen in Fig. 5 bis 8 die prinzipi
elle Wirkungseise des Torsionsschwingungsdämpfers mit einem
Planentengetriebe, wonach zwischen einer antriebsseitigen
Schwungmasse und einer abtriebsseitigen Schwungmasse die
Zahnräder des Planetengetriebes sowie eine Federeinrichtung
angeordnet ist. Bei all diesen Einrichtungen wird ein an einer
der beiden Schwungmassen eingeleitetes Drehmoment verzweigt,
wobei ein Teilmoment der anderen Schwungmasse und ein weiteres
Teilmoment der jeweiligen Zwischenmasse, die sowohl durch den
Planetenträger 9 als auch durch das Hohlrad 24 gebildet sein
kann, übertragen wird. An der abtriebsseitigen Schwungmasse
wird dann zwar ein aus beiden Teilmomenten resultierendes Ab
triebsmoment abgegeben, jedoch bewirken die beiden Teilmomente
bedingt durch die Federeinrichtung eine Relativbewegung der
beiden Massen zueinander, so daß Momentenstöße, die eine Re
lativauslenkung einer der beiden Schwungmassen gegenüber der
anderen verursachen, soweit wie möglich abgebaut werden kön
nen.
In den Fig. 9-12 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer darge
stellt, der demjenigen gemäß Fig. 2 weitgehend entspricht,
weshalb lediglich noch Abweichungen beschrieben und mit Be
zugszeichen versehen sind.
Nach Fig. 9 ist auf der Nabe 4 eine Lagerung 60 angeordnet,
die an ihrer radialen Außenseite Isolationsschilde 65 L-för
migen Querschnittes trägt. Diese sollen die Lagerung 60,
die durch ein Wälzlager 63 gebildet ist, gegen Wärme schützen,
die an der abtriebseitigen Schwungmasse 45 durch nicht darge
stellte, aber dort vorgesehene Reibbeläge eingeleitet wird.
Die radiale Außenseite der Lagerung 60 wird im freien Ende
einer Stütze 62 gehalten, die an der abtriebsseitigen
Schwungmasse 45 befestigt ist. Das Wälzlager 63 ist an seiner
radialen Innenseite einerends durch die Nabe 4 und anderenends
durch den Flansch 8 in Achsrichtung gegen Bewegungen gesi
chert. Eine ebensolche Sicherung wird an der radialen Außen
seite über das radial innere Ende der Stütze 62 erreicht, das
die Isolationsschilder 65 und damit das zwischen denselben
gehaltene Wälzlager 63 in Achsrichtung spielfrei aufnimmt.
Durch die Lagerung 60 zwischen der der antriebsseitigen
Schwungmasse 1 zugeordneten Nabe 4 und der an der
abtriebsseitigen Schwungmasse 45 befestigten Stütze 62 wird
erreicht, daß die einzelnen Zahnräder, nämlich Sonnenrad 7,
Planetenräder 20 und Hohlrad 24, die Spiel zwischen den Ver
zahnungen haben, ohne Unwucht aufeinander abrollen können.
Die Ausführung nach Fig. 10 unterscheidet sich von der Aus
führung nach Fig. 9 durch die Anordnung der ein Wälzlager 63
aufweisenden Lagerung 60. Diese ist nämlich an ihrer radialen
Innenseite an der Nabe 4 und an ihrer radialen Außenseite an
einem Ansatz 70 eines der Planetenträger 9 aufgenommen. Ebenso
wie bei dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ist die
Lagerung 60 gegen Bewegungen in Achsrichtung gesichert und
nimmt einem Abrollen der Zahnräder 7, 20, 24 aufeinander die
Unwucht.
Eine besonders einfache Ausführung der Lagerung 60 ist in
Fig. 11 gezeigt, wobei die mit der abtriebsseitigen Schwung
masse 45 verbundene Stütze 62 radial nach innen geführt ist,
bis sie über einen Steg 71 an ihrem radial inneren Ende an der
Nabe 4 aufliegt. Es liegt dann eine Berührung von Metall-Me
tall vor, jedoch besteht ebenso die Möglichkeit, einen Kunst
stoffring zwischen den Steg 71 der Stütze 62 und die Nabe 4
einzubringen.
In Fig. 12 ist eine Ausführung dargestellt, bei welcher sich
die Nabe 4 konstruktiv von derjenigen der Ausführung nach
Fig. 2 unterscheidet. Die Nabe 4 ist sehr dünnwandig ausge
bildet und verjüngt sich in Richtung zur abtriebsseitigen
Schwungmasse 45. Die Nabe trägt an ihrem verjüngten Ende eine
in radialer Richtung besonders kompakt ausgebildete Lage
rung 6, die mit ihrer radialen Außenseite sowohl im Sonnen
rad 7 als auch an der abtriebsseitigen Schwungmasse 45 an de
ren radial inneren Ende eingelassen ist. Damit sorgt auch
diese Lagerung 6, die durch das Sonnenrad 7 und die
abtriebsseitige Schwungmasse 45 in Achsrichtung gegen Bewe
gungen gesichert ist, für eine gleichbleibende radiale Rela
tivlage der Zahnräder 7, 20 und 24 gegeneinander.