DE4436698C2 - Torsionsschwingungsdämpfer für ein Schwungrad mit zwei Verstellbereichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

In bekannten Torsionsschwingungsdämpfern wird bei einer Ver­ stellung von zwei eine geteilte Schwungradeinheit bildenden Schwungrädern ein Fluidstrom zwischen zwei Hohlräumen ermög­ licht, die zwischen den beiden Schwungrädern ausgebildet sind, und der Widerstand einer Fluiddrossel dient zum Be­ schränken des Fluidstromes zwischen den Hohlräumen, um Dreh­ schwingungen zu dämpfen. Derartige Torsionsschwingungsdämp­ fer kommen beispielsweise bei Schwungrädern zum Einsatz, die zwischen der Kurbelwelle und der Kupplung eines Kraftfahr­ zeugmotors angeordnet sind.

Bei solchen Torsionsschwingungsdämpfern ist es wünschens­ wert, unterschiedlich hohe Widerstandskräfte für den Strö­ mungswiderstand zu erzeugen, um die verschiedenen Schwin­ gungsbedingungen, die an einem Kraftfahrzeugschwungrad auf­ treten, wirksam dämpfen zu können. So ist ein geringer Widerstand für kleine Drehschwingungen wirkungsvoll, die beim Leerlauf des Motors störende Geräusche verursachen, während ein großer Widerstand für niederfrequente Schwin­ gungen erforderlich ist, die bei einem plötzlichen Treten oder Loslassen des Gaspedals (Antippen) auftreten.

Übliche Torsionsschwingungsdämpfer besitzen eine erste Drossel, die eine kleine Widerstandskraft bei einem kleinen Ver­ stellwinkelbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Schwungrad erzeugt, sowie eine zweite Drossel, die beim Auf­ treten eines großen Verstellwinkelbereichs zwischen dem ersten und dem zweiten Schwungrad eine große Widerstands­ kraft erzeugt. Ein solcher Torsionsschwingungsdämpfer ist beispielsweise aus der DE 42 29 638 A1 bekannt.

Bei bekannten Torsionsschwingungsdämpfern muß die Wider­ standskraft in der ersten Drossel so klein wie möglich sein, um beim Leerlauf des Motors kleine Schwingungen zu unter­ drücken. Demgegenüber muß die Widerstandskraft in der zwei­ ten Drossel groß sein, um niederfrequente Schwingungen aus­ reichend unterdrücken zu können. Aus diesem Grund ergibt sich in herkömmlichen Anordnungen dieser Art beim Übergang zwischen dem Wirkungsbereich der ersten und der zweiten Drossel ein sprunghafter Wechsel der Widerstandskraft. Der plötzliche Wechsel in der Widerstandskraft wirkt sich in Form eines Stoßes aus, wenn durch Antippen des Gaspedals eine Beschleunigung erfolgt. Wenn, anders ausgedrückt, ein Fahrer in einem Auto mit einem solchen Torsionsschwingungs­ dämpfer das Gaspedal schnell durchtritt oder plötzlich los­ läßt, macht sich in dem Auto ein Stoß oder Ruck bemerkbar.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den Stoß zu vermeiden, der bei einem plötzlichen Wechsel des auf ein Schwungrad einwirken­ den Drehmoments auftritt, indem die Widerstandskraft in dem Dämpfer des Schwungrades allmählich geändert wird.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs ge­ löst; die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen zum Gegenstand.

Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer ist zwischen zwei Schwungrädern angeordnet, die begrenzt drehbeweglich miteinander verbunden sind. In dem ersten Schwungrad ist eine mit einem Fluid gefüllte Ausnehmung ausgebildet, die teilweise von dem zweiten Schwungrad abgedeckt ist. Die Dämpfungseinrichtung befindet sich in der Ausnehmung und besitzt einen Eingangsrotor und einem Ausgangsrotor, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Schwungrad gekuppelt sind, so daß sie relativ gegeneinander verdreht werden können. Inner­ halb der Ausnehmung werden von den Rotoren und von Teilen des ersten Schwungrades mehrere Kammern gebildet, so daß zwischen aneinander angrenzenden Kammern eine erste und eine zweite Drossel gebildet werden.

Bei einer Verdrehung der Rotoren in einem ersten Winkelbe­ reich wird in der Ausnehmung befindliches Fluid von einer ersten kleinen Kammer in eine zweite kleine Kammer gedrückt. Das Fluid passiert dabei die erste Drossel, die dem Durch­ tritt des Fluids eine erste Widerstandskraft entgegensetzt. Bei einer Verdrehung der Rotoren in einem größeren Winkel­ bereich als der erste Winkelbereich wird das Fluid von einer ersten großen Kammer in eine zweite große Kammer gedrückt und passiert dabei eine zweite Drossel. Die zweite Drossel bewirkt eine größere Widerstandskraft als die erste Drossel.

Zwischen der ersten und der zweiten großen Kammer ist ferner eine Übergangsdämpfungseinrichtung ausgebildet, die den Übergang von der Widerstandskraft der ersten Drossel auf die Widerstandskraft der zweiten Drossel dämpft. In einer Aus­ führungsform weist die Übergangsdämpfungseinrichtung zwei im wesentlichen parallele Bohrungen auf, in denen jeweils ein federbelasteter Kolben angeordnet ist. Die Kolben sind der­ art angeordnet, daß bei einer ersten Strömungsrichtung des Fluids zwischen den Kammern ein erster Kolben sich infolge der Fluidbewegung bewegt, der andere dagegen nicht. Bei einer zweiten Richtung der Fluidströmung bewegt sich der zweite Kolben infolge der Fluidbewegung, während der erste sich nicht bewegt. Während der Strömung des Fluids absor­ biert die Bewegung der Kolben einen Teil der der Fluidströ­ mung innewohnenden Energie und dämpft dadurch den Übergang zwischen den Widerstandskräften der beiden Drosseln ab.

Bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer dient die erste Drossel zum Erzeugen einer Widerstandskraft in dem ersten Verstellwinkelbereich zwischen dem Eingangsrotor und dem Ausgangsrotor. In dem zweiten Verstellwinkelbereich dient die zweite Drossel zum Erzeugen einer größeren Wider­ standskraft. Einer der Kolben in der Übergangsdämpfungsein­ richtung ist in dem ersten Verstellwinkelbereich geschlossen und öffnet sich in dem zweiten Verstellwinkelbereich, um einen Fluidstrom zum Dämpfen der von der zweiten Drossel erzeugten Widerstandskraft zu ermöglichen.

Wenn die Übergangsdämpfungseinrichtung so eingestellt ist, daß sie sich beim kleinsten Winkel des zweiten Verstellwin­ kelbereiches öffnet, gehen die Wechsel in der Widerstands­ kraft ineinander über, wenn der Verstellwinkel des Eingangs­ rotors und des Ausgangsrotors vom ersten Verstellwinkel in den zweiten Verstellwinkel wechselt. Da ferner die Über­ gangsdämpfungseinrichtung in dem ersten Verstellwinkelbe­ reich geschlossen ist, braucht die gesamte Widerstandskraft innerhalb des ersten Verstellwinkelbereiches nicht mehr als unbedingt notwendig herabgesetzt zu werden.

Der Querschnitt der Bohrungen in der Übergangsdämpfungsein­ richtung kann größer oder kleiner gemacht werden, um das Ausmaß der Übergangsdämpfung entsprechend der Ausbildung des Schwungrades einzustellen. Ferner kann die dynamische Elas­ tizität des elastischen Materials oder der Vorspannfeder verändert werden, um die Dämpfungskraft der Übergangsdämp­ fungseinrichtung einzustellen. Auf diese Weise können Wechsel in der Widerstandkraft beim Übergang von dem ersten Verstellwinkelbereich in den zweiten Verstellwinkelbereich optimal angeglichen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungs­ beispiele in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 im Längsschnitt ein Schwungrad mit einer erfindungs­ gemäßen Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt von Fig. 1 in einem etwas ver­ größerten Maßstab,

Fig. 3 einen Teilschnitt gemäß Fig. 2 in weiter vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 eine Kurve des Drehmoments in Abhängigkeit von der durch den erfindungsgemäßen Dämpfer bewirkten Ver­ stellung (dynamische Charakteristik),

Fig. 5 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 3 für eine andere Ausführungsform der Erfindung.

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben, in der gleiche Teile durchgehend mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind und Fig. 1 und 2 eine Schwungradeinheit nach einer Ausführungsform der Erfindung zeigen. Die Anordnung besteht aus einem ersten Schwungrad 1 und einem zweiten Schwungrad 3, das über ein Lager 2 frei auf dem ersten Schwungrad 1 drehbar ist. Zwischen dem ersten und dem zweiten Schwungrad 1, 3 ist eine Dämpfungseinrich­ tung 4 angeordnet. Das erste Schwungrad 1 ist an der Kurbel­ welle eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors befes­ tigt, während an dem zweiten Schwungrad 3 eine Kupplung 5 angebracht ist.

Das erste Schwungrad i ist ungefähr scheibenförmig und weist in seiner Mitte einen Nabenwulst 1a auf. Eine ringförmige äußere Umfangswand 1b ragt zu dem zweiten Schwungrad 3 hin vor. Zwischen dem Nabenwulst 1a und der Wand 1b ist eine konkave Ausnehmung 1e ausgebildet, die die Dämpfungseinrich­ tung 4 aufnimmt. An dem Außenumfang des Nabenwulstes 1a ist das Lager 2 angebracht und daran mittels einer Platte 7 be­ festigt, die mittels einer Niete 6 an dem Nabenwulst 1a festgelegt ist. Das Lager 2 ist an beiden Seiten mit Dich­ tungsmaterial versehen, um Schmieröl zurückzuhalten.

Das zweite Schwungrad 3 weist einen inneren ringförmigen Nabenwulst 3b auf. Zwischen dem Lager 2 und dem Nabenwulst 3b befindet eine Wärmeisolierung 11 zur Abschirmung gegen Hitze. Die Wärmeisolierung 11 ist nur mit dem Außenring des Lagers 2 in Kontakt, ohne den Innenring zu berühren. Ein ge­ strichelt dargestellter, durch eine Öffnung 1d in dem Naben­ wulst 1a verlaufender Bolzen legt die Schwungradeinheit an der nicht dargestellten Kurbelwelle fest.

Angrenzend an das zweite Schwungrad 3 weist das erste Schwungrad 1 eine Anschlagplatte 8 und eine Unterplatte 9 auf, die die Dämpfungseinrichtung 4 in der Ausnehmung 1e des ersten Schwungrades 1 festlegen. Die Platten 8 und 9 sind mit Nieten 10 an der ringförmigen äußeren Umfangswand ib des ersten Schwungrades 1 befestigt.

Das zweite Schwungrad 3 ist ebenfalls etwa scheibenförmig, und sein Nabenwulst 3a in der Mitte ragt zu dem ersten Schwungrad 1 hin vor. Am Innenumfang des Nabenwulstes 3a ist das Lager 2 angebracht. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Nabenwulst 3a mit wellenförmigen Zähnen 12 versehen, die mit einem Teil der Dämpfungseinrichtung 4 in Eingriff kommen, wie noch im einzelnen erläutert wird.

Zwischen dem Nabenwulst 3a und einem Teil der Dämpfungsein­ richtung 4 ist eine Dichtung 13 angeordnet, um ein viskoses Fluid innerhalb der Dämpfungseinrichtung 4 abzudichten. An dem zweiten Schwungrad 3 ist ferner einer Reibfläche 3b aus­ gebildet, die mit dem Reibmaterial der in Fig. 2 gestrichelt dargestellten Kupplungsscheibe in Eingriff kommen kann.

Die Dämpfungseinrichtung 4 befindet sich zwischen dem ersten Schwungrad 1, der Anschlagplatte 8 und dem Nabenwulst 3a des zweiten Schwungrades 3 und ist innerhalb der mit einem vis­ kosen Fluid gefüllten Ausnehmung 1e angeordnet. Die Dämp­ fungseinrichtung 4 enthält ein Paar an dem ersten Schwungrad 1 befestigter Treibscheiben 14, ein Paar angetriebener Scheiben 15, die mit dem zweiten Schwungrad 3 umlaufen und zwischen dem Treibscheibenpaar 14 angeordnet sind, ferner Schraubenfedern 16, die in Umfangsrichtung mit den Scheiben 14 und 15 verbunden sind, und eine Einrichtung 71 zum Erzeu­ gen eines viskosen Widerstandes, die bei einer Bewegung des viskosen Fluids eine Widerstandskraft erzeugt, wenn sich das Fluid bei einer Relativdrehung zwischen den Treibscheiben 14 und den angetriebenen Scheiben 15 bewegt.

Die Treibscheiben 14 sind ringförmig und haben mehrere Vor­ sprünge 19, die sich, wie aus Fig. 2 ersichtlich, radial nach innen erstrecken. In den von den Vorsprüngen 19 gebil­ deten Zwischenräumen sind die Schraubenfedern 16 angeordnet.

In den Treibscheiben 14 sind ferner mehrere Öffnungen 20 ausgebildet. In die Öffnungen 20 ragen Sicherungsstifte 21 und sichern, wie in Fig. 1 gezeigt, mehrere Sperren 25 innerhalb eines Gehäuses 18 einer (noch zu beschreibenden) Flüssigkeitskammer, das Treibscheibenpaar 14 und die An­ schlagplatte 8 gegeneinander.

Die angetriebenen Scheiben 15 sind ringförmig und haben an ihrer radial inneren Kante, wie in Fig. 2 gezeigt, wellen­ förmige Zähne 22. Diese wellenförmigen Zähne kämmen mit den wellenförmigen Zähnen 12 in dem zweiten Schwungrad 3, wo­ durch die angetriebenen Scheiben 15 und das zweite Schwung­ rad 3 gemeinsam umlaufen. In den angetriebenen Scheiben 15 sind mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Fenster 23 aus­ gebildet. Diese Fenster 23 entsprechen den Zwischenräumen zwischen den Vorsprüngen 19 an den Treibscheiben 14. In jedem Fenster 23 ist eine der Schraubenfedern 16 angeordnet.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist an jedem Ende einer Schrau­ benfeder 16 eine Federplatte 24 vorgesehen, die den Kontakt mit den Endseiten der Fenster 23 in Umfangsrichtung her­ stellt. In Fig. 2 ist die Dämpfungseinrichtung 4 im freien Zustand dargestellt, in dem keine Winkelverstellung zwischen den Schwungrädern 1 und 3 bzw. zwischen den Platten 14 und 15 vorhanden ist. In dem freien Zustand sind die Außenkanten der Federplatten 24 in Kontakt mit den Enden der Fenster 23 und mit der Vorsprüngen 19. Das besagt somit, daß die Schraubenfedern 16 über die Federplatten 24 die Treibschei­ ben 14 und die angetriebenen Scheiben 15 elastisch mit­ einander verbinden.

Der äußere Umfangsbereich der angetriebenen Scheiben 15 ist mit mehreren radial abstehenden Vorsprüngen 27 versehen, die sich an dem zwischen den Fenstern 23 liegenden Bereichen der Scheibe 15 befinden.

Die Einrichtung 71 zum Erzeugen eines viskosen Widerstandes besteht aus einem ringförmigen Flüssigkeitskammer-Gehäuse 18, einem in dem Flüssigkeitskammer-Gehäuse in Umfangsrich­ tung frei bewegbaren Gleitteil 30 und dem Außenumfangsbe­ reich der angetriebenen Scheiben 15. Wie in Fig. 2 gezeigt, weist das ringförmige Flüssigkeitskammer-Gehäuse 18 an einer radial innenliegenden Fläche mehrere Sperren 25 auf, die Teile von ersten und zweiten bogenförmigen Fluidkammern 40 und 41 bilden.

An der radial innenliegenden Kante jeder Seite des Flüssig­ keitskammer-Gehäuses 18 ist ein gebogener Vorsprung 26 aus­ gebildet, wie in Fig. 1 verdeutlicht. Die beiden gebogenen Vorsprünge 26 ragen in entsprechende Vertiefungen 15a in den angetriebenen Scheiben 15 und dichten die Kammern 40 und 41 ab. Die radial äußere Kante jeder angetriebenen Scheibe 15 ragt in das Flüssigkeitskammer-Gehäuse 18. Eines der Gleit­ teile 30, die jeweils einen offenen Kasten bilden und radial nach innen offen sind, ist im Inneren jedes Flüssigkeitskam­ mer-Gehäuses 18 derart angeordnet, daß die Vorsprünge 27 an den angetriebenen Scheiben 15 in die Gleitteile 30 ragen, wie in Fig. 2 gezeigt. Die in Umfangsrichtung liegenden Enden der Gleitteile 30 bilden Anschläge 37. Die Gleitteile 30 de­ finieren außerdem die Kammern 40 und 41. Am radial inneren Bereich jedes Gleitteils 30 ist eine Öffnung 43 ausgebildet, die von dem offenen Teil jedes Gleitteils 30 aus durch jeden Anschlag 37 verläuft.

Wenn die Schwungräder 1 und 3 sich in der Ruhelage befinden, d. h. wenn kein Drehmoment auf die Schwungradeinheit ausgeübt wird, sind die Anschläge 37 von dem Vorsprung 27 durch die Winkel e1 und e2 getrennt, wie aus Fig. 2 ersichtlich.

Die Vorsprünge 27 der angetriebenen Scheiben 15 teilen den Innenbereich des Gleitteils 30 in eine erste kleine Kammer 38 in der Drehrichtung R1 und eine zweite kleine Kammer 39 in der Drehrichtung R2, und sie bilden eine erste Drossel S1, die eine Fluidströmung zwischen den Kammern 38 und 39 ermöglicht. Die erste Drossel S1 wird durch die Innenseite des Gleitteils 30 und die Außenfläche des Vorsprungs 27 definiert.

In dem Gehäuse 18 sind mehrere Vertiefungen 42 ausgebildet, die eine Fluidströmung zwischen den Kammern 38 und 39 ermög­ lichen. Die Vertiefungen 42 liegen etwa in der Mitte zwi­ schen den paarweisen Sperren 25, und in einem torsionsfreien Zustand bzw. in der Ruhelage, d. h. bei stehendem Motor, nimmt das Gehäuse eine solche Lage ein, daß die Vertiefungen 42 sich etwa in der Mitte des Gleitteils 30 befinden und mit den Vorsprüngen 27 der angetriebenen Scheiben 15 ausgerichtet sind.

Zwischen der radial inneren Fläche jeder Sperre 25 und der radial äußeren Fläche der Scheiben 15 ist eine zweite Dros­ sel S2 ausgebildet, die eine Fluidströmung zwischen den Kam­ mern 40 und 41 ermöglicht. Die erste Drossel S1 besitzt einen größeren Strömungsquerschnitt als die zweite Drossel S2.

In jeder Sperre 25 ist eine Übergangs-Dämpfungseinrichtung 50 ausgebildet, die in Fig. 3 im einzelnen dargestellt ist. In der zwischen den Kammern 40 und 41 liegenden Sperre 25 sind zwei Einweg-Fluidströmungswege 50a und 50b ausgebildet. Jeder Weg umfaßt einen Fluidaufnahmekanal 51a, 51b und die die Kammern 40, 41 mit den Kanälen 51a, 51b verbindenden Wege 50a, 50b. Der Querschnitt der Wege 52a und 52b ist kleiner als der der Fluidaufnahmekanäle 51a und 51b.

In den Fluidaufnahmekanälen 51a und 51b ist jeweils ein Kolben 53a bzw. 53b und eine Schraubenfeder 54a bzw. 54b untergebracht. Jeder Kolben 53a bzw. 53b ist gegen eine End­ wand des Fluidaufnahmekanals 51a bzw. 51b durch die Feder 54a bzw. 54b vorgespannt und kann sich unter Zusammendrücken der Feder in dem Fluidaufnahmekanal 51a bzw. 51b bewegen. So kann z. B. eine ausreichende Bewegung des Fluids von der Kam­ mer 41 in die Kammer 40 ein Zusammendrücken der Feder 54a und eine Bewegung des Kolbens 53a verursachen und damit ein Strömen des Fluids von der Kammer 41 in die Kammer 40 durch den Kanal 51a ermöglichen. In gleicher Weise verursacht eine ausreichende Fluidströmung von der Kammer 40 in die Kammer 42 ein Zusammendrücken der Feder 54b und ermöglicht eine Be­ wegung des Kolbens 53b, um einen Fluidstrom durch den Kanal 51b zu erlauben.

Der Kolben 53a ist so angeordnet, daß eine Drehung der Sperre 25 gegenüber den Scheiben 15 in der Drehrichtung R1 ein Zusammendrücken der Schraubenfeder 54a und ein Öffnen des Weges 52a für die Drehrichtung R1 bewirkt. Der Kolben 53b ist so angeordnet, daß eine Relativverdrehung der Sperre 25 in der Drehrichtung R2 ein Öffnen des Weges 52b durch die Schraubenfeder 54b bewirkt.

Umgekehrt veranlaßt eine Drehung der Sperre 25 gegenüber den Scheiben 15 in der Drehrichtung R2 den Kolben 53a, den Weg 52a zu schließen. Der Kolben 53b ist so angeordnet, daß eine Relativverdrehung der Sperre 25 in der Richtung R1 den Kol­ ben zum Schließen des Weges 52b veranlaßt.

Wenn von der Kurbelwelle des nicht dargestellten Verbren­ nungsmotors ein Drehmoment auf das erste Schwungrad 1 aus­ geübt wird, wird dieses Drehmoment über die Treibscheiben 14, die Schraubenfedern 16 und die angetriebenen Scheiben 15 auf das zweite Schwungrad 3 übertragen. Wenn dabei in der Schwungradeinheit eine Drehschwingung entsteht, verdrehen sich die mit dem ersten Schwungrad 1 umlaufenden Antriebs­ scheiben 14 und die mit dem zweiten Schwungrad 3 umlaufenden angetriebenen Scheiben 15 gegeneinander. Dabei werden die Schraubenfedern 16 zwischen den Treibscheiben 14 und den an­ getriebenen Scheiben 15 abwechselnd zusammengedrückt und entlastet. Da ferner die Drosseln S1 und S2 in dem Flüssig­ keitskammer-Gehäuse 18 einen begrenzten Durchtritt des vis­ kosen Fluids zulassen, wird ein Strömungswiderstand erzeugt und die Energie der Drehschwingung wird gedämpft. Infolge­ dessen wird eine Übertragung der Drehschwingung auf das zweite Schwungrad 3 unterdrückt.

Nachfolgend wird der Verstellvorgang der Dämpfungseinrich­ tung 4 erläutert. Beim Auftreten von Schwingungen oder eines erhöhten Drehmoments laufen mehrere Vorgänge ab. Die Treib­ scheiben 14 vollziehen eine Winkelverstellung gegenüber den angetriebenen Scheiben 15 in der Drehrichtung R2. Dabei wird innerhalb eines kleinen Torsionswinkelbereiches die Schrau­ benfeder 16 in einem ungleichmäßigen Berührungszustand zu­ sammengedrückt, so daß die Dämpfungseinrichtung 4 eine ge­ ringe Torsionssteifigkeit aufweist. Mit dem Verstellen der Antriebsscheiben 14 in der Drehrichtung R2 bewegen sich das Flüssigkeitskammer-Gehäuse 18 und das Gleitteil 30 ebenfalls in der Drehrichtung R2. Durch diese Vorgänge wird die erste kleine Kammer 38 zusammengedrückt, während gleichzeitig die zweite kleine Kammer 39 sich ausdehnt und größer wird. Dabei strömt das Fluid von der ersten kleinen Kammer 38 durch die erste Drossel S1 und fließt in die zweite kleine Kammer 39. Hierdurch entsteht in diesem kleinen Winkelbereich nur ein geringer viskoser Widerstand. Das besagt, daß in einem kleinen Torsionswinkelbereich die Charakteristik einer geringen Steifigkeit und ein kleiner Widerstand erhalten werden, wodurch beim Leerlauf des Motors das Auftreten un­ gewöhnlicher Geräusche vermieden wird.

Wenn der Torsionswinkel größer wird und der Anschlag 37 des Gleitteils 30 an der Seite der Drehrichtung R1 mit den Vor­ sprüngen 27 in Kontakt kommt, wird die Öffnung 43 verschlos­ sen und das viskose Fluid fließt nicht mehr durch die erste Drossel S1.

In diesem geschlossenen Zustand bewegen sich die Treibschei­ ben 14 und das Flüssigkeitskammer-Gehäuse 18 in der Dreh­ richtung R2 relativ zu dem Gleitteil 30, das gegenüber dem Vorsprung 27 und der angetriebenen Scheibe 15 verschlossen ist. Hierdurch wird ein Druck auf die zweite große Kammer 41 ausgeübt, und das darin befindliche viskose Fluid tritt durch die zweite Drossel S2 und strömt dann in die anderen bogenförmigen Hohlräume. Da der Strömungsquerschnitt der zweiten Drossel S2 kleiner ist als der der ersten Drossel S1, wird dabei eine größere Widerstandskraft erzeugt.

Bei einer Druckbeaufschlagung der zweiten großen Kammer 41 bewegt sich der Kolben 53a am Außenumfang in der Dämpfungs­ einrichtung 50 unter Kompression der Schraubenfeder 54a in der Drehrichtung R2. Dadurch wird der Eingang des Fluidauf­ nahmekanals 51a geöffnet und das viskose Fluid fließt in diesen Fluidaufnahmekanal 51a. Die Dämpfungseinrichtung 50a wirkt als ein Speicher zum Verringern des auf die zweite Drossel S2 ausgeübten Druckes mit der Wirkung, daß die von der zweiten Drossel S2 erzeugte Widerstandskraft gedämpft wird. Zusätzlich wird das bereits in dem Fluidaufnahmekanal 51a befindliche viskose Fluid durch den Strömungsweg 52a ab­ gegeben. Eine entgegengesetzte Drehung in der Drehrichtung R1 veranlaßt in gleicher Weise eine Reaktion des Kolbens 53b, und da der Aufbau des Kanals 51b generell derselbe mit entgegengesetzter Drehrichtung ist, ist keine nähere Erläu­ terung mehr erforderlich.

Fig. 4 zeigt in einer Kurve der Torsionscharakteristik die dynamische Charakteristik für die vorstehend beschriebene Ausbildung der Dämpfungseinrichtung. Die gestrichelte Linie bezieht sich dabei auf ein herkömmliches System, während die ausgezogene Linie der vorliegenden Erfindung entspricht. Wie deutlich ersichtlich, speichert bei dieser Ausführungsform in dem Moment, in dem die zweite Drossel in Funktion tritt, die Dämpfungseinrichtung 50 das viskose Fluid und dämpft da­ bei die Widerstandkraft der zweiten Drossel S2. Im Vergleich mit der herkömmlichen Ausführungsform erfolgt ein weicher Wechsel in der Widerstandskraft, so daß keine Stöße auftre­ ten können. Bei der Charakteristik dieses Ausführungsbei­ spiels ist die Widerstandskraft im Vergleich zu der bekann­ ten Ausführungsform insgesamt geringer. Durch Verkleinern der Umfangsweite des Gleitteils 30 und Vergrößern der Um­ fangsweite der Vorsprünge 27 ist es jedoch auch möglich, die verringerte Widerstandskraft auszugleichen, indem die zweite Drossel S2 zum Erhöhen der Widerstandskraft schneller in Funktion tritt. Da ferner die Dämpfungseinrichtung 50 in dem kleinen Torsionswinkelbereich nicht arbeitet, braucht die Widerstandskraft in diesem kleinen Torsionswinkelberelch nicht niedriger als erforderlich gemacht zu werden.

Die Dämpfungscharakteristik der Dämpfungseinrichtung 50 kann außerdem dadurch eingestellt werden, daß man entweder den Strömungsquerschnitt des Fluidaufnahmekanals 51 oder die Härte der Schraubenfeder 54 ändert. Der Wechsel der Wider­ standskraft in der dynamischen Charakteristik der Charakte­ ristikkurve kann dadurch beeinflußt werden. Wenn die Schrau­ benfeder 54 eine große Härte aufweist oder der Strömungs­ querschnitt des Fluidaufnahmekanals 51 klein ist, wird die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung 50 gering. Dement­ sprechend werden Veränderungen bei der Widerstandskraft in der dynamischen Charakteristik groß. Wenn die Schraubenfeder 54 eine geringe Härte aufweist oder der Strömungsquerschnitt des Fluidaufnahmekanals 51 groß ist, wird die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung 50 groß. Dementsprechend werden Veränderungen bei der Widerstandskraft in der dynamischen Charakteristik klein. Wenn z. B., wie in Fig. 4 mit der strichpunktierten Linie angedeutet, die Härte der Schrauben­ feder klein ist, werden die Übergänge in der Widerstands­ kraft weich, und die Widerstandskraft wird nach dem Wechsel aus dem niedrigen Bereich allmählich wieder größer.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Dämpfungsein­ richtung, bei der die Sperren 25 in anderer Weise ausgebil­ det sind. Innerhalb der Sperre 25 ist ein erster Durchgang 61 und ein zweiter Durchgang 62 ausgebildet, von denen der erste Durchgang 61 sich in Umfangsrichtung zwischen den beiden Seiten des bogenförmigen Hohlraums erstreckt. Der Strömungsquerschnitt des zweiten Durchgangs 62 ist kleiner als der des ersten Durchgangs 61. In dem ersten Durchgang befindet sich eine Kugel 63, die sich in Umfangsrichtung in dem ersten Durchgang 61 bewegen kann und die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Durchgang 61, 62 ver­ schließt, wenn sie an einem der Enden des ersten Durchganges 61 zur Anlage kommt.

An der radial inneren Wand des ersten Durchgangs 61 liegt ein Ende eines Fluidaufnahmekanals 64, dessen anderes Ende eine zu der zweiten Drossel S2 hin offene Auslaßöffnung 65 bildet. In dem Fluidaufnahmekanal 64 sind ein Kolben 66 und eine Schraubenfeder 67 angeordnet. Der Kolben 66 wird an der Innenwand des Fluidaufnahmekanals 64 geführt und kann sich darin bewegen. Die Schraubenfeder 66 übt eine radial nach außen wirkende Kraft auf den Kolben 66 aus, der dadurch die Verbindung zwischen dem ersten Durchlaß 61 und dem Fluidauf­ nahmekanal 64 verschließt.

Wenn der Druck innerhalb der zweiten großen Kammer 41 und damit auch in dem zweiten Durchlaß 62 ansteigt, bewegt sich die Kugel 63 in der Drehrichtung R2 und die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Durchlaß 61, 62 wird geschlossen.

Hierdurch wird der Druck innerhalb des ersten Durchlasses 61 größer und der Kolben 66 bewegt sich unter Überwindung der von der Schraubenfeder aufgebrachten Kraft radial nach innen. Das viskose Fluid strömt auf diese Weise in das Innere des Fluidaufnahmekanals 64, wobei gleichzeitig das bereits in dem Fluidaufnahmekanal 64 befindliche viskose Fluid aus der Auslaßöffnung 65 abgegeben wird.

Indem die vorbeschriebene Dämpfungseinrichtung 60 als ein Speicher wirkt, wird dasselbe Ergebnis wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform erzielt. Ferner kann durch Verändern entweder des Strömungsquerschnittes des Fluidauf­ nahmekanals 64 oder der Härte der Schraubenfeder 67 die Dämpfungskraft der Dämpfungseinrichtung 60 geändert werden, wodurch Änderungen der Widerstandskraft in der dynamischen Charakteristik eingestellt werden können.

Bei der erfindungsgemäßen Dämpfungseinrichtung wird die von der zweiten Drossel erzeugte Widerstandskraft gedämpft. In­ folgedessen wird der Übergang von der ersten Größe der Widerstandskraft auf die zweite Größe der Widerstandskraft weich, so daß keine Stöße auftreten können.

Zusammenfassend dient eine Einrichtung 71 zum Erzeugen eines viskosen Widerstandes zum Dämpfen von Torsionsschwingungen mit Hilfe einer begrenzten Strömung eines viskosen Fluids. Die Einrichtung ist in einer Schwungradeinheit eingebaut, bei der ein erstes und ein zweites Schwungrad 1, 3 begrenzt drehbeweglich miteinander gekuppelt sind. Die Einrichtung 71 besitzt eine erste Drossel S1, die eine Widerstandskraft beim Übergang eines viskosen Fluids zwischen zwei kleinen Kammern 38, 39 an beiden Seiten der Drossel S1 erzeugt, wenn die Drehverstellung zwischen den Schwungrädern in einem ersten Winkelverstellbereich liegt. Eine zweite Drossel S2 erzeugt eine Widerstandskraft in einem zweiten, größeren Winkelverstellbereich, wobei die von der zweiten Drossel S2 erzeugte Widerstandskraft größer als die der ersten Drossel S1 ist. Eine Übergangs-Dämpfungseinrichtung 50 ist in dem ersten Winkelverstellbereich nicht wirksam, verringert jedoch in dem zweiten Winkelverstellbereich die Wirkung des Übergangs zwischen der Widerstandskraft der ersten und der zweiten Drossel.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich.

Claims (7)

1. Torsionsschwingungsdämpfer, mit:
einer geteilten Schwungradeinheit mit einer Fluid-Dämpfungs­ einrichtung (50, 60) zwischen einem ersten und einem zweiten Schwungrad (1, 3) und mit einer ersten Drossel (S1), die eine Fluidströmung zwischen aneinander angrenzenden ersten Fluidkammern (38, 39) bei einer Verstellung der Schwungräder in einem ersten Verstellwinkelbereich begrenzt, sowie mit einer zweiten Drossel (S2), die eine Fluidströmung zwischen aneinander angrenzenden zweiten Fluidkammern (40, 41) bei einer Verstellung der Schwungräder in einem zweiten Ver­ stellwinkelbereich ermöglicht, der größer ist als der erste Verstellwinkelbereich, wobei die zweite Drossel (S2) einen größeren Fluidströmungswiderstand erzeugt als die erste Drossel (S1),
gekennzeichnet durch
eine zwischen den zweiten Fluidkammern (40, 41) ausgebildete Übergangsdämpfungseinrichtung (50, 60) zum Dämpfen des Über­ gangs zwischen dem Widerstand der ersten Drossel (S1) und dem der zweiten Drossel (S2) bei einem Wechsel zwischen dem ersten Verstellbereich und dem zweiten Verstellbereich.

2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Übergangsdämpfungseinrichtung in dem ersten Verdrehwinkelbereich unwirksam und in dem zweiten Verdrehwinkelbereich wirksam ist.

3. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß
das erste Schwungrad (1) eine mit einem Fluid gefüllte ringförmige Ausnehmung (1e) aufweist, in der mehrere mit Fluid gefüllte Kammern ausgebildet sind,
die erste Drossel (S1) in der ringförmigen Ausnehmung (1e) ausgebildet ist und bei einer Verstellung der beiden Schwungräder (1, 3) innerhalb des ersten Drehwinkelbereiches eine begrenzte Fluidströmung zwischen einem ersten Paar von Kammern (38, 39) ermöglicht, und
die zweite Drossel (S2) in der ringförmigen Ausnehmung (1e) ausgebildet ist und bei einer Verstellung der beiden Schwungräder (1, 3) innerhalb des zweiten, größeren Drehwin­ kelbereiches eine begrenzte Fluidströmung zwischen einem zweiten Paar von Kammern (40, 41) ermöglicht.

4. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein bogenförmiges Flüssigkeitskammer- Gehäuse (18) teilweise die bogenförmige Kammer bildet, und daß das zweite Paar von Kammern (40, 41) durch eine an der radial inneren Fläche des Kammergehäuses (18) ausgebildete Sperre (25) voneinander getrennt ist, die einen Teil der zweiten Drossel (S2) bildet.

5. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsdämpfungseinrichtung (50, 60) von der Sperre (25) gebildet wird.

6. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Übergangsdämpfungseinrichtung (50) eine erste und eine zweite Öffnung aufweist, die beide durch die Sperre (25) zu dem zweiten Paar von Kammern (40, 41) verlaufen, daß jede der Öffnungen eine zentrale Kammer (51a, 51b) aufweist, daß in der ersten Kammer (51a) ein von einer Feder (54a) vorgespannter Kolben (53a) bei einer Fluidströ­ mung in einer ersten Richtung bewegbar ist, und daß in der zweiten Kammer (51b) ein von einer Feder (54b) vorgespannter Kolben (53b) bei einer Fluidströmung in einer zweiten Rich­ tung bewegbar ist.

7. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Übergangsdämpfungseinrichtung (60) folgende Teile aufweist:
die Sperre (25), die mit einer durchgehenden Öffnung ausge­ bildet ist, die sich bis zu den beiden Kammern (40, 41) des zweiten Paares erstreckt und eine mittlere Kammer (61) auf­ weist, deren Durchmesser größer als der der Öffnung ist,
eine innerhalb der Kammer (61) angeordnete Kugel (63), die in Abhängigkeit von einer Fluidströmung in die bzw. aus der Öffnung von einem zum anderen Ende der Kammer (61) bewegbar ist,
einen Auslaßkanal (65), der von der Kammer (61) zu einer an die zweite Drossel (S2) angrenzenden Fläche der Sperre (25) verläuft und mit einem Aufnahmekanal (64) versehen ist, und
einen Kolben (66) und eine Feder (67), die in dem Aufnahme­ kanal (64) angeordnet sind, wobei der Kolben in Abhängigkeit von einer Fluidströmung in die Kammer (61) bewegbar ist.