DE4444196A1 - Torsionsschwingungsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

In der DE 36 30 398 C2 ist ein Zweimassenschwungrad beschrieben, durch wel­ ches auch größere Torsionsschwingungen, die bei Einleitung eines Drehmomen­ tes durch einen Antrieb, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor auf ein antriebsseitiges Übertragungselement des Zweimassenschwungrades mit über­ tragen werden, reduzierbar sind. Die Reduzierung erfolgt bei Übertragung der je­ weiligen Torsionsschwingungen vom antriebsseitigen zum abtriebsseitigen Über­ tragungselement über einen Federsatz, der durch eine Reibungsvorrichtung unter­ stützt wird.

Im Gegensatz zu einem massiven Schwungrad sind die beiden Schwungmassen eines Zweimassenschwungrades relativ leicht, so daß der großen primärseitigen Masse, die sich aus dem Antrieb und der primärseitigen Schwungmasse zusam­ mensetzt, lediglich eine kleine sekundärseitige Schwungmasse entgegenwirkt, die sich getriebeseitig abstützt. Dadurch ist das Widerstandsmoment für einen An­ trieb, das durch die Trägheit der Primärseite und einem durch die Wirkung der Federn, der Reibung sowie der Trägheit der Sekundärschwungmasse gebildeten Reaktionsmoment bestimmt ist, relativ klein, so daß es Gleichlaufschwankungen des Antriebs nur wenig zu glätten vermag. Die Gleichlaufschwankungen bewir­ ken Drehmomentschwankungen an der Motorfront, an der Nebenaggregate, wie beispielsweise ein Generator angeschlossen sind. Die Drehmomentschwankungen können eine Schädigung dieser Aggregate bewirken.

Durch die DE 31 39 658 C2 ist, insbesondere in Fig. 3 und 4, ein Torsions­ schwingungsdämpfer mit einem antriebsseitigen Übertragungselement in Form eines Belagträgers bekannt, der mit einem auf einer als abtriebsseitiges Übertra­ gungselement wirksamen Nabe angeordneten Sonnenrad eines Planetengetriebes fest verbunden ist. Das letztgenannte weist einen gegenüber dem Belagträger zu einer begrenzten Relativdrehung befähigten, an der Nabe befestigen Planetenträ­ ger auf, an dem Planetenräder gelagert sind, die einerseits mit dem Sonnenrad und andererseits mit einem an Deckblechen für die Nabe befestigten Hohlrad in Eingriff stehen, das gegenüber der Nabe relativ drehbar ist. Die Deckbleche wei­ sen Ausnehmungen für jede Federeinrichtung auf, die durch Anlagekanten für die jeweilige Federeinrichtung begrenzt sind.

Die Einleitung einer Torsionsschwingung, die einem von einem Antrieb erzeugten Drehmoment überlagert ist, erfolgt bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer über den Belagträger auf das Sonnenrad. Drehmomentschwankungen bewirken beim Abrollen der Planetenräder eine Relativdrehung von Planetenträger und Hohlrad, die eine Lageänderung der Deckbleche gegenüber der Nabe bewirken. Hierdurch werden die Federeinrichtungen verformt.

Bei entsprechender Wahl des Übersetzungsverhältnisses am Planetengetriebe kann der Drehwinkel zur Verformung der Federelemente im Vergleich zu einem Torsionsschwingungsdämpfer ohne Planetengetriebe verändert und damit der störende Einfluß von Drehmomentschwankungen vermindert werden. Wegen des abtriebsseitig bei derartigen Torsionsschwingungsdämpfern geringen Massen­ trägheitsmoments ist aber das Vermögen, größere Drehmomentschwankungen aufzunehmen, begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsschwingungsdämpfer so auszubilden, daß dieser bei massearmer Ausbildung Gleichlaufschwankungen des Antriebs bestmöglich entgegenwirkt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch Ausbildung des Torsionsschwingungsdämpfers mit einer antriebs- sowie einer abtriebsseitigen Schwungmasse und einem mit zumindest einer der beiden Schwungmassen verbundenen Element eines Planetengetriebes, wie beispiels­ weise Sonnenrad, Planetenträger oder Hohlrad, das als Zwischenmasse bezeich­ net ist, wird folgendes erreicht:

Bei Einleitung einer Torsionsschwingung ist das derselben zugeordnete Moment durch das Planetengetriebe teilbar, und zwar vorzugsweise in einen ersten Teil, der versucht, die Sekundärschwungmasse in Richtung der durch den Antrieb vor­ gegebenen Bewegungsrichtung der Primärschwungmasse zu beschleunigen und einen zweiten Teil, der aufgrund des Planetenrades derart wirksam ist, daß er dem der eingeleiteten Torsionsschwingung zugeordneten Moment entgegenge­ setzt ist. Die beiden Teilmomente liegen an einander entgegengesetzten Seiten der Federeinrichtung an, die anspruchsgemäß eine Federkonstante aufweist, die an einem Verformungsmoment, das sich durch das maximal vom Antrieb einleit­ bare Moment, vergrößert um den getriebebedingten Übersetzungsfaktor ergibt, ausgerichtet ist. Da die beiden auf die Federeinrichtung einwirkenden Teilmomen­ te in Summe dem antriebsseitigen Moment entsprechen, wird aufgrund der auf das größere Verformungsmoment abgestimmten Federkonstante das Differenz­ moment über die Federeinrichtung von der Zwischenmasse auf das abtriebsseiti­ ge Übertragungselement geleitet, ohne daß es zu einer stärkeren Verformung der Federeinrichtung kommt. Dadurch bedingt, führen Zwischenmasse und ab­ triebsseitige Übertragungselement sowie, bei entsprechender Koppelung der Zwi­ schenmasse mit dem antriebsseitigen Übertagungselement, das letztgenannte und das abtriebsseitiges Übertragungselement eine nur geringe Relativdrehung gegeneinander aus. Hierdurch entsteht annähernd die Wirkung einer aus an­ triebsseitiger Schwungmasse, Zwischenmasse und abtriebsseitiger Schwung­ masse zusammengesetzten Gesamtmasse, wodurch das Massenträgheitsmo­ ment, das Gleichlaufschwankungen des Antriebs entgegenwirkt, scheinbar erhöht ist gegenüber einem Torsionsschwingungsdämpfer, bei dem größere Relativbe­ wegungen zwischen den einzelnen Massen möglich sind. Dadurch ergeben sich geringe Drehmomentschwankungen an der Motorfront.

Für eine derartige Einsatzform in einem Torsionsschwingungsdämpfer ist ein Pla­ netengetriebe besonders gut geeignet, da durch das wenigstens eine als rich­ tungsumkehrendes Getriebeglied wirksame Planetenrad auf einfache Weise ge­ mäß Anspruch 2 eine Umlenkung der Wirkrichtung eines mit dem Planetenrad in Eingriff stehenden weiteren Teils des Planetengetriebes, wie beispielsweise eines Hohlrades, gegenüber dem antriebsseitigen Teil, wie einem Sonnenrad, erzielbar ist. So kann beispielsweise das Hohlrad, wenn dieses über einen Federsatz sowie über eine Reibvorrichtung mit einem als abtriebsseitiges Übertragungselement wirksamen Planetenträger verbunden ist, in entgegengesetzter Richtung wie das antriebsseitige Sonnenrad angetrieben werden, so daß über das Hohlrad ein auf das antriebsseitige Übertragungselement rückwirkendes, das dort wirkende Mo­ ment verminderndes Teilmoment aufgebaut werden kann. Der bereits genannte Planetenträger ist dagegen in Richtung des Sonnenrades und damit der Primär­ schwungmasse bewegbar, so daß das von diesem übertragene Teilmoment ver­ sucht, das abtriebsseitige Übertragungselement in Wirkrichtung des antriebsseiti­ gen Übertragungselementes zu beschleunigen.

Um den Vorteil des Planetengetriebes voll ausnutzen zu können, ist die Federein­ richtung gemäß Anspruch 4 zwischen der Zwischenmasse und einem der Über­ tragungselemente, vorzugsweise dem abtriebsseitigen anzuordnen, da auf diese Weise die Zwischenmasse mit durch das Planetengetriebe vorgebbarer Überset­ zung gegenüber dem antriebsseitigen Übertragungselement antreibbar ist. Die Übersetzung ist gemäß Anspruch 5 vorteilhafterweise derart zu wählen, daß die Zwischenmasse für eine Auslenkung aus ihrer Ruhelage ein möglichst großes Moment erforderlich macht, wodurch der Eindruck großer Trägheit entsteht. Die Zwischenmasse wirkt demnach infolge der getriebemäßigen Übersetzung wie eine ansonsten wesentlich größere Masse und vermindert dadurch noch stärker eine Belastung der Motorfront. Vorzugsweise wird die Übersetzung betragsmäßig größer 1 gewählt.

Durch die Ausbildung einer der beiden Schwungmassen mit einer zumindest teil­ weise mit pastenförmigem Medium gefüllten Kammer gemäß Anspruch 6, in welcher wenigstens ein Teil der Elemente des Planetengetriebes angeordnet sind, wird dafür gesorgt, daß ein nachteiliger Einfluß der Relativbewegung zwischen antriebs- und abtriebsseitiger Schwungmasse auf die Abdichtung der Kammer soweit wie möglich reduziert ist. Durch Befüllen der Kammer mit dem pasten­ förmigen Medium wird eine von der Winkelgeschwindigkeit des Planetenrades zum Hohlrad bzw. zum Sonnenrad abhängige Dämpfung erzielt, da die Zahnräder beim Abrollen aufeinander das zwischen den Zahnflanken vorhandene Medium in Achsrichtung verdrängen.

In Anspruch 7 ist nochmals deutlich ausgeführt, daß es, sofern keine allzu starke Dämpfung erforderlich ist, bereits ausreichen kann, nur einen Teil der Elemente des Planetengetriebes innerhalb der Kammer anzuordnen. Verständlicherweise wird hierdurch die Abdichtung der Kammer gegen einen Austritt des pastenför­ migen Mediums jeweils an der Stelle erfolgen, an welcher die Begrenzung der Kammer vorhanden ist.

In Anspruch 8 ist eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Torsions­ schwingungsdämpfers angegeben, bei dem durch Anordnung von Planetenträ­ gern an beiden Seiten der Planetenräder eine zweite Funktion der erstgenannten, nämlich eine Grobabdichtung 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 verhindern. Eine Feinabdichtung wird durch den Ring gemäß Anspruch 9 und 10 erzielt.

In den Ansprüchen 11 bis 13 sind beispielhaft bevorzugte Ausführungen einer Anbindung der Zwischenmasse an zumindest eine der beiden Schwungmassen sowie das Zusammenwirken der Zwischenmasse mit der zugeordneten Schwungmasse über die Federeinrichtung angegeben. Hierbei kann die Federein­ richtung abtriebsseitig angeordnet sein, das heißt, sie greift zwischen der ab­ triebsseitigen Schwungmasse und der Zwischenmasse an, sie kann aber ebenso antriebsseitig vorgesehen sein, wobei sie zwischen der Zwischenmasse und der antriebsseitigen Schwungmasse eingesetzt ist. Weiterhin kann die Federeinrich­ tung zwischen den beiden Schwungmassen angreifen, wobei die Zwischenmasse nach Anspruch 12 mit beiden Schwungmassen verbunden ist, während sie ge­ mäß Anspruch 13 nur an einer von diesen angreift. In Anspruch 14 und 15 sind vorteilhafte konstruktive Weiterbildungen zu den vorgenannten Ausführungen angegeben.

Bedingt durch das Planetengetriebe weist der erfindungsgemäße Torsions­ schwingungsdämpfer eine erhebliche Anzahl von Stellen auf, an denen Teile einer Relativbewegung zueinander unterworfen sind, so daß diese zur Ausbildung einer Reibeinrichtung geeignet sind. In den Ansprüchen 16 und 17 sind bevorzugte Stellen hierfür sowie die Ausführung eines bestimmten Elementes, wie beispiels­ weise des Planetenträgers zur Ansteuerung der Reibeinrichtung angegeben.

In Anspruch 18 ist eine vorteilhafte Lösung angegeben, um eine der beiden Schwungmassen auf der anderen Schwungmasse zu lagern. Nach Anspruch 19 ist hierbei die gelagerte Schwungmasse drehfest mit dem Planetenträger verbun­ den.

Durch Anordnung der Lagerung zwischen zumindest zweien der drei unterschied­ lichen Massen, nämlich antriebsseitige Schwungmasse, Zwischenmasse oder ab­ triebsseitige Schwungmasse wird erreicht, daß die Zahnräder des Planetengetrie­ bes ohne Unwucht, die ohne den Einsatz der Lagerung durch das Spiel zwischen den Verzahnungen entstehen könnte, miteinander in Eingriff treten. Eine vorteil­ hafte Anordnungsmöglichkeit für die Lagerung ist in Anspruch 21 angegeben.

Anspruch 22 zeigt, wie die Lagerung auf einfache konstruktive Weise gegen Axialbewegungen sicherbar ist, während Anspruch 23 auf eine Maßnahme zur Isolation der Lagerung hauptsächlich gegen Wärme gerichtet ist, die an der ab­ triebsseitigen Schwungmasse, welche zur Aufnahme des Reibbelages dient, ent­ steht.

Während die Lagerung nach Anspruch 22 und 23 durch ein Wälzlager gebildet wird, ist sie gemäß Anspruch 24 als Gleitlagerung ausgebildet.

Anspruch 25 und 26 gibt an, wie bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwin­ gungsdämpfer eine Lagerung mit besonders kleinem Innendurchmesser und, da­ durch bedingt, kleinem Außendurchmesser Verwendung finden kann.

In den Ansprüchen 27 bis 30 sind vorteilhafte Ausführungen für die Federeinrich­ tung angegeben, wobei durch Einsatz von Gleitschuhen gemäß Anspruch 28 zwischen den Federn die Längsachsen der letztgenannten gemäß Anspruch 27 geradlinig verlaufen können. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Federn kurz auszubilden, so daß bei Bedarf auch Federn unterschiedlicher Steifigkeit in eine Federeinrichtung integrierbar sind.

Bei den Federeinrichtungen gemäß den Ansprüchen 29 und 30 ist es dagegen vorteilhaft, Federn größerer Länge zu verwenden. Diese Federn können vor Ein­ bau in den Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 29 ohne Vorkrümmung ausgebildet sein, können aber ebenso nach Anspruch 30 vorgekrümmt sein.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers mit einem Planetengetriebe und einer ausgangsseitig vorgesehenen Federein­ richtung, teilweise in Schnittdarstellung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 wie Fig. 2, aber mit einer Lagerung zwischen der antriebsseitigen und der abtriebsseitigen Schwungmasse;

Fig. 4 wie Fig. 2, aber mit einer Gleitlagerung zwischen antriebs- und ab­ triebsseitiger Schwungmasse;

Fig. 5 wie Fig. 3, aber mit einer Lagerung kleinen Durchmessers.

Fig. 6 Federeinrichtung mit gekrümmter Feder.

In Fig. 1 und 2 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer dargestellt, der an seiner in Fig. 2 linken Seite eine Schwungmasse 1 aufweist, die zur Einleitung einer An­ triebsbewegung dient und im Umfangsbereich mit einem Zahnkranz 2 für ein nicht gezeigtes Starterritzel versehen ist. Die Schwungmasse 1 ist als an­ triebsseitiges Übertragungselement 3 wirksam.

Die Schwungmasse 1 ist an einer Nabe 4, die auf einer nicht dargestellten Kur­ belwelle einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, durch Schrauben 5 gemeinsam mit einem ebenfalls auf der Nabe 4 angeordneten Sonnenrad 7 eines Planetenge­ triebes 102 und einem Flansch 8 befestigt. Das Planetengetriebe 102 weist zwei beiderseits des Sonnenrades 7 angeordnete 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 Umfangsrichtung, in Aussparungen 12 einer Reibeinrichtung 13 eingreifen, die, in axialer Richtung gesehen, zwischen der antriebsseitigen Schwungmasse 1 und dem Sonnenrad 7 angeordnet ist und durch eine Tellerfe­ der 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 Hülsen 18, in denen jeweils ein zwischen den beiden Planetenträgern 9 angeordnetes Planetenrad 20 gelagert ist, mitein­ ander verbunden. Die Hülsen 18 weisen zur axialen Verbindung der beiden Plane­ tenträger 9 jeweils an ihren der Schwungmasse 1 zugewandten Seiten eine flan­ schartige Aufweitung 21 auf und sind mit einem Innengewinde zur Aufnahme jeweils einer Schraube 22 versehen, deren Kopf an dem zur Schwungmasse 1 ferneren Planetenträger 9 an dessen von der Schwungmasse 1 abgewandten Sei­ te zur Anlage kommt. Die Planetenräder 20 sind einerseits mit dem Sonnenrad 7 in Eingriff und kämmen andererseits mit einem ebenfalls zwischen den beiden Planetenträgern 9 angeordneten, als Zwischenmasse 50 wirksamen Hohlrad 24. Die Planetenträger 9 sind im radialen Umfangsbereich an einem sowohl die Plane­ tenträger 9 als auch das Hohlrad 24 umgreifenden Ring 26 befestigt. Das Hohl­ rad 24 weist radial außerhalb seines Zahneingriffs mit den Planetenrädern 20 mit vorbestimmten Winkelabständen 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 in Umfangsrich­ tung jeweils äußersten über ein Anlageelement 31 an jeweils einer Anlagekan­ te 32 des Hohlrades 24 zur Anlage kommen. Die einzelnen Federn 30 sind durch Gleitschuhe 33, die an der Innenseite des Ringes 26 geführt sind, voneinander getrennt. Die Federeinrichtung 28 greift in axialer Richtung zu beiden Seiten des Hohlrades 24 in entsprechende Ausnehmungen 35 der Planetenträger 9, wobei die Anlageelemente 31 an Anlagekanten 36 der Planetenträger 9 in Anlage kom­ men. Durch eine Ausnehmung 27 im Hohlrad 24 sowie die zugeordneten Aus­ nehmungen 35 in den Planetenträgern 9 wird jeweils ein Kanal 38 zur Aufnahme der Federeinrichtung 28 gebildet. Dieser ist in axialer Richtung an seiner der Schwungmasse 1 zugewandten Seite durch eine erste Dichtplatte 40 verschlos­ sen, die einstückig mit dem Ring 26 ausgebildet ist und bis in den Bereich der Reibeinrichtung 13 nach radial innen greift. Die Gegenseite des Kanals 38 ist, in radialer 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 Federeinrich­ tung 28 aufnimmt und mit pastenförmigem Medium zumindest teilweise gefüllt ist. Die weitere Schwungmasse 45 ist fest mit dem Ring 26 verbunden und dient als abtriebsseitiges Übertragungselement 46, das in nicht gezeigter Weise zur Aufnahme einer reib- oder formschlüssigen Kupplung vorgesehen ist.

Die Zahnräder 7, 20 und 24 sind über die Planetenträger 9 in axialer Richtung durch den Ring 26 gesichert. Als axiale Bewegungssicherung 47 dieses Ringes zwischen den beiden Schwungmassen 1 und 45 ist, an der dem Ring 26 zuge­ wandten Seite des Schwungrades 1, ein Reibring 48 vorgesehen. Dieser erbringt neben seiner bereits genannten Funktion eine Grundreibung für den Torsions­ schwingungsdämpfer, wobei die Höhe dieser Grundreibung vom Abstand des Reibringes 48 von der Drehachse 54 des Torsionsschwingungsdämpfers sowie von der jeweiligen Materialpaarung Reibring 48/Schwungmasse 1 abhängig ist.

Das Planetengetriebe 102 ist als auf das antriebsseitige Übertragungselement 3 rückgekoppeltes Getriebe 100 wirksam, bei welchen die Planetenräder 20 als Getriebeteil 101 wirksam sind, durch den die Drehrichtung des Hohlrades 24 ge­ genüber derjenigen des Sonnenrades 7 umkehrbar ist.

Der Torsionsschwingungsdämpfer arbeitet wie folgt:
Bei Einleitung eines Drehmomentes, dem bei Verwendung eines Verbrennungs­ motors als Antrieb Torsionsschwingungen überlagert sind, 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. Während das Drehmoment, über die Planetenräder 20 auf die Planeten­ träger 9 und damit auf das ausgangsseitige Übertragungselement 46 ohne eine Änderung der Drehrichtung weitergeleitet wird, sorgt der Torsionsschwingungs­ dämpfer für eine betragsmäßige Reduzierung der mit dem Drehmoment einge­ brachten Torsionsschwingungen. Hierbei wird, da der Planetenträger 9 aufgrund seiner Trägheit zunächst noch drehfest wirkt, die Bewegung des Sonnenrades 7 in eine Drehung der Planetenräder 20 um die jeweilige Hülse 18 sowie in eine Bewegung der Hülsen 18 selbst und damit des Hohlrades 24 um die Drehach­ se 54 umgesetzt. Dadurch wird das der Torsionsschwingung zugeordnete Mo­ ment verzweigt, und zwar in ein erstes Teilmoment, das über die Planetenrä­ der 20 auf die Planetenträger 9 gelangt und in ein zweites Teilmoment, das auf das als Zwischenmasse 50 wirksame Hohlrad 24 übertragen wird. Ist das der am Sonnenrad 7 eingeleiteten Torsionsschwingung zugeordnete Moment beispiels­ weise gemäß Fig. 1 im Uhrzeigersinn orientiert, dann bewirkt über die Drehung der Planetenräder 20 ein im Gegenuhrzeigersinn wirksames erstes Teilmoment eine Auslenkung des Hohlrades 24 aus seiner Ruhestellung im Gegenuhrzeiger­ sinn, während die Planetenträger 9 durch ein im Uhrzeigersinn wirksames zweites Teilmoment angetrieben werden. Beide Teilmomente bewirken Reaktionsmomen­ te, bestehend aus Feder-, Trägheits- und Reibmoment mit allerdings unterschied­ licher Richtung, welche sich in ihrer Wirkung teilweise kompensieren. Dadurch kommt es zu einer relativ geringen Verformung der Federn 30 der Federeinrich­ tung 28 und damit zu kleinen Relativdrehungen zwischen der Zwischenmasse 50 und der abtriebsseitigen Schwungmasse 45 und damit auch zwischen der an­ triebsseitigen und der abtriebsseitigen Schwungmasse. Damit wird das Massen­ trägheitsmoment für den Antrieb gegenüber einem Torsionsschwingungsdämp­ fer, bei dem die einzelnen Massen weniger steif miteinander verbunden sind, scheinbar erhöht, wodurch Gleichlaufschwankungen des Antriebs wirksam glätt­ bar sind.

Das Planetengetriebe 102 ist demnach so ausgebildet, daß ein Teil eines mit ei­ ner Torsionsschwingung verknüpften Momentes auf das Hohlrad und ein anderer Teil auf die Planetenträger 9, die mit dem abtriebsseitigen Übertragungsele­ ment 46 verbunden sind, geleitet wird, was vorzugsweise dadurch erzielbar ist, daß die Übersetzung des Planetengetriebes betragsmäßig größer als 1 gewählt wird. Die Rückwirkung des Hohlrades 24 auf das Sonnenrad 7 und damit auf das antriebsseitige Übertragungselement 3 ist hoch.

Um das zuvor genannte vorteilhafte Übersetzungsverhältnis größer 1 zu errei­ chen, darf die Federeinrichtung 28 nicht direkt zwischen die beiden Übertragung­ selemente 3, 46 geschaltet sein, da ansonsten das als Zwischenmasse 50 wirk­ same Hohlrad 24 ohne Übersetzung angetrieben und demnach ein Teil des durch die Rückkopplung des Getriebes auf das antriebsseitige Übertragungselement 3 gewonnenen Vorteils verschenkt würde. Vorzugsweise ist die Federeinrich­ tung 28 dagegen zwischen die Zwischenmasse 50 und das abtriebsseitige Über­ tragungselement 46 zu schalten, so daß das einer Torsionsschwingung zugeord­ nete Moment nach Übertragung durch die Planetenräder 20 zuerst eine Überset­ zung erfährt, bevor es auf die Zwischenmasse 50 einerseits und auf das ab­ triebsseitige Übertragungselement 46 andererseits übertragen wird.

Dieses Moment bewirkt eine Bewegung der Planetenträger 9 relativ zu dem Hohl­ rad 24, wobei die sich an den Anlagekanten 36 der Planetenträger 9 abstützen­ den Anlageelemente 31 der Federeinrichtung 28 von ihrem Sitz an den Anlage­ kanten 32 des Hohlrades entfernen, so daß eine Verformung der Federn 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 verständlicherweise von der Übersetzung des Planetengetriebes 102 und damit vom Verhältnis der Zähnezah­ len von Sonnenrad 7 und Hohlrad 24 abhängig.

Da die Kammer 44 in der abtriebsseitigen Schwungmasse 45 mit pastenförmi­ gem Medium gefüllt ist, wird bei der besagten Abrollbewegung der Planetenrä­ der 20 zwischen Sonnenrad 7 und Hohlrad 24 sowie bei der Verformung der Fe­ dereinrichtung 28 innerhalb des Kanals 38 das pastenförmige Medium verdrängt, wobei dieses im Bereich der Verzahnung beim Ineingrifftreten zweier Zähne in axialer Richtung nach außen gepreßt wird, wo es auf die Innenseiten der Plane­ tenträger 9 trifft und, bedingt durch die Drehbewegung des Torsionsschwin­ gungsdämpfers, 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 herausgedrückt. Bei zunehmender Auslenkgeschwindigkeit der Planetenträger 9 erhöht sich auch die Verdrängungsgeschwindigkeit des pa­ stenförmigen Mediums sowohl zwischen den Verzahnungen als auch im Bereich, der Federeinrichtung 28, wodurch allerdings auch der Widerstand, den das Medi­ um dieser Verdrängung entgegensetzt, ansteigt. Hierdurch ist die durch das Me­ dium hervorgerufene Dämpfung von der jeweiligen Winkelgeschwindigkeit, mit der die Planetenträger 9 relativ zu dem Hohlrad 24 bewegt werden, abhängig.

Sobald die Planetenträger 9 unter Verformung der Federeinrichtung 28 sich um einen Drehwinkel gegenüber dem Hohlrad 24 bewegt haben, der hinsichtlich sei­ ner Bemessung der Breite des Spiels entspricht, das zwischen den radial innen an dem in Fig. 2 linken Planetenträger 9 ausgebildeten Vorsprüngen 10 und der je­ weiligen Aussparung 12 der Reibeinrichtung 13 verbleibt, erfolgt bei fortgesetz­ ter Auslenkung der Planetenträger 9 eine Mitnahme der Reibscheibe 17. Wegen der nun zwischen der Reibscheibe 17 und der antriebsseitigen Schwungmasse 1 bestehenden Relativbewegung liegt eine die Auslenkbewegung des Planetenträ­ gers 9 abbremsende Reibung vor. Hierbei gilt, daß der Anteil dieser Reibung ebenfalls durch die Ausbildung des Planetengetriebes 102 beeinflußbar ist, da eine Übersetzung, die große Auslenkwinkel der Planetenträger 9 gegenüber der ersten Schwungmasse 1 begünstigt, einen großen Reibweg schafft, während bei einer Übersetzung, die große Teilmomente schafft, die Reibkraft bei Verwendung einer stärkeren Tellerfeder 15 feinfühliger abstimmbar ist.

In den Fig. 3 bis 5 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer dargestellt, der demjeni­ gen gemäß Fig. 2 weitgehend entspricht, weshalb lediglich noch Abweichungen beschrieben und mit Bezugszeichen versehen sind.

Nach Fig. 3 ist auf der Nabe 4 eine Lagerung 60 angeordnet, die an ihrer radialen Außenseite Isolationsschilde 65 L-förmigen Querschnittes trägt. Diese sollen die Lagerung 60, die durch ein Wälzlager 63 gebildet ist, gegen Wärme schützen, die an der abtriebsseitigen Schwungmasse 45 durch nicht dargestellte, aber dort vorgesehene Reibbeläge eingeleitet wird. Die radiale Außenseite der Lagerung 60 wird am freien Ende einer Stütze 62 gehalten, die an der abtriebseitigen Schwungmasse 45 befestigt ist. Das Wälzlager 63 ist an seiner radialen Innensei­ te einerends durch die Nabe 4 und anderenends durch den Flansch 8 in Achsrich­ tung gegen Bewegungen gesichert. Eine eben solche Sicherung wird an der radia­ len Außenseite über das radial innere Ende der Stütze 62 erreicht, das die Isolati­ onsschilder 65 und damit das zwischen denselben gehaltene Wälzlager 63 in Achsrichtung spielfrei aufnimmt.

Durch die Lagerung 60 zwischen der der antriebsseitigen Schwungmasse 1 zu­ geordneten Nabe 4 und der an der abtriebsseitigen Schwungmasse 45 befestig­ ten Stütze 62 wird erreicht, daß die einzelnen Zahnräder, nämlich Sonnenrad 7, Planetenräder 20 und Hohlrad 24, die Spiel zwischen den Verzahnungen haben, ohne Unwucht aufeinander abrollen können.

Eine besonders einfache Ausführung der Lagerung 60 ist in Fig. 4 gezeigt, wobei die mit der abtriebsseitigen Schwungmasse 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-Metall vor, jedoch be­ steht ebenso die Möglichkeit, einen Kunststoffring zwischen dem Steg 71 der Stütze 62 und die Nabe 4 einzubringen.

In Fig. 5 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 ausgebildet und verjüngt sich in Richtung zur abtriebsseitigen Schwungmasse 45. Die Nabe trägt an ihrem verjüngten Ende eine in radialer Richtung besonders kompakt ausgebildete Lagerung 60, die durch das Sonnen­ rad 7 und die abtriebsseitige Schwungmasse 45 in Achsrichtung gegen Bewe­ gungen gesichert ist und für eine gleichbleibende radiale Relativlage der Zahnrä­ der 7, 20 und 24 gegeneinander sorgt.

In Fig. 6 ist ausschnittsweise der in Fig. 1 gezeigte Kanal 38 zur Aufnahme der Federeinrichtung 28 gezeigt. Anders als bei der Ausführung gemäß Fig. 1 sind nun die Federn 30 nicht über Gleitschuhe, sondern direkt im Kanal 38 gelagert, wodurch sie eine Krümmung um die Drehachse 54 des Zweimassenschwungra­ des aufweisen. Es können sowohl Federn 30 verwendet werden, die vor Einbau in den jeweiligen Kanal 38 eine geradlinig verlaufende Mittelachse haben und ihre Krümmung erst durch den Einbau erhalten, es sind aber ebenso auch Federn 30 verwendbar, die bereits vor Einbau ihre spätere Krümmung aufweisen. Letzteres wird dadurch erreicht, daß die Federn 30 bereits mit Vorkrümmung hergestellt werden.

Claims (30)

1. Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für Kupplungen von Kraftfahr­ zeugen, mit einem antriebsseitigen Übertragungselement, mit zumindest ei­ nem Planetenträger, der mit wenigstens einem Planetenrad versehen ist, das einerseits mit einem Sonnenrad und andererseits mit einem Hohlrad in Eingriff steht und mit einem abtriebsseitigen Übertragungselement, wobei mindestens eines der Übertragungselemente Ansteuermittel für eine Federeinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl dem antriebsseitigen Übertra­ gungselement (3) als auch dem abtriebsseitigen Übertragungselement (46) jeweils eine Schwungmasse (1, 45) zugeordnet ist und zumindest ein Über­ tragungselement (3, 46) über die Federeinrichtung (28) mit wenigstens einem als Zwischenmasse (50) wirksamen Element (Sonnenrad 7, Planetenträger 9, Hohlrad 24) des ein einer Torsionsschwingung zugeordnetes, eingeleitetes Moment in Teilmomente verzweigenden Planetengetriebes (102) verbunden ist, wobei bei Einleitung dieses Momentes ein demselben entsprechendes, aus der Summe der Teilmomente gebildetes Differenzmoment eine Verfor­ mung der Federeinrichtung (28) bewirkt, deren Federkonstante auf ein Ver­ formungsmoment ausgelegt ist, das dem um die Übersetzung vergrößerten antriebsseitigen Moment entspricht.

2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenmasse (50) durch das Hohlrad (24) gebildet ist, die bei Ein­ leitung eines einer Torsionsschwingung zugeordneten Momentes eine Aus­ lenkung aus einer vorbestimmten Ruhelage erfährt, deren Richtung gegenüber der Wirkrichtung des eingeleiteten Momentes entgegengesetzt ist.

3. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenmasse (50) durch den Planetenträger (9) gebildet ist, der bei Einleitung eines einer Torsionsschwingung zugeordneten Momentes eine Auslenkung aus einer vorbestimmten Ruhelage erfährt, deren Richtung ge­ genüber der Wirkrichtung des eingeleiteten Momentes gleichgerichtet ist.

4. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeweils nicht als Zwischenmasse (50) wirksames Element (7, 9, 24) des Planetengetriebes (102) mit einem der Übertragungselemente (1, 46) oh­ ne Relativbewegung ist, während das jeweils als Zwischenmasse (50) vorge­ sehene Element (7, 9, 24) gegenüber demjenigen Übertragungselement (1, 46), mit dem es über die Federeinrichtung (28) verbunden ist, zu einer Relativbe­ wegung befähigt ist.

5. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenmasse (50) gegenüber dem antriebsseitigen Übertragungse­ lement (3) mit einer Übersetzung antreibbar ist, durch welche das zum Aus­ lenken der Zwischenmasse (50) aus ihrer Ruhelage benötigte Moment gegen­ über einem Zustand ohne Übersetzung vergrößert ist.

6. Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere für Kupplungen von Kraftfahr­ zeugen, mit einem antriebsseitigen Übertragungselement, mit zumindest ei­ nem Planetenträger, der mit wenigstens einem Planetenrad versehen ist, das einerseits mit einem Sonnenrad und andererseits mit einem Hohlrad in Eingriff steht und mit einem abtriebsseitigen Übertragungselement, wobei mindestens eines der Übertragungselemente Ansteuermittel für eine Federeinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl dem antriebsseitigen Übertra­ gungselement (3) als auch dem abtriebsseitigen Übertragungselement (46) jeweils eine Schwungmasse (1, 45) zugeordnet ist und zumindest ein Über­ tragungselement (3, 46) über die Federeinrichtung (28) mit wenigstens einem als Zwischenmasse (50) wirksamen Element (Sonnenrad 7, Planetenträger 9, Hohlrad 24) des Planetengetriebes (102) verbunden ist, wobei eine Schwungmasse (45) eine mit pastenförmigem Medium zumindest teilweise befüllte Kammer (44) aufweist, die zumindest einen Teil der Elemen­ te (7, 20, 24) des Planetengetriebes aufnimmt.

7. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (44) in demjenigen Bereich, in welchem zumindest ein Ele­ ment (7, 20, 24) des Planetengetriebes (102) aus ihr hervorragt, gegen den Austritt des pastenförmigen Mediums mit einer Abdichtung (43) versehen ist,

8. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 6 und 7 mit zwei voneinander beabstandeten Planetenträgern, dadurch gekennzeichnet, daß die Planeten­ träger (9) zumindest einen Teil der Elemente (7, 20, 24) des Planetengetrie­ bes (102) beidseitig abdeckend, ein Rückhaltemittel für das pastenförmige Medium bilden und bis dicht an ein das radial innere Ende der Planetenträ­ ger (9) aufnehmende Schwungmasse (1, 45) heranreichen.

9. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kammer (44) im Umfangsbereich durch einen an der jewei­ ligen Schwungmasse (1, 45) ausgebildeten Ring (26) umschlossen ist, der zumindest an einer Seite eine nach radial innen ragende, an der Außenseite des zugeordneten Elementes (9, 20) des Planetengetriebes anliegende Abdich­ tung (43) in Form einer Dichtplatte (40) für die Kammer (44) aufweist.

10. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abdichtung (43) an der der jeweiligen Schwungmasse (1, 45) zu­ gewandten Seite des Ringes (26) eine die Kammer (44) gegenüber der Schwungmasse (1, 45) verschließende Deckplatte (42) aufweist.

11. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eines der beiden Übertragungselemente (3, 46) über das Plane­ tenrad (20) sowohl mit der Zwischenmasse (50) als auch mit dem anderen Übertragungselement (46) in Verbindung steht, wobei die Zwischenma­ sse (50) mit einem der Übertragungselemente (3, 46) über die Federeinrich­ tung (28) gekoppelt ist.

12. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eines der beiden Übertragungselemente (3, 46) über die Feder­ einrichtung (28) am anderen Übertragungselement angreift und ebenso wie das letztgenannte über das Planetenrad (20) mit der Zwischenmasse (50) verbunden ist.

13. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eines der beiden Übertragungselemente (3, 46) über das Plane­ tenrad (20) an der Zwischenmasse (50) und über die Federeinrichtung (28) am anderen Übertragungselement angreift.

14. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6 und 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet, daß eine der beiden Übertragungselemente (3, 46) das Hohlrad (24) und die Zwischenmasse (50) den Planetenträger (9) aufweist.

15. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6 und 11 oder 12, da­ durch gekennzeichnet daß eine der beiden Übertragungselemente (3, 46) den Planetenträger (9) und die Zwischenmasse (50) das Hohlrad (24) aufweist.

16. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6 mit einer Reibeinrich­ tung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (9) des Planetengetrie­ bes (102) mit vorbestimmbarem Spiel in Umfangsrichtung mit einer Reibein­ richtung (13) zusammenwirkt.

17. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Reibeinrichtung (13) in axialer Richtung vorzugsweise zwi­ schen einer der beiden Schwungmassen (1, 45) und einem Element (7, 20, 24) des Planetengetriebes angeordnet ist.

18. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Planetenträger (9) auf der die Kammer (44) beinhaltenden Schwungmasse (1, 45) gelagert ist und seinerseits als Lagerelement für die andere Schwungmasse dient.

19. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6 und 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Planetenträger (9) die andere Schwungmasse (1, 45) drehfest aufnimmt.

20. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen zumindest zweien der drei unterschiedlichen Mas­ sen (1, 45, 50) eine die beiden jeweiligen Massen (1, 45; 1, 50; 45, 50) in vorbe­ stimmbarer radialer Relativstellung zueinander haltende Lagerung (60) vorge­ sehen ist.

21. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6 und 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lagerung (60) zwischen einer der antriebsseitigen Schwungmasse (1) zugeordneten Nabe (4) und dem Planetenträger (9) ange­ ordnet ist.

22. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6, 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (60) durch ein Wälzlager (63) gebildet wird, das an seiner radialen Innenseite durch eine erste Masse (1) und an sei­ ner radialen Außenseite durch eine der beiden anderen Massen (45, 50) gegen Axialbewegungen sicherbar ist.

23. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6 und 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem Wälzlager (63) an seiner radialen Außenseite Isolati­ onsschilde (65) vorzugsweise L-förmigen Querschnittes zugeordnet sind.

24. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6 und 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die beiden jeweiligen Massen (1, 45; 1, 50; 45, 50) unter Bildung eines Gleitlagers (67) aneinander abstützen.

25. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6 und 20, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nabe (4) an ihrem der abtriebsseitigen Schwung­ masse (45) zugewandten Ende gegenüber dem der antriebsseitigen Schwungmasse (1) zugewandten Ende verjüngt ist und an ihrem verjüngten Ende über eine Lagerung (60) geringer radialer Ausdehnung die abtriebsseiti­ ge Schwungmasse (45) in radialer Richtung abstützt.

26. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der radialen Außenseite der Lagerung (60) außerdem das Son­ nenrad (7) abstützt.

27. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federeinrichtung (28) Federn (30) aufweist, deren Längs­ achsen nach dem Einbau in die Kammer (44) geradlinig verlaufen.

28. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6 und 27, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Federn (30) sich beiderends an Gleitschuhen (33) ab­ stützen, die entlang der Innenseite des Umfangs der Kammer (44) um die Drehachse bewegbar sind.

29. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federeinrichtung (28) Federn (30) aufweist, deren Längs­ achsen vor dem Einbau in die Kammer (44) geradlinig verlaufen, bei Einbau aber eine Krümmung um die Drehachse (54) erhalten.

30. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federeinrichtung (28) Federn (30) aufweist, deren Längs­ achsen bereits vor dem Einbau in die Kammer (44) mit vorbestimmter Krüm­ mung verlaufen.