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Die
Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit koaxialen Teilen,
die bezüglich einander
drehbar angebracht sind, mehreren zwischen diesen angeordneten,
umfangsmäßig wirkenden
Stufen zur elastischen Dämpfung
und mehreren Reibungsstufen, die zwischen den koaxialen Teilen wirken;
insbesondere betrifft die Erfindung die Konstruktion der Reibungsstufen.
Ein solcher Drehschwingungsdämpfer
kann insbesondere auf eine Reibungskupplung für ein Kraftfahrzeug angewandt werden.
Ein solcher Dämpfer
wird in der Schrift GB-A-2 254 398 gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 beschrieben.
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Bei
einem Drehschwingungsdämpfer
der oben beschriebenen Art, der zum Beispiel eine Reibungskupplung
bildet, trägt
einer der drehbaren Teile eine Reibscheibe, die drehfest mit einer
ersten Welle, in der Praxis einer Antriebswelle, wie zum Beispiel der
Kurbelwelle des Motors bei einem Kraftfahrzeug, verbunden werden
soll, während
ein anderer drehbarer Teil eine Nabe aufweist, durch die er drehfest
mit einer zweiten Welle, in der Praxis einer Abtriebswelle, wie
zum Beispiel der Eingangswelle eines Getriebes im betrachteten Fall,
verbunden werden soll. Eine Hauptdämpfungsstufe umfasst eine Nabenscheibe
mit Innenverzahnungen, die mit vorbestimmtem Winkelspiel an den Außenverzahnungen
der Nabe angebracht sind, und zwei ringförmige Flansche, die auch als
Führungsscheiben
bezeichnet werden und axial auf beiden Seiten der Nabenscheibe angeordnet
sind. Die ersten um den Umfang wirkenden elastischen Mittel dieser
Hauptdämpfungsstufe
sind zwischen der Nabenscheibe und den Führungsscheiben angeordnet.
Die Begrenzung des möglichen
Winkelausschlags zwischen der Nabe und der Nabenscheibe wird durch
das Umfangsspiel zwischen den Verzahnungen bestimmt. Eine Drehschwingungs-Vordämpfer-Untergruppe ist zwischen der
Nabe und der Nabenscheibe angeordnet und dabei axial zwischen einer
der Führungsscheiben,
die auch als erste Führungsscheibe
bezeichnet wird, und der Nabenscheibe eingesetzt, um insbesondere
die Schwingungen im Leerlaufbereich des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs
herauszufiltern. Sie umfasst zweite um den Umfang wirkende elastische
Mittel, die eine geringere Steife als jene der Hauptdämpfungsstufe
aufweisen und umfangsmäßig zwischen zwei
Führungsscheiben
kleineren Durchmessers wirken, die mit der Nabenscheibe und einer
an der Nabe befestigten Hilfsscheibe verbunden sind.
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Mehrere
axial wirkende Reibungsstufen sind „parallel" zu den Dämpfungsstufen angeordnet. Man unterscheidet
insbesondere eine Hauptreibungsstufe, deren Reibung zur gemeinsamen
Ausübung
mit der Hauptdämpfungsstufe
eingestellt wird. Es sind andere Stufen mit geringerer Reibung vorgesehen, die
in den Bereichen mit geringerem Drehmoment wirken sollen. In allen
Fällen
ist es wünschenswert, dass
die Last jeder Reibungsstufe gut kontrolliert werden kann und dass
die Reibungsstufen relativ unabhängig
voneinander sind und genau eingestellt werden können.
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Dazu
ist es von Vorteil, dass die axial wirkenden Federn (in der Praxis
gewellte Federscheiben oder Tellerfedern), die zur Einstellung der
Last der verschiedenen Reibungsstufen vorgesehen sind, relativ große Durchmesser
aufweisen. Jedoch dürfen die
Reibungsstufen die Axialabmessung des Drehschwingungsdämpfers nicht
erhöhen,
wie dies in der Schrift DE-A-4 417 660 der Fall ist, wenn man eine Vordämpfungsuntergruppe
axial zwischen der Nabenscheibe und einer der Führungsscheiben anordnet.
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Die
Erfindung bietet eine für
alle diese Probleme zufriedenstellende Lösung.
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Gemäß der Erfindung
werden diese Probleme durch den kennzeichnenden Teil von Anspruch
1 gelöst.
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Die
oben definierte Anordnung gestattet die Schaffung einer Untergruppe
und legt einen gewissen ringförmigen
Raum radial im Inneren der die Hauptdämpfungsstufe bildenden Elemente
frei. Des Weiteren gestattet die erste elastische Klemmscheibe der
Hauptreibungsstufe dank der verstrebten Stützscheiben das Festklemmen
der Reibscheibe in Kontakt mit der betreffenden Führungsscheibe.
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Somit
kann das Festklemmen genau und unabhängig eingestellt werden, wobei
zum Beispiel auf die Vordämpfungsuntergruppe
keine Wirkung ausgeübt
wird.
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Dank
der Erfindung ist eine weitere Reibungsstufe in dem freigelegten
Raum zwischen der Nabe und der gleichen Führungsscheibe untergebracht.
Diese Stufe mit relativ geringer Reibung soll im Winkelausschlag
der Drehschwingungs-Vordämpfer-Untergruppe
wirken. Gemäß einem
anderen Merkmal umfasst sie ein Ringlager, das durch die zweite
Führungsscheibe
zentriert wird, eine axial zwischen einer radialen Schulter der
Nabe und diesem Lager angeordnete Schutzscheibe und eine axial wirkende
elastische Scheibe, die zwischen dem Lager und der zweiten Führungsscheibe
angeordnet ist.
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Schließlich ist
eine Zwischenreibungsstufe zwischen der Nabenscheibe und der Führungsscheibe
der Hauptreibungsstufe angeordnet. Der Durchmesser der axial wirkenden
elastischen Scheibe dieser Stufe ist im Wesentlichen gleich dem
der Hauptreibungsstufe.
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Genauer
weist die Zwischenreibungsstufe eine Zwischenreibscheibe in Kontakt
mit der Nabenscheibe auf. Diese Reibscheibe umfasst Mittel zum Eingriff
mit der Nabe mit Spiel. Des Weiteren weist die Zwischenreibungsstufe
eine Zwischenstützscheibe
in Kontakt mit der Zwischenreibscheibe und eine elastische Zwischenklemmscheibe,
die zwischen der Stützscheibe
und einer der Stützscheiben
der Hauptreibungsstufe angeordnet ist, auf. Die mit der Zwischenreibscheibe
in Kontakt stehende Zwischenstützscheibe
ist drehfest mit der zweiten Führungsscheibe,
um die herum die Hauptreibungsstufe angeordnet ist, verbunden.
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Somit
sind die Reibungsstufen radial innerhalb der um den Umfang wirkenden
elastischen Mitteln der Hauptdämpfungsstufe
angebracht. Man kann diese verschiedenen Reibungen genau und unabhängig regeln.
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Die
Erfindung wird angesichts der folgenden Beschreibung eines eine
Reibungskupplung bildenden Drehschwingungsdämpfers gemäß ihren Grundzügen, die
einzig beispielhaft angeführt
wird und sich auf die beigefügte
Zeichnung bezieht, besser verständlich,
und es gehen daraus weitere Vorteile der Erfindung deutlicher hervor;
in der Zeichnung zeigt:
- – die einzige Figur eine als
Schnitt und Aufriss ausgeführte
Teilansicht der betreffenden Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung.
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Mit
Bezugnahme auf die Zeichnung wird ein eine Reibungskupplung bildender
Drehschwingungsdämpfer 11 dargestellt,
der mehrere drehbar bezüglich
einander angebrachte Teile aufweist, die eine gemeinsame axiale
Achse y-y aufweisen. Einer der Teile umfasst im Wesentlichen zwei
ringförmige
Flansche 13, 14, die zusammen als Führungsscheiben bezeichnet
werden und von denen einer eine Reibscheibe 15 aufweist.
Ein anderer Teil besteht aus einer röhrenförmigen Nabe 17, die
innen ausgekehlt ist, um drehfest mit einer nicht dargestellten
Abtriebswelle, im vorliegenden Fall die Eingangswelle eines Getriebes,
verbunden werden zu können.
Die beiden Führungsscheiben 13, 14 sind
durch (in der Zeichnung nicht sichtbare) axial ausgerichtete Streben
fest miteinander verbunden, die auf an sich bekannte Weise ebenfalls
zur Befestigung der Scheibe 15 an der Führungsscheibe 13 dienen.
Diese Streben durchqueren mit Umfangsspiel auf an sich bekannte Weise
eine nachfolgend beschriebene Nabenscheibe 22. Die Reibscheibe 15 soll
drehfest mit einer Antriebswelle, im vorliegenden Fall der Kurbelwelle
eines Verbrennungsmotors, verbunden werden, indem sie mittels ihrer
Reibbeläge
durch eine Kupplungsbetätigung
zwischen einer Druckplatte und einer mit der Kurbelwelle verbundenen
Gegendruckplatte (nicht dargestellt) festgeklemmt wird. Zwischen
der Reibscheibe 15 und der Nabe 17 wird eine Hauptdämpfungsstufe 20 definiert.
Herkömmlicherweise
ist diese um den Umfang wirkende elastische Dämpfungsstufe zwischen den Führungsscheiben 13, 14 und
der sich zwischen ihnen erstreckenden Nabenscheibe 22 angeordnet.
Schraubenfedern 23a, 23b sind paarweise in einander
gegenüberliegend
einerseits in den Führungsscheiben 13, 14 und
andererseits in der Nabenscheibe 22 ausgebildeten Fenstern
installiert, um die um den Umfang wirkenden elastischen Mittel,
die so genannten ersten elastischen Mittel, dieser Hauptdämpfungsstufe
zu bilden.
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Die
Nabenscheibe 22 weist Innenverzahnungen 25 auf,
die mit Außenverzahnungen 26 der
Nabe zusammenwirken können.
Zwischen den Verzahnungen der Nabenscheibe 22 und jenen
der Nabe 17 ist ein vorbestimmtes Umfangsspiel vorgesehen,
um einen möglichen
Winkelausschlag zwischen ihnen zu bestimmen. Hier umfasst jede Verzahnung 25, 26 trapezförmige Zähne, die
sich mit Ausnehmungen abwechseln.
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Des
Weiteren ist eine Drehschwingungs-Vordämpfungs-Untergruppe 28 zwischen
der Nabe 17 und der Nabenscheibe 22 angeordnet.
Diese Untergruppe ist axial zwischen einer der Führungsscheiben (hier der Führungsscheibe 13)
und der Nabenscheibe 22 angeordnet. Sie umfasst radial
innerhalb der Federn 23a, 23b zwei Flansche 30, 31,
die Führungs scheiben
mit kleinerem Durchmesser bilden und durch Einrasten mittels von
den Flanschen 30 ragender axial ausgerichteter Ansätze 32 zusammengefügt werden,
die zwecks drehfester Verbindung der Führungsscheiben 30, 31 mit
der Nabe 22 in Löcher 33 der
Nabenscheibe 22 in Eingriff gebracht werden.
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Eine
axial zwischen den beiden kleinen Führungsscheiben 30, 31 eingesetzte
Hilfsscheibe 35 ist durch Quetschverbindung an der Nabe 17 befestigt. Analog
zur Hauptdämpfungsstufe
sind zweite um den Umfang wirkende elastische Mittel, hier Schraubenfedern,
in den einander gegenüberliegenden Fenstern
der kleinen Führungsscheiben 30, 31 und der
Hilfsscheibe 35 angeordnet, um umfangsmäßig untereinander zu wirken.
Diese zweiten um den Umfang wirkenden elastischen Mittel bestehen
aus Federn 38 mit geringerer Steife als jene, mit denen
die Hauptdämpfungsstufe
versehen ist.
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Die
Führungsscheibe 13,
die auch als erste Führungsscheibe 13 bezeichnet
wird, ist drehfest mit einem Kegellager 40 verbunden, das
mit Reibung an einer entsprechenden konischen Auflagefläche 41 angebracht
ist, die auf der Außenseite
der Nabe 17 definiert wird. Das Lager 40 weist
auf an sich bekannte Weise (nicht mit Bezugszeichen versehene) Stifte auf,
die in Öffnungen
der Führungsscheibe 13 in
Eingriff stehen, um es drehfest mit ihr zu verbinden. Darüber hinaus
ist eine Reibscheibe 43 zwischen der Innenfläche dieser
Führungsscheibe 13 und
der benachbarten einen kleineren Durchmesser aufweisenden Führungsscheibe 30 der
Drehschwingungs-Vordämpfungs-Untergruppe 28 angeordnet,
um einen Metall-an-Metall-Kontakt zu vermeiden, da die Führungsscheiben 30, 13 aus
Metall sind.
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Gemäß einem
wichtigen Merkmal der Erfindung ist eine Hauptreibungsstufe 45 axial
auf beiden Seiten der Führungsscheibe 14,
die auch als zweite Führungsscheibe
bezeichnet wird, angeordnet. Sie weist zwei Stützscheiben 47, 48 auf,
die auf beiden Seiten der Führungsscheibe 14 angeordnet
und durch die Führungsscheibe 14 durchquerende,
axial ausgerichtete Streben 49 zusammengefügt sind. Eine
erste Reibscheibe 50 ist drehfest mit der Nabenscheibe 22 verbunden
und zwischen der Führungsscheibe 14 und
der einen der Stützscheiben,
hier der inneren Stützscheibe 48,
angeordnet. Die drehfeste Verbindung zwischen dieser Reibscheibe 50 und
der Nabenscheibe 22 wird durch axial umgebogene Ansätze 54 der
Reibscheibe bewerkstelligt, die in den Fenstern der Nabenscheibe,
in denen die elastischen Mittel der Hauptdämpfungsstufe untergebracht
sind, in Eingriff stehen. Diese Verbindung wird mit einem gewählten Umfangsspiel
hergestellt, wobei die Ansätze 54 mit
Umfangsspiel in in den Längsinnenrändern der
Fenster vorgesehene Kerben eintreten. Die Montage wird durch eine
erste elastische Klemmscheibe 56 (zum Beispiel eine Tellerfeder)
vervollständigt,
die zwischen der gleichen Führungsscheibe 14 und
der anderen, äußeren Stützscheibe 47 angeordnet
wird.
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Wie
in der Zeichnung zu sehen, gestattet die gerade beschriebene Montage
die Anordnung einer Reibscheibe 50 und einer elastischen
Scheibe 56 mit ziemlich großem Durchmesser, was die Einstellung und
die Reproduzierbarkeit der gewünschten
Reibkraft begünstigt.
Des Weiteren ist auf vorteilhafte Weise eine Untergruppe Führungsscheibe 14 – Hauptreibungsstufe
gebildet. Weiterhin legt diese Anordnung einen ringförmigen Raum
radial im Inneren der die Hauptreibungsstufe bildenden Elemente
frei. Dieser wird erfindungsgemäß dazu ausgenutzt,
eine zweite Reibungsstufe 60 unterzubringen, die eine geringe
Reibung in Verbindung mit der elastischen Dämpfung der Vordämpfer-Untergruppe 28 erzeugt. Diese
Reibungsstufe umfasst ein Halteringlager 62, das drehbar
mit radialem Spiel an einer zylindrischen Auflagefläche der
Nabe angebracht ist, eine axial zwischen einer radialen Schulter
der Nabe und dem Ringlager angeordnete Schutzscheibe 64 und
eine zweite, axial wirkende elastische Scheibe 63, hier eine
Tellerfeder, die zwischen dem Lager 62 und der Führungsscheibe 14 angeordnet
ist. Die elastische Scheibe 63 bestimmt des Weiteren die
Reibung des Kegellagers 40 und der Reibscheibe 43.
Die (mit den Außenverzahnungen 26 der
Nabe in Kontakt stehende) Scheibe 64 verhindert eine Beeinträchtigung
des Lagers 62, das hier wie das Lager 40 aus einem Kunststoffmaterial
besteht. Es sei darauf hingewiesen, dass das Lager 62 durch
Stifte drehfest mit der Führungsscheibe 14 verbunden
ist und im Querschnitt L-förmig ist.
Die Stifte stehen in Öffnungen
der Führungsscheibe 14 in
Eingriff. Das Lager 63 hält und zentriert innen die
elastische Scheibe 63.
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Schließlich kann
auch eine Zwischenreibungsstufe 70 zwischen der Nabenscheibe 22 und der
Führungsscheibe 14 der
Hauptreibungsstufe in einem radialen Abstand, der im Wesentlichen
gleich dem ist, in dem sich die Hauptreibungsstufe 45 befindet,
installiert werden. Diese Zwischenreibungsstufe 70 weist
dabei eine axial wirkende elastische Scheibe 72, hier eine
gewellte Federscheibe, mit im Wesentlichen dem gleichen Durchmesser
wie der der Hauptreibungsstufe auf. Diese elastische Klemmzwischenscheibe
ist zwischen der inneren Stützscheibe 48 der
Hauptreibungsstufe 45 und einer Zwischenstützscheibe 74,
die mit einer Zwischenreibscheibe 76 in Kontakt ist, angeordnet,
wobei Letztere wiederum mit einer Fläche der Nabenscheibe 22 in
Reibkontakt steht. Diese Reibscheibe 76 umfasst innen Eingriffsverzahnungen
mit Zähnen
und Ausnehmungen, die mit den Außenverzahnungen 26 der
Nabe zusammenwirken. Die Zwischenstützscheibe 74 ist durch
in einer axialen Richtung umgebogene Ansätze 78, die ohne Umfangsspiel
in Löcher 79 der
Führungsscheibe 14 eingreifen,
drehfest mit der zweiten Führungsscheibe 14 verbunden.
Die Ansätze 78 erstrecken
sich radial außerhalb
der die Löcher 79 ohne
Umfangsspiel durchquerenden Streben 49. Die Zwischenreibscheibe 76 bildet
eine Schieberscheibe und gestattet die Dämpfung von Lärm, der
durch durch das Ineingriffbringen der Zähne der Verzahnungen 25 der
Scheibe 22 mit den als Auskehlungen ausgebildeten Zähnen der
Verzahnungen 26 der Nabe 17 hervorgerufene Stöße verursacht
wird. Natürlich
steht die Scheibe 76 dazu mit einem Umfangsspiel, das geringer
ist als das zwischen den Verzahnungen 25, 26 vorgesehene,
mit der Nabe 17 in Eingriff. Somit kann man den Wert der
Belastung der Scheibe 72 wählen, der hier geringer ist
als der Wert der Belastung der Scheibe 56. Es sei noch
einmal darauf hingewiesen, dass in einer ersten Phase des Winkelausschlags
zwischen der Nabe 17 und der Scheibe 15 die Hauptdämpfungsstufe 20 aufgrund der
großen
Steife der Federn 23a, 23b eine Einheit bildet.
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Die
Federn 38 der Drehschwingungs-Vordämpfer-Untergruppe 28 sind
somit komprimiert. Diese Phase dauert an, bis das Spiel zwischen
den Verzahnungen 25 und 26 beseitigt ist. Von
diesem Augenblick an verschiebt sich die Nabenscheibe 22 bezüglich der
Führungsscheiben 13, 14 unter
Einwirkung der Reibscheibe 50, wobei die Federn 38 gespannt
bleiben. Natürlich
gestattet die Scheibe 76 die Dämpfung von Stößen, die
durch das Ineingriffbringen der Zähne der Scheibe 22 mit
denen der Nabe 17 auf oben erwähnte Weise hervorgerufen werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt.
Insbesondere handelt es sich bei dem Lager 40 nicht unbedingt
um ein Kegellager, es kann im Querschnitt die Form des Lagers 62 haben,
wobei der Teil 41 dann zylindrisch ist. Allgemein zentriert
dieses Lager 40 die Führungsscheibe 13 und
somit die Führungsscheibe 14.
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Während in
der dargestellten Figur die Begrenzung des Winkelausschlags zwischen
der Scheibe 15 und der Nabe 17 durch Anstoßen der
die Führungsscheiben 13, 14 untereinander
verbindenden Streben an die betreffenden Ränder der Aussparungen der Nabenscheibe 22,
die sie durchqueren, realisiert wird, kann diese Begrenzung des
Winkelausschlags auch dadurch realisiert werden, dass die Windungen
der Federn 23a, 23b aneinander stoßen.
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Die
Scheibe 15 kann ohne Reibbeläge vorliegen und direkt an
einer fest mit der Kurbelwelle des Motors verbundenen Platte befestigt
sein. Als Alternative dazu ist an der Platte die Scheibe 13 angebracht.
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Die
Führungsscheiben 30, 31 können aus Kunststoffmaterial
bestehen, so dass das Vorsehen der Scheibe 43 nicht unbedingt
notwendig ist.
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Die
Ansätze 78 der
Scheibe 74 können
an ihrem freien Ende verlängert
und zum Beispiel lateral oder radial nach außen verformt sein, um mit der
Außenfläche der
Stützscheibe 47 in
Kontakt stehende Schultern zu bilden. Somit können die Scheiben 74 und 72 in
der Untergruppe Führungsscheibe 14 – Hauptreibungsstufe
integriert sein.
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Aus
diesem Grunde ist die Stützscheibe 74 gegenüber Nieten 49 zwecks
Bildung der Untergruppe mit Löchern
versehen.
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Natürlich können die
Scheiben 74, 50, 47, 48, anstatt
aus Metall zu bestehen, wie in 1, auch
aus Kunststoffmaterial sein.
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Wie
hervorgegangen ist, ist die Last jeder Reibungsstufe von denen der
anderen Stufen unabhängig.
Diese Reibungsstufen werden radial innerhalb der Federn 23a, 23b angebracht.
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Hier
weist die Reibungsstufe 45 eine größere Last als die Zwischenreibstufe 70 auf,
die wiederum eine größere Last
als die zweite Reibungsstufe 60 aufweist. Hier wirkt die
Reibscheibe 50 auf andere Weise, da die Ansätze 54 mit
Umfangsspiel in die Kerben der Fenster der Scheibe 22 eintreten.
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Zu
Beginn der Relativbewegung zwischen der Scheibe 22 und
den Führungsscheiben 13, 14 wirkt
die Reibungsstufe 70 somit allein.
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Genauer,
vor dem Nachstellen des Winkelspiels zwischen den Verzahnungen der
Scheibe 22 und der Nabe 17 reiben die beiden Flächen der
Reibscheibe 76 an der Scheibe 22 und der Scheibe 74 der Reibungsstufe.
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Nach
dem Nachstellen des Winkelspiels zwischen den Verzahnungen ergibt
sich Reibung nur noch zwischen den Scheiben 76, 74.
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Somit
erhält
man ein optimales Herausfiltern der Schwingungen, insbesondere,
wenn die Hauptreibungsstufe 20 Federn 23b, 23a mit
verschiedener Steife und abgestufter Wirkung aufweist.
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Natürlich können die
Ansätze 54 als
Alternative auch ohne Umfangsspiel in die oben genannten Kerben
eintreten. Des Weiteren können
bestimmte umfangsmäßig wirkende
elastische Mittel auch aus Blöcken
aus Kunststoffmaterial, wie zum Beispiel Elastomer, bestehen.
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Es
versteht sich, dass die Führungsscheibe 14 nicht
stark modifiziert ist, nur das Loch 79 ist modifiziert,
so dass die erfindungsgemäße Lösung wirtschaftlich
ist.
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Des
Weiteren versteht sich, dass die erste elastische Scheibe 56 durch
die Stützscheibe 47 gut geschützt wird.