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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, umfassend
eine Primärseite
und eine gegen die Wirkung einer Dämpferelementenanordnung bezüglich der
Primärseite
um eine Drehachse drehbare Sekundärseite, wobei die Dämpferelementenanordnung
eine erste Dämpferelementeneinheit
und kraftübertragungsmäßig seriell dazu
eine zweite Dämpferelementeneinheit
umfasst.
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Bei
derartigen auch als Zweimassenschwungräder bekannten Torsionsschwingungsdämpfern dienen
die beiden Dämpferelementeneinheiten
grundsätzlich
dazu, in unterschiedlichen Lastbereichen jeweils eine Dämpfungswirkung
bereitzustellen. Beispielsweise kann die erste Dämpferelementeneinheit als Hauptdämpfer oder
als Lastdämpfer
ausgestaltet sein und dann wirksam werden, wenn größere Drehmomente
oder Drehmomentschwankungen am Torsionsschwingungsdämpfer anliegen.
Die zweite Dämpferelementeneinheit
kann wirksam sein, um insbesondere kleine Drehmomente oder Drehmomentschwankungen
beispielsweise im Leerlaufbereich oder einem Bereich geringerer
Last abfangen zu können.
Die Miteingliederung eines derartigen Leerlaufdämpfers oder Dämpfers für geringe Laststufen
ist insbesondere daher vorteilhaft bzw. von Bedeutung, da in der
Hauptdämpferstufe
bedingt durch die vergleichsweise starken einzusetzenden Federn
oftmals erhebliche Reibungen erzeugt werden, deren Überwindung
vor allem bei kleineren Momenten oder geringeren Lastschwingungen
nicht möglich
ist, so dass in diesen Phasen allein bedingt durch die auftretenden
Reibkräfte
die Hauptdämpferstufen
oftmals nicht mit der gewünschten
Qualität dämpfen können.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Torsionsschwingungsdämpfer vorzusehen,
welcher bei vergleichsweise einfachem Aufbau eine sehr gute Dämpfungscharakteristik über ein
großes
Lastspektrum hinweg Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch
einen Torsionsschwingungsdämpfer,
umfassend eine Primärseite
und eine gegen die Wirkung einer Dämpferelementenanordnung bezüglich der
Primärseite
um eine Drehachse drehbare Sekundärseite, wobei die Dämpferelementenanordnung
eine erste Dämpferelementeneinheit und
kraftübertragungsmäßig seriell
dazu eine zweite Dämpferelementeneinheit
umfasst, wobei eine Dämpferelementeneinheit
von erster Dämpferelementeneinheit
und zweiter Dämpferelementeneinheit einen
radial äußeren Kopplungsbereich
und einen radial inneren Kopplungsbereich und zwischen diesen wenigstens
einen zum Ermöglichen
einer Relativumfangsbewegung zwischen dem radial äußeren Kopplungsbereich
und dem radial inneren Kopplungsbereich wenigstens bereichsweise
elastisch verformbaren Verformungsbereich aufweist.
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Wesentlich
für den
erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer ist,
dass die zweite Dämpferelementeneinheit
grundsätzlich
nicht nach Art von Schraubendruckfedern oder dergleichen aufgebaut
oder wirksam ist, sondern einen oder mehrere Verformungsbereiche
aufweist, die beispielsweise eine Elastizität nach Art einer Spiralfeder
einführen. Derartige
Verformungsbereiche unterliegen dann, abgesehen von materialinternen
Reibungseffekten, im Wesentlichen keinen weiteren Reibungen und
gestatten somit ein vor allem auch von fliehkraftbedingten Reibeffekten
weitgehend unbeeinflusstes Bedämpfen
von Drehungleichförmigkeiten.
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Beispielsweise
kann vorgesehen sein, dass bei Drehmomentübertragung die erste Dämpferelementeneinheit
eingangsseitig durch die Primärseite beaufschlagt
ist und ausgangsseitig die zweite Dämpferelementeneinheit eingangsseitig
beaufschlagt und die zweite Dämpferelementeneinheit ausgangsseitig
die Sekundärseite
beaufschlagt.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform wird vorgeschlagen, dass
der wenigstens eine Verformungsbereich sich zwischen dem radial äußeren Kopplungsbereich
und dem radial inneren Kopplungsbereich wenigstens bereichsweise
mit einer Umfangserstreckungsrichtungskomponente erstreckt. Dabei
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Verformungsbereich
sich bezüglich
der Drehachse wenigstens bereichsweise spiralartig erstreckt.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer kann
der Aufbau derart sein, dass die zweite Dämpferelementeneinheit wenigstens
ein scheibenartiges Dämpferelement
mit dem radial äußeren Kopplungsbereich,
dem radial inneren Kopplungsbereich und dem wenigstens einen Verformungsbereich
umfasst. Hier kann also ein einziges scheibenartiges Dämpferelement
oder ein Dämpferelementenpaket
eingesetzt werden, je nach eingesetztem Material bzw. zu übertragenden
Momenten.
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Aus
Symmetriegründen
und Stabilitätsgründen wird
vorgeschlagen, dass bei wenigstens einem Dämpferelement wenigstens zwei
Vertormungsbereiche vorgesehen sind.
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Weiter
kann eine hohe Stabilität
im Bereich der zweiten Dämpferelementeneinheit
dadurch erlangt werden, dass bei einem der Dämpferelemente der radial äußere Kopplungsbereich
oder/und der radial innere Kopplungsbereich im Wesentlichen ringartig
ausgebildet ist.
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Um
die Kraftübertragung
zwischen den beiden Dämpferelementeneinheiten
bewerkstelligen zu können,
wird weiter vorgeschlagen, dass wenigstens ein Dämpferelement im radial äußeren Kopplungsbereich
einen Wechselwirkungsvorsprung zur Kraftübertragungswechselwirkung mit
der ersten Dämpferelementeneinheit
aufweist. Weiter kann vorgesehen sein, dass bei wenigstens einem
der Dämpferelemente
der radial äußere Kopplungsbereich
oder/und der radial innere Kopplungsbereich mit einem radial äußeren Kopplungsbereich
beziehungsweise einem radial inneren Kopplungsbereich von wenigstens
einem weiteren Dämpferelement
fest gekoppelt ist.
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Die
Dämpferelemente
können
beispielsweise aus Federstahlmaterial gebildet sein, und um deren Überlastung
vermeiden zu können,
wird vorgeschlagen, dass eine Drehwinkelbegrenzungsanordnung für die zweite
Dämpferelementeneinheit
vorgesehen ist, welche einen mit dem radial äußeren Kopplungsbereich gekoppelten
ersten Anschlagbereich und einen mit dem radial inneren Kopplungsbereich
gekoppelten zweiten Anschlagbereich aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausgestaltungsformen detailliert
beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Teil-Längsschnittansicht
eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers;
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2 eine
Axialansicht eines scheibenartigen Dämpferelements;
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3 eine
weitere Axialansicht eines scheibenartigen Dämpferelements;
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4 eine
Abwandlung des in 2 gezeigten scheibenartigen
Dämpferelements;
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5 eine
Axialansicht einer Drehwinkelbegrenzung für den Torsionsschwingungsdämpfer der 1;
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6 eine
blockbildartige Darstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers;
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7 eine
der 6 entsprechende Ansicht einer abgewandelten Ausgestaltungsform.
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In 1 ist
ein Torsionsschwingungsdämpfer
mit 10 bezeichnet. Dieser Torsionsschwingungsdämpfer 10 umfasst
eine Primärseite 12,
die radial innen an einer nicht dargestellten Antriebswelle, beispielsweise
Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, festgelegt werden kann und
somit mit dieser um eine Drehachse A drehbar ist. Eine Sekundärseite 14 des Torsionsschwingungsdämpfers 10 ist über eine Dämpferelementenanordnung 16 zur
Drehmomentübertragung
bzw. Kraftübertragung
mit der Primärseite 12 gekoppelt,
wobei unter Verformung der Dämpferelementenanordnung 16 die
Primärseite 12 und
die Sekundärseite 14 um
die Drehachse A bezüglich
einander drehbar sind.
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Die
Primärseite 12 umfasst
im Wesentlichen zwei Deckscheibenelemente 18, 20.
Das Deckscheibenelement 18 wird am radial inneren Endbereich seines
näherungsweise
radial sich erstreckenden Abschnitts 22 an der angesprochenen
Antriebswelle festgelegt. Im Bereich eines näherungsweise axial sich erstreckenden
Abschnitts 24 ist das erste Deckscheibenelement 18 mit
dem zweiten Deckscheibenelement 20 verbunden und bildet
mit diesem einen Raumbereich 26, in welchem im Wesentlichen
die Dämpferelementenanordnung 16 aufgenommen
ist.
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Die
Sekundärseite 14 umfasst
im Wesentlichen ein Scheibenbauteil 28, das bezüglich der
Primärseite 12,
nämlich
einem Lagerungsteil 30 derselben, über ein Radial-Lager 32 einerseits
und ein Axial/Radial-Lager 34 andererseits abgestützt und
drehbar gelagert ist. Die beiden Lager 32, 34 können beispielsweise
Gleitlager sein und im Wesentlichen Gleitlagerringe umfassen. Ferner
umfasst die Sekundärseite 14 ein
Masseteil 36, das mit dem Scheibenteil 28 durch
einen Nietbolzen 38 fest verbunden ist und im Wesentlichen
das Widerlager für
eine nicht weiter dargestellte Reibungskupplung bereitstellt. Die
Dämpferelementenanordnung 16 umfasst
zwei Dämpferelementeneinheiten 40, 42.
Die erste dieser Dämpferelementeneinheiten,
nämlich
die Dämpferelementeneinheit 40,
umfasst eine Mehrzahl von als Schraubendruckfedern ausgestalteten
und näherungsweise
in Umfangsrichtung um die Drehachse A oder tangential dazu angeordnete
Dämpferelemente 44.
Diese stützen
sich beispielsweise über
Abstützelemente 46 aneinander,
sofern jeweilige Gruppen von Dämpferelementen 44 mehrere
in Umfangsrichtung aufeinander folgende Dämpferelemente umfassen, sowie
bezüglich
der Primärseite 12 einerseits und
der zweiten Dämpferelementeneinheit 42 andererseits
ab. Die Abstützelemente 46,
im Allgemeinen auch Gleitschuhe oder Federteller genannt, sind dabei
nach radial außen
hin an der Primärseite,
nämlich dem
im Wesentlichen axial sich erstreckenden Abschnitt 24 des
Deckscheibenelements 18, abgestützt, um somit eine Fliehkraftabstützung insbesondere
für die
Dämpferelemente 44 bereitzustellen.
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Die
zweite Dämpferelementeneinheit 42 umfasst
ebenfalls eine Mehrzahl von scheibenartig ausgestalteten Dämpferelementen 48.
Ein derartiges scheibenartig ausgestaltetes Dämpferelement 48 ist in 2 in
axialer Ansicht gezeigt. Man erkennt, dass dieses scheibenartig
ausgestaltete Dämpferelement 48 einen
ringartigen radial äußeren Kopplungsbereich 50 mit
im dargestellten Beispiel zwei nach radial außen greifenden Wechselwirkungsvorsprüngen 52 umfasst.
Diese Wechselwirkungsvorsprünge 52 erstrecken
sich nach radial außen
in den Bereich der Dämpferelemente 44 der
ersten Dämpferelementeneinheit 40 und
können
somit mit diesen beispielsweise über
ein Abstützelement 46 in
Drehmomentübertragungswechselwirkung
treten. D.h. ein von der Primärseite 12 über ein
Abstützelement
in die erste Dämpferelementeneinheit 40 eingeleitetes
Drehmoment wird von dieser ersten Dämpferelementeneinheit 40 über die
nach radial außen
greifenden Wechselwirkungsabschnitte 52 auf den radial äußeren Kopplungsbereich 50 des
bzw. der scheibenartigen Dämpferelemente 48 geleitet.
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Die
scheibenartigen Dämpferelemente 48 umfassen
ferner einen ringartigen radial inneren Kopplungsbereich 54.
Zwischen dem radial äußeren Kopplungsbereich 50 und
dem radial inneren Kopplungsbereich 54 erstrecken sich
zwei nach Art von Spiralarmen ausgestaltete und zueinander grundsätzlich mit
einem Umfangsabstand von 180° angeordnete
Verformungsbereiche 56. Aus Symmetriegründen und zum Vermeiden von
Unwuchten sind diese mit gleicher Konfiguration ausgestaltet. Jeweils im
Anbindungsbereich an den radial inneren Kopplungsbereich 54 und
den radial äußeren Kopplungsbereich 50 weisen
diese beiden zu den beiden Kopplungsbereichen 54, 52 grundsätzlich mit
Radialabstand verlaufenden Verformungsbereiche 56 eine
größere Dicke
auf, während
näherungsweise
in einem Umfangslängenmittenbereich
diese eine minimale Dicke haben. Die Anbindung der Verformungsbereiche 56 an
den radial äußeren Kopplungsbereich 50 und
den radial inneren Kopplungsbereich 54 ist jeweils derart,
dass der zwischen dem jeweiligen Verformungsbereich 56 und
dem in Frage stehenden Kopplungsbereich 50 oder 54 gebildete
Zwischenraum 58 mit einem erweiterten, abgerundeten Ende 60 bzw. 62 ausgestaltet
ist. Dies vermeidet das Auftreten von punktuellen bzw. lienienartigen
Spannungsbereichen im Material eines derartigen Dämpferelements 48 bei
Belastung.
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Durch
die Ausgestaltung der spiralarmartigen Verformungsbereiche 56 wird
es möglich,
den radial äußeren Kopplungsbereich 50 und
den radial inneren Kopplungsbereich 54 bezüglich einander
um die Drehachse A zu drehen. Im normalen Zugbetrieb, also bei Drehmomenteinleitung
in die Primärseite 12 und
Drehmomentabgabe an der Sekundärseite 14 wird
in der Darstellung der 2 bei beispielsweise in Umfangsrichtung
festgehaltenem radial äußeren Kopplungsbereich 50 der
radial innere Kopplungsbereich 54 im Uhrzeigersinn verdreht,
so dass die Verformungsbereiche 56 auf Zug belastet werden
und sich nach radial innen auf den inneren Kopplungsbereich 54 zu
bewegen werden. Bei Schubbelastung, also beispielsweise in einem
Motorbremszustand, ist die Belastung in anderer Richtung. Bei festgehaltenem
radial äußeren Kopplungsbereich 50 wird
der radial innere Kopplungsbereich 54 sich im Gegenuhrzeigersinn
verdrehen, so dass nunmehr die Verformungsbereiche 56 auf
Stauchung belastet werden und sich nach radial außen auf
den radial äußeren Kopplungsbereich 50 zu
bewegen werden.
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Man
erkennt in 1, dass nicht alle der paketartig
vorgesehenen Dämpferelemente 48 mit
den nach radial außen
greifenden Wechselwirkungsbereichen 52 ausgestaltet sind.
Tatsächlich
ist ein Dämpferelement 48' vorgese hen,
das derartige Wechselwirkungsbereiche 52 im Wesentlichen
nicht aufweist und beispielsweise in 3 gezeigt
ist. Dort wo bei dem in 2 gezeigten Dämpferelement 48 die
Wechselwirkungsbereiche 52 vorgesehen sind, sind radiale
Erweiterungsbereiche 64 vorgesehen, die so dimensioniert
sind, dass die erweiterten Enden 60 der Zwischenräume 58 bereitgestellt
werden können,
ohne eine Schwächung
im radial äußeren Kopplungsbereich 50 zu
erzeugen. Bei dem Paket von Dämpferelementen 48 ist
die Auswahl dahingehend, welche der Dämpferelemente 48 mit
Wechselwirkungsbereichen 52 bereitgestellt werden sollen,
in Abhängigkeit
davon zu treffen, wieviele der Dämpferelemente 48 vorgesehen
sind und welche davon in sinnvoller Weise in Wechselwirkung mit
der Dämpferelementeneinheit 4 treten
sollen.
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Man
erkennt in den 2 und 3 weiter, dass
sowohl im radial äußeren Kopplungsbereich 50 als
auch im radial inneren Kopplungsbereich 54 bei den Dämpferelementen 48, 48' Öffnungen 66 bzw. 68 vorgesehen
sind. Die im radial inneren Kopplungsbereich 54 vorgesehenen Öffnungen 68 dienen
dazu, das Dämpferelement 48 bzw. 48' bzw. das ganze
Paket von Dämpferelementen 48, 48' radial innen über die
in 1 erkennbaren Nietbolzen 38 mit dem Scheibenteil 28 und
der Schwungmasse 36 fest zu verbinden. Die im radial äußeren Kopplungsbereich 50 vorgesehenen Öffnungen 66 dienen
dazu, durch Nietbolzen 70 eine feste Verbindung zwischen
den Dämpferelementen 48, 48' und einem weiteren Scheibenteil 72 einerseits
und an der anderen axialen Seite einem Hohlrad 74 andererseits
herzustellen. Zwischen dem Scheibenteil 28 und dem Paket von
Dämpferelementen 48, 48' und zwischen
dem Scheibenteil 72 bzw. dem Hohlrad 74 und den
Dämpferelementen 48, 48' liegen jeweilige
beispielsweise aus Blechmaterial gebildete Distanzstücke 76, 78, 80.
Das Hohlrad 74 steht in Eingriff mit Planetenrädern 82,
die am Deckscheibenelement 18 der Primärseite 12 drehbar
getragen sind. Bei Relativdrehung der Primärseite 12 bezüglich der
Sekundärseite 14 bzw.
bezüglich
des Scheibenteils 72 und somit des Hohlrads 74 werden
die Planetenräder 82 zur
Drehung angetrieben.
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Man
erkennt in 1 weiter, dass durch ein am
Deckscheibenelement 20 sich abstützendes Tellerfederelement 84 das
Scheibenteil 28 axial vorbelastet ist und in fester Anlage
am axialen Lager 34 gepresst ist, so dass eine definierte
Axiallage für
die Sekundärseite 14 und
insbesondere die Dämpferelemente 48, 48' bezüglich der
Primärseite 12 und
insbesondere auch der ersten Dämpferelementeneinheit 40 vorgegeben
ist.
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Die
zur Festlegung an den Scheibenteilen 72, 28 dienenden Öffnungen 66, 68 an
den Kopplungsbereichen 50, 54 sind, wie in den 2 und 3 gezeigt,
derart radial positioniert, dass sie näherungsweise auf dem gleichen
radialen Niveau liegen, wie die erweiterten und abgerundeten radial äußeren Enden 60 bzw.
radial inneren Enden 62 der Zwischenräume 58.
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Die
beiden auf gleichem axialen Niveau liegenden und radial gestaffelten
Scheibenteile 28, 72 stellen eine Drehwinkelbegrenzung
für die
zweite Dämpferelementeneinheit 42 bereit.
Dies ist in 5 verdeutlicht. Man erkennt
dort die radial gestaffelt liegenden Scheibenteile 72, 28,
die ebenso wie die scheibenartigen Dämpferelemente 48, 48' Öffnungen 86 bzw. 88 für die Nietbolzen 70 bzw. 38 aufweisen. Eines
der Scheibenteile 28, 72, im dargestellten Beispiel
das radial äußere Scheibenteil 72,
weist zumindest eine Umfangsaussparung 90 auf, die nach
radial innen offen ist und in welche ein Radialvorsprung 92 am
jeweils anderen Scheibenteil eingreift. Der Radialvorsprung 92 weist
bezüglich
der Umfangsaussparung eine geringere Umfangserstreckung auf, so dass
in dem der Umfangserstreckungsdifferenz entsprechenden Ausmaß das innere
Scheibenteil 28 bezüglich
des äußeren Scheibenteils 72 drehbar
ist. Beispielsweise kann die in 5 dargestellte
umfangszentrierte Positionierung der beiden Scheibenteile 28, 72 bezüglich einander
den Grundzustand darstellen, in welchem auch die Dämpferelemente 48, 48' in ihrem unverformten,
unbelasteten Zustand sind. Tritt ausgehend von diesem Grundzustand
eine Umfangsbelastung auf, die zur Relativdrehung zwischen dem äußeren Kopplungsbereich 50 und
dem inneren Kopplungsbereich 54 führt, so bewegt sich jeder der
Radialvorsprünge 92 in
der zugeordneten Umfangsaussparung 90 so lange, bis er
sich einem der Enden angenähert
hat und dort anstößt. Eine weitere
Umfangsbewegung zwischen den beiden Scheibenteilen 28, 72 und
somit auch den beiden Kopplungsbereichen 50, 54 ist
dann nicht möglich.
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Das
durch Zusammenwirken der beiden Scheibenteile 28, 72 ermöglichte
Umfangsbewegungsausmaß wird
vorzugsweise derart gewählt, dass
bei Erreichen der Endanschlagstellungen die spiralarmartig ausgestalteten
Verformungsbereiche 56 nicht in gegenseitigen Kontakt bzw.
nicht in Kontakt mit dem radial äußeren Kopplungsbereich 50 und
dem radial inneren Kopplungsbereich 54 sind. Hier soll
immer ein geringfügiger
Zwischenraum vorhanden sein. Weiter kann ausgehend von der in 5 dargestellten
Grundstellung vorgesehen sein, dass das Umfangsbewegungsausmaß in Zugrichtung
und in Schubrichtung gleich ist oder aber in diesen beiden Richtungen
unterschiedlich ist, um beispielsweise bei Zugbelastung eine stärkere Verformung
und somit auch Belastung der Verformungsbereiche 56 zuzulassen,
als im Schubzustand.
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Die
Funktionsweise des vorangehend beschriebenen Torsionsschwingungsdämpfers 10 ist wie
folgt: Bei Übertragung
kleiner Drehmomente bzw. Auftreten von Drehmomentschwankungen mit
geringerer Amplitude wird zunächst
die erste Dämpferelementeneinheit 40 noch
nicht verformt werden, was einerseits bedingt sein kann durch die
Federcharakteristik der Dämpferelemente 44 derselben
und andererseits bedingt sein kann durch die insbesondere im Bereich
der Abstützelemente 46 vorhandenen
Reibkräfte,
die mit zunehmender Drehzahl ebenfalls zunehmen. Kleine Drehmomente
bzw. Drehmomentschwankungen werden also in der zweiten Dämpferelementeneinheit 42 aufgefangen,
die grundsätzlich auf
Grund ihrer Ausgestaltung eine Relativdrehung zwischen dem radial äußeren Kopplungsbereich 50 und
dem radial inneren Kopplungsbereich 54 ohne wesentliche
externe Reibkräfte
gestattet. Im Bereich geringerer Drehzahlen kann bei entsprechend
großen
Drehmomentschwankungen oder entsprechend großen zu übertragenden Drehmomenten der
Zustand erreicht werden, dass die beiden Scheibenteile 28, 72 zur
Drehwinkelbegrenzung wirksam werden und somit eine weitere Dämpfungsfunktion
im Bereich der zweiten Dämpferelementeneinheit 42 nicht möglich ist.
Die Auslegung kann vorzugsweise derart sein, dass dann, wenn dieser
Zustand aufgetreten ist, bereits die erste Dämpferelementeneinheit 40 aktiv ist.
Mit ansteigender Drehzahl steigt auch die auf die Verformungsbereiche 56 einwirkende
Fliehkraft an und versucht, diese nach radial außen zu ziehen. Dies bedeutet
aber im Zugzustand, in welchem bei Relativdrehung zwischen den Kopplungsbereichen 50 und 54 die
Verformungsbereiche 56 nach radial innen gezogen werden,
eine größere Federsteifigkeit der
Dämpferelemente 48,
so dass das zu übertragende
Drehmoment, ab dem die erste Dämpferelementeneinheit 40 durch
Kompression von deren Dämpferelementen 44 wirksam
wird, bereits erreicht werden kann, bevor die Scheibenteile 28, 72 zur
Drehwinkelbegrenzung wirksam werden. Hier kann also insbesondere
bei größeren Drehzahlen
ein sanfter, anschlagfreier Übergang
zwischen den dem Wirkungsbereich der zweiten Dämpferelementeneinheit 42 und
dem Wirkungsbereich der ersten, primär für den Lastzustand vorgesehenen
Dämpferelementeneinheit 40 genutzt
werden. Im Schubzustand kehrt sich dieser Effekt um. Bei höheren Drehzahlen
unterstützt
die Fliehkraft die Verlagerung der Verformungsbereiche 56 nach
radial außen,
also in der Richtung, in der diese Verformungsbereiche 56 im Schubzustand
sich ohnehin bewegen werden, so dass hier eine geringere Federsteifigkeit
vorliegt und somit bereits bei geringeren Drehmomenten die beiden
Scheibenteile 28, 72 zum erfüllen ihrer Drehwinkelbegrenzungsfunktion
wirksam werden. Um insbesondere in diesem Schubzustand das in die
zweite Dämpferelementeneinheit 42 einzuleitende
Drehmoment zu begrenzen und somit eine durch übermäßige Stauchung auftretende Überlastung
der Verformungsbereiche 56 vermeiden zu können, kann
eine Rutschkupplung vorgesehen sein, die im Drehmomentenfluss vor
der zweiten Dämpferelementeneinheit 42 liegt
und somit das in diese einleitbare Schubmoment begrenzt. Auf diese
Art und Weise kann auch im Schubzustand ein zu heftiger oder grundsätzlich der
Anschlag der beiden Scheibenteile 28, 72 aneinander
vermieden werden. Beispielsweise kann eine derartige Rutschkupplung
zwischen dem Scheibenteil 28 und dem Masseteil 36 positioniert sein.
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Weiter
ist es möglich,
wie beispielsweise in 6 angedeutet, parallel zur Dämpferelementenanordnung 16 eine
drehzahlproportional wirkende Dämpfungseinrichtung 94 vorzusehen,
die zusätzlich zu
einer beispielsweise parallel zur ersten Dämpferelementeneinheit wirkenden
Reibeinrichtung 96, die selbstverständlich auch gebildet sein kann
durch die insbesondere im Bereich der Abstützelemente 46 vorhandene
Reibkraft, eine Dämpfungskomponente einführt.
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In 7 ist
ein Beispiel dargestellt, bei welchem parallel zu beiden Dämpferelementeneinheiten 40 und 42 jeweils
eine derartige Reibeinrichtung 96 bzw. 98 wirksam
ist, wobei derartige Reibeinrichtungen selbstverständlich auch
verschleppt arbeiten können.
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In 4 ist
eine alternative Ausgestaltungsform eines Dämpferelements 48 gezeigt.
Hier ist der radial äußere Kopplungsbereich 50 nicht
ringartig ausgebildet, sondern weist angrenzend an die Wechselwirkungsbereiche 52 jeweils
in begrenztem Umfangserstreckungsbereich verlaufende Kopplungsabschnitte 100, 102 auf.
In diesen sind dann die Öffnungen 66 ausgebildet.
Der Übergang
zu einer nicht mehr ringartigen Struktur hat eine geringere Masse vor
allem im radial äußeren Bereich
und somit eine Absenkung des Massenträgheitsmoments zur Folge. Um
hier jedoch für
eine stabile Anordnung und insbesondere auch eine definierte Umfangsrelativpositionierung
der beiden Wechselwirkungsbereiche 52 zu sorgen, ist vorzugsweise
das äußere Scheibenteil 72 dann
ringartig ausgestaltet, also in Umfangsrichtung vollständig durchlaufend,
was bei der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsform nicht zwingend erforderlich
ist. Es ist selbstverständlich,
dass auch das Dämpferelement 48' der 3 so
ausgestaltet sein kann, wie in 4 dargestellt.
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Die
Dämpferelemente 48 bzw. 48' sind vorzugsweise
aus Federblechen durch Feinstanzen hergestellt und weist verprägte, d.h.
möglichst
kerbfreie Schnittkanten auf. Die Steifigkeit bzw. Federkonstante
dieser Dämpferelemente 48, 48' kann durch
Materialauswahl, Materialdicke und Formgebung definiert werden,
ebenso wie durch die Anzahl der zu einem Paket zusammenzufassenden
scheibenartigen Dämpferelemente.
Wie bereits ausgeführt,
liegen insbesondere die radial äußeren Enden 60 der
Zwischenräume 58 dort,
wo auch die Wechselwirkungsbereiche 52 bzw. die Ansätze 64 vorhanden
sind. Dies führt
zu einer effizienten und im Wesentlichen keine Schwächung einführenden
Ausnutzung der vorhandenen Materialbereiche. Die Umfangsabstände der
einzelnen Öffnungen 66 bzw. 68 müssen nicht notwendigerweise
gleich sein. Grundsätzlich
sollte jedoch darauf geachtet werden, dass Unwuchten vermieden werden.
Auch ist es nicht zwingend erforderlich, in dem jeweiligen Kopplungsbereich 50, 54 alle Öffnungen 66 bzw. 68 auf
gleichem radialen Niveau zu positionieren, was insbesondere in 4 erkennbar
wird. Weiterhin ist es selbstverständlich, dass die Dämpferelemente 48, 48' mit mehr als
zwei spiralarmartig ausgestalteten Verformungsbereichen 56 ausgestaltet
sein können.
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Durch
die vorliegende Erfindung ist ein sehr kompakt ausgebauter Torsionsschwingungsdämpfer bereitgestellt,
bei dem der zur Verfügung
stehende Bauraum effizient genutzt wird. Die die Lastdämpfungsfunktion übernehmende
erste Dämpferelementeneinheit 40 liegt
mit ihren Dämpferelementen 44, also
Schraubendruckfedern, im radial äußeren Bereich,
so dass hier ein sehr großes
Federvolumen bereitgestellt werden kann, das auch eine große Relativumfangsbewegung
zwischen Primärseite 12 und Sekundärseite 14 gestattet.
Die radial innen positionierte zweite Dämpferelementeneinheit 42 ersetzt bzw.
bildet einen Teil eines bei herkömmlichen
Torsionsschwingungsdämpfern
vorhandenen Zentralscheibenelements der Sekundärseite und führt somit eine
zusätzliche
Elastizität
ein, die insbesondere im Bereich geringerer Lasten sehr effizient
und im Wesentlichen ohne Gleitreibungseffekte genutzt werden kann.