DE102007059409A1 - Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen mit zwei koaxial angeordneten Teilen, nämlich einem Eingangs- und einem Ausgangsteil, und mit zwischen den beiden Teilen vorgesehenen in Umfangsrichtung wirksamen Federn, die in einem ringförmigen Bauraum des einen Teils abgestützt sind und deren Endbereiche von Anschlagkonturen des anderen Teils beaufschlagbar sind, und mit einer mit den Federn gekoppelten Reibeinrichtung, die durch eine Federeinrichtung in axialer Richtung beaufschlagt ist, um eine Rutschkupplung zu bilden.
- Aus der europäischen Patentanmeldung
EP 0 321 697 A2 ist ein geteiltes Schwungrad mit zwei gleichachsigen Schwungradelementen bekannt. Das geteilte Schwungrad umfasst zwischen Ringscheiben und einem Ringteil eingesetzte Reiblamellen. Ein weiteres Ringteil ist an einem der Schwungradelemente undrehbar gehaltert und durch eine Ringfeder beaufschlagt. Aus der deutschen PatentschriftDE 39 30 715 C2 ist ein Zweimassenschwungrad mit einem Federaggregat zum Übertragen des Drehmoments und einer mit dem Federaggregat in Reihe geschalteten schlupffähigen Reibeinrichtung bekannt. Aus der deutschen PatentschriftDE 40 35 320 C2 ist ein geteiltes Schwungrad mit Federn und zwei durch Federmaterial gebildeten Einlagen bekannt, zwischen denen ein Reibfluss erzeugt wird. Aus der deutschen PatentschriftDE 40 40 605 B4 ist eine Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen bekannt, die in sich elastisch federnd verspannte eingebaute Bauteile umfasst, die eine zu ihrer Verspannung dienende Federkraft selbst erzeugen. - Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
- Die Aufgabe ist bei einer Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen mit zwei koaxial angeordneten Teilen, nämlich einem Eingangs- und einem Ausgangsteil, und mit zwischen den beiden Teilen vorgesehenen in Umfangsrichtung wirksamen Federn, die in einem ringförmigen Bauraum des einen Teils abgestützt sind und deren Endbereiche von Anschlagkonturen des anderen Teils beaufschlagbar sind, und mit einer mit den Federn gekoppelten Reibeinrichtung, die durch eine Federeinrichtung in axialer Richtung beaufschlagt ist, um eine Rutschkupplung zu bilden, dadurch gelöst, dass die Federeinrichtung eine Tellerfeder umfasst, die sich seitlich der in Umfangsrichtung wirksamen Federn in radialer Richtung erstreckt. Das liefert den Vorteil, dass die das Rutschmoment bestimmende Tellerfeder verhält nismäßig Platz sparend und dennoch radial breit ausgeführt werden kann. Dadurch kann eine optimale Tellerfederkennlinie realisiert werden. Insbesondere kann durch eine symmetrische Krafteinleitung zwischen den in Umfangrichtung wirksamen Federn weniger Verschleiß und dadurch mehr Funktionssicherheit gewährleistet werden.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder in radialer Richtung so breit ausgeführt ist, dass die zugehörige Tellerfederkennlinie einen Bereich aufweist, in dem die Tellerfederkraft über dem Tellerfederweg praktisch konstant ist beziehungsweise nur eine verhältnismäßig geringe Veränderung erfährt. Dadurch wird gewährleistet, dass das übertragbare Drehmoment auch bei Verschleiß, der zum Beispiel an Reibflächen der Rutschkupplung auftritt, konstant bleibt beziehungsweise nur geringfügig variiert.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder die Gestalt einer Kreisringscheibe aufweist, die, im Querschnitt betrachtet, einen gekrümmten Bereich aufweist, dessen Krümmung an die Gestalt der in Umfangsrichtung wirksamen Federn angepasst ist. Vorzugsweise entspricht der Krümmungsradius des gekrümmten Bereichs etwa dem äußeren Windungsradius der in Umfangsrichtung wirksamen Federn.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder radial innen eine Innverzahnung aufweist, die in eine Außenverzahnung eingreift, die an dem einen Teil vorgesehen ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine drehfeste Verbindung zwischen der Tellerfeder und dem einen Teil geschaffen. Die Tellerfeder mit der Innenverzahnung ist vorzugsweise aus einem Blechteil geformt, insbesondere geprägt.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverzahnung der Tellerfeder und/oder die Außenverzahnung des einen Teils in axialer Richtung konisch ausgebildete Zähne aufweisen/aufweist. Das liefert den Vorteil, dass die beiden Verzahnungen klapperfrei miteinander in Eingriff gebracht werden, wenn die Tellerfeder in axialer Richtung auf das eine Teil zu bewegt wird.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder unter Vorspannung eingebaut ist. Dadurch wird die Tellerfeder in axialer Richtung gegen das eine Teil vorgespannt.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder mit einem äußeren Umfangsrand an einem Reibring anliegt, der radial außerhalb der in Umfangsrichtung wirksamen Federn in dem einen Teil angeordnet ist. Der Reibring ist durch die Tellerfeder in axialer Richtung gegen das eine Teil vorgespannt.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangrichtung wirksamen Federn in den Reibring eingehängt sind. Durch das Einhängen der Federn wird eine Bewegung der Federn in Umfangsrichtung auf den Reibring übertragen.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangrichtung wirksamen Federn an dem Reibring abgestützt sind. Vorzugsweise übernimmt der Reibring zusätzlich die Funktion einer Gleitschale zwischen den in Umfangsrichtung wirksamen Federn und dem einen Teil.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt des Reibrings radial innen an die Gestalt der in Umfangsrichtung wirksamen Federn und radial außen an die Gestalt des einen Teils angepasst ist. Der Reibring hat im Wesentlichen einen rechteckförmigen Querschnitt, der auf einer den in Umfangsrichtung wirksamen Federn zugewandten Seite eine kreissegmentförmige Vertiefung aufweist.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung im Halbschnitt; -
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus1 in perspektivischer Darstellung; -
3 eine Tellerfeder der in den1 und2 dargestellten Dämpfungsvorrichtung und -
4 ein Gehäuseteil eines Eingangsteils der in den1 und2 dargestellten Dämpfungsvorrichtung. - In den
1 und2 ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung1 zum Kompensieren von Drehstößen in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung1 umfasst ein Schwungrad2 , das in zwei Schwungradelemente3 und4 aufgeteilt ist. Das Schwungradelement3 ist auf einer Kurbelwelle einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine über Befestigungsschrauben6 befestigt. - Auf dem Schwungradelement
4 ist eine schaltbare Reibungskupplung7 mit einer Druckplatte8 befestigt. Zwischen der Druckplatte8 der Reibungskupplung7 und dem Schwungradelement4 ist eine Kupplungsscheibe9 vorgesehen, die drehfest mit einer Eingangswelle eines nicht näher dargestellten Getriebes verbunden ist. Die Druckplatte8 der Reibungskupplung7 wird in Richtung des Schwungradelements4 durch eine sich an einem Kupplungsdeckel11 schwenkbar abstützende Tellerfeder12 beaufschlagt. - Zwischen dem Schwungradelement
3 und dem Schwungradelement4 ist eine Vorrichtung13 zum Dämpfen von Torsionsschwingungen vorgesehen, die eine Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungradelementen3 und4 ermöglicht. Die beiden Schwungradelemente3 und4 sind durch eine Lagerung15 zueinander verdrehbar koaxial positioniert. - Das Schwungradelement
3 , welches das Eingangsteil21 der Dämpfungsvorrichtung13 darstellt, bildet ein Gehäuse, das eine in Umfangsrichtung ringförmige Kammer16 begrenzt, in der die Dämpfungseinrichtung13 aufgenommen ist. Das die ringförmige Kammer16 aufweisende Schwungradelement3 besteht im Wesentlichen aus zwei Gehäuseteilen17 ,18 , die radial außen dicht miteinander verbunden sind. - Ein radialer Flansch
19 stellt das Ausgangsteil22 der Dämpfungsvorrichtung13 dar und ist axial zwischen den beiden vorzugsweise aus Blech hergestellten Gehäuseteilen17 ,18 angeordnet. Der Flansch19 ist drehfest mit dem Schwungradelement4 verbunden. - Der Flansch
19 weist an seinem Außenumfang radiale Ausleger auf, die Beaufschlagungsbereiche für Kraftspeicher in Form von Schraubenfedern23 der Dämpfungsvorrichtung13 bilden. Die beiden Gehäuseteile17 ,18 sind vorzugsweise derart geformt, dass sie radial außen eine ringkanalartige beziehungsweise torusähnliche Aufnahme24 bilden, in denen die Federn23 aufgenommen sind. Die ringkanalartige Aufnahme24 ist durch sich über den gesamten Umfang erstreckende, axiale Einbuchtungen beziehungsweise Einprägungen, die in die Gehäuseteile17 ,18 eingebracht sind, gebildet. - In die Torsionsschwingungsdämpfungsvorrichtung
13 ist eine Reibeinrichtung30 integriert. Die Reibeinrichtung30 umfasst einen Reibring31 , der mit den Federn23 gekoppelt ist. Zu diesem Zweck kann der Reibring31 zwischen den Enden zweier benachbarter Federn23 axiale Anformungen beziehungsweise Einprägungen aufweisen, die sich axial zwischen zwei benachbarten Federn erstrecken und zur Abstützung dieser Federn in Umfangsrichtung dienen. Anstatt der Anformungen können zur Bildung von Umfangsanschlägen für die Federn23 auch Einzelelemente an dem Reibring31 befestigt werden. Darüber hinaus könnte der Reibring, anstatt sich einteilig über den gesamten Umfang zu erstrecken, in einzelne sektorförmige beziehungsweise segmentartige Einzelreibelemente unterteilt sein. - Der Reibring
31 hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, der an der den Federn23 zugewandten Längsseite mit einer kreissegmentartigen Vertiefung32 versehen ist. Die gegenüberliegende Längsseite des rechteckigen Querschnitts des Reibrings31 liegt an dem Gehäuseteil17 des Eingangsteils21 an. An den beiden kurzen Seiten des rechteckigen Querschnitts des Reibrings31 ist jeweils ein Reibbelag33 ,34 befestigt. Die Befestigung der Reibbeläge33 ,34 erfolgt vorzugsweise durch Kleben. Der Reibbelag34 befindet sich in Anlage an dem Gehäuseteil18 des Eingangsteils21 . An dem Reibbelag33 befindet sich ein radial äußerer Umfangsrand36 einer Federeinrichtung40 in Anlage. - Bei der Federeinrichtung
40 handelt es sich um eine Tellerfeder41 , die im Anschluss an den Umfangsrand36 einen gekrümmten Bereich42 aufweist. Die Krümmung des gekrümmten Bereichs42 ist an die Krümmung der Windungen der Federn23 angepasst. Durch den gekrümmten Bereich42 ist der radial äußere Umfangsrand36 mit einem radial inneren Umfangsrand44 einstückig verbunden. Der radial innere Umfangsrand44 ist mit einer Innenverzahnung50 versehen, die sich mit einer Außenverzahnung60 in Eingriff befindet, die an dem Gehäuseteil17 des Eingangsteils21 ausgebildet ist. - In
3 ist die Tellerfeder41 allein perspektivisch dargestellt. In dieser Darstellung sieht man, dass die Innenverzahnung50 eine Vielzahl von sich radial nach innen erstreckenden, im Wesentlichen quaderförmigen, Zähnen51 bis55 aufweist. Die Zähne51 bis55 sind in axialer Richtung, das heißt parallel zur Drehachse der Torsionsschwingungsdämpfungsvorrichtung, konisch ausgeführt. Die konisch ausgeführten, vorzugsweise geprägten Zähne51 bis55 sind in die komplementär geformte Außenverzahnung60 des Gehäuseteils17 eingehängt. Die Tellerfeder41 dient dazu, den Reibring31 axial in dem Gehäuse der Drehschwingungsdämpfungseinrichtung13 einzuspannen. Durch die konisch gestaltete und vorgespannte Mitnehmerverzahnung wird eine spielfreie und dadurch geräuschlose Drehmomentübertragung zwischen der Tellerfeder41 und dem Gehäuse der Torsionsschwingungsdämpfungsvorrichtung13 gewährleistet. - In
4 ist das Gehäuseteil17 des Eingangsteils21 in der Draufsicht dargestellt. In der Draufsicht sieht man, dass die Außenverzahnung60 eine Vielzahl von sich radial nach außen erstreckenden zahnförmigen Aussparungen61 bis65 umfasst. Das Gehäuseteil17 wird bei der Herstellung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung innen rotationssymmetrisch ausgedreht, bis die minimale Wandstärke bezüglich der nötigen Festigkeit erreicht wird. Die abgedrehte Masse wird durch die Tellerfeder41 ersetzt, die neben den Federn23 , die auch als Bogenfedern bezeichnet werden, in der Aufnahme24 , die auch als Bogenfederkanal bezeichnet wird, angeordnet ist. -
- 1
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 2
- Schwungrad
- 3
- Schwungradelement
- 4
- Schwungradelement
- 6
- Befestigungsschrauben
- 7
- Reibungskupplung
- 8
- Druckplatte
- 9
- Kupplungsscheibe
- 11
- Kupplungsdeckel
- 12
- Tellerfeder
- 13
- Vorrichtung
- 15
- Lagerung
- 16
- ringförmige Kammer
- 17
- Gehäuseteil
- 18
- Gehäuseteil
- 19
- Flansch
- 21
- Eingangsteil
- 22
- Ausgangsteil
- 23
- Schraubenfedern
- 24
- Aufnahme
- 30
- Reibeinrichtung
- 31
- Reibring
- 32
- Vertiefung
- 33
- Reibbelag
- 34
- Reibbelag
- 36
- Umfangsrand
- 40
- Federeinrichtung
- 41
- Tellerfeder
- 42
- gekrümmter Bereich
- 44
- Umfangsrand
- 50
- Innenverzahnung
- 51
- Zähne
- 52
- Zähne
- 53
- Zähne
- 54
- Zähne
- 55
- Zähne
- 60
- Außenverzahnung
- 61
- Zähne
- 62
- Zähne
- 63
- Zähne
- 64
- Zähne
- 65
- Zähne
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0321697 A2 [0002]
- - DE 3930715 C2 [0002]
- - DE 4035320 C2 [0002]
- - DE 4040605 B4 [0002]
Claims (10)
- Vorrichtung zum Dämpfen von Torsionsschwingungen mit zwei koaxial angeordneten Teilen, nämlich einem Eingangs- (
21 ) und einem Ausgangsteil (22 ), und mit zwischen den beiden Teilen (21 ,22 ) vorgesehenen in Umfangsrichtung wirksamen Federn (23 ), die in einem ringförmigen Bauraum des einen Teils (21 ) abgestützt sind und deren Endbereiche von Anschlagkonturen des anderen Teils (22 ) beaufschlagbar sind, und mit einer mit den Federn (23 ) gekoppelten Reibeinrichtung (30 ), die durch eine Federeinrichtung (40 ) in axialer Richtung beaufschlagt ist, um eine Rutschkupplung zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (40 ) eine Tellerfeder (41 ) umfasst, die sich seitlich der in Umfangsrichtung wirksamen Federn (23 ) in radialer Richtung erstreckt. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (
41 ) in radialer Richtung so breit ausgeführt ist, dass die zugehörige Tellerfederkennlinie einen Bereich aufweist, in dem die Tellerfederkraft über dem Tellerfederweg praktisch konstant ist beziehungsweise nur eine verhältnismäßig geringe Veränderung erfährt. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (
41 ) die Gestalt einer Kreisringscheibe aufweist, die, im Querschnitt betrachtet, einen gekrümmten Bereich (42 ) aufweist, dessen Krümmung an die Gestalt der in Umfangsrichtung wirksamen Federn (23 ) angepasst ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (
41 ) radial innen eine Innenverzahnung (50 ) aufweist, die in eine Außenverzahnung (60 ) eingreift, die an dem einen Teil (21 ) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverzahnung (
50 ) der Tellerfeder (41 ) und/oder die Außenverzahnung (60 ) des einen Teils (21 ) in axialer Richtung konisch ausgebildete Zähne (51 –55 ,61 –66 ) aufweisen/aufweist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (
41 ) unter Vorspannung eingebaut ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (
41 ) mit einem äußeren Umfangsrand (36 ) an einem Reibring (31 ) anliegt, der radial außerhalb der in Umfangsrichtung wirksamen Federn (23 ) in dem einen Teil (21 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung wirksamen Federn (
23 ) in den Reibring (31 ) eingehängt sind. - Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung wirksamen Federn (
23 ) an dem Reibring (31 ) abgestützt sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gestalt des Reibrings (
31 ) radial innen an die Gestalt der in Umfangsrichtung wirksamen Federn (23 ) und radial außen an die Gestalt des einen Teils (21 ) angepasst ist.
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