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Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer für einen Kraftwagen mit einem Eingangsteil, einem Ausgangsteil, einem elastischen Element sowie einer Reibeinrichtung. Eingangsteil und Ausgangsteil sind über das elastische Element und die Reibeinrichtung gekoppelt und zueinander verdrehbar. Ferner betrifft die Erfindung eine Kupplungsscheibe mit einem solchen Torsionsschwingungsdämpfer.
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Torsionsdämpfer oder Drehschwingungsdämpferanordnung werden in verschiedenen Bereichen des Maschinen- und Fahrzeugbaus zur Übertragung von mechanischer Energie verwendet. Zum Beispiel kann im Kraftfahrzeugbau ein Torsionsdämpfer im Drehmomentübertragungsweg zwischen Antriebsmotor und Getriebe eingesetzt werden. Als Antriebsmotor kommt dabei ein Verbrennungsmotor zum Einsatz, der aufgrund seiner Bauart und seines Arbeitsprinzips eine Drehbewegung erzeugt, die Drehungleichförmigkeiten umfasst.
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Derartige Drehungleichförmigkeiten können jedoch sowohl hinsichtlich des Fahrkomforts als auch hinsichtlich mechanischer Belastungen der Bauteile im Antriebsstrang unerwünscht sein. Sie können von Insassen eines solchen Fahrzeugs in Form einer unerwünschten Vibration oder eines störenden Geräuschs wahrgenommen werden. Auch im Hinblick auf die Funktionalität und Lebensdauer des Kraftfahrzeugs können entsprechende Drehungleichförmigkeiten beispielsweise zu mechanischen Belastungen führen, die die Lebensdauer einzelner Komponenten reduzieren kann.
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Um Drehungleichförmigkeiten zu dämpfen und deren Auswirkungen zu verringern, werden Torsionsschwingungsdämpfer eingesetzt. Diese können die in den Drehungleichförmigkeiten gespeicherte Energie in jeweiligen Federelementen des Torsionsdämpfers kurzzeitig zwischenspeichern und phasenverschoben an die Drehbewegung wieder abgeben, was zu der gewünschten Entkopplung führt. Die Federelemente oder Energiespeicherelemente befinden sich also direkt im Kraftfluss des Antriebstrangs, zum Beispiel zwischen Motor und Getriebe des Kraftwagens.
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Bekannte Torsionsdämpfer für Fahrzeuge weisen coulombsche Reibeinrichtungen auf, die den Federelementen zugeordnet sind und ausgebildet sind, Resonanzen oder Resonanzstellen im Antriebsstrang des Fahrzeugs zu bedämpfen.
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Aus der
GB 1 602 408 A ist ein Drehschwingungsdämpfer für Kraftfahrzeugkupplungen mit getrennten Reibeinrichtungen für einen Leerlaufbereich und einen Lastbereich bekannt. Beide Reibeinrichtungen können dabei von einer selben Feder beaufschlagt werden.
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Aus der
EP 1 521 013 ist ein Zweimassenschwungrad bekannt, bei dem eine Reibungsdämpfungseinrichtung eine erste und eine zweite Reibungsplatteneinrichtung aufweist, wobei die erste Reibungsplatteneinrichtung zur Drehung mit einer Eingangsmasse verbunden ist und die zweite Reibungsplatteneinrichtung zur Drehung mit einer Ausgangsmasse verbunden ist. Eine axial wirkende Federeinrichtung ist angeordnet, um die Reibungsplatteneinrichtungen axial in Kontakt zu bringen, um eine Reibungsdämpfung zu erzeugen.
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Ein Nachteil bekannter Torsionsdämpfer kann sein, dass bei häufigem Betrieb im Frequenzbereich der Resonanz der Federelemente eine erhöhte Belastung der Reibeinrichtung oder Dämpfungseinheit des Torsionsschwingungsdämpfers auftritt. Eine damit verbundene höhere Reibarbeit kann zu erhöhtem Verschleiß der betroffenen Bauteile führen und damit eine Verringerung der Einsatzdauer solcher Torsionsschwingungsdämpfer bewirken. Beispielsweise können manche Reibeinrichtungen bekannter Schwingungsdämpfer in modernen Antriebssträngen eine geforderte, vorbestimmte Lebensdauer nicht erreichen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lebensdauer eines Torsionsschwingungsdämpfers mit einer Reibeinrichtung effizient und kostengünstig zu erhöhen.
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Die Aufgabe wird gelöst mit Vorrichtungen gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Weitere Aspekte sowie Weiterbildungen der Erfindung, die weitere Vorteile bewirken können, sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie in den Figuren beschrieben.
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Dementsprechend wird ein Torsionsschwingungsdämpfer oder Torsionsdämpfer für einen Kraftwagen bereitgestellt. Der Torsionsschwingungsdämpfer kann im Antriebsstrang in einem Kraftübertragungsweg zwischen Motor und Getriebe eingesetzt werden. Beispielsweise ist der Torsionsschwingungsdämpfer in oder an einer Kupplungsscheibe einer Trockenkupplung des Kraftwagens ausgebildet.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer umfasst ein Eingangsteil zur Aufnahme eines Drehmoments, und ein gegenüber dem Eingangsteil verdrehbares Ausgangsteil, über welches das aufgenommene Drehmoment abgegeben werden kann. Eingangsteil und Ausgangsteil können jeweils zumindest einen Scheibenkörper umfassen, welche koaxial an einer Rotationsachse ausgerichtet sind.
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Das Eingangsteil und das Ausgangsteil sind über zumindest ein elastisches Element miteinander gekoppelt. Das elastische Element kann auch als Energiespeicher bezeichnet werden, da es zur Torsionsschwingungsdämpfung Schwingungen des Drehmoments zwischenspeichern und dadurch ausgleichen kann. Das elastische Element kann beispielsweise durch eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder oder Schraubendruckfeder, ausgebildet sein. Beispielsweise sind mehrere Federn zur Kopplung des Eingangsteils und des Ausgangsteils zwischen diesen bereitgestellt.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer weist ferner eine Reibeinrichtung auf, die zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil angeordnet ist. Die Reibeinrichtung ist parallel zum elastischen Element wirksam. Dabei ist ein erster Teil der Reibeinrichtung drehfest mit dem Eingangsteil und ein zweiter Teil der Reibeinrichtung drehfest mit dem Ausgangsteil verbunden, sodass bei einer Relativverdrehung zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil eine Reibung in der Reibeinrichtung entsteht. Die Reibeinrichtung ist unter anderem dazu ausgebildet, zumindest im Bereich einer Resonanzfrequenz eines Antriebsstrangs durch Erzeugen von Reibung Resonanzüberhöhungen, die bei einem Betrieb des Torsionsschwingungsdämpfers im Resonanzbereich auftreten können, zu verringern oder zu vermeiden.
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Es ist vorgesehen, dass das zumindest eine elastische Element trockenlaufend ausgebildet ist, wohingegen die Reibeinrichtung nasslaufend ausgebildet ist. Mit anderen Worten wird für die Reibeinrichtung ein Fluid oder eine Flüssigkeit genutzt, das ausschließlich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der Reibeinrichtung bereitgestellt ist. Dagegen ist im Bereich des elastischen Elementes, beispielsweise der Schraubenfedern, kein Fluid vorhanden. Beispielsweise sind die Schraubenfedern von Luft umgeben. Die Reibeinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass ein gekapselter Bereich oder ein Gehäuse der Reibeinrichtung gegenüber einem übrigen Bereich des Torsionsschwingungsdämpfers abgedichtet ausgebildet ist, um ein Austreten des Fluides zu verhindern. Insbesondere kann ein solcher Torsionsschwingungsdämpfer an einer trockenlaufenden Kupplungsscheibe ausgebildet sein, welcher trockenlaufende Reibbeläge aufweist.
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Beispielsweise kann das für die nasslaufende Reibeinrichtung bereitgestellte Fluid ein Öl oder ein Fett umfassen. Zum Beispiel ist der gekapselte Bereich der Reibeinrichtung mit Öl gefüllt und gegenüber dem übrigen Bereich des Torsionsschwingungsdämpfers öldicht ausgebildet.
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Aufgrund der nasslaufenden Gestaltung der Reibeinrichtung können Reibelemente der Reibeinrichtung in einem mit Fett oder mit Öl gefüllten Raum gegeneinander reiben, wodurch ein Verschleiß der Reibelemente verglichen mit einem Verschleiß einer entsprechenden trockenen Reibeinrichtung reduziert werden kann. Beispielsweise kann ein Abschleifen und damit ein abrasiver Verschleiß der Reibelemente verringert werden. Ferner kann die nasslaufende Reibeinrichtung in sich als kraftgeschlossenes System arbeiten, so dass Bewegungen bzw. Zwangskräfte aus dem Torsionsschwingungsdämpfer nicht übertragen werden.
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Eine alternative Möglichkeit, um eine geforderte Lebensdauer erreichen zu können, könnte sein, ein Zwei-Massen-Schwungrad zur Torsionsdämpfung bereitzustellen, dessen Lebensdauer auch bei hohen Anforderungen aufgrund einer nassen Ausführung des gesamten Zwei-Massen-Schwungrades erhöht werden kann. Wenn jedoch das Innere des Zwei-Massen-Schwungrad komplett mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, um einen Verschleiß betroffener Bauteile zu verringern, muss ein solches System aufwendig und kostenintensiv komplett abgedichtet werden, damit die Flüssigkeit nicht aus dem Zwei-Massen-Schwungrad austreten kann, was erhebliche Anforderungen an den benötigten Bauraum bewirkt. Ferner wird eine große Menge an Flüssigkeit benötigt, die im gesamten System bereitgestellt werden muss.
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Genannte Nachteile eines komplett nasslaufenden Systems können mit der bereitgestellten Lösung vermieden werden. Im Gegensatz zu komplett nasslaufenden Systemen ist es nicht notwendig, den gesamten Torsionsschwingungsdämpfer abgedichtet auszubilden, wodurch ein Aufwand zur Abdichtung reduziert werden kann und folglich Kosten reduziert werden können. Vorteilhafterweise genügt es, lediglich den Bereich der Reibeinrichtung abgedichtet oder gekapselt auszubilden. Ferner kann eine benötigte Menge an Fluid dadurch reduziert werden, dass das Fluid ausschließlich in der begrenzten Umgebung der Reibeinrichtung bereitgestellt ist.
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Wie bereits erwähnt ist es möglich, dass die nasslaufende Reibeinrichtung gekapselt ausgebildet ist, um ein für die Reibeinrichtung vorgesehenes Fluid innerhalb eines gekapselten Bereichs zu halten. Die Kapselung kann bewirken, dass lediglich Reibelemente der Reibeinrichtung, insbesondere an deren jeweiligen Reibeflächen, in einer nassen Umgebung oder umgeben von Fluid angeordnet sind. Mit anderen Worten sind Reibelemente und Fluid gemeinsam in dem gekapselten Bereich angeordnet.
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Beispielsweise können in effizienter Weise bereits vorhandene Elemente des Torsionsschwingungsdämpfers für eine entsprechende Kapselung verwendet werden. Dementsprechend ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass eine Abdichtung des gekapselten Bereichs der nasslaufenden Reibeinrichtung gegenüber einem trockenlaufenden Bereich des Torsionsschwingungsdämpfers in axialer Richtung durch das Eingangsteil und/oder das Ausgangsteil und in radialer Richtung zumindest teilweise durch die Reibeinrichtung oder einen Reibelementträger der Reibeinrichtung bereitgestellt ist. Beispielsweise kann das Ausgangsteil durch zwei Scheibenkörper gebildet sein, die axial mit einem radial inneren Reibelementträger verbunden sind. Ein radial äußerer Reibelementträger, der dem Eingangsteil zugeordnet werden kann, kann radial außerhalb des inneren Reibelementträgers derart angeordnet sein, dass lediglich geringe Spalte zwischen dem äußeren Reibelementträger und den Scheibenkörpern des Ausgangsteils bestehen, durch die ein Fluid aus der Reibeinrichtung austreten könnte. Mit anderen Worten kann der gekapselte Bereich großteils durch bereits vorhandene Elemente abgedichtet sein, sodass diese in doppelter Weise genutzt werden können.
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Zur Abdichtung der genannten, verbleibenden Spalte werden Dichtungskonzepte bereitgestellt. Demnach ist in einer Weiterbildung des Torsionsschwingungsdämpfers zur radialen Abdichtung des gekapselten Bereichs der Reibeinrichtung, insbesondere zur Abdichtung nach radial außen, zumindest ein Dichtungsring zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil bereitgestellt. Der Dichtungsring ist zu zumindest einem von Eingangsteil und Ausgangsteil relativ verdrehbar. Beispielsweise kann der Dichtungsring in einer Nut eines dem Eingangsteil zugeordneten und mit diesem drehfest verbundenen Trägerteils positioniert sein. Der Dichtungsring kann aus der Nut derart axial heraustreten, dass er den Spalt überbrückt oder verschließt und mit dem Ausgangsteil in Kontakt ist, sodass der gekapselte Bereich der Reibeinrichtung abgedichtet ist. Bei einer Relativbewegung des Eingangsteiles zum Ausgangteil kann der Dichtungsring am Ausgangsteil entlang gleiten. Beispielsweise kann der Dichtungsring geschmiert sein oder abriebfest ausgebildet sein, um eine dauerhafte Abdichtung z.B. auch bei gegenüber dem Ausgangsteil auftretender Reibung zu ermöglichen. Der Dichtungsring kann aus einem elastischen Material gebildet sein und beispielsweise durch einen O-Ring bereitgestellt werden. Ein Vorteil kann sein, dass eine Abdichtung des gekapselten Bereiches durch Verwendung eines einfachen und kostengünstigen Bauteils erreicht werden kann.
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In einer weiteren Ausführungsform kann zur radialen Abdichtung des gekapselten Bereichs der Reibeinrichtung zumindest ein Kunststoffring zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil bereitgestellt werden. Der Kunststoffring ist zum Beispiel mit dem Eingangsteil drehfest verbunden und gegenüber dem Eingangsteil axial beweglich. Der Kunststoffring kann mittels eines elastischen Druckelementes an das Ausgangsteil angedrückt werden und relativ zu dem Ausgangsteil verdrehbar sein. Eine axiale Breite des Kunststoffrings ist insbesondere breiter als der oben genannte verbleibende Spalt zwischen dem Ausgangsteil und dem mit dem Eingangsteil verbundenen Reibelementträger. Ein Vorteil bei der Verwendung des Kunststoffrings in Verbindung mit dem elastischen Druckelement kann sein, dass ein Abrieb des Kunststoffrings an der Seite des Ausgangsteils durch das elastische Druckelement ausgeglichen werden kann. Bei Abriebserscheinungen am Kunststoffring kann dieser mittels des elastischen Druckelementes näher an das Ausgangsteil herangeführt werden, sodass eine kontinuierliche Abdichtung trotz Abrieb gegeben sein kann. Ein Vorteil dabei kann eine erhöhte Lebensdauer der nasslaufenden Reibeinrichtung sein.
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Es ist z.B. möglich, die beschriebenen Abdichtungskonzepte zu kombinieren. Der Kunststoffring kann etwa an einer axialen Außenseite, die zum Ausgangsteil weist, eine Nut aufweisen, in der der Dichtungsring eingebracht sein kann. Auf diese Weise kann auch ein möglicher Abrieb des Dichtungsrings besser ausgeglichen werden und der Dichtungsring länger verwendet werden. Ferner sind Ausführungsbeispiele möglich, bei denen Kunststoffring und/oder Dichtungsring am Ausgangsteil angeordnet sind.
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Gemäß einer Ausführung des Torsionsschwingungsdämpfers umfasst die Reibeinrichtung zumindest ein mit dem Eingangsteil drehfest verbundenes Reibelement und zumindest ein mit dem Ausgangsteil drehfest verbundenes Reibelement. Die beiden Reibelemente stehen an jeweils aufeinander gerichteten Reibflächen in Kontakt miteinander, sodass eine Reibungskraft zwischen den zumindest zwei Reibelementen wirksam ist. Aufgrund der drehfesten Verbindungen kann eine Reibkraft zwischen Ausgangsteil und Eingangsteil erzeugt werden. Die Reibeinrichtung umfasst etwa ein Gehäuse und zwei Reibflächen, welche unter Federvorspannung ein Reibmoment im fett- oder ölgefüllten Raum, z.B. dem gekapselten Bereich der Reibeinrichtung, erzeugen.
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Beispielsweise weist die Reibeinrichtung einen Reibelementträger auf, der ausgebildet ist, eine Mehrzahl an Reibelementen aufzunehmen. Insbesondere sind ein radial äußerer Reibelementträger und ein radial innerer Reibelementträger bereitgestellt, die jeweils eine Mehrzahl von Reibelementen aufnehmen können. Am radial äußeren Reibelementträger können innenliegende Reibscheiben oder -lamellen bereitgestellt sein, die drehfest mit dem Reibelementträger verbunden sind, jedoch axial innerhalb des Reibelementträgers beweglich sind. Der innere Reibelementträger kann entsprechend außenliegende Reibscheiben aufweisen, die einen gemeinsamen radialen Bereich mit den Reibscheiben des äußeren Reibelementträgers aufweisen und axial abwechselnd mit diesen angeordnet sind. Dadurch kann eine Lamellenanordnung der Reibelemente erreicht werden und ein realisierbares Reibmoment oder eine Reibwirkung der Reibeinrichtung kann erhöht werden.
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Um die Reibwirkung zwischen den dem Eingangsteil zugeordneten Reibelemente hin und den dem Ausgangsteil zugeordneten Reibelemente zu bewirken, kann ein elastisches Vorspannelement bereitgestellt sein, das ausgebildet ist, die jeweiligen Reibelemente aneinander zu drücken. Das elastische Vorspannelement kann beispielsweise eine Tellerfeder entsprechend der Form eines Reibelementes oder einer Reibscheiben sein, die zwischen zwei Reibelementen angeordnet ist. Dadurch kann vorteilhafterweise gewährleistet werden, dass auch bei Auftreten eines Abriebs der Reibelemente ein Kontakt der Reibelemente aufrechterhalten bleibt, da sich bei einem Abrieb das elastische Vorspannelement axial ausdehnen kann, um die Reibelemente weiterhin aneinander zu drücken. Alternativ zu einer Tellerfeder kann das elastische Vorspannelement auch durch eine Druckfeder, eine Wellfeder oder ein anderes, insbesondere ringförmiges Element aus elastischem Material ausgebildet sein.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass das elastische Vorspannelement ausschließlich mit Reibelementen, die dem Eingangsteil, oder ausschließlich mit Reibelementen, die dem Ausgangsteil zugeordnet sind, in Kontakt steht. Mit anderen Worten ist das elastische Vorspannelement somit angrenzend an zwei Reibelemente angeordnet, welche drehfest mit einem gemeinsamen Reibelementträger verbunden sind. Dadurch kann eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem elastischen Vorspannelement und einem Reibelement vermieden werden. Der Vorteil kann sein, einen Abrieb des elastischen Vorspannelementes zu vermeiden, sodass dieses einen Abrieb der übrigen Reibelemente länger ausgleichen kann. Eine derartige Anordnung des elastischen Vorspannelementes zwischen direkt zwei drehfest zueinander stehenden Reibelementen ist auch in Kombination mit einem komplett trockenlaufenden Torsionsschwingungsdämpfer mit trockener Reibeinrichtung möglich, etwa um eine Lebensdauer eines trockenen Torsionsschwingungsdämpfer zu erhöhen.
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Beispielsweise kann der Torsionsschwingungsdämpfer an einer Kupplungsscheibe bereitgestellt werden. Entsprechend kann der Torsionsschwingungsdämpfer Befestigungsmittel aufweisen, die es ermöglichen, den Torsionsschwingungsdämpfer an eine Kupplungsscheibe für ein Fahrzeug anzubringen oder an der Kupplungsscheibe zu befestigen. Eine Befestigung kann mittels Schrauben, Nieten, Schweißen oder anderen Befestigungsarten realisiert werden.
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Entsprechend betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Kupplungsscheibe für einen Kraftwagen, die einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem zuvor beschriebenen Torsionsschwingungsdämpfer aufweist. Durch den Einsatz des Torsionsschwingungsdämpfers mit nass laufender Reibeinrichtung kann in vorteilhafter Weise auch eine Lebensdauer der Kupplungsscheibe erhöht werden. Dabei ist es von besonderem Vorteil, dass die Kupplungsscheibe aufgrund der Abdichtung der nasslaufenden Reibeinrichtung trockenlaufend ausgebildet sein kann. Insbesondere sind hierbei trockenlaufende Reibbeläge ausgebildet. Die Reibbeläge nehmen die eingeleiteten Drehmomente auf und dienen an als Eingangselement oder als Teil des Eingangselements des Torsionsschwingungsdämpfers.
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Günstigerweise ist die Kupplungsscheibe als trockenlaufende Kupplungsscheibe ausgebildet.
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Weiterbildungen der Kupplungsscheibe betreffen Merkmale von Weiterbildungen wie sie bereits in Verbindung mit dem Torsionsschwingungsdämpfer beschrieben sind. Daher wird an dieser Stelle auf eine wiederholte Beschreibung dieser Merkmale in Kombination mit der Kupplungsscheibe verzichtet und die entsprechenden Merkmale gelten auch in Verbindung mit der Kupplungsscheibe als offenbart.
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Einige Beispiele von Vorrichtungen werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsscheibe mit einem Torsionsschwingungsdämpfer in einer Querschnittansicht;
- 2a, 2b die Kupplungsscheibe in weiteren Schnittansichten;
- 2c eine Detailansicht einer Reibeinrichtung des Torsionsschwingungsdämpfers;
- 3 eine Detailansicht einer weiteren beispielhaften Reibeinrichtung;
- 4 eine beispielhafte Reibeinrichtung mit Tellerfeder;
- 5 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Torsionsschwingungsdämpfers mit Reibeinrichtung;
- 6a, 6b einen beispielhaften Reibelementträger mit Reibelementen;
- 7a, 7b Beispiele von Reibelementträgern in Einzelansicht;
- 8a-8c Beispiele von Reiblamellen und einer Tellerfeder;
- 9 ein Beispiel eines Kunststoffring zur Abdichtung; und
- 10 eine beispielhafte Mitnehmerscheibe.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kupplungsscheibe 100 mit einem Torsionsschwingungsdämpfer 10 im Querschnitt. Der Torsionsschwingungsdämpfer 10 weist ein Eingangsteil 12 und ein gegenüber diesem verdrehbares Ausgangsteil 14 auf. Eingangsteil 12 und Ausgangsteil 14 sind an einer Rotationsachse A angeordnet. Dem Eingangsteil 12 können Reibbeläge 13 der Kupplungsscheibe 100 zugeordnet sein. Das Ausgangsteil 14 ist mit einer Nabe 15 drehfest verbunden. Eingangsteil 12 und Ausgangsteil 14 sind über elastische Elemente 16, zum Beispiel Schraubendruckfedern 16, verbunden. Die Schraubendruckfedern 16 sind in einer Fensteröffnung 17 angeordnet und beispielsweise von Luft umgeben. Vom Eingangsteil 12 kann somit über Schraubendruckfedern 16 ein Drehmoment an die Nabe 15 übertragen werden.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer 10 weist ferner eine nass laufende Reibeinrichtung 18 auf, die in einem Bereich radial innerhalb der Schraubendruckfedern 16 angeordnet ist (in 1 von einer Scheibe des Ausgangsteil 14 verdeckt). Details der nasslaufenden Reibeinrichtung 18 sind in den folgenden Figuren gezeigt.
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2a, 2b zeigen die Kupplungsscheibe 100 in weiteren Schnittansichten. 2a zeigt eine Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Linie a-a. Das Eingangsteil 12 umfasst eine Mitnehmerscheibe 12a, die drehfest mit einem ersten Reibelementträger 18a der Reibeinrichtung verbunden ist. Am ersten Reibelementträger 18a sind Reibelemente 19 angeordnet, die mit Reibelementen eines zweiten Reibelementträgers 18b, der drehfest mit dem Ausgangsteil 14 verbunden ist, in Kontakt stehen. Das Ausgangsteil 14 umfasst einen ersten Scheibenkörper 14a und einen zweiten Scheibenkörper 14b, die axial von zwei Seiten an den zweiten Reibelementträger 18b angrenzen. 2b zeigt eine Schnittansicht entlang der in 1 gezeigten Linie b-b. Dabei ist insbesondere deutlich zu erkennen, dass die Scheibenkörper 14a, 14b des Ausgangsteils 14 mit dem zweiten Reibelementträger 18b durch mehrere umfangsmäßig verteilte Niete 20 drehfest verbunden sind. Dadurch wird eine fluiddichte Verbindung zwischen den Scheibenkörpern 14a und 14b sowie dem zweiten Reibelementträger 18b bereitgestellt.
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2c zeigt eine Detailansicht einer Reibeinrichtung des Torsionsschwingungsdämpfers 10 des in 2a mit X gekennzeichneten Ausschnitts. Dabei ist ersichtlich, dass dem ersten Reibelementträger 18a zugeordnete erste Reibelemente 19a der Reibelemente 19 abwechselnd mit dem zweiten Reibelementträger 18b zugeordneten zweiten Reibelementen 19b der Reibelemente 19 angeordnet sind. Beispielsweise ist in einem Raum zwischen den ersten Reibelementen 19a und dem zweiten Reibelementträger 18b ein Fluid der nasslaufenden Reibeinrichtung 18 bereitgestellt, z.B. Öl oder Fett. Die Reibelemente sind jeweils drehfest mit ihrem Reibelementträger verbunden, jedoch axial gegenüber diesem beweglich. Die Reibelemente 19 werden mittels eines elastischen Vorspannelements 22, dass axial zwischen Reibelementen angeordnet ist, aneinander gedrückt, sodass ein Reibkontakt zwischen den Reibelementen 19 entsteht.
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2c zeigt ferner ein Dichtungskonzept mit Kunststoffring, zum Abdichten des fluidgefüllten Raumes der Reibeinrichtung 18. Dazu sind ein erster Kunststoffring 24a und ein zweiter Kunststoffring 24b radial außerhalb des ersten Reibelementträgers 18a angeordnet. Die Kunststoffringe werden jeweils mittels eines elastischen Druckelementes 25, beispielsweise einer Tellerfeder, von der Mitnehmerscheibe 12a gegen die Scheibenkörper 14a, 14b gedrückt. Dadurch ist ein gekapselter Bereich der Reibeinrichtung 18 nach radial außen abgedichtet, sodass das Fluid der nassen Reibeinrichtung 18 nicht durch einen Spalt zwischen dem ersten Reibelementträger 18a und den Scheibenkörper 14a, 14b austreten kann.
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3 zeigt eine Detailansicht einer weiteren beispielhaften Reibeinrichtung 18, bei der ein Dichtungsring zur abgedichteten Kapselung der Reibeinrichtung verwendet wird. Dem ersten Reibelementträger 18a ist ein Trägerelement 26 zugeordnet, dass z.B. einteilig mit dem ersten Reibelementträger 18a ausgebildet sein kann. Das Trägerelement 26 weist jeweils an einer den Scheibenkörpern 14a, 14b gegenüber liegenden Seite eine Nut auf, in der ein jeweiliger Dichtungsring 28a, 28b angeordnet ist. Der jeweilige Dichtungsring ist zwischen dem Trägerelement 26 und dem jeweiligen Scheibenkörper 14a, 14b eingeklemmt, sodass er eine Dichtung des gekapselten Bereichs der Reibeinrichtung 18 bewirkt und dabei dennoch drehbar gegenüber dem Scheibenkörper 14a, 14b und/oder gegenüber dem Trägerelement 26 bzw. dem Eingangsteil 12 ist. Das Trägerelement 26 weist im radial inneren Bereich eine Ausnehmung 26a auf, sodass es um eine die Mitnehmerscheibe 12a und den ersten Reibelementträger 18a verbindende Schweißnaht herum angeordnet werden kann. Die Verbindung zwischen der Mitnehmerscheibe 12a und dem ersten Reibelementträger 18a ist hierbei fluiddicht ausgebildet, beispielsweise durch eine kreisförmig umlaufende Schweißnaht.
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4 zeigt in schematischer Darstellung eine beispielhafte Reibeinrichtung 18 mit Tellerfeder, die als elastisches Vorspannelement 22 jeweilige Reibelemente 19a, 19b der Reibeinrichtung 18 aneinanderdrückt. Die Reibelemente 19a und 19b sind gegenüber deren jeweiligen Reibelementträgern 18a und 18b in Umfangsrichtung drehfest und in Axialrichtung beweglich ausgebildet. Dabei ist ersichtlich, dass die Tellerfeder 22 direkt zwischen zwei dem zweiten Reibelementträger 18b zugeordneten Reibelementen 19b angeordnet ist. Dadurch entsteht zwischen der Tellerfeder 22 und den Reibelementen 19b keine Reibung und eine Abnutzung der Tellerfeder 22 wird vermieden. Ferner ist zwischen den Reibelementen 19a, 19b ein Fluid 30 im gekapselten Bereich der Reibeinrichtung 18 bereitgestellt.
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Torsionsschwingungsdämpfers 10 mit Reibeinrichtung 18. Die Reibelementträger 18a, 18b sind in gezahnter Form ausgeführt, um gezahnte Reibelemente aufnehmen zu können. Durch die Verzahnung können die Reibelemente 19 jeweils drehfest mit dem Reibelementträger verbunden werden und zudem axial beweglich zu diesem ausgebildet sein. Radial zwischen dem ersten Reibelementträger 18a und dem zweiten Reibelementträger 18b ist der gekapselte Bereich der Reibeinrichtung 18 zu erkennen, in dem das Fluid 30 und Reibelemente 19 angeordnet werden können.
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6a, 6b zeigen einen beispielhaften Reibelementträger 18a mit Reibelementen in Einzelansicht. Der Reibelementträger 18a weist ein Trägerelement 26 auf, um einen Dichtungsring 28a aufzunehmen, der axial aus dem Reibelementträger 18a hervortritt. Insbesondere in 6b ist die abwechselnde Anordnung von ersten Reibelementen 19a und zweiten Reibelementen 19b ersichtlich. Dabei greifen Außenzähne der ersten Reibelemente 19a in entsprechende innere Ausnehmungen des gezahnten Reibelementträgers 18a ein. Analog weisen die Reibelemente 19b Innenzähne auf, die ausgebildet sind, um in entsprechende äußere Ausnehmungen eines gezahnten Reibelementträgers 18b einzugreifen (nicht dargestellt).
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Die 7a bis 10 zeigen zum besseren Verständnis Einzelelemente eines beispielhaften Torsionsschwingungsdämpfers 10 bzw. einer beispielhaften Reibeinrichtung 18. Eine Kombination dieser Elemente kann genutzt werden, um einen Torsionsschwingungsdämpfer 10 bereitzustellen.
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7a zeigt einen zweiten Reibelementträger 18b, der als Narbenring mit Außenverzahnung bezeichnet werden kann. Der zweite Reibelementträger 18b weist äußere Ausnehmungen 32 auf, in die Innenzähne von zweiten Reibelementen 19b eingreifen können. Ferner weist der Reibelementträger 18b Bohrungen 31 auf, die zur Aufnahme des Nietes 20 ausgebildet sind, um den Reibelementträger 18b mit den Scheibenkörpern 14a, 14b zu verbinden.
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7b zeigt einen ersten Reibelementträger 18a, der als äußerer Lamellenträger bezeichnet werden kann und innere Ausnehmungen 34 aufweist, in denen Außenzähne von ersten Reibelementen 19a aufgenommen werden können. Ferner weist der erste Reibelementträger 18a auch äußere Ausnehmungen 36 auf, in denen beispielsweise Innenzähne einer Kunststoffscheibe 24a, die zur Abdichtung der Reibeinrichtung 18 verwendet wird, eingreifen können, sodass die Kunststoffscheibe 24a drehfest mit dem ersten Reibelementträger 18a verbunden ist, jedoch axial gegenüber diesem beweglich ist.
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8a-8c zeigen Beispiele von Reiblamellen und einer Tellerfeder für eine Reibeinrichtung eines Torsionsschwingungsdämpfers. Ein erstes Reibelement 19a oder eine Reiblamelle 19a weist eine Außenverzahnung 35 auf, die ausgebildet ist, in Ausnehmungen 34 des ersten Reibelementträgers 18a einzugreifen. Ein zweites Reibelement 19b weist eine entsprechende Innenverzahnung 33 zur Aufnahme in äußeren Ausnehmungen 32 auf. Eine Tellerfeder 22, ebenso mit einer Außenverzahnung 35 versehen, kann als elastisches Vorspannelement 22 eingesetzt werden, und beispielsweise zwischen zwei an die Tellerfeder 22 angrenzenden ersten Reibelementen 19a angeordnet werden.
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9 zeigt ein Beispiel eines Kunststoffring 24a zur Abdichtung einer gekapselten Reibeinrichtung 18. Der Kunststoffring 24a weist eine Innenverzahnung 37 auf, die in äußere Ausnehmungen 36 des ersten Reibelementträgers 18a eingreifen kann. Die in den Figuren gezeigten Verzahnungen und Ausnehmungen sind jeweils formschlüssig zueinander ausgebildet. Dadurch ist es möglich, dass insbesondere ein radialer Kontaktbereich zwischen Kunststoffring 24a und erstem Reibelementträger 18a abgedichtet ausgebildet ist, um ein Austreten eines Fluides 30 verhindern zu können. 10 zeigt eine beispielhafte Mitnehmerscheibe 12a als Eingangsteil 12 oder Element des Eingangsteiles 12 eines Torsionsschwingungsdämpfers 10. Die Mitnehmerscheibe 12a weist Fensteröffnungen 17 auf, in denen elastische Elemente 16 angeordnet werden können. Ferner ist in einem radial inneren Bereich der Mitnehmerscheibe 12a eine Innenverzahnung 38 ausgebildet, in die eine Außenverzahnung eines ersten Reibelementträgers 18a eingreifen kann, um den ersten Reibelementträger in einfacher Weise drehfest mit der Mitnehmerscheibe 12a verbinden zu können.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung können also Vorteile einer nassen Reibeinrichtung mit Vorteilen eines trockenen Torsionsdämpfers kombiniert werden. Die nasse Reibeinrichtung kann als gekapseltes Element innerhalb des Torsionsdämpfers eingesetzt werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, in kostengünstiger Art eine Lebensdauer eines Torsionsschwingungsdämpfers zu erhöhen, ohne den gesamten Torsionsschwingungsdämpfer nasslaufend ausführen zu müssen. Ferner sind spezielle Abdichtungskonzepte in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung bereitgestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 12
- Eingangsteil
- 13
- Reibbelag
- 12a
- Mitnehmerscheibe
- 14
- Ausgangsteil
- 14a, 14b
- Scheibenkörper
- 15
- Nabe
- 16
- elastisches Element/Schraubendruckfeder
- 17
- Fensteröffnung
- 18
- Reibeinrichtung
- 18a
- erster Reibelementträger
- 18b
- zweiter Reibelementträger
- 19, 19a,b
- Reibelemente
- 20
- Niet
- 22
- elastisches Vorspannelement/Tellerfeder
- 24a, 24b
- Kunststoffring
- 25
- elastisches Druckelement/Tellerfeder
- 26
- Trägerelement
- 26a
- innere Ausnehmung
- 28a, 28b
- Dichtungsring
- 30
- Fluid
- 31
- Bohrung
- 32, 36
- äußere Ausnehmungen
- 34
- innere Ausnehmungen
- 35
- Außenverzahnung
- 33, 37, 38
- Innenverzahnung
- 100
- Kupplungsscheibe
- A
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- GB 1602408 A [0006]
- EP 1521013 [0007]
