DE10209838A1 - Drehschwingungsdämpfer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit wenigstens zwei um eine Drehachse verdrehbaren Teilen, die relativ zueinander entgegen der Wirkung wenigstens einer Schraubenfeder drehbeweglich sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, mit wenigstens zwei um eine Drehachse verdrehbaren Teilen, die relativ zueinander, entgegen der Wirkung wenigstens einer Schraubenfeder, drehbe­ weglich sind, wobei die Schraubenfeder in einer bogenförmig verlaufenden Auf­ nahme geführt ist, die von Bereichen wenigstens eines der beiden Teile gebildet ist. Die Aufnahme wird dabei durch wenigstens einen Wandungsbereich begrenzt, der zumindest radial äußere Bereiche der Schraubenfeder axial übergreift und sich zumindest über die Länge der Schraubenfeder in Umfangsrichtung des Drehschwingungsdämpfers erstreckt.

Derartige Drehschwingungsdämpfer in Form von sogenannten Zweimassen­ schwungrädern sind beispielsweise durch die DE-OS 41 17 582, DE-OS 42 14 655, DE-OS 44 14 584, DE-OS 44 20 927 und die DE-OS 195 22 718 bekannt ge­ worden.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Drehschwingungsdämpfer der vorerwähnten Art bezüglich deren Dämpfungseigenschaften zu optimieren. Insbesondere soll durch die erfindungsgemäßen Ausgestaltungsmerkmale eines Drehschwingungsdämpfers gewährleistet werden, dass dieser in besonders kos­ tengünstiger und einfacher Weise herstellbar und montierbar ist. Auch soll ge­ währleistet werden, dass auch bei höheren Drehzahlen des Drehschwingungs­ dämpfers dessen Energiespeicher, insbesondere in Form von Schraubenfedern, die ihnen zugedachte Funktion optimal erfüllen können.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Drehschwingungsdämpfer der ein­ gangs beschriebenen Art dadurch erzielt, dass die Schraubenfeder radial nach außen hin über wenigstens einen Gleitschuh abstützbar ist, der einerseits zumin­ dest an dem die Feder radial außen übergreifenden Wandungsbereich geführt beziehungsweise abgestützt ist und andererseits wenigstens eine Windung der Schraubenfeder abstützt, wobei der Gleitschuh zumindest einen Bereich besitzt, der zumindest einen radial äußeren Abschnitt der vorerwähnten Windung zumin­ dest teilweise umgreift, wodurch der Gleitschuh in Längsrichtung der Schrauben­ feder gegenüber letzterer festgelegt ist und wobei weiterhin zwischen dem Gleit­ schuh und der Schraubenfeder eine Verbindung vorhanden ist, die eine Halterung des Gleitschuhes auf beziehungsweise gegenüber der Schraubenfeder auch in eine Richtung senkrecht zur Längsachse der Schraubenfeder bewirkt. Durch eine derartige Ausgestaltung des Drehschwingungsdämpfers wird gewährleistet, dass der wenigstens eine Gleitschuh auf der Schraubenfeder eine definierte Position aufweist beziehungsweise beibehält und darüber hinaus auf der Schraubenfeder verliersicher gehalten ist. Dadurch wird auch die Möglichkeit geschaffen, Schrau­ benfeder und Gleitschuh als vormontierte Baueinheit für die Montage des Dreh­ schwingungsdämpfers bereitzustellen. Es können somit die entsprechenden Schraubenfedern und die darauf vorzusehenden Gleitschuhe bereits beim Feder­ hersteller vormontiert werden.

In vorteilhafter Weise kann die Halterung des Gleitschuhes auf der Schraubenfe­ der über den Bereich des Gleitschuhes erfolgen, welcher eine Windung der Schraubenfeder umgreift, wobei dieser Bereich den diese Windung bildenden Draht derart umgreift, dass er eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Ver­ bindung mit dem Draht beziehungsweise der entsprechenden Windung besitzt. In vorteilhafter Weise kann diese Verbindung als Schnappverbindung ausgebildet sein, so dass die Schuhe auf die entsprechenden Schraubenfedern aufgeclipst werden können.

Die Ausgestaltung der Halterung beziehungsweise Verbindung zwischen Gleit­ schuh und Schraubenfeder ist in vorteilhafter Weise derart ausgebildet, dass die zwischen dem Gleitschuh und wenigstens einer Federwindung vorhandene Halte­ rung zumindest eine geringe winkelmäßige Schwenkbewegung der wenigstens einen Windung gegenüber dem Gleitschuh ermöglicht. Dadurch wird gewährleis­ tet, dass beim Komprimieren der entsprechenden Schraubenfeder die Windungen arbeiten beziehungsweise sich verformen können, ohne dass eine Beanspru­ chung auf den Gleitschuh ausgeübt wird, welche ein Verdrehen beziehungsweise ein Verschwenken dieses Gleitschuhes hervorrufen würde.

Die zugelassene Schwenkbewegung beziehungsweise der mögliche Ver­ schwenkwinkel liegt zweckmäßigerweise in der Größenordnung von 2 bis 10 Win­ kelgraden. In Abhängigkeit der Steigung der im Bereich der Gleitschuhe vorhan­ denen Windungen kann dieser Schwenkwinkel jedoch auch kleiner oder größer dimensioniert werden.

Um eine optimale Funktion des Drehschwingungsdämpfers beziehungsweise eine einwandfreie Führung und Halterung der erfindungsgemäßen Gleitschuhe zu ge­ währleisten, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der die zur Abstützung der Schraubenfeder vorgesehene wenigstens eine Windung umgreifende Bereich des wenigstens einen Gleitschuhes den diese Windung bildenden Draht sowohl be­ züglich seines Querschnittes als auch über seine Längserstreckung umgreift.

Dabei kann ein mittlerer Abschnitt dieses Bereiches - in Längsrichtung der Feder betrachtet - kein Spiel oder nur ein geringes Spiel gegenüber dem Federdraht besitzen und die sich seitlich dieses mittleren Abschnittes erstreckenden Ab­ schnitte dieses Bereiches mit zunehmendem Abstand von dem mittleren Bereich ein zunehmendes Spiel gegenüber diesem Federdraht aufweisen.

In vorteilhafter Weise kann der Gleitschuh wenigstens einen Ansatz besitzen, der schirmartig ausgebildet sein kann und sich in Längsrichtung der Feder erstreckt, und zwar ausgehend von dem die Positionierung beziehungsweise Halterung des entsprechenden Gleitschuhes auf der Feder gewährleistenden Bereich. In vorteil­ hafter Weise kann der Gleitschuh beidseits des eine Positionierung desselben auf der Feder gewährleistenden Bereiches einen entsprechenden Ansatz aufweisen. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn die Ansätze - in Längsrichtung der Feder betrachtet - einen Querschnitt besitzen, der sich mit zunehmendem Abstand von dem die Federwindung umgreifenden Bereich des Gleitschuhes verjüngt. Dieser Querschnitt kann in vorteilhafter Weise keilartig ausgebildet sein. Durch eine der­ artige Ausgestaltung der Ansätze wird gewährleistet, dass auch bei Fliehkraftbe­ anspruchung der entsprechenden Schraubenfeder und der dadurch verursachten Verformung derselben zumindest bis zu einer verhältnismäßig hohen Drehzahl des antreibenden Motors kein Reibkontakt zwischen den von den Ansätzen über­ deckten Federwindungen und diesen Ansätzen erfolgt.

Der eine Halterung eines Gleitschuhes auf einer Federwindung gewährleistende Bereich kann in vorteilhafter Weise einstückig mit dem Gleitschuh ausgebildet sein. Die Gleitschuhe können beispielsweise aus Kunststoff hergestellt werden, zum Beispiel durch Spritzen. Vorteilhaft kann es jedoch auch sein, wenn der eine Sicherung des Gleitschuhes auf einer Schraubenfeder gewährleistende Bereich zumindest teilweise durch ein separates Bauteil gebildet ist, welches mit dem Grundkörper des Gleitschuhes eine Verbindung besitzt. Diese Verbindung kann beispielsweise als Clip- beziehungsweise Schnappverbindung ausgebildet sein. Das die Halterung gewährleistende Bauteil kann jedoch auch in den Grundwerk­ stoff des Gleitschuhes eingespritzt werden, was insbesondere bei Verwendung von Kunststoff in einfacher Weise realisierbar ist. Das die Verbindung bezie­ hungsweise die Haltebereiche bildende Bauteil kann zumindest einen im Quer­ schnitt U-förmig ausgebildeten Bereich besitzen, der zwei Seitenschenkel bildet, die zwischen sich die entsprechende Federwindung aufnehmen. Das vorerwähnte separate Bauteil kann aus Federstahl oder einem, entsprechende Eigenschaften aufweisenden Kunststoff hergestellt sein.

In vorteilhafter Weise kann der Gleitschuh - in Umfangsrichtung der Federwin­ dungen betrachtet - einen Querschnitt besitzen, der bogenförmig oder U-förmig verläuft. Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn der Gleitschuh derart ausgestaltet ist, dass dieser Federwindungen der Schraubenfeder über einen Winkel von zu­ mindest 90 Grad umgreift. Zweckmäßig kann es auch sein, wenn der Gleitschuh in Umfangsrichtung der Federwindungen eine winkelmäßige Ausdehnung besitzt von zumindest 180 Grad. In vorteilhafter Weise kann der Gleitschuh auch derart ausgebildet werden, dass dieser eine innere Fläche begrenzt, die sich über mehr als 180 Grad um zumindest eine Federwindung erstreckt, wodurch eine senkrecht zur Längsachse der entsprechenden Schraubenfeder wirksame formschlüssige Verbindung herstellbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung eines Gleitschuhes umgreift dieser also die Schraubenfeder derart, dass eine formschlüssige Verbin­ dung zwischen dem Gleitschuh und der Schraubenfeder vorhanden ist.

Die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen können insbesondere in Verbindung mit Schraubendruckfedern Anwendung finden, welche ein großes Längen/Win­ dungsaußendurchmesser-Verhältnis besitzen. Dieses kann in der Größenordnung von 5 bis 20 liegen. Bei derartigen Federn können in vorteilhafter Weise mehrere Gleitschuhe auf diesen vorgesehen werden. Die Verteilung dieser Gleitschuhe über die Länge einer Feder kann vorzugsweise derart vorgenommen werden, dass bei auf Blockgehen von zumindest Abschnitten der Windungen die Gleit­ schuhe sich nicht berühren. Die in den Endabschnitten einer solchen Feder vor­ gesehenen Gleitschuhe sind in vorteilhafter Weise derart gegenüber den Feder­ enden zurückversetzt, dass einige Federwindungen frei verformbar sind, ohne dass eine durch einen Gleitschuh erzeugte Reibung sich der Verformung wider­ setzt.

Weitere Vorteile, konstruktive Merkmale und funktionelle Eigenschaften von ge­ mäß der Erfindung ausgebildeten Drehschwingungsdämpfern ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der, unter Bezugnahme auf Zeichnungen, verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben sind.

Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Dämpfungseinrichtung, bei der die erfindungsgemäßen Lösungen eingesetzt werden können,

Fig. 2 die Anordnung einer Schraubenfeder, die bei einer Dämp­ fungseinrichtung gemäß Fig. 1 Verwendung finden kann,

Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Anordnung einer Schraubenfeder im komprimierten Zustand,

Fig. 4 bis 6 eine Ausgestaltungsmöglichkeit eines Gleitschuhes, der in Verbindung mit einer Anordnung gemäß den Fig. 1 bis 3 Verwendung finden kann,

Fig. 7 und 8 eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit eines Gleitschuhes für eine Schraubenfeder und

Fig. 9 eine zusätzliche Ausführungsform eines Gleitschuhes.

Der in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Drehschwingungsdämpfer bildet ein geteiltes Schwungrad 1, das eine an einer nicht gezeigten Abtriebswelle einer Brenn­ kraftmaschine befestigbare erste oder Primärschwungmasse 2 sowie eine zweite oder Sekundärschwungmasse 3 aufweist. Auf der zweiten Schwungmasse 3 ist eine Reibungskupplung unter Zwischenlegung einer Kupplungsscheibe befestig­ bar, über die eine ebenfalls nicht dargestellte Eingangswelle eines Getriebes zu- und abkuppelbar ist. Die Schwungmassen 2 und 3 sind über eine Lagerung 4 zu­ einander verdrehbar gelagert, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel radi­ al außerhalb von Bohrungen 5 zur Durchführung von Befestigungsschrauben für die Montage der ersten Schwungmasse 2 an der Abtriebswelle einer Brennkraft­ maschine angeordnet ist. Zwischen den beiden Schwungmassen 2 und 3 ist eine Dämpfungseinrichtung 6 wirksam, die Energiespeicher 7 umfasst, von denen zu­ mindest einer durch Schraubendruckfedern 8, 9 gebildet ist. Die Schrauben­ druckfeder 9 ist zumindest teilweise in dem durch die Windungen der Feder 8 ge­ bildeten Raum aufgenommen oder mit anderen Worten die beiden Schraubenfe­ dern 8 und 9 sind über ihre Längserstreckung betrachtet ineinander geschachtelt. Zweckmäßig kann es sein, wenn die Feder 9 - in Umfangsrichtung des Dreh­ schwingungsdämpfers betrachtet - gegenüber der äußeren Feder 8 kürzer ist, zum Beispiel in der Größenordnung von 15 bis 60 Winkelgrad, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 50 Winkelgrad. Die Differenzlänge beziehungsweise der Diffe­ renzwinkel kann jedoch auch größer oder kleiner sein.

Die beiden Schwungmassen 2 und 3 besitzen Beaufschlagungsbereiche 14, 15 beziehungsweise 16 für die Energiespeicher 7. Bei dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel sind die Beaufschlagungsbereiche 14, 15 durch in die die erste Schwungmasse 2 bildenden Blechteile 17, 18 eingebrachte Anprägungen gebildet. Die axial zwischen den Beaufschlagungsbereichen 14, 15 vorgesehenen Beauf­ schlagungsbereiche 16 sind durch zumindest ein mit der Sekundärschwungmas­ se 3, beispielsweise über Niete 19, verbundenes flanschartiges Beaufschla­ gungsbauteil 20 gebildet. Dieses Bauteil 20 dient als Drehmomentübertragungs­ element zwischen den Energiespeichern 7 und der Schwungmasse 3. Die Beauf­ schlagungsbereiche 16 sind durch am Außenumfang des flanschartigen Beauf­ schlagungsmittels 20 vorgesehene radiale Arme beziehungsweise Ausleger 16 gebildet. Das durch Kaltumformung von Blechmaterial hergestellte Bauteil 17 dient zur Befestigung der ersten Schwungmasse 2 beziehungsweise des gesam­ ten geteilten Schwungrades 1 an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine. Radial außen ist das Bauteil 17 mit dem ebenfalls aus Blech hergestellten Bauteil 18 verbunden. Die beiden Bauteile 17 und 18 bilden einen ringförmigen Raum 21, der hier einen torusartigen Bereich 22 bildet. Der ringförmige Raum 21 bezie­ hungsweise der torusartige Bereich 22 kann zumindest teilweise mit einem visko­ sen Medium, wie beispielsweise Fett, gefüllt sein. In Umfangsrichtung betrachtet zwischen den Anformungen beziehungsweise den Beaufschlagungsbereichen 14, 15 bilden die Bauteile 17, 18 Ausbuchtungen 23, 24, die den torusartigen Be­ reich 22 begrenzen und Aufnahmen für die Energiespeicher 7 bilden. Zumindest bei rotierender Einrichtung 1 stützen sich zumindest die Windungen der Federn 8 an den den torusartigen Bereich 22 radial außen begrenzenden Bereichen des Bauteiles 17 und/oder 18 ab. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei­ spiel ist ein durch wenigstens eine gehärtete Blechzwischenlage beziehungsweise Blecheinlage gebildeter Verschleißschutz 25 vorgesehen, an dem sich zumindest die Federn 8 radial abstützen. Der Verschleißschutz 25 erstreckt sich in Umfangs­ richtung in vorteilhafter Weise zumindest über die gesamte Länge beziehungs­ weise Winkelerstreckung der entspannten Energiespeicher 7. Infolge der flieh­ kraftmäßigen Abstützung der Windungen zumindest der Federn 8 wird zwischen diesen Windungen und den mit diesen in Reibeingriff stehenden Bauteilen eine drehzahlabhängige Reibungsdämpfung bei einer Längenänderung beziehungs­ weise Kompression der Energiespeicher 7 beziehungsweise der Schraubenfedern 8 erzeugt.

Radial innen trägt das sich radial erstreckende Bauteil 17 ein Zwischenteil bezie­ hungsweise eine Nabe 26, das beziehungsweise die den inneren Lagerring des Kugellagers 4 aufnimmt beziehungsweise trägt. Der äußere Lagerring des Kugel­ lagers 4 trägt die Schwungmasse 3.

Aufgrund der vorerwähnten, zwischen den einzelnen Windungen der länglich ausgebildeten Feder 8 und dem Verschleißschutz 25 auftretenden Reibung wird insbesondere bei hohen Motordrehzahlen nur eine geringe beziehungsweise un­ genügende Entspannung des Energiespeichers 7 beziehungsweise der Schrau­ bendruckfedern 8 und/oder 9 auftreten, wodurch die Dämpfungseigenschaften des Drehschwingungsdämpfers vermindert werden. Insbesondere beim Auftreten von Lastwechseln (Zug/Schub) beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges können da­ durch störende Geräusche entstehen, und zwar weil der Energiespeicher 7 dann als verhältnismäßig harter Anschlag wirkt, weil die Federwindungen des Energie­ speichers 7 in einem zumindest teilweise verspannten Zustand infolge der vorer­ wähnten Reibung verharren und somit eine hohe Federsteifigkeit erzeugen.

Um dies zu vermeiden, beziehungsweise zumindest eine wesentlich größere Ent­ spannung des Energiespeichers beziehungsweise zumindest der Schraubenfeder 8 auch bei höheren Motordrehzahlen zu gewährleisten, kommen, wie unter ande­ rem aus Fig. 2 ersichtlich, Gleitschuhe 30 zum Einsatz, die jeweils auf einem radial äußere Abschnitt 31 einer Windung 32 der Schraubendruckfeder 8 aufge­ steckt sind. Die Gleitschuhe 30 werden durch die bei Rotation des Drehschwin­ gungsdämpfers 1 auf die Schraubenfeder 8 (und gegebenenfalls 9, gemäß Fig. 1) einwirkende Fliehkraft radial nach außen beansprucht und stützen sich an der die Schraubenfeder 8 zumindest radial außen umgebenden Wandung 33 ab. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel stützen sich die Gleitschuhe 30 unmittelbar an der Wandung 33 ab. In vorteilhafter Weise kann jedoch zwischen der Wandung 33 und den Gleitschuhen 30 eine Zwischenschicht beziehungswei­ se Zwischenlage vorgesehen sein, die vorzugsweise eine hohe Verschleißfestig­ keit aufweist und/oder gute Gleiteigenschaften besitzt, um den Verdrehwiderstand zwischen den Gleitschuhen 30 und der diese abstützenden Fläche weiter zu mi­ nimieren. Um diesen Verdrehwiderstand zu verringern, kann, wie in Zusammen­ hang mit Fig. 1 beschrieben, eine Schmierung vorgesehen werden. Weiterhin kann es besonders vorteilhaft sein, wenn zur Verbesserung des Aufbaues eines Schmierfilmes zumindest eine der in Reibkontakt befindlichen Flächen zumindest eine feine Oberflächenstrukturierung aufweist, die auch das Verbleiben von Schmiermittel, wie insbesondere Fett, zwischen den Reibschuhen 30 und der die­ se abstützenden Fläche 34 begünstigt. Letzteres kann beispielsweise durch Vor­ sehen einer gewissen Unebenheit beziehungsweise Rauhigkeit an zumindest ei­ ner der miteinander zusammenwirkenden Gleit- beziehungsweise Abstützflächen erzielt werden. In vorteilhafter Weise kann auch wenigstens eine der miteinander zusammenwirkenden Gleit- beziehungsweise Abstützflächen eine Beschichtung aufweisen, wie dies beispielsweise bei Gleitlagern der Fall ist. Derartige Gleitflä­ chen können beispielsweise PTFE, Graphit oder Kupfer beinhalten.

In vorteilhafter Weise können die Gleitschuhe 30 aus Kunststoff bestehen, wo­ durch sie in einfacher Weise herstellbar sind, nämlich durch Spritzen.

Wie insbesondere auch in Verbindung mit den Fig. 4 bis 6 ersichtlich ist, be­ sitzen die Gleitschuhe 30 Bereiche 35, 36, die radial nach innen vorstehen und hier durch nasen- beziehungsweise hakenförmige Bereiche 35, 36 gebildet sind. Die Nasen 35, 36 umgreifen jeweils den radial äußeren Abschnitt 31 einer Schraubenfederwindung 32. Der dadurch gebildete Formschluss zwischen den Gleitschuhen 30 und den zugeordneten Windungen 32 gewährleistet zumindest eine Positionierung beziehungsweise Festlegung der Gleitschuhe 30 in Längs­ richtung der Feder 8.

Durch die spezielle Ausbildung der Bereiche beziehungsweise Nasen 35, 36 wird weiterhin, wie dies insbesondere aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, eine vorzugs­ weise formschlüssige Verbindung zwischen den Gleitschuhen 30 und den zuge­ ordneten Federwindungen 32 auch in radialer Richtung gewährleistet. Die da­ durch gebildete Halterung der Gleitschuhe 30 auf den zugeordneten Windungen 32 ein eine Richtung senkrecht zur Längsachse 37 der Feder 9 (Fig. 2) ermög­ licht in vorteilhafter Weise eine Vormontage der Gleitschuhe 30 auf die entspre­ chende Feder 8. Dadurch wird die Montage eines Drehschwingungsdämpfers 1 wesentlich vereinfacht. In vorteilhafter Weise sind die mit Gleitschuhen 30 verse­ henen Schraubenfedern 8 gekrümmt ausgestaltet, wodurch deren Montage er­ leichtert wird.

Die in Verbindung mit den erfindungsgemäß ausgestalteten Gleitschuhen 30 zum Einsatz kommenden Schraubenfedern 8 sind, wie bereits erwähnt, vorzugsweise länglich ausgebildet, besitzen also ein großes Federlängen/Windungsaußen­ durchmesser-Verhältnis, welches in der Größenordnung zwischen 5 und 20 liegen kann.

Die Ausgestaltung und Anordnung der Federn 8 erfolgt vorzugsweise derart, dass diese die Relativverdrehung zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil des Dreh­ schwingungsdämpfers 1, welche hier durch die beiden Schwungmassen 2, 3 ge­ bildet sind, begrenzen. Hierfür werden die Schraubenfedern 8 vorzugsweise der­ art auf Block beansprucht, dass die radial innen liegenden Windungsabschnitte 38 auf Block gehen, also sich unmittelbar berühren, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Durch die gekrümmte Anordnung einer Feder 8 wird weiterhin gewährleistet, dass im Bereich der radial äußeren Abschnitte der Federwindungen einer Schrauben­ feder 8 genügend Freiraum in Umfangsrichtung vorhanden ist, um ein Zerquet­ schen beziehungsweise eine Beschädigung der Haltebereiche 35, 36 der Gleit­ schuhe 30 zu vermeiden. Letzteres kann durch entsprechende Auswahl des eine Feder 8 bildenden Federdrahtes, des Windungsdurchmessers, der Steigung von wenigstens einzelnen Windungen und des Krümmungsradius, auf dem die Feder vorgesehen wird, realisiert werden. Zweckmäßig kann es auch sein, wenn die einen Gleitschuh 30 aufnehmenden Windungen 32 eine andere Gestalt besitzen als die zwischen diesen Windungen 32 vorgesehenen Windungen. So können beispielsweise diese Windungen 32 gegenüber den benachbarten Windungen radial nach außen hin hervorstehen, was beispielsweise durch eine ovalartige Ausgestaltung der Windungen 32 erzielt werden kann. Auch können die Windun­ gen 32 einen größeren Außendurchmesser als die benachbarten Windungen be­ sitzen.

Wie insbesondere aus den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist, sind die Bereiche 35, 36 derart geformt, dass sie Abschnitte 40, 41 bilden, welche die entsprechen­ de Windung 32 hintergreifen. Die Bereiche 35, 36 sind derart ausgestaltet, dass sie eine gewisse Elastizität beziehungsweise Federung besitzen, so dass die Gleitschuhe 30 auf die entsprechend zugeordnete Windung 32 aufgeclipst werden können. Gemäß der Erfindung kann also zwischen einem Gleitschuh 30 und der zugeordneten Windung 32 eine Schnappverbindung vorhanden sein, welche eine verliersichere Halterung der Schuhe 30 auf der zugeordneten Feder 8 gewähr­ leistet.

Der mit einer Federwindung 32 zusammenwirkende Bereich 42, welcher auch die Sicherungsbereiche 35, 36 umfasst, ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Windung 32 gegenüber dem Gleitschuh 30 einen gewissen winkelmäßigen Frei­ heitsgrad besitzt, so dass die Windung 32 beim Komprimieren und Entspannen der Feder 8 sich verformen kann, ohne dass dadurch auf den Gleitschuh 30 eine Verschwenk- beziehungsweise Verdrehkraft ausgeübt wird. Dadurch wird ge­ währleistet, dass die Gleitschuhe stets ihre optimale Ausrichtung und somit ein­ wandfreie Funktion beibehalten. Der hierfür notwendige Verschwenkungswinkel ist hauptsächlich abhängig vom Steigungswinkel der Federwindungen. Zweckmä­ ßig kann es sein, wenn der mögliche Verschwenkungswinkel zwischen einem Gleitschuh 30 und einer Federwindung 32 in der Größenordnung von 2 bis 10° liegt. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, wenn dieser Winkel größer ist.

Wie aus den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist, sind die eine Windung 32 um­ greifenden Bereiche 42 eines Gleitschuhes 30 derart ausgebildet, dass sie den die Windung 32 bildenden Draht 43 (Fig. 6) sowohl bezüglich seines Quer­ schnittes als auch über seine Längserstreckung umgreifen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Nasen 35, 36 Teil eines mittleren Abschnittes 44 der Bereiche 42. Seitlich des mittleren Abschnittes 44 besitzt der Bereich 42 Ab­ schnitte 45, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beidseits einer Windung 32 bogenförmige Vorsprünge beziehungsweise Erhebungen 46, 47 bil­ den. Die bogenförmigen Vorsprünge 46, 47 besitzen, bezogen auf die Längsach­ se 37 einer Schraubenfeder 8 eine geringere radiale Höhe als die Haltebereiche beziehungsweise Nasen 35, 36. Die Abschnitte 45 beziehungsweise die diese seitlich begrenzenden Vorsprünge 46, 47 sind derart ausgebildet, dass mit zu­ nehmendem Abstand von dem mittleren Bereich 44 ein zunehmendes Spiel ge­ genüber dem eine Windung 32 bildenden Federdraht vorhanden ist. Aufgrund dieses Spieles kann die entsprechende Federwindung 32 gegenüber dem zuge­ ordneten Gleitschuh 30 federnd verformt werden, das heißt, ihre Windungsstei­ gung verändern, ohne dass dadurch eine Verschwenkkraft auf den Gleitschuh 30 eingeleitet wird. Der mittlere Abschnitt 44 beziehungsweise die diesem zugeord­ neten Haltebereiche 35, 36 können derart ausgestaltet sein, dass der hier aufge­ nommene Federabschnitt 31 nur ein geringes Spiel besitzt oder spielfrei ist.

Wie insbesondere aus den Fig. 4 bis 6 ersichtlich ist, besitzt ein Gleitschuh 30 beidseits des eine Federwindung 32 aufnehmenden beziehungsweise abstützen­ den Bereiches 42 einen sich in Längsrichtung der Feder 8 erstreckenden Ansatz beziehungsweise Vorsprung 49, der in vorteilhafter Weise die Federwindungen um einen bestimmten Winkel umgreift. Die Ansätze 49 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt derart ausgebildet, dass sie sich mit zuneh­ mendem Abstand von dem Bereich 42 verjüngen. Bei dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel sind die Ansätze beziehungsweise Vorsprünge 49 im Querschnitt keilartig ausgebildet. Durch die spezielle Ausgestaltung der Ansätze beziehungs­ weise Vorsprünge 49 wird gewährleistet, dass auch bei höheren Drehzahlen die den Windungen 32 benachbarten Windungen nicht an den Gleitschuhen 30 zur Anlage kommen, so dass eine Reibung dieser Windungen an den Gleitschuhen während der Komprimierung und Entspannung der Federn 8 praktisch vermieden werden kann. Wie aus den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, sind die Gleitschu­ he 30 derart ausgebildet und über die Länge einer Feder 8 angeordnet, dass die­ se eine Blockbeanspruchung der Feder 8 ermöglichen, ohne dass sie sich in Umfangsrichtung berühren (Fig. 3). Der Abstand zwischen zwei aufeinander fol­ genden Schuhen 30 ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schuhen 30 vorhandenen Teilbereiche einer Feder 8 in radialer Richtung ausreichend steif sind, um eine Berührung von Federwindun­ gen an der Führungsfläche 34 für die Gleitschuhe 30 zumindest über einen gro­ ßen Drehzahlbereich des Motors zu verhindern. Bei höheren Drehzahlen (zum Beispiel größer als 4000 U/min.) kann jedoch eine derartige Berührung eventuell dennoch stattfinden, wobei die dabei auftretenden Abstützkräfte zwischen den entsprechenden Windungen einer Feder 8 und der Führungsfläche 34 reduziert sind.

Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, sind die in den Endbereichen einer Feder 8 vorgesehenen Gleitschuhe 30 derart angeordnet, dass diese gegenüber dem ent­ sprechenden Federende zurückversetzt sind, wodurch gewährleistet wird, dass einige Windungen, zum Beispiel 2 bis 5, gegenüber dem entsprechenden Ab­ stützbereich 42 frei überstehen. Diese Windungen können somit frei federn.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 7 und 8 besitzt der Gleitschuh 130 einen in Richtung der Längsachse der Schraubenfeder 108 vorstehenden Bereich 142, der eine bogenartige Gestalt besitzen kann. Der vorstehende Be­ reich 142 greift zwischen zwei benachbarte Windungen 132a der Schraubenfeder 108 ein, wodurch der Gleitschuh 130 in Längsrichtung der Feder 108 gegenüber dieser positioniert ist. Der Bereich 142 ist derart ausgestaltet, dass dieser auch eine Sicherung des Gleitschuhes 130 in eine Richtung senkrecht zur Längsachse der Feder 108 gewährleistet. Hierfür besitzt bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel der Bereich 142 Abschnitte 135, 136, welche die jeweils benachbarte Windung 132a hintergreifen. Die Abschnitte 135, 136 bilden also eine Verbreite­ rung des Bereiches 142, welche eine in Längsrichtung der Feder 8 betrachtete Ausdehnung besitzt, die größer ist als der Abstand zwischen den Windungen 132a im entspannten Zustand der Feder 108. Dadurch wird eine formschlüssige Verbindung zwischen der Feder 108 und dem Reibschuh 130 gebildet. Die die Halterung des Gleitschuhes 130 auf der Schraubenfeder 108 gewährleistenden Abschnitte 135, 136 können, ähnlich wie dies in Zusammenhang mit den Nasen 35, 36 gemäß den Fig. 4 bis 6 beschrieben wurde, lediglich in einem mittleren Bereich der segment- beziehungsweise bogenförmigen Anformung 142 vorgese­ hen sein.

Der segment- beziehungsweise bogenförmig ausgebildete Bereich 142, welcher sich zwischen die benachbarten Windungen 132a erstreckt, ist vorzugsweise der­ art ausgebildet, dass eine Verformung dieser Windungen 132a erfolgen kann, ohne dass dadurch eine Verschwenkkraft auf den Schuh 130 eingeleitet wird. Hierfür kann beispielsweise die in Längsrichtung der Feder 108 betrachtete Breite beziehungsweise Erstreckung des vorspringenden Bereiches 142 mit zunehmen­ dem Abstand von den Abschnitten 135, 136 kleiner werden.

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen von Gleitschuhen 30, 130 sind die eine Verankerung dieser Gleitschuhe mit der entsprechenden Schraubenfeder gewährleistenden Bereiche einstückig mit den Gleitschuhen ausgebildet.

Bei dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Gleitschuhes 230 sind die Mittel beziehungsweise Bereiche, welche eine Sicherung des Gleitschuhes 230 auf der Feder 208 gewährleisten, durch ein separates Bauteil 242 gebildet. Das Bauteil 242 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt U-förmig ausgebildet und besitzt zwei Schenkel 235, 236, die einen Abschnitt einer Windung 232 aufnehmen beziehungsweise umgreifen, und zwar in ähnlicher Wei­ se, wie die Nasen 35, 36 gemäß den Fig. 4 bis 6. Das Bauteil 242 kann aus einem Federstahl oder aus einem entsprechenden Kunststoff bestehen. Das U-förmig ausgebildete Bauteil 242 ist auf einem Quersteg 230b des Grundkörpers 230a des Gleitschuhes 230 aufgeclipst. Zur Bildung des Steges 230b sind in dem Grundkörper 230a entsprechende Ausnehmungen, wie zum Beispiel Schlitze, vorgesehen. Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist, ist das Bauteil 242 in Bezug auf die mit diesem zusammenwirkenden Konturen des Grundkörpers 230a derart abge­ stimmt, dass eine Halterung des Bauteiles 242 auf dem Grundkörper 230a ge­ währleistet ist. Hierfür sind die beiden Bauteile 242, 230a derart ausgestaltet, dass zwischen diesen eine Schnappverbindung vorhanden ist. Gemäß einer anderen, nicht dargestellten, Ausführungsform, kann es auch zweckmäßig sein, ein mit fe­ dernden Bereichen 235, 236 ausgestattetes Bauteil 242 in den aus Kunststoff hergestellten Grundkörper 230a eines Gleitschuhes 230 einzuspritzen.

Die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen und Wirkungsweisen können in beson­ ders vorteilhafter Weise in Verbindung mit sogenannten Zweimassenschwungrä­ dern Verwendung finden, wie sie beispielsweise durch die DE-OS 41 17 582, DE-OS 42 14 655, DE-OS 44 14 584, DE-OS 44 20 927 und DE-OS 195 22 718 be­ kannt geworden sind. Grundsätzlich kann die Erfindung jedoch auch mit jedem beliebigen Torsionsschwingungsdämpfer, der Schraubenfedern aufweist, Ver­ wendung finden, wie beispielsweise Kupplungsscheiben oder Riemenscheiben­ dämpfer.

In Zusammenhang mit der Erfindung können in vorteilhafter Weise Energiespei­ cher, die wenigstens eine Schraubenfeder aufweisen, eingesetzt werden, wie sie beispielsweise durch die DE-OS 42 29 416, DE-OS 44 06 826, DE-OS 196 03 248, DE-OS 196 48 342, DE-OS 199 09 044 und die DE-OS 199 12 970 vorgeschlagen wurden.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die An­ melderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbil­ dung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweili­ gen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Tei­ lungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindun­ gen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprü­ che unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verste­ hen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abän­ derungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Be­ schreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen beziehungsweise Elementen oder Ver­ fahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe ent­ nehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten beziehungsweise Verfahrensschrittfolgen füh­ ren, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (19)

1. Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit wenigstens zwei um eine Drehachse verdrehbaren Teilen, die relativ zueinander entgegen der Wirkung wenigstens einer Schraubenfeder drehbeweglich sind, wobei die Schraubenfeder in einer bogenförmig verlaufenden Aufnahme geführt ist, die von Bereichen wenigstens eines der beiden Teile gebildet ist, weiterhin die Aufnahme durch wenigstens einen Wandungsbereich begrenzt ist, der zumin­ dest radial äußere Bereiche der Schraubenfeder axial übergreift und sich zu­ mindest über die Länge der Schraubenfeder in Umfangsrichtung des Dreh­ schwingungsdämpfers erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrau­ benfeder radial nach außen hin über wenigstens einen Gleitschuh abstützbar ist, der einerseits zumindest an dem Wandungsbereich geführt ist und ande­ rerseits wenigstens eine Windung der Schraubenfeder abstützt, wobei der Gleitschuh zumindest einen Bereich besitzt, der wenigstens einen radial äuße­ ren Abschnitt der vorerwähnten Windung zumindest teilweise umgreift, wo­ durch der Gleitschuh in Längsrichtung der Schraubenfeder gegenüber letzte­ rer festgelegt ist und wobei weiterhin zwischen dem Gleitschuh und der Schraubenfeder eine Verbindung vorhanden ist, die eine Halterung des Gleit­ schuhes gegenüber der Schraubenfeder in eine Richtung senkrecht zur Längsachse der Schraubenfeder bewirkt.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung des Gleitschuhes auf der Schraubenfeder über den Bereich des Gleitschuhes erfolgt, welcher eine Windung der Schraubenfeder umgreift, wo­ bei dieser Bereich den die Windung bildenden Draht derart umgreift, dass er eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung mit der Windung aufweist.

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Halterung des Gleitschuhes auf der Federwindung über eine Schnappverbindung erfolgt.

4. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die zwischen dem Gleitschuh und der entsprechenden Federwindung vorhandene Halterung zumindest eine geringe winkelmäßige Schwenkbewegung der Windung gegenüber dem Gleitschuh ermöglicht.

5. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkbewegung in der Größenordnung von 2 bis 10° liegt.

6. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der die Windung umgreifende Bereich des Gleitschuhes den diese Windung bildenden Draht sowohl bezüglich seines Querschnittes als auch über seine Längserstreckung umgreift, wobei ein mittlerer Abschnitt dieses Bereiches - in Längsrichtung der Feder betrachtet - kein Spiel oder nur ein geringes Spiel gegenüber dem Draht besitzt und die sich seitlich dieses mittleren Abschnittes erstreckenden Abschnitte dieses Bereiches mit zuneh­ mendem Abstand von dem mittleren Bereich ein zunehmendes Spiel gegen­ über dem die Windung bildenden Draht aufweisen.

7. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Gleitschuh wenigstens einen Ansatz aufweist, der sich in Längsrichtung der Feder erstreckt und von dem eine Federwindung um­ greifenden Bereich des Gleitschuhes ausgeht.

8. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Gleitschuh beidseits des eine Federwindung umgrei­ fenden Bereiches einen sich in Längsrichtung der Feder erstreckenden Ansatz besitzt.

9. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansätze - in Längsrichtung der Feder betrachtet - einen Querschnitt besitzen, der sich mit zunehmendem Abstand von dem die Federwindung um­ greifenden Bereich des Gleitschuhes verjüngt.

10. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Ansätze einen Querschnitt aufweisen, der keilartig ausgebildet ist.

11. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Bereich des Gleitschuhes, welcher eine Federwindung umgreift, einstückig mit dem Gleitschuh ist.

12. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Bereich des Gleitschuhes, welcher eine Federwindung umgreift, zumindest teilweise durch ein separates Bauteil gebildet ist, das mit dem Gleitschuh verbunden ist.

13. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil einen U-förmigen Querschnitt besitzt und die dadurch gebildeten Seitenschenkel zwischen sich eine Federwindung aufnehmen.

14. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, dass das Bauteil aus Federstahl besteht und derart ausgebildet ist, dass es im Zusammenwirken mit der entsprechenden Federwindung eine Schnappverbindung bildet.

15. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Gleitschuh - in Umfangsrichtung der Federwindungen betrachtet - einen Querschnitt besitzt, der bogenförmig oder U-förmig verläuft.

16. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Gleitschuh Federwindungen über einen Winkel von zumindest 90° umgreift.

17. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Gleitschuh in Umfangsrichtung der Federwindungen eine Winkelausdehnung von zumindest 180° aufweist.

18. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge­ kennzeichnet, dass sich die Schraubenfeder über zumindest 90° in Umfangs­ richtung des Drehschwingungsdämpfers erstreckt und zumindest zwei Gleit­ schuhe trägt.

19. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, dass er ein geteiltes Schwungrad bildet, wobei das Primär­ schwungrad mit der Abtriebswelle eines Motors verbindbar ist und das Sekun­ därschwungrad mit der Eingangswelle eines Getriebes verbindbar ist und Be­ reiche wenigstens eines der Schwungräder eine ringförmige Kammer be­ grenzt, in der wenigstens zwei, über den Umfang verteilte Schraubenfedern aufgenommen sind.