DE19626729A1

DE19626729A1 - Torsionally resilient coupling in drive transmission

Info

Publication number: DE19626729A1
Application number: DE19626729A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Sudmanns
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH; MTU Motoren und Turbinen Union Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2016-07-04
Also published as: DE19626729C2

Abstract

The torsionally resilient coupling is placed in the transmission line between a motor or internal combustion engine and a load. There is a first part (1) driven by the engine, surrounding a second part (2) connected to the load. The first part has inward-projecting ribs (6) which interdigitate with outward-extending ribs (4) on the second part. The spaces between the ribs are filled with resilient cushions. The cushions have a fluid (5)-filled or partially filled core surrounded by an elastic casing (8) containing a gas bubble (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine rotierende drehschwingungsdämpfende Kraftübertragungseinrichtung wie eine Kupplung oder einen Drehschwingungstilger. Insbesondere betrifft die Erfindung eine derartige Kraftübertragungseinrichtung, die einen antriebsseitigen Primärteil und einen gegenüber dem Primärteil um einen vorgegebenen Drehwinkel verdrehbaren abtriebsseitigen Sekundärteil und zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil vorgesehene drehschwingungsdämpfende Übertragungselemente enthält, die bei einer Relativverdrehung von Primärteil und Sekundärteil aufgrund einer Drehschwingung ihre Gestalt verändern und die bei einer Gestaltveränderung der diese bewirkenden Relativverdrehung und damit der Drehschwingung entgegenwirken.The invention relates to a rotating torsional vibration damping Power transmission device such as a clutch or a torsional vibration damper. In particular, the invention relates to such a power transmission device, the one drive-side primary part and one relative to the primary part by a predetermined Angle of rotation rotatable output side secondary part and between the primary part and contains torsional vibration damping transmission elements provided in the secondary part, that with a relative rotation of the primary part and secondary part due to a Torsional vibration change their shape and that when the shape changes counteracting relative rotation and thus counteract the torsional vibration.

Eine Kupplung dient der Übertragung von Rotationsbewegung und Drehmoment von einem Motor o. ä. auf eine anzutreibende Einrichtung, wie etwa einen Generator oder eine Propellerwelle eines Schiffs o. ä. Dabei überträgt die Kupplung sowohl das während des Betriebs bei höherer Drehzahl aufzubringende Drehmoment als auch das beim Inbewegungsetzen der anzutreibenden Einrichtung aufzubringende Anfahrdrehmoment. Demgegenüber ist ein Drehschwingungstilger nicht in der Lage, das zum Inbewegungsetzen erforderliche höhere Drehmoment zu übertragen, sondern seine Funktion beschränkt sich darauf, Drehschwingungen der sich bereits mit höherer Drehzahl drehenden Einrichtung durch Verlagerungseffekte der Resonanzlagen zu dämmen. Die vorliegende Erfindung befaßt sich sowohl mit Kupplungen als auch mit Drehschwingungstilgern, die beide hier als rotierende drehschwingungsdämpfende Kraftübertragungseinrichtungen bezeichnet werden sollen. A clutch is used to transmit rotational movement and torque from one Motor or the like on a device to be driven, such as a generator or a Propeller shaft of a ship or the like. The clutch transmits both that during the Torque to be applied at higher speed as well as at Start-up torque of the device to be driven to be brought into motion. In contrast, a torsional vibration damper is not able to do this required to transmit higher torque, but its function is limited then, torsional vibrations of the device already rotating at a higher speed to dampen by shifting effects of the resonance layers. The present invention deals with both couplings and torsional vibration dampers, both here as Rotating torsional vibration damping power transmission devices are called should.

Bei herkömmlichen Kupplungen wird das Drehmoment des Motors von einem antriebsseitigen Primärteil über zumindest in Umfangsrichtung elastisch federnde Übertragungselemente auf ein abtriebsseitiges Sekundärteil der Kupplung übertragen. Die Federsteifigkeit dieser elastischen Übertragungselemente bzw. deren Übertragungsverhalten ist material- und formabhängig und konstruktiv vorgegeben und bildet eine Kenngröße der Schwingungscharakteristik der Kupplung. Hierdurch ist ein Schwingungsverhalten mit drehzahlunabhängiger, im wesentlichen konstanter Lage der Eigenfrequenz vorgegeben. Dieser drehzahlunabhängigen Eigenfrequenzlage der Kupplung stehen die schwingungsanregenden Momente des antreibenden Motors gegenüber, die naturgemäß von der Motordrehzahl abhängig sind. Diese Motoranregungsfrequenzverläufe können in einem Strahlendiagramm, welches von der Motordrehzahl und der Eigenfrequenz aufgespannt wird, als lineare Ursprungsstrahlen dargestellt werden, deren Steigung mit zunehmender Ordnung größer ist. Demzufolge treten zwischen der drehzahlunabhängigen Eigenfrequenzlage der Kupplung und den drehzahlabhängigen Anregungen des Motors Schnittpunkte auf, an denen jeweils Resonanzen bei dem aus Motor-Kupplung-Anlage bestehenden Drehschwingungssystem auftreten können. Diese Resonanzen führen zu einer übermäßigen Beanspruchung und unter Umständen zu einem übermäßigen Verschleiß oder einer Beschädigung der Kupplung. In ausgeprägter Form treten diese Effekte bei irregulärem Betrieb (z. B. Ausfall eines Zylinders) auf und bedingen eine Überdimensionierung der Kupplung.With conventional clutches, the torque of the motor is increased by one drive-side primary part at least elastically resilient in the circumferential direction Transfer transmission elements to a secondary part of the clutch on the output side. The Spring stiffness of these elastic transmission elements and their transmission behavior is predetermined depending on the material and shape and is constructive and is a characteristic of Vibration characteristics of the clutch. This is a vibration behavior with Speed-independent, essentially constant position of the natural frequency is specified. This speed-independent natural frequency position of the clutch are available vibration-stimulating moments of the driving motor, which by nature are dependent on the engine speed. These motor excitation frequency profiles can be combined in one Ray diagram spanned by the engine speed and natural frequency will be represented as linear rays of origin, the slope of which increases with increasing Order is greater. As a result, occur between the speed-independent Natural frequency position of the clutch and the speed-dependent excitations of the motor Intersection points at which resonance in each case from the engine clutch system existing torsional vibration system can occur. These resonances lead to one excessive stress and possibly excessive wear or damage to the coupling. These effects occur in a pronounced form irregular operation (e.g. failure of a cylinder) and cause one Oversizing the clutch.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 27 01 205 ist ein Drehschwingungsdämpfer bzw. eine schwingungsdämpfende drehelastische Kupplung bekannt, die einen Innenteil und einen Außenteil aufweist und zwischen Innenteil und Außenteil mit federnden Elementen und flüssigkeitsgefüllten Kammern versehen ist. Die federnden Elemente sind in mit den Kammern in Verbindung stehenden Aufnahmeräumen vorgesehen, so daß der in den Kammern herrschende Flüssigkeitsdruck auf diese federnden Elemente übertragen wird. Hierdurch soll ein Drehschwingungsdämpfer bzw. eine schwingungsdämpfende Kupplung geschaffen werden, die nur wenig Verschleiß erfährt und deren Schwingungsverhalten temperaturunabhängig sein soll. Jedoch auch bei dieser bekannten Kraftübertragungseinrichtung ist die Eigenfrequenz im wesentlichen drehzahlunabhängig, da diese durch die Federsteifigkeit der federnden Elemente bestimmt ist, so daß auch hier das oben geschilderte Problem von Resonanzen zwischen der Eigenfrequenz der Kupplung und den Motoreigenfrequenzen auftritt. From the German patent application 27 01 205 a torsional vibration damper or a vibration-damping torsionally flexible coupling known, the inner part and one Has outer part and between the inner part and outer part with resilient elements and is provided with liquid-filled chambers. The resilient elements are in with the Provided in related chambers, so that the in the Chambers prevailing fluid pressure is transmitted to these resilient elements. This is intended to be a torsional vibration damper or a vibration-damping clutch created, which experiences little wear and their vibration behavior should be independent of temperature. But also with this known one Power transmission device, the natural frequency is essentially independent of speed, because this is determined by the spring stiffness of the resilient elements, so that here too problem of resonances between the natural frequency of the clutch and the engine natural frequencies occurs.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Kraftübertragungseinrichtung der vorausgesetzten Art zu schaffen, bei der Resonanzen zwischen der Kraftübertragungseinrichtung und dem Antrieb im Betriebsdrehzahlbereich ausgeschlossen sind.The object of the present invention is a power transmission device presupposed way of creating resonances between the Power transmission device and the drive in the operating speed range excluded are.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Übertragungselemente der Kraftübertragungseinrichtung eine sich in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Kraftübertragungseinrichtung ändernde Steifigkeit aufweisen. Durch eine sich mit der Drehzahl erhöhende Steifigkeit der Übertragungselemente erhöht sich die Eigenfrequenz der Kraftübertragungseinrichtung mit der Kupplung, so daß Anregungen der Kupplungseigenfrequenz durch den Motor im Betriebsdrehzahlbereich unterbleiben.This object is achieved according to the invention in that the transmission elements the power transmission device is a function of the rotational speed have changing stiffness of the power transmission device. By dealing with the Speed-increasing stiffness of the transmission elements increases the natural frequency of the Power transmission device with the clutch, so that suggestions of No clutch natural frequency by the engine in the operating speed range.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Steifigkeit der Übertragungselemente im wesentlichen quadratisch mit der Drehzahl der Kraftübertragungseinrichtung ansteigt.According to one embodiment of the invention it is provided that the rigidity of the Transmission elements essentially square with the speed of the Power transmission device increases.

Gemäß einer praktischen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, daß zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil eine Anzahl von Kammern ausgebildet sind, die durch Trennelemente in zwei Teilkammern geteilt sind und die eine Dämpfungsflüssigkeit enthalten, wobei die eine Teilkammer bei Relativverdrehung von Primärteil und Sekundärteil ihre Breite in Umfangsrichtung der Kraftübertragungseinrichtung verringert und die andere Teilkammer ihre Breite in Umfangsrichtung vergrößert, so daß die Dämpfungsflüssigkeit in der Teilkammer mit verringerter Breite radial einwärts ansteigt und in der Teilkammer mit vergrößerter Breite radial auswärts abfällt und aufgrund des unterschiedlichen Flüssigkeitsstandes in den beiden Teilkammern eine mit wachsender Drehzahl ansteigende Rückstellkraft erzeugt. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine praktisch verschleißfrei arbeitende Kraftübertragungseinrichtung geschaffen, deren Eigenfrequenz so zunimmt, daß es zu keinen Resonanzen mit dem Motor bzw. dem Antrieb kommt.According to a practical embodiment of the invention it is provided that between the primary part and the secondary part are formed a number of chambers through Separating elements are divided into two sub-chambers and the one damping fluid included, the one sub-chamber with relative rotation of the primary part and Secondary part reduced its width in the circumferential direction of the power transmission device and the other sub-chamber increases its width in the circumferential direction, so that the Damping fluid in the partial chamber with a reduced width increases radially inwards and falls radially outwards in the partial chamber with increased width and due to the different liquid levels in the two subchambers with increasing Speed increasing restoring force generated. This is advantageously a created practically wear-free power transmission device, the Natural frequency increases so that there are no resonances with the motor or the drive is coming.

Gemäß einer Ausführungsform werden die Kammern durch zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil vorgesehene lamellenartige Elemente gebildet, wobei die lamellenartigen Elemente so ausgebildet sind, daß sie eine Relativverdrehung zwischen Primärteil und Sekundärteil gestatten. According to one embodiment, the chambers are between between the primary part and lamellar elements provided to the secondary part are formed, the lamellar elements Elements are designed so that they have a relative rotation between the primary part and Allow secondary part.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann dies so weitergebildet werden, daß die lamellenartigen Elemente durch an einem Innenkörper des Sekundärteils angebrachte, sich radial auswärts erstreckende Schaufeln gebildet sind, die an ihren radial äußeren Enden gegenüber dem Primärteil abdichtend entsprechend der Relativverdrehung in Umfangsrichtung gleitfähig ausgebildet sind, und daß die Trennelemente sich radial einwärts erstreckend an dem Primärteil angeordnet sind.According to a special embodiment, this can be developed so that the lamella-like elements by attached to an inner body of the secondary part radially outwardly extending blades are formed at their radially outer ends sealing against the primary part in accordance with the relative rotation in Circumferential direction are slidable, and that the separating elements are radially inward are arranged extending on the primary part.

Die jeweils zu einer Kammer gehörenden Teilkammern können radial einwärts der Trennelemente miteinander verbunden sein, oder die Teilkammern können durch Trennelemente flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sein.The subchambers belonging to each chamber can radially inward of the Separating elements can be connected to each other, or the sub-chambers can by Separating elements must be separated from one another in a liquid-tight manner.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in den Teilkammern zwischen den Trennelementen und den lamellenartigen Elementen jeweils ein elastisch ausgebildetes, die Dämpflingsflüssigkeit enthaltendes Übertragungselement vorgesehen, wobei sich die Übertragungselemente jeweils entsprechend der Gestaltveränderung der Teilkammern verformen und eine Veränderung des Flüssigkeitsstandes der in den Übertragungselementen enthaltenen Dämpfungsflüssigkeit entsprechend der Gestaltveränderung der Teilkammern bewirken. Hierdurch ist das in jeder der Teilkammern enthaltene Flüssigkeitsvolumen dauerhaft und zuverlässig eingeschlossen, so daß ein Austreten der Dämpfungsflüssigkeit oder ein allmählicher Verlust derselben durch Verschleiß zuverlässig verhindert ist und somit über lange Zeit gleichbleibende Dämpfungseigenschaften der Kraftübertragungseinrichtung erhalten bleiben.According to a particularly advantageous embodiment of the invention is in the Partial chambers between the separating elements and the lamellar elements elastically formed transmission element containing the damping fluid provided, the transmission elements each corresponding to the Shape change of the sub-chambers deform and a change in Liquid level of the damping fluid contained in the transmission elements effect according to the change in shape of the subchambers. This makes it in everyone liquid volume contained in the subchambers permanently and reliably included, so that a leakage of the damping fluid or a gradual loss thereof is reliably prevented by wear and therefore constant over a long time Damping properties of the power transmission device are retained.

Gemäß einer Weiterbildung sind diese Übertragungselemente durch geschlossene Hohlkörper aus einem elastomeren Material gebildet, die die Dämpfungsflüssigkeit enthalten. Dies ist besonders von Vorteil, da derartige Übertragungselemente einfach und kostengünstig herstellbar sind und so hergestellt werden können, daß sie eine große Lebensdauer aufweisen.According to a further development, these transmission elements are closed Hollow body formed from an elastomeric material, which is the damping fluid contain. This is particularly advantageous since such transmission elements are simple and are inexpensive to manufacture and can be manufactured so that they are large Have lifespan.

Es ist von Vorteil, derartige aus einem elastomeren Material gebildete Hohlkörper nur teilweise mit der Dämpfungsflüssigkeit zu füllen. Auf diese Weise muß der sich entsprechend der Gestaltveränderung der Teilkammer ändernde Flüssigkeitsstand in dem Hohlkörper nicht allein durch die Elastizität desselben aufgefangen werden, sondern der Dämpfungsflüssigkeit steht innerhalb des Hohlkörpers durch Kompression des darin enthaltenen Gaspolsters zusätzlich Raum zur Verfügung. It is advantageous only to have such hollow bodies formed from an elastomeric material partially filled with the damping fluid. In this way he has to according to the shape change of the sub-chamber changing liquid level in the Hollow bodies are not only caught by the elasticity of the same, but the Damping fluid is inside the hollow body by compressing it included gas cushion additional space available.

Gemäß einer anderen sehr vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, daß in den Hohlkörpern in die Dämpfungsflüssigkeit eintauchende Wärmeableitungsbleche zur Ableitung von Wärme aus der Dämpfungsflüssigkeit nach außen vorgesehen sind. Hierdurch wird die beim Betrieb der Kraftübertragungseinrichtung in den Hohlkörpern entstehende Wärme leichter nach außen abgeleitet, die sonst wegen der nur geringen Wärmeleitfähigkeit des elastomeren Materials zu einer starken Erhitzung der Dämpfungsflüssigkeit führen könnte.According to another very advantageous development, it is provided that in the Hollow bodies immersed in the damping liquid for heat dissipation Dissipation of heat from the damping liquid are provided to the outside. Hereby is the resulting in the operation of the power transmission device in the hollow bodies Heat dissipated more easily to the outside, which otherwise due to the low thermal conductivity of the elastomeric material lead to excessive heating of the damping fluid could.

Vorteilhafterweise sind die Wärmeableitungsbleche in das elastomere Material der Hohlkörper einvulkanisiert.The heat dissipation plates are advantageously in the elastomeric material Vulcanized hollow body.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Wärmeableitungsbleche an ihren radial äußeren Enden mit in Form von durch Teile des Primärteils geführten Achsen ausgebildeten Einfüllstutzen versehen, die die radial äußeren Enden der Hohlkörper am Primärteil fixieren und durch die die Dämpfungsflüssigkeit in die Hohlkörper einfüllbar ist.According to a further embodiment, the heat dissipation plates are radial on them outer ends formed in the form of axes guided by parts of the primary part Provide filler neck that fix the radially outer ends of the hollow body to the primary part and through which the damping fluid can be filled into the hollow body.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist es vorgesehen, daß die Hohlkörper an ihrer Außenseite von einem verschleißmindernden Mantel umgeben sind, der zwischen dem Material des Hohlkörpers und den Trennelementen bzw. den lamellenartigen Elementen vorgesehen ist. Hierdurch wird die Verschleißfestigkeit der Übertragungselemente und damit der Kraftübertragungseinrichtung weiter verbessert.According to another advantageous development, it is provided that the hollow body their outside are surrounded by a wear-reducing jacket, which between the Material of the hollow body and the separating elements or the lamellar elements is provided. As a result, the wear resistance of the transmission elements and so that the power transmission device is further improved.

Vorteilhafterweise ist der Mantel aus einem Metallblech gebildet.The jacket is advantageously formed from a metal sheet.

Alternativ kann der Mantel aus einem verschleißfesten Kunststoffmaterial gebildet sein.Alternatively, the jacket can be formed from a wear-resistant plastic material.

Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß der verschleißmindernde Mantel zwei Schenkelbereiche ausbildet, welche über einen Scheitelbereich einstückig miteinander verbunden sind.According to one embodiment it is provided that the wear-reducing jacket two Forms leg areas, which integrally with each other over a vertex area are connected.

Vorteilhafterweise umschlingt der Scheitelbereich den Einfüllstutzen der Wärmeableitungsbleche teilweise, so daß dieser in Umfangsrichtung der Kraftübertragungseinrichtung festgelegt ist.The apex region advantageously wraps around the filler neck of the Heat dissipation plates partially, so that this in the circumferential direction Power transmission device is set.

Bei der erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtung wird vorteilhafterweise Öl als Dämpfungsflüssigkeit verwendet. In the power transmission device according to the invention, oil is advantageously used as Damping fluid used.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Primärteil vorgesehen, der einen Ring aus einzelnen Segmentteilen umfaßt, und als Verbindung zwischen Primär- und Sekundärseite zur Kraftübertragung vorgesehen ist. Jeder der Segmentteile bildet ein Trennelement aus, an dem in Umfangsrichtung beiderseits jeweils eines der Übertragungselemente befestigt ist. Hierbei ist vorgesehen, die Segmentteile als kostengünstig herzustellende Strangpreßprofile zu fertigen. Neben einer einfachen und damit kostengünstigen Montage liegen weitere Vorteile dieser Ausführungsform in einer Gewichtsersparnis und in der Möglichkeit, einzelne umfassende Übertragungseinheiten der aus Segmentteil und zwei Übertragungselementen ohne großen Aufwand austauschen zu können.In a further advantageous embodiment of the invention is a primary part provided which comprises a ring of individual segment parts, and as a connection is provided between the primary and secondary side for power transmission. Everyone who Segment parts form a separating element, on each of which in the circumferential direction one of the transmission elements is attached. It is provided that the segment parts as to produce extruded profiles at low cost. In addition to a simple and thus inexpensive assembly are further advantages of this embodiment in one Weight saving and the possibility of individual comprehensive transmission units replace from segment part and two transmission elements with little effort can.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1a) eine Schnittansicht einer rotierenden drehschwingungsdämpfenden Kraftübertragungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 1a) is a sectional view of a rotary torsional vibration damping force transmission device according to a first embodiment of the invention;

Fig. 1b) eine Schnittansicht der in Fig. 1a) gezeigten Kraftübertragungseinrichtung entlang der Linie A-A; FIG. 1b) is a sectional view of the in Figure 1a), the power transmission device shown along the line AA.

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Schnittansicht von Fig. 1a) zur Erläuterung der Wirkungsweise der Kraftübertragungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; FIG. 2 shows an enlarged section of the sectional view of FIG. 1a) to explain the mode of operation of the power transmission device according to the first exemplary embodiment of the invention;

Fig. 3a) eine Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtung; Figure 3a) is a sectional view of a second embodiment of the power transmission device according to the invention.

Fig. 3b) eine Schnittansicht der in Fig. 3a) gezeigten Kraftübertragungseinrichtung entlang der Linie B-B; FIG. 3b) is a sectional view of the in Figure 3a), the power transmission device shown along line BB.

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Kupplungsbelastung eines Generatoraggregats; Fig. 4 is a diagram for explaining the clutch load of a generator unit;

Fig. 5a) ein Diagramm, in welchem die Eigenfrequenzen einer herkömmlichen Kraftübertragungseinrichtung und die Eigenfrequenzen einer Kraftübertragungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt sind; FIG. 5a) is a diagram in which the natural frequencies of a conventional power transmission device and the natural frequencies of a power transmission device to an embodiment of the invention are illustrated in accordance with;

Fig. 5b) ein Diagramm, in welchem die Torsionssteifigkeit gegen das Wechseldrehmoment für Normalbetrieb und Aussetzerbetrieb einer Kraftübertragungseinrichtung dargestellt sind; Fig. 5b), in which the torsional rigidity plotted against the change of torque for normal operation and misfire operation of a power transmission device, a diagram;

Fig. 6a) eine Schnittansicht einer Kraftübertragungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; FIG. 6a) is a sectional view of a power transmission device according to a third embodiment of the invention;

Fig. 6b) eine Schnittansicht der in Fig. 6a) gezeigten Kraftübertragungseinrichtung entlang der Linie D-D; Figure 6b) is a sectional view of the device shown in Fig power transmission 6a) along the line DD..;

Fig. 6c) eine Schnittansicht einer Kraftübertragungseinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 6c) is a sectional view of a power transmission device according to a fourth embodiment of the present invention. and

Fig. 7a) und 8a) vergrößerte Ausschnitte der in Fig. 6a) gezeigten Kraftübertragungseinrichtung zur Erläuterung von deren Wirkungsweise; Fig 7a) and 8a) of the enlarged sections in Fig power transmission device shown 6a) for explaining operation thereof..;

Fig. 7b) und 8b) Diagramme, in welchen die Kupplungseigenfrequenz und die Anregung dieser Kupplungseigenfrequenz durch den antreibenden Motor gegen die Motordrehzahl aufgetragen sind, zur Erläuterung von auftretenden Resonanzerscheinungen; Fig 7b) and 8b) are diagrams in which the coupling natural frequency and the excitation of this coupling natural frequency are applied by the driving motor against the engine speed, for explaining occurring resonance phenomena.

Fig. 1a) und 1b) zeigen Schnittansichten einer rotierenden, drehschwingungsdämpfenden Kraftübertragungseinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Kupplung zur Übertragung von Antriebskräften von beispielsweise einem Motor auf einen Generator. Die Kraftübertragungseinrichtung enthält einen mit dem Motor gekoppelten antriebsseitigen Primärteil 1 und einen mit dem Generator gekoppelten abtriebsseitigen Sekundärteil 2, der gegenüber dem Primärteil 1 um einen vorgegebenen Drehwinkel verdrehbar ist, um Drehschwingungen aufnehmen und ausgleichen zu können. Am Umfang eines Sekundärteilinnenkörpers 3 des Sekundärteils 2 sind sich radial auswärts erstreckende lamellenartige Elemente 4 ähnlich Schaufeln angebracht, die an der Innenseite des Außenumfangs des Primärteils 1 enden. Die radial äußeren Enden der lamellenartigen Elemente 4 sind gegenüber dem Primärteil 1 flüssigkeitsdicht, aber in Umfangsrichtung gleitfähig verschiebbar angeordnet. Durch die lamellenartigen Elemente 4 werden zwischen dem Primärteil 1 und dem Sekundärteil 2 eine Anzahl von Kammern 7 gebildet, in denen sich jeweils eine Dämpfungsflüssigkeit 5 befindet. Jede der Kammern 7 ist durch ein Trennelement 6 in zwei Teilkammern 7a und 7b unterteilt, in denen sich im Betrieb bei rotierender Kraftübertragungseinrichtung aufgrund der Fliehkraft im wesentlichen etwa die Hälfte der in jeder Kammer 7 befindlichen Dämpfungsflüssigkeit 5 befindet. Fig. 1a) and 1b) are sectional views of a rotating rotary vibration damping force transmission device according to a first embodiment of the invention in the form of a clutch for transmitting drive forces from, for example, a motor to a generator. The power transmission device contains a primary part 1 on the drive side coupled and a secondary part 2 on the output side coupled to the generator, which can be rotated by a predetermined angle of rotation relative to the primary part 1 in order to be able to absorb and compensate for torsional vibrations. On the circumference of a secondary part inner body 3 of the secondary part 2 , radially outwardly extending lamella-like elements 4 are attached, similar to blades, which end on the inside of the outer circumference of the primary part 1 . The radially outer ends of the lamellar elements 4 are arranged in a liquid-tight manner with respect to the primary part 1 , but are slidably displaceable in the circumferential direction. The lamellar elements 4 form a number of chambers 7 between the primary part 1 and the secondary part 2 , in each of which a damping liquid 5 is located. Each of the chambers 7 is divided by a separating element 6 into two subchambers 7 a and 7 b, in which, when the power transmission device is rotating, essentially half of the damping liquid 5 located in each chamber 7 is due to the centrifugal force.

Wie in Fig. 2 gezeigt, verschieben sich bei einer Relativverdrehung von Primärteil 1 und Sekundärteil 2 die lamellenartigen Elemente 4 gegenüber der in Fig. 1a) gezeigten neutralen Lage um einen Drehwinkel ϕ. Dadurch verändern die Kammern 7 ihre Gestalt in der Weise, daß sich die eine Teilkammer 7a in Richtung des Umfangs der Kraftübertragungseinrichtung verbreitert, wogegen die Kammer 7b in Umfangsrichtung schmäler wird. Dadurch steigt der Flüssigkeitsstand in der schmäler gewordenen Teilkammer 7b in Richtung radial einwärts an, wogegen der Flüssigkeitsstand in der Kammer 7a geringer wird. Aufgrund des unterschiedlichen Flüssigkeitsstandes in den an ein lamellenartiges Element 4 angrenzenden Teilkammern 7a und 7b entsteht aufgrund der Fliehkraft eine resultierende Kraft F, die proportional zum radialen Abstand R des Massenzentrums der Dämpfungsflüssigkeit 5 und dem Quadrat der Drehzahl ω² ist, F ∼ R · ω², und das Bestreben hat, das lamellenartige Element 4 in seine neutrale Position zurückzuverschieben. Auf diese Weise wirkt die Dämpfungsflüssigkeit der durch die Drehschwingung erzeugten Relativverdrehung zwischen Primärteil 1 und Sekundärteil 2 und damit der Drehschwingung selbst entgegen. Durch entsprechende Gestaltung der Seitenflächen 6a, 6b des Trennelements 6 kann die Rückstellcharakteristik entsprechend konkreter Forderungen verändert und angepaßt werden.As shown in FIG. 2, when the primary part 1 and the secondary part 2 are rotated relative to one another, the lamella-like elements 4 shift by an angle of rotation ϕ relative to the neutral position shown in FIG. 1a). 7 thereby alter the chambers its shape in such a manner that one sub-chamber 7 a widens in direction of the circumference of the transmission, while the chamber 7 b in the circumferential direction is narrower. As a result, the liquid level in the narrowed sub-chamber 7 b increases in the radially inward direction, whereas the liquid level in the chamber 7 a becomes lower. Due to the different liquid level in the subchambers 7 a and 7 b adjoining a lamellar element 4, a resulting force F arises due to the centrifugal force, which is proportional to the radial distance R of the mass center of the damping liquid 5 and the square of the speed ω², ω², and tends to move the lamellar element 4 back to its neutral position. In this way, the damping fluid counteracts the relative rotation generated by the torsional vibration between primary part 1 and secondary part 2 and thus the torsional vibration itself. The resetting characteristic can be changed and adapted in accordance with specific requirements by appropriately designing the side surfaces 6 a, 6 b of the separating element 6 .

Fig. 3a) und 3b) zeigen eine Kraftübertragungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die der in den Fig. 1a) und 1b) gezeigten Kraftübertragungseinrichtung ähnlich ist, jedoch als Drehschwingungstilger vorgesehen ist. Der Drehschwingungstilger umfaßt einen Primärteil 1 und einen Sekundärteil 2. Im Unterschied zur Kraftübertragungseinrichtung gemäß Fig. 1a) und 1b) ist beim Drehschwingungstilger der Sekundärteil 2 mit dem Motor gekoppelt und der Primärteil 1 ist als Tilgermasse fliegend am Sekundärteil 2 gelagert. Primärteil 1 und Sekundärteil 2 sind um einen vorgegebenen Drehwinkel relativ zueinander drehbar. An einem Sekundärteilinnenkörper 3 sind lamellenartige Elemente 4 angebracht, die parallel zum Radius angeordnet sind und an der Innenseite des Umfangs des Sekundärteils 2 flüssigkeitsdicht aber in Umfangsrichtung gleitend verschiebbar angeordnet sind. Durch die lamellenartigen Elemente 4 werden zwischen Primärteil 1 und Sekundärteil 2 Kammern 7 gebildet, die im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 1a) und Ib) jedoch nicht vollständig voneinander getrennt sind. Durch an der Innenseite des Umfangs des Primärteils 1 angeordnete Trennelemente 6 wird jede der Kammern 7 in zwei Teilkammern 7a und 7b unterteilt. In den Teilkammern 7a, 7b befindet sich bei Betrieb der Einrichtung aufgrund der Fliehkraft im wesentlichen die gleiche Menge einer Dämpfungsflüssigkeit 5. Beim Betrieb erzeugen Drehschwingungen eine Relativverdrehung zwischen Primärteil 1 und Sekundärteil 2, die in einer ähnlichen Weise wie anhand der Fig. 2 für das erste Ausführungsbeispiel erläutert ausgeglichen werden. Fig. 3a) and 3b) show a power transmission device according to a second embodiment of the invention, which is similar to that in FIGS. Power transmission device shown 1a) and 1b), but is provided as torsional vibration. The torsional vibration damper comprises a primary part 1 and a secondary part 2 . In contrast to the power transmission device according to FIGS. 1a) and 1b), in the torsional vibration damper, the secondary part 2 is coupled to the engine and the primary part 1 is suspended on the secondary part 2 as a damper mass. Primary part 1 and secondary part 2 can be rotated relative to one another by a predetermined angle of rotation. On a secondary part inner body 3 , lamellar elements 4 are attached, which are arranged parallel to the radius and are arranged on the inside of the periphery of the secondary part 2 in a liquid-tight manner but slidably in the circumferential direction. The lamella-like elements 4 form chambers 7 between the primary part 1 and the secondary part 2 , which, in contrast to the first exemplary embodiment in FIGS. 1a) and Ib), are not completely separated from one another. By arranged on the inside of the circumference of the primary part 1 separating elements 6 , each of the chambers 7 is divided into two partial chambers 7 a and 7 b. In the subchambers 7 a, 7 b there is essentially the same amount of a damping fluid 5 during operation of the device due to the centrifugal force. During operation, torsional vibrations generate a relative rotation between primary part 1 and secondary part 2 , which are compensated for in a manner similar to that explained with reference to FIG. 2 for the first exemplary embodiment.

Fig. 4 zeigt in einem Diagramm die beim Betrieb auftretende Belastung einer drehschwingungsdämpfenden elastischen Kupplung, die zwischen einem Motor und einem von dem Motor angetriebenen Generator angeordnet ist, wie stark schematisiert rechts oben im Diagramm gezeigt ist. In dem Diagramm ist die Kupplungsbelastung T_w gegen die Drehzahl n aufgetragen. Beim Normalbetrieb tritt beim Anfahren des Generators bei einer niedrigen Drehzahl von etwa 50 Umdrehungen eine kurzzeitige Belastungsspitze auf, die durch eine Resonanz zwischen der Eigenfrequenz der herkömmlichen elastischen Kupplung und der Eigenfrequenz sechster Ordnung des Motors bedingt ist. Nach dieser Belastungsspitze fällt die Kupplungsbelastung T_w schnell auf sehr kleine, im wesentlichen gleichbleibende Werte ab. Beim Auftreten von Aussetzern ergeben sich jedoch Resonanzen beträchtlicher Stärke zwischen der Eigenfrequenz der Kupplung und den Eigenfrequenzen des Motors der 0,5-ten, 1-ten, 1,5-ten, 2-ten, 2,5-ten, 3-ten sowie 6-ten Ordnung, die eine beträchtliche Höhe erreichen und in dem Diagramm für 2/3-Last und Vollast dargestellt sind. Solche Resonanzen führen zu einer übermäßigen Beanspruchung der Kupplung und damit zu einem vorzeitigen Verschleiß oder sogar zu einer Beschädigung der Kupplung. FIG. 4 shows in a diagram the load occurring during operation of a torsional vibration-damping elastic coupling which is arranged between a motor and a generator driven by the motor, as is shown in a highly schematic manner at the top right of the diagram. The clutch load T _{w is} plotted against the speed n in the diagram. During normal operation, when the generator starts up at a low speed of about 50 revolutions, a brief load peak occurs, which is caused by a resonance between the natural frequency of the conventional elastic coupling and the natural frequency of the sixth order of the engine. After this peak load, the coupling load T _w quickly drops to very small, essentially constant values. If misfires occur, however, there are resonances of considerable strength between the natural frequency of the clutch and the natural frequencies of the motor of the 0.5th, 1st, 1.5th, 2nd, 2.5th, 3rd as well as 6th order, which reach a considerable height and are shown in the diagram for 2/3 load and full load. Such resonances lead to excessive stress on the clutch and thus to premature wear or even damage to the clutch.

In Fig. 5a) ist der Grund für das Auftreten der Resonanzen anhand eines Diagramms erläutert, in welchem die Eigenfrequenz von Motor und Kupplung gegenüber der Motordrehzahl aufgetragen ist. Bei einer herkömmlichen drehschwingungsdämpfenden Kupplung, beispielsweise bei einer Gummikupplung, ist die Eigenfrequenz über den Motordrehzahlbereich im wesentlichen konstant. Demgegenüber steigen die Anregungsfrequenzen der jeweiligen Ordnung naturgemäß proportional der Motordrehzahl an, wie für die Anregungen der 0,5-ten und 1-ten Ordnung dargestellt ist. An den Schnittpunkten der die Motoranregungen repräsentierenden Geraden mit der die Eigenfrequenz der herkömmlichen Kupplung repräsentierenden Geraden können bei den dort herrschenden Drehzahlen Resonanzen auftreten.In Fig. 5a) of the reason for the occurrence of the resonances is explained with reference to a diagram, in which plotted the natural frequency of the motor and clutch with respect to the engine speed. In the case of a conventional torsional vibration damping clutch, for example in the case of a rubber clutch, the natural frequency is essentially constant over the engine speed range. In contrast, the excitation frequencies of the respective order naturally increase proportionally to the engine speed, as shown for the excitations of the 0.5th and 1st order. At the intersection of the straight line representing the motor excitations with the straight line representing the natural frequency of the conventional clutch, resonances can occur at the speeds prevailing there.

Demgegenüber wächst bei einer erfindungsgemäßen Kupplung die Eigenfrequenz in Abhängigkeit von der Drehzahl an, was in dem Diagramm der Fig. 5a) für eine Kupplung mit einer quadratischen Steifigkeitszunahme über der Drehzahl aufgetragen ist. Wie ersichtlich ist, gibt es innerhalb des Betriebsbereichs keine Schnittpunkte zwischen den Eigenfrequenzen von Motor und Kupplung. In contrast, in a clutch according to the invention the natural frequency increases as a function of the speed, which is plotted in the diagram in FIG. 5a) for a clutch with a quadratic increase in stiffness over the speed. As can be seen, there are no intersections between the natural frequencies of the engine and clutch within the operating range.

In Fig. 5b) ist die Torsionssteifigkeit einer Kupplung gegenüber dem Wechseldrehmoment für den Normalbetrieb und einen Aussetzerbetrieb aufgetragen.In Fig. 5b) the torsional stiffness is plotted against the change of a clutch torque for normal operation and a misfire operation.

Fig. 6a) und 6b) zeigen Schnittansichten einer Kraftübertragungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Kupplung. Die Kraftübertragungseinrichtung enthält einen antriebsseitigen Primärteil 1 und einen abtriebsseitigen Sekundärteil 2, die um einen vorgegebenen Winkelbereich gegeneinander verdrehbar sind. An einem Innenkörper 3 des Sekundärteils 2 sind sich radial auswärts erstreckende lamellenartige Elemente 4 vorgesehen, die mit dem Sekundärteilinnenkörper 3 integral ausgebildet sind. Durch jeweils zwei benachbarte lamellenartige Elemente 4 ist eine Kammer 7 gebildet. Diese Kammer wird durch ein am Primärteil 2 vorgesehenes Trennelement 6, das von der Innenseite des Umfangs des Sekundärteils 2 ausgehend sich radial einwärts erstreckt und mit dem Sekundärteil 2 integral ausgebildet ist, in zwei Teilkammern 7a und 7b unterteilt. In jeder der Teilkammern 7a und 7b ist ein Übertragungselement 8 angeordnet, das durch einen aus einem elastomeren Material hergestellten Hohlkörper gebildet ist. Jeder dieser Hohlkörper 8 ist teilweise mit einer Dämpfungsflüssigkeit 5 gefüllt. Jeder Hohlkörper 8 verfügt über ein Wärmeableitungsblech 11, das vom radial äußeren Ende des Hohlkörpers 8 ausgehend in die Dämpfungsflüssigkeit 5 im Inneren des Hohlkörpers 8 eintaucht. Jedes Wärmeableitungsblech 11 ist an seinem radial äußeren Ende mit einem Einfüllstutzen 12 versehen, der im Scheitelbereich des Hohlkörpers 8 einvulkanisiert ist. Der Einfüllstutzen 12 ist in Form einer Achse ausgeführt, deren Enden durch Bereiche des Primärteils durchgeführt sind, wie in der Schnittansicht der Fig. 6b) zu sehen ist. Durch den Einfüllstutzen 12 führen Kanäle 13a, 13b in das Innere des Hohlkörpers 8. Durch diese Kanäle 13a, 13b wird die Dämpfungsflüssigkeit 5 in einer vorgegebenen Menge in das Innere des Hohlkörpers 8 gefüllt. Bei Rotation der Kupplung nimmt die Flüssigkeit 5 in jedem der Hohlkörper 8 aufgrund der Fliehkraft die in der Figur gezeigte Lage an. In der Figur ist die Kupplung in unbelastetem Zustand gezeigt, in welchem Primärteil 1 und Sekundärteil 2 eine neutrale relative Lage zueinander einnehmen. Jeder Hohlkörper 8 ist von einem verschleißmindernden Mantel 10 umgeben, das aus einem verschleißfesten Kunststoffmaterial oder aus einem Metallblech gebildet sein kann. Der verschleißmindernde Mantel 10 ist in Form eines zwei Schenkel aufweisenden Blechs um den Hohlkörper 8 herumgeführt. Im Scheitelbereich ist der Mantel 10 mit dem Einfüllstutzen 12 des Wärmeableitungsblechs 11 verbunden, so daß der Mantel 10 durch den Einfüllstutzen 12 gegenüber dem Sekundärteil 2 festgelegt ist. Der Mantel 10 dient einerseits der Minderung von Reibungsverschleiß zwischen dem Hohlkörper 8 und den Anlageflächen an den lamellenartigen Elementen 4 und den Trennelementen 6 und andererseits dazu, die Außenseite des Hohlkörpers 8 elastisch federnd abzustützen. Weiterhin wird durch den Mantel 8 eine Formversteifung des Hohlkörpers 8 in Bereichen bewirkt, in denen keine Rückstellwirkung erzielt wird und damit ein Ausbeulen verhindert. Fig. 6c) zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform des in Fig. 6a) beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Bei dieser Variante ist ein Segmentring 14 an Stelle eines einstückigen Rings des Primärteils 1 antriebsseitig zur kraftübertragenden Verbindung zwischen Primär- und Sekundärseite vorgesehen. Die Anzahl der Segmentteile 15 entspricht maximal der Anzahl der Kammern 7 des Sekundärteils 2, allerdings ist bei symmetrischer Verteilung auch eine geringe Anzahl an Segmentteilen 15 zur Anpassung an ein gewünschtes Kraftübertragungsverhalten denkbar, wie dies beispielsweise in Fig. 6c dargestellt ist. FIG. 6a) and 6b) show cross-sectional views of a power transmission device according to a third embodiment of the invention in the form of a clutch. The power transmission device contains a primary part 1 on the drive side and a secondary part 2 on the driven side, which can be rotated relative to one another by a predetermined angular range. Outwardly extending lamellar elements 4, are radially provided on an inner body 3 of the secondary part 2 which are integral with the secondary part of the inner body. 3 A chamber 7 is formed by two adjacent lamella-like elements 4 . This chamber is divided into two subchambers 7 a and 7 b by a separating element 6 provided on the primary part 2 , which extends radially inward from the inside of the circumference of the secondary part 2 and is formed integrally with the secondary part 2 . In each of the partial chambers 7 a and 7 b, a transmission element 8 is arranged, which is formed by a hollow body made of an elastomeric material. Each of these hollow bodies 8 is partially filled with a damping liquid 5 . Each hollow body 8 has a heat dissipation plate 11, is immersed from the radially outer end of the hollow body 8, starting in the damping fluid 5 in the interior of the hollow body. 8 Each heat dissipation plate 11 is provided at its radially outer end with a filler neck 12 which is vulcanized into the apex area of the hollow body 8 . The filler neck 12 is designed in the form of an axis, the ends of which are passed through regions of the primary part, as can be seen in the sectional view of FIG. 6b). Channels 13 a, 13 b lead through the filler neck 12 into the interior of the hollow body 8 . Through these channels 13 a, 13 b the damping fluid is filled in a predetermined amount into the interior of the hollow body 8. 5 When the coupling rotates, the liquid 5 in each of the hollow bodies 8 assumes the position shown in the figure due to the centrifugal force. In the figure, the coupling is shown in the unloaded state, in which primary part 1 and secondary part 2 assume a neutral relative position to each other. Each hollow body 8 is surrounded by a wear-reducing jacket 10 , which can be formed from a wear-resistant plastic material or from a metal sheet. The wear-reducing jacket 10 is guided around the hollow body 8 in the form of a sheet having two legs. In the apex area, the jacket 10 is connected to the filler neck 12 of the heat dissipation plate 11 , so that the jacket 10 is fixed in relation to the secondary part 2 by the filler neck 12 . The jacket 10 serves on the one hand to reduce frictional wear between the hollow body 8 and the contact surfaces on the lamella-like elements 4 and the separating elements 6 and on the other hand to provide resilient elastic support for the outside of the hollow body 8 . Furthermore, the jacket 8 stiffens the shape of the hollow body 8 in areas in which no restoring effect is achieved and thus prevents bulging. FIG. 6c) shows an advantageous embodiment of the third exemplary embodiment of the invention described in FIG. 6a). In this variant, instead of a one-piece ring of the primary part 1 , a segment ring 14 is provided on the drive side for the force-transmitting connection between the primary and secondary sides. The number of segment parts 15 corresponds at most to the number of chambers 7 of the secondary part 2 , however, with a symmetrical distribution, a small number of segment parts 15 is also conceivable for adaptation to a desired power transmission behavior, as is shown, for example, in FIG. 6c.

Jedes der Segmentteile 15 ist vorzugsweise als Strangpreßprofil hergestellt und bildet ein Trennelement 6 mit in Umfangsrichtung jeweils beiderseits daran ausgebildeten geeigneten Aufnahmen für ein Übertragungselement 8 aus. Auf jedem Segmentteil 15 sind zwei Übertragungselemente 8 zu einer Übertragungseinheit 16 zusammengefaßt, die in einfacher Art und Weise vormontiert und gesamthaft mittels einer Schraubenverbindung im Primärteil 1 eingebaut ist.Each of the segment parts 15 is preferably produced as an extruded profile and forms a separating element 6 with suitable receptacles for a transmission element 8 formed on both sides in the circumferential direction. On each segment part 15 , two transmission elements 8 are combined to form a transmission unit 16 , which is preassembled in a simple manner and installed overall in the primary part 1 by means of a screw connection.

Fig. 7a) und 8a) zeigen jeweils einen Ausschnitt der in Fig. 6a) dargestellten Kupplung. Fig. 7a) zeigt die gegenüber der neutralen Lage verdrehte relative Lage von Primärteil 1 und Sekundärteil 2 beim Anfahren des Motors, wogegen Fig. 8a) die relative Lage von Primärteil 1 und Sekundärteil 2 beim Ausgleichen von Drehschwingungen während des Betriebs zeigt. Fig. 7a) and 8a) each show a detail of the coupling shown in Fig. 6a). Fig. 7a) shows the relative position of the primary part 1 and secondary part 2 rotated relative to the neutral position when starting the engine, whereas Fig. 8a) shows the relative position of primary part 1 and secondary part 2 when compensating torsional vibrations during operation.

Wie in Fig. 7a) zu sehen ist, wird beim Anfahren des Motors das Sekundärteil 2 gegenüber dem Primärteil 1 soweit verdreht, daß das in dem einen Hohlkörper 8 enthaltene Gaspolster 9 vollständig komprimiert und von der in dem Hohlkörper 8 enthaltenen Flüssigkeit 5 verdrängt wird. Demgegenüber wird der andere Hohlkörper 8 gegenüber seiner Form in der neutralen relativen Lage von Primärteil 1 und Sekundärteil 2 zueinander expandiert, so daß das Luftpolster 9 ein größeres Volumen annimmt. Durch die vollständige Kompression des einen Hohlkörpers 8 ist die Kupplung in der Lage, die beim Anfahren auftretenden hohen Drehmomente zu übertragen.As shown in Fig. 7a) can be seen, when starting the engine, the secondary section 2 is compared to the primary part 1 so far rotated, that is in the one hollow body 8 contained gas cushion 9 is completely compressed and displaced by the information contained in the hollow body 8 liquid 5. In contrast, the other hollow body 8 is expanded relative to its shape in the neutral relative position of the primary part 1 and secondary part 2 to one another, so that the air cushion 9 assumes a larger volume. Due to the complete compression of the one hollow body 8 , the clutch is able to transmit the high torques that occur when starting.

Dabei ist allerdings nur der drehzahlunabhängige Steifigkeitsanteil des elastomeren Materials des Hohlkörpers 8 zur Kraftübertragung wirksam, so daß während des Startvorgangs, wie bei herkömmlichen Kupplungen, Schnittpunkte zwischen dem in Fig. 7b fett dargestellten Verlauf der Kupplungseigenfrequenzlage und den drehzahlabhängigen Anregungsfrequenzverläufen des Motors auftreten, an denen es jeweils zu Resonanzen des Drehschwingungssystems kommt. Da der Anfahrvorgang aber nach kurzer Zeit beendet ist und dabei das Schwingungssystem nur kurz vor Ende mit höheren Drehzahlen rotiert, ist die damit verbundene Beanspruchung der Kupplung vergleichsweise gering.However, only the speed-independent stiffness component of the elastomeric material of the hollow body 8 is effective for power transmission, so that during the starting process, as with conventional clutches, intersections occur between the course of the clutch natural frequency position shown in bold in FIG. 7b and the speed-dependent excitation frequency courses of the motor, at which there are resonances of the torsional vibration system. However, since the start-up process ends after a short time and the vibration system only rotates at higher speeds shortly before the end, the associated stress on the clutch is comparatively low.

Die bei höheren Drehzahlen im Betriebsbereich auftretenden Drehschwingungen bewirken eine weniger ausgeprägte Relativverdrehung von Primärteil 1 und Sekundärteil 2, wie in Fig. 8a) zu sehen ist. Fig. 8b) zeigt, daß im Betriebsbereich die Kupplungseigenfrequenz linear mit der Motordrehzahl ansteigt, wie der fett dargestellte lineare Teil des Verlaufs der Kupplungseigenfrequenz in diesem Diagramm zeigt, so daß keine Schnittpunkte zwischen dem Verlauf der Kupplungseigenfrequenz und den Anregungen auftreten. Somit sind Resonanzen ausgeschlossen, welche die Kupplung übermäßig belasten könnten.The torsional vibrations occurring at higher speeds in the operating range result in a less pronounced relative rotation of primary part 1 and secondary part 2 , as can be seen in FIG. 8 a). Fig. 8b) shows that in the operating range, the clutch natural frequency increases linearly with the engine speed, as the linear part shown in bold in the course of the clutch natural frequency in this diagram shows, so that there are no intersections between the course of the clutch natural frequency and the excitations. This eliminates resonances that could put excessive stress on the clutch.

BezugszeichenlisteReference list

1 Primärteil
2 Sekundärteil
3 Sekundärteilinnenkörper
4 lamellenartige Elemente
5 Flüssigkeit
6 Trennelemente
7 Kammer
7a, 7b Teilkammer
8 Übertragungselement
9 Luftpolster
10 Mantelblech
11 Wärmeableitungsblech
12 Einfüllstutzen
13a, b Bohrungen
14 Segmentring
15 Segmentteile
16 Übertragungseinheit 1 Primary part
2nd Secondary part
3rd Secondary part inner body
4th lamellar elements
5 liquid
6 Dividers
7 chamber
7a,7b compartment
8th Transmission element
9 Air cushion
10th Cladding sheet
11 Heat dissipation plate
12th Filler neck
13a, b holes
14 Segment ring
15 Segment parts
16 Transmission unit

Claims

1. Rotierende drehschwingungsdämpfende Kraftübertragungseinrichtung mit einem antriebsseitigen Primärteil (1) und einem gegenüber dem Primärteil (1) um einen vorgegebenen Drehwinkel verdrehbaren abtriebsseitigen Sekundärteil (2) und mit zwischen dem Primärteil (1) und dem Sekundärteil (2) vorgesehenen drehschwingungsdämpfenden Übertragungselementen, die bei einer Relativverdrehung von Primärteil (1) und Sekundärteil (2) aufgrund einer Drehschwingung ihre Gestalt verändern und die bei einer Gestaltveränderung der diese bewirkenden Relativverdrehung und damit der Drehschwingung entgegenwirken, dadurch gekennzeichnet daß die Übertragungselemente (8) eine sich in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Kraftübertragungseinrichtung ändernde Steifigkeit aufweisen.1.Rotating torsional vibration damping power transmission device with a drive-side primary part ( 1 ) and with respect to the primary part ( 1 ) rotatable by a predetermined angle of rotation output-side secondary part ( 2 ) and provided between the primary part ( 1 ) and the secondary part ( 2 ) provided torsional vibration-damping transmission elements, which a relative rotation of the primary part ( 1 ) and secondary part ( 2 ) change their shape due to a torsional vibration and which counteract a change in shape of the relative rotation causing this and thus the torsional vibration, characterized in that the transmission elements ( 8 ) are a function of the rotational speed of the power transmission device have changing stiffness.

2. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifigkeit der Übertragungselemente (8) im wesentlichen quadratisch mit der Drehzahl der rotierenden Kraftübertragungseinrichtung ansteigt.2. Power transmission device according to claim 1, characterized in that the rigidity of the transmission elements ( 8 ) increases substantially quadratically with the speed of the rotating power transmission device.

3. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Primärteil (1) und dem Sekundärteil (2) eine Anzahl von Kammern (7) ausgebildet sind, die durch Trennelemente (6) in zwei Teilkammern (7a, 7b) geteilt sind und die eine Dämpfungsflüssigkeit (5) enthalten, wobei die eine Teilkammer bei Relativverdrehung von Primärteil (1) und Sekundärteil (2) ihre Breite in Umfangsrichtung der Kraftübertragungseinrichtung verringert und die andere Teilkammer ihre Breite in Umfangsrichtung vergrößert, so daß die Dämpfungsflüssigkeit (5) in der Teilkammer mit verringerter Breite radial einwärts ansteigt und in der Teilkammer mit vergrößerter Breite radial auswärts abfällt und aufgrund des unterschiedlichen Flüssigkeitsstandes in den beiden Teilkammern eine mit wachsender Drehzahl ansteigende Rückstellkraft erzeugt.3. Power transmission device according to claim 1 or 2, characterized in that between the primary part ( 1 ) and the secondary part ( 2 ) a number of chambers ( 7 ) are formed, which by separating elements ( 6 ) in two partial chambers ( 7 a, 7 b ) are divided and which contain a damping fluid ( 5 ), the one partial chamber reducing its width in the circumferential direction of the power transmission device when the primary part ( 1 ) and secondary part ( 2 ) are rotated relative to one another, and the other partial chamber increasing its width in the circumferential direction, so that the damping fluid ( 5 ) rises radially inwards in the sub-chamber with reduced width and falls radially outwards in the sub-chamber with increased width and generates a restoring force that increases with increasing speed due to the different liquid level in the two sub-chambers.

4. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (7) durch zwischen dem Primärteil (1) und dem Sekundärteil (2) vorgesehene lamellenartige Elemente (4) gebildet sind, die so ausgebildet sind, daß sie eine Relativverdrehung zwischen Primärteil (1) und Sekundärteil (2) gestatten.4. Power transmission device according to claim 3, characterized in that the chambers ( 7 ) by lamellar elements ( 4 ) provided between the primary part ( 1 ) and the secondary part ( 2 ) are formed, which are designed so that they have a relative rotation between the primary part ( 1 ) and secondary part ( 2 ).

5. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lamellenartigen Elemente (4) durch an einem Innenkörper (3) des Sekundärteils (2) angebrachte, sich radial auswärts erstreckende Schaufeln gebildet sind, die an ihren radial äußeren Enden gegenüber dem Primärteil (1) abdichtend und entsprechend der Relativverdrehung in Umfangsrichtung gleitfähig ausgebildet sind, und daß die Trennelemente (6) sich radial einwärts erstreckend an dem Primärteil (1) angeordnet sind.5. Power transmission device according to claim 4, characterized in that the lamellar elements ( 4 ) by on an inner body ( 3 ) of the secondary part ( 2 ) attached, radially outwardly extending blades are formed, which are at their radially outer ends relative to the primary part ( 1 ) are designed to be sealing and slidable in the circumferential direction in accordance with the relative rotation, and that the separating elements ( 6 ) are arranged on the primary part ( 1 ) and extend radially inwards.

6. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zu einer Kammer (7) gehörenden Teilkammern (7a, 7b) radial einwärts der Trennelemente (6) miteinander verbunden sind.6. Power transmission device according to claim 5, characterized in that each of a chamber ( 7 ) belonging to the subchambers ( 7 a, 7 b) are connected radially inwards of the separating elements ( 6 ).

7. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkammern (7a, 7b) durch die Trennelemente (6) flüssigkeitsdicht voneinander getrennt sind.7. Power transmission device according to claim 5, characterized in that the subchambers ( 7 a, 7 b) are separated from one another by the separating elements ( 6 ) in a liquid-tight manner.

8. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Teilkammern (7a, 7b) zwischen den Trennelementen (6) und den lamellenartigen Elementen (4) jeweils ein elastisch ausgebildetes, die Dämpfungsflüssigkeit (5) enthaltendes Übertragungselement (8) vorgesehen ist, das sich entsprechend der Gestaltveränderung der Teilkammern (7a, 7b) verformt und eine Veränderung des Flüssigkeitsstandes der in den Übertragungselementen (8) enthaltenen Dämpfungsflüssigkeit entsprechend der Gestaltveränderung der Teilkammern (7a, 7b) bewirkt.8. Power transmission device according to claim 4, characterized in that in the partial chambers ( 7 a, 7 b) between the separating elements ( 6 ) and the lamella-like elements ( 4 ) each have an elastically formed, the damping liquid ( 5 ) containing transmission element ( 8 ) which deforms in accordance with the change in shape of the partial chambers ( 7 a, 7 b) and causes a change in the liquid level of the damping liquid contained in the transmission elements ( 8 ) in accordance with the change in shape of the partial chambers ( 7 a, 7 b).

9. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungselemente (8) durch geschlossene Hohlkörper aus einem elastomeren Material gebildet sind, die die Dämpfungsflüssigkeit (5) enthalten. 9. Power transmission device according to claim 8, characterized in that the transmission elements ( 8 ) are formed by closed hollow bodies made of an elastomeric material, which contain the damping liquid ( 5 ).

10. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (8) nur teilweise mit der Dämpfungsflüssigkeit gefüllt sind.10. Power transmission device according to claim 8 or 9, characterized in that the hollow body ( 8 ) are only partially filled with the damping liquid.

11. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlkörpern (8) in die Dämpfungsflüssigkeit (5) eintauchende Wärmeableitungsbleche (11) zur Ableitung von Wärme aus der Dämpfungsflüssigkeit nach außen vorgesehen sind.11. Power transmission device according to claim 9 or 10, characterized in that in the hollow bodies ( 8 ) in the damping liquid ( 5 ) immersing heat dissipation plates ( 11 ) are provided for dissipating heat from the damping liquid to the outside.

12. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeableitungsbleche (11) in das elastomere Material der Hohlkörper (8) einvulkanisiert sind.12. Power transmission device according to claim 11, characterized in that the heat dissipation plates ( 11 ) in the elastomeric material of the hollow body ( 8 ) are vulcanized.

13. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeableitungsbleche (11) an ihren radial äußeren Enden mit in Form von durch Teile des Primärteils (1) geführten Achsen ausgebildeten Einfüllstutzen (12) versehen sind, die die radial äußeren Enden der Hohlkörper (8) am Primärteil (1) fixieren und durch die die Dämpfungsflüssigkeit (5) in die Hohlkörper (8) einfüllbar ist.13. Power transmission device according to claim 12, characterized in that the heat dissipation plates ( 11 ) are provided at their radially outer ends with in the form of axles formed by parts of the primary part ( 1 ) filler neck ( 12 ) which the radially outer ends of the hollow body ( 8 ) on the primary part ( 1 ) and through which the damping fluid ( 5 ) can be filled into the hollow body ( 8 ).

14. Kraftübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (8) an ihrer Außenseite von einem verschleißmindernden Mantel (10) umgeben sind, der zwischen dem Material des Hohlkörpers (8) und den Trennelementen (6) bzw. den lamellenartigen Elementen (4) vorgesehen ist.14. Power transmission device according to one of claims 9 to 13, characterized in that the hollow bodies ( 8 ) are surrounded on their outside by a wear-reducing jacket ( 10 ) which between the material of the hollow body ( 8 ) and the separating elements ( 6 ) or the lamellar elements ( 4 ) is provided.

15. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) aus einem Metallblech gebildet ist.15. Power transmission device according to claim 14, characterized in that the jacket ( 10 ) is formed from a metal sheet.

16. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (10) aus einem verschleißfesten Kunststoffmaterial gebildet ist.16. Power transmission device according to claim 14, characterized in that the jacket ( 10 ) is formed from a wear-resistant plastic material.

17. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der verschleißmindernde Mantel (10) durch zwei über einen Scheitelbereich einstückig miteinander verbundene Schenkelteile gebildet ist.17. Power transmission device according to claim 14, 15 or 16, characterized in that the wear-reducing jacket ( 10 ) is formed by two leg parts integrally connected to one another via an apex region.

18. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelbereich den Einfüllstutzen (12) des Wärmeableitungsblechs (11) teilweise umschlingt und durch diesen in Umfangsrichtung der Kraftübertragungseinrichtung festgelegt ist.18. Power transmission device according to claim 17, characterized in that the apex region partially wraps around the filler neck ( 12 ) of the heat dissipation plate ( 11 ) and is fixed by the latter in the circumferential direction of the power transmission device.

19. Kraftübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsflüssigkeit ein Öl ist.19. Power transmission device according to one of claims 3 to 18, characterized characterized in that the damping fluid is an oil.

20. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil (1) eine Mehrzahl von lösbar mit dem Primärteil (1) verbundene Segmentteile (15) aufweist, wobei jedes Segmentteil (15) ein Trennelement (6) ausbildet und an den Segmentteilen (15) in Umfangsrichtung beiderseits der Trennelemente (6) jeweils ein Übertragungselement (8) befestigt ist.20. Power transmission device according to claim 8, characterized in that the primary part ( 1 ) has a plurality of detachably connected to the primary part ( 1 ) segment parts ( 15 ), each segment part ( 15 ) forming a separating element ( 6 ) and on the segment parts ( 15 ) a transmission element ( 8 ) is fastened in the circumferential direction on both sides of the separating elements ( 6 ).

21. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmentteile (15) als Strangpreßprofil ausgebildet sind.21. Power transmission device according to claim 8, characterized in that the segment parts ( 15 ) are designed as an extruded profile.

22. Kraftübertragungseinrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Segmentteil (15) und zwei Übertragungselemente (8) zu einer Übertragungseinheit (16) vormontiert sind und die Übertragungseinheit (16) gesamthaft lösbar mit dem Primärteil (1) verbunden ist.22. Power transmission device according to claim 20 or 21, characterized in that one segment part ( 15 ) and two transmission elements ( 8 ) are preassembled to form a transmission unit ( 16 ) and the transmission unit ( 16 ) is detachably connected to the primary part ( 1 ).