DE19704516A1 - Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung zum Dämpfen von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämp­ fungsvorrichtung zum Dämpfen von Drehschwingung in einem An­ triebsstrang, über welchen das Ausgangsdrehmoment einer Brenn­ kraftmaschine auf Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs übertra­ gen wird, umfassend wenigstens eine mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zur Drehung um eine Drehachse gekoppelte Schwungmassenanordnung, welche mit der Kurbelwelle im Bereich eines freien Endes der Kurbelwelle gekoppelt ist, an dem die Kurbelwelle nicht mit dem Antriebsstrang verbunden ist.

Eine derartige Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung ist aus der US-PS 2 880 626 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist eine zusätzliche Schwungmasse an dem der Kupplung mit dem An­ triebsstrang entgegengesetzten Ende der Kurbelwelle ange­ bracht, um insbesondere Drehschwingungen zu dämpfen, welche in der Brennkraftmaschine in einem Drehzahlbereich von 5500 Um­ drehungen pro Minute und mehr erzeugt werden. Bei dieser be­ kannten Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung ist die zusätz­ liche Schwungmasse mit der Kurbelwelle entweder starr gekop­ pelt oder ist mit dieser derart gekoppelt, daß zumindest ein Teil der zusätzlichen Schwungmasse reibungskraftschlüssig an einem anderen Teil der Schwungmasse gehalten ist, das wiederum an der Kurbelwelle festgelegt ist. Zwischen den beiden Schwungmassenteilen kann ein Schlupf auftreten, um zusätzlich eine Schwingungstilgungsfunktion vorsehen zu können.

Aus der DE-36 43 272-A1 ist eine Drehschwingungsdämpfungsvor­ richtung mit einer in Abhängigkeit von der Drehzahl zu- bzw. abschaltbaren zusätzlichen Schwungmasse bekannt. Bei dieser bekannten Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung ist die zusätz­ liche Schwungmasse in ihren zugekoppelten Zustand mit dem An­ triebsstrang in einer Antriebskraftflußrichtung hinter einer Kraftfahrzeugreibungskupplung gekoppelt. D. h. die zusätzliche Schwungmasse ist mit der Kupplungsausgangsseite bzw. der Ge­ triebeeingangsseite gekoppelt bzw. koppelbar. Wird eine vor­ bestimmte Drehzahl überschritten, so wird die Schwungmasse von der Getriebeeingangswelle abgekoppelt und bei geringfügiger weiterer Erhöhung der Drehzahl an das Schwungrad der Kraft­ fahrzeugkupplung angekoppelt, d. h. bei Erreichen einer vor­ bestimmten hohen Drehzahl findet eine Ankopplung an die Motor­ seite der Reibungskupplung, d. h. die Kurbelwelle der Brenn­ kraftmaschine statt. Dies wird vorgenommen, um auch bei rela­ tiv hohen Drehzahlen einen Komfortverlust vermeiden zu können.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dreh­ schwingungsdämpfungsvorrichtung zum Dämpfen von Drehschwingun­ gen in einem Antriebsstrang, über welchen das Ausgangsdrehmo­ ment einer Brennkraftmaschine auf Antriebsräder eines Kraft­ fahrzeugs übertragen wird, vorzusehen, welche einerseits eine gute Dämpfungscharakteristik für Drehschwingungen aufweist, welche andererseits das Leistungsvermögen der Brennkraftma­ schine so wenig wie möglich beeinträchtigt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Dreh­ schwingungsdämpfungsvorrichtung zum Dämpfen von Drehschwingung in einem Antriebsstrang, über welchen das Ausgangsdrehmoment einer Brennkraftmaschine auf Antriebsräder eines Kraftfahr­ zeugs übertragen wird, umfassend wenigstens eine mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zur Drehung um eine Dre­ hachse gekoppelte Schwungmassenanordnung, welche mit der Kur­ belwelle im Bereich eines freien Endes der Kurbelwelle gekop­ pelt ist, an dem die Kurbelwelle nicht mit dem Antriebsstrang verbunden ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die wenigstens eine Schwungmassenanordnung bei Erreichen eines vorbestimmten Betriebszustands von der Kurbelwelle drehan­ triebsmäßig entkoppelbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung ist die wenigstens eine Schwungmassenanordnung wiederum an dem Ende der Kurbelwelle angeordnet, das nicht mit dem Antriebs­ strang verbunden ist. D.h. durch diese wenigstens eine Schwungmassenanordnung wird an dem zur Ankopplung an den An­ triebsstrang vorgesehenen Ende der Kurbelwelle kein zusätzli­ cher Bauraum beansprucht, so daß dort eine relativ große Aus­ gestaltungsfreiheit für einen Torsionsschwingungsdämpfer, ein Zweimassenschwungrad oder dergleichen besteht. Andererseits ist die wenigstens eine Schwungmasse gleichwohl ohne Zwischen­ schaltung von Dämpfungsfedern oder dergleichen an die Kurbel­ welle angekoppelt bzw. ankoppelbar, so daß durch diese Schwungmassenanordnung insbesondere in der Brennkraftmaschine selbst erzeugte Drehschwingungen in bestmöglicher Art und Wei­ se gemindert werden können. Durch das Vorsehen der wenigstens einen Schwungmassenanordnung wird die Resonanzfrequenz des ro­ tierenden. Systems nach unten verschoben, so daß insbesondere im Start- oder Anfahrbereich eine sehr gute Dämpfungscharak­ teristik vorliegt. Da jedoch in bestimmten Betriebszuständen Drehschwingungen in größerem Ausmaß nicht auftreten oder ak­ zeptiert werden, wird erfindungsgemäß bei Erreichen eines der­ artigen Betriebszustands die wenigstens eine Schwungmassen­ anordnung von der Kurbelwelle abgekoppelt. Dies hat zur Folge, daß Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgänge der Brennkraft­ maschine schneller vorgenommen werden können, da die Schwung­ massenanordnung nicht mehr beschleunigt bzw. verzögert werden muß. Dies verbessert das Leistungsvermögen der Brennkraftma­ schine in diesem Betriebszustand und führt darüber hinaus zu einer Senkung des Kraftstoffverbrauchs.

Der vorbestimmte Betriebszustand kann beispielsweise umfassen:

• - ein vorbestimmtes Drehzahlniveau und/oder
• - einen vorbestimmten Relativdrehzustand zwischen einer er­ sten und einer zweiten Dämpfermassenanordnung eines Tor­ sionsschwingungsdämpfers und/oder
• - einen vorbestimmten Drehzahländerungszustand und/oder
• - eine vorbestimmte Maschinenkühlmitteltemperatur, und/oder
• - einen vorbestimmten Drosselöffnungs-Änderungsratenbetrag.

Beispielsweise ist bei Vorliegen eines vorbestimmten hohen Drehzahlzustands das Auftreten von Drehmomentschwankungen in Brennkraftmaschinen nicht mehr zu erwarten. Da in diesem höhe­ ren Drehzahlbereich eine zusätzliche Schwungmasse nicht erfor­ derlich ist, wird sie erfindungsgemäß abgekoppelt, so daß auch das Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsverhalten der Brenn­ kraftmaschine dann nicht mehr beeinträchtigt ist. In dem Dreh­ zahlbereich unterhalb des vorbestimmten Drehzahlniveaus ist die zusätzliche Schwungmasse angekoppelt und trägt somit auf­ grund des dann erhöhten Massenträgheitsmoments zur Dämpfung von Drehschwingungen bei. Es können auch verschiedene andere Betriebszustände herangezogen werden, um das Ankoppeln bzw. Abkoppeln der wenigstens einen Schwungmassenanordnung zu ini­ tiieren. Wenn beispielsweise auf einen Relativdrehzustand zwi­ schen der ersten und der zweiten Dämpfermassenanordnung des Torsionsschwingungsdämpfers zurückgegriffen wird, so können relativ starke Drehmomentschwankungen, die wiederum im niedri­ geren Drehzahlbereich auftreten und einer großen Relativver­ drehung zwischen der ersten und der zweiten Dämpfermassenan­ ordnung führen, bei Zukopplung der wenigstens einen Schwung­ massenanordnung in einen derartigen Zustand gedämpft werden, während dann, wenn zwischen der ersten und der zweiten Dämp­ fermassenanordnung nur eine relativ geringe Relativverdrehung vorliegt, was darauf hinweist, daß stärkere Drehmomentschwan­ kungen nicht vorhanden sind, die Schwungmasse abgekoppelt wer­ den kann. Weiter ist es möglich, die Beschleunigungsabsicht eines Fahrzeugfahrers durch Erfassen der Änderung des Drossel­ öffnungsgrads zu erfassen und dann, wenn erfaßt wird, daß der Fahrer beschleunigen will, bereits vor dem Auftreten einer Drehzahländerung der Maschine die wenigstens eine Schwungmas­ senanordnung abzukoppeln, so daß die wenigstens eine Schwung­ massenanordnung nicht zusätzlich beschleunigt werden muß und eine schnellstmögliche Drehzahländerung erreicht werden kann. Auch kann die Maschinenkühlmitteltemperatur zur Bestimmung des vorbestimmten Betriebszustands herangezogen werden, da das Er­ reichen einer vorbestimmten Kühlmitteltemperatur anzeigt, daß die Maschine bereits warmgelaufen ist, so daß in einem der­ artigen warmgelaufenen Zustand der Maschine das Auftreten von stärkeren Drehmomentschwankungen nicht zu erwarten ist.

Dabei kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, die wenig­ stens eine Schwungmassenanordnung durch zwischen einer Kopp­ lungsstellung und einer Entkopplungsstellung verstellbare Kop­ plungsmittel mit der Kurbelwelle koppelbar bzw. gekoppelt ist, welche Kopplungsmittel in Abhängigkeit vom Betriebszustand, vorzugsweise der Drehzahl, zwischen der Kopplungsstellung und ihrer Entkopplungsstellung verstellbar sind.

In besonders einfacher Weise können die Kopplungsmittel aufge­ baut werden, wenn sie ein bezüglich der Drehachse radial ver­ lagerbares Kopplungselement umfassen, welches in seine Kopp­ lungsstellung vorgespannt ist.

Wenn die Kurbelwelle im Bereich ihres freien Endes mit einer Riemenscheibe zum Antreiben von Nebenaggregaten oder derglei­ chen drehfest verbunden ist, dann kann vorgesehen sein, daß das wenigstens eine Kopplungselement an der Riemenscheibe ra­ dial bewegbar geführt und mit dieser zur Drehung um die Dreh­ achse drehfest verbunden ist und einen mit der wenigstens ei­ nen Schwungmassenanordnung in Kopplungseingriff bringbaren Kopplungsbereich umfaßt.

Um durch die wenigstens eine Schwungmassenanordnung zusätzlich eine Schwingungstilgungsfunktion vorsehen zu können, wird vor­ geschlagen, daß die wenigstens eine Schwungmassenanordnung ein erstes mit der Kurbelwelle koppelbares oder gekoppeltes Schwungmassenteil umfaßt sowie ein zweites Schwungmassenteil umfaßt, welches unter Zwischenanordnung von Schwingungsdämp­ fungsmitteln mit dem ersten Schwungmassenteil verbunden ist.

Beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, daß die Schwin­ gungsdämpfungsmittel ein elastisch verformbares Dämpfungsmate­ rial, vorzugsweise wenigstens einen Kunststoffdämpfungsring, umfassen.

Wenn im Kraftübertragungsweg zwischen der Kurbelwelle und der Riemenscheibe und/oder der wenigstens einen Schwungmassenan­ ordnung ein Drehzahlübersetzungsgetriebe zum Übersetzen der Drehzahl der wenigstens einen Schwungmassenanordnung bezüglich der Kurbelwelle angeordnet ist, dann wird zum einen die durch die wenigstens eine Schwungmassenanordnung vorgesehene Massen­ trägheit bei gleichbleibender Masse der Schwungmassenanordnung erhöht, oder es kann bei verminderter Masse der Schwungmassen­ anordnung, und dementsprechend verringertem Bauraum für die Schwungmassenanordnung, eine Dämpfungscharakteristik erzielt werden, die einer größeren Masse entspricht, die jedoch mit der gleichen Drehzahl drehbar ist wie die Kurbelwelle. Zum anderen führt die Übersetzung der Drehzahl der Riemenscheibe ferner dazu, daß auch die Nebenaggregate, die durch diese an­ getrieben werden, mit höherer Drehzahl angetrieben werden, was in vielen Fällen wünschenswert ist.

Wenn das Drehzahlübersetzungsgetriebe ein Planetengetriebe um­ faßt, dann ist einerseits für eine zur Drehachse symmetrische Gewichtsverteilung gesorgt, andererseits ist dadurch ein be­ sonders stabiler Getriebeaufbau vorgesehen.

Dabei kann das Planetengetriebe dann umfassen: einen mit der Kurbelwelle drehfest verbundenen Planetenradträger, an welchem wenigstens ein Planetenrad um eine zur Drehachse im wesentli­ chen parallele Achse drehbar getragen ist, ein um die Dreh­ achse nicht drehbares, mit dem wenigstens einen Planetenrad radial außen kämmendes Hohlrad, ein mit der Riemenscheibe drehfest verbundenes und mit dem wenigstens einen Planetenrad radial innen kämmendes Sonnenrad.

Wenn dabei dann das Sonnenrad auf der Kurbelwelle oder einer mit dieser verbundenen Komponenten drehbar gelagert ist, wird bei relativ geringer Baugröße eine stabile Anordnung erhalten. Auch die drehbare Lagerung der wenigstens einen Schwungmassen­ anordnung auf einer radial äußeren Umfangsfläche des Hohlrads trägt zu einer derartigen kompakten und stabilen Anordnung bei.

Durch das Anordnen der wenigstens einen Schwungmassenanordnung im Bereich der Riemenscheibe, d. h. die Ankopplung an die Kur­ belwelle, und den damit verbesserten Rundlauf der Kurbelwelle, wird neben bereits vorangehend angesprochenen Vorteilen auch erreicht, die durch die Riemenscheibe angetriebenen Nebenag­ gregate durch möglicherweise erzeugte Drehschwingungen so we­ nig wie möglich beeinträchtigt werden. Um die Dämpfungscharak­ teristik der wenigstens einen Schwungmassenanordnung weiter verbessern zu können, um einerseits Drehschwingungen im An­ triebsstrang soweit wie möglich zu mindern und andererseits die Einwirkung derartiger Drehschwingungen auf die Nebenaggre­ gate soweit wie möglich auszuschalten, wird vorgeschlagen, daß zwischen der Riemenscheibe und der Kurbelwelle ein Torsions­ schwingungsdämpfer angeordnet ist, der eine mit der Kurbel­ welle zur Drehung um die Drehachse gekoppelte erste Dämpfer­ massenanordnung und eine zweite Dämpfermassenanordnung auf­ weist, die mit der ersten Dämpfermassenanordnung zur gemeinsa­ men Drehung mit dieser um die Drehachse und zur Relativdrehung bezüglich dieser über eine Federvorrichtung verbunden ist, wo­ bei die zweite Dämpfermassenanordnung mit der Riemenscheibe zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse gekoppelt ist. Dabei bilden dann in vorteilhafter Weise die erste Dämpfermassen­ anordnung und die zweite Dämpfermassenanordnung zusammen im wesentlichen die wenigstens eine Schwungmassenanordnung.

Um auch bei einer derartigen Ausgestaltung wieder die dreh­ zahlabhängige Zu- bzw. Abkoppelbarkeit der wenigstens einen Schwungmassenanordnung erhalten zu können, wird vorgeschlagen, daß die erste Dämpfermassenanordnung über erste Kopplungsmit­ tel mit der Kurbelwelle gekoppelt ist und daß die zweite Dämp­ fermassenanordnung über zweite Kopplungsmittel mit der Riemen­ scheibe gekoppelt ist, wobei die ersten und die zweiten Kopp­ lungsmittel jeweils bei überschreiten des vorbestimmten Dreh­ zahlniveaus ihre Kopplungsverbindung zwischen der Kurbelwelle und der ersten Dämpfermassenanordnung bzw. der zweiten Dämp­ fermassenanordnung und der Riemenscheibe lösen, und daß ferner dritte Kopplungsmittel vorgesehen sind, welche dann, wenn die ersten und die zweiten Kopplungsmittel ihre Kopplungsverbin­ dung lösen, eine feste Kopplungsverbindung zwischen der Kur­ belwelle und der Riemenscheibe herstellen. Dabei können die ersten Kopplungsmittel einen ersten Satz von Kopplungselemen­ ten mit wenigstens einem an der Kurbelwelle oder einer mit dieser drehfest verbundenen Komponente radial verlagerbar geführten Kopplungselement umfassen, und die zweiten Kopp­ lungsmittel können einen zweiten Satz von Kopplungselementen mit wenigstens einem an der zweiten Dämpfermassenanordnung radial verlagerbar geführten Kopplungselement umfassen.

Zur Herstellung der Kopplungsverbindung zwischen den jeweili­ gen Komponenten wird vorgeschlagen, daß jedes Kopplungselement des ersten Satzes und des zweiten Satzes von Kopplungselemen­ ten einen in der Kopplungsstellung desselben mit der ersten Dämpfermassenanordnung bzw. der Riemenscheibe in Kopplungsein­ griff stehenden Kopplungsbereich umfaßt.

Wenn die zweiten Kopplungsmittel ferner die dritten Kopplungs­ mittel bilden, dann können diese aufgrund der vorgesehenen Doppelfunktion zur Verringerung an Bauteilen und somit einem vereinfachten Aufbau der erfindungsgemäßen Drehschwingungs­ dämpfungsvorrichtung beitragen.

Vorteilhafterweise umfassen dann die zweiten Kopplungsmittel einen in ihrer von der ersten Dämpfermassenanordnung entkop­ pelten Entkopplungsstellung mit der Riemenscheibe in Kopp­ lungseingriff stehenden oder bringbaren Riemenscheiben-Kopp­ lungsbereich.

Um die Kopplungswirkung in einfacher und zuverlässiger Weise herstellen zu können, wird vorgeschlagen, daß der Kopplungs­ bereich jedes Kopplungselements einen Reibflächenbereich um­ faßt, welcher in der Kopplungsstellung an einem komplementären Reibflächenbereich an der Schwungmassenanordnung, dem ersten Dämpfermassenteil oder der Riemenscheibe angreift.

Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, daß der Kopplungs­ bereich einen Kopplungsvorsprungsbereich oder Kopplungsaus­ nehmungsbereich umfaßt, welcher in der Kopplungsstellung mit einem komplementären Gegenkopplungsausnehmungsbereich bzw. Ge­ genkopplungsvorsprungsbereich an der wenigstens einen Schwung­ massenanordnung der ersten Dämpfermassenanordnung oder der Riemenscheibe in Umfangsrichtung formschlüssig ineinander­ greift.

Wenn das wenigstens eine Kopplungselement ein Fliehkraft-Ge­ wichtselement umfaßt, welches in seine Kopplungsstellung nach radial einwärts vorgespannt ist, so kann die Entkopplung bei Überschreiten einer vorbestimmten Drehzahl durch die auf das Fliehkraft-Gewichtselement einwirkende Fliehkraft ausgelöst werden, ohne daß dazu zusätzlich Einrichtungen oder Baugruppen erforderlich sind. Bei geeigneter Auswahl des Gewichts des Fliehkraft-Gewichtselement ist dann eine einfache Anpaßbarkeit an verschiedene Einsatzzwecke möglich.

Darüber hinaus ist es möglich, daß ferner Kopplungselement- Schaltmittel zum gesteuerten Bewegen des wenigstens einen Kopplungselements zwischen seiner Kopplungsstellung und seiner Entkopplungsstellung vorgesehen sind. Es läßt sich somit zu­ sätzlich oder alternativ zu der fliehkraftausgelösten Entkopp­ lung bzw. Kopplung aufgrund des Vorsehens definierter Schalt­ schwellen ein sehr zuverlässiger Betrieb der erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung erhalten.

Dabei können dann ferner Betriebszustands-Erfassungsmittel vorgesehen sein zum Betätigen der Kopplungselement-Schaltmit­ tel in Abhängigkeit von dem erfaßten Betriebszustand.

Die Betriebszustands-Erfassungsmittel können umfassen:

• - Drehzahlerfassungsmittel und/oder
• - Drehbeschleunigungserfassungsmittel und/oder
• - Kopplungselement-Bewegungserfassungsmittel zum Erfassen eines Bewegungszustands des wenigstens einen Kopplungs­ elements und/oder
• - Relativdrehzustand-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Re­ lativdrehzustands zwischen der ersten und der zweiten Dämpfermassenanordnung des Torsionsschwingungsdämpfers und/oder
• - Maschinenkühlmittel-Temperaturerfassungsmittel und/oder
• - Drosselöffnungsänderungsraten-Erfassungs-Mittel.

Durch das gesteuerte Bewegen des wenigstens einen Kopplungs­ elements, beispielsweise in Abhängigkeit von der Drehzahl, können aufgrund der Fliehkraftbetätigung möglicherweise ent­ stehende Bewegungsschwankungen des wenigstens einen Kopplungs­ elements kompensiert bzw. vermieden werden, so daß ein defi­ niertes Umschalten zwischen der Kopplungsstellung und der Entkopplungsstellung erhalten wird.

Insbesondere ist es möglich, in den Schaltmittel-Betätigungs­ mitteln eine Hystereseschleife vorzusehen, so daß Schwankungen der Kurbelwelle um das vorbestimmte Drehzahlniveau herum nicht zu einem zu häufigen Aus- und Einkoppelvorgang führen.

Die Kopplungselement-Schaltmittel können das wenigstens eine Kopplungselement durch elektrostatische oder elektromagne­ tische Wechselwirkung oder dergleichen bewegen.

Bei Vorsehen des Torsionsschwingungsdämpfers und der ersten Kopplungsmittel, welche die erste Dämpfermassenanordnung mit der Kurbelwelle koppeln und der zweiten Kopplungsmittel, wel­ che die zweite Dämpfermassenanordnung mit der Riemenscheibe koppeln, ist es vorteilhaft wenn das wenigstens eine Kopp­ lungselement des ersten Satzes von Kopplungselementen und das wenigstens eine Kopplungselement des zweiten Satzes von Kopp­ lungselementen durch die Kopplungselement-Schaltmittel im we­ sentlichen gleichzeitig bewegbar sind. Es ist somit dafür ge­ sorgt, daß dann, wenn eine Abkopplung der wenigstens einen Schwungmassenanordnung durchgeführt werden soll, gleichzeitig die Kopplungselemente der ersten und zweiten Kopplungsmittel ihren Kopplungseingriff freigeben, so daß verhindert werden kann, daß für einen Augenblick die Riemenscheibe ohne Antrieb ist.

Um bei dem Abkoppelvorgang der wenigstens einen Schwungmassen­ anordnung sicherzustellen, daß dabei sofort die Riemenscheibe an die Kurbelwelle angekoppelt wird, wird vorgeschlagen, daß das wenigstens eine Kopplungselement des zweiten Satzes von Kopplungselementen durch die Kopplungselement-Schaltmittel zwischen einer die erste Dämpfermassenanordnung an die Kurbel­ welle ankoppelnden Stellung und einer die Riemenscheibe an die Kurbelwelle ankoppelnden Stellung bewegbar ist.

Eine besonders einfach aufgebaute und zuverlässig wirkende Vorspannungswirkung kann erhalten werden, wenn das wenigstens eine Kopplungselement durch Federvorspannung in seine Kopp­ lungsstellung vorgespannt ist.

Wenn eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit im wesentlichen gleichmäßigem Abstand zueinander angeordneten Kopplungselemen­ ten vorgesehen ist, dann wird einerseits eine gleichmäßige Massenverteilung um die Drehachse herum erhalten, so daß das Auftreten einer Unwucht vermieden wird, andererseits wird ein zuverlässiger Kopplungseingriff erhalten.

In einem derartigen Falle ist es vorteilhaft, wenn ferner Zug­ federmittel vorgesehen sind, welche jeweils an in Umfangsrich­ tung unmittelbar benachbarten Kopplungselementen näherungs­ weise in Umfangsrichtung angreifen, um diese nach radial ein­ wärts vorzuspannen.

Jedes der Kopplungselemente kann dabei durch ein Kopplungs­ ringsegment mit einer Umfangserstreckung von höchstens 180°, vorzugsweise höchstens 170°, umfassen.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Drehschwin­ gungsdämpfungsvorrichtung zum Dämpfen von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang, über welchen das Ausgangsdrehmoment einer Brennkraftmaschine auf Antriebsrädern eines Kraftfahr­ zeugs übertragen wird, umfassend wenigstens eine mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine zur Drehung um eine Dre­ hachse gekoppelte Schwungmassenanordnung, wobei die wenigstens eine Schwungmassenanordnung mit der Kurbelwelle in einem Be­ reich zwischen einem Ende derselben, das mit dem Antriebs­ strang verbunden ist, und einem Ende derselben, das mit einer Riemenscheibe oder dergleichen verbunden oder verbindbar ist, gekoppelt ist, wobei die wenigstens eine Schwungmassenanord­ nung bei Erreichen eines vorbestimmten Betriebszustands von der Kurbelwelle drehantriebsmäßig entkoppelbar ist, gewünsch­ tenfalls in Verbindung mit einem oder mehreren der vorangehen­ den Merkmale.

Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann also die wenigstens eine Schwungmasse irgendwo an der Kurbelwelle vor­ gesehen sein, und kann dennoch die vorangehend angesprochene Schwingungsdämpfungswirkung erzielen. Es ist dabei durchaus möglich, die wenigstens eine Schwungmassenanordnung mit der Kurbelwelle innerhalb des Kurbelgehäuses zu koppeln, bei­ spielsweise in einem Bereich, in dem die Kurbelwelle nicht mit Pleuelstangen verbunden ist oder nicht am Motorblock oder dem Kurbelgehäuse gelagert ist.

Die Dämpfungscharakteristik der erfindungsgemäßen Drehschwin­ gungsdämpfungsvorrichtung kann weiter verändert und in einen gewünschten Bereich verlagert werden, wenn die wenigstens eine Schwungmassenanordnung wenigstens ein erstes Schwungmassenteil sowie wenigstens ein mit dem wenigstens einen-ersten Schwung­ massenteil verbundenes zweites Schwungmassenteil umfaßt, wobei das wenigstens eine erste Schwungmassenteil und das wenigstens eine zweite Schwungmassenteil in einem vorbestimmten Ausmaß bezüglich einander im wesentlichen frei bewegbar sind. Die beiden in einem vorbestimmten Ausmaß im wesentlichen frei zu­ einander bewegbaren Schwungmassenteile bilden zusammen ein Schwingungssystem, das bei Auftreten bestimmter Frequenzen in Resonanz gebracht wird und somit Schwingungsenergie an der Kurbelwelle bzw. dem Antriebsstrang abzieht. Durch geeignete Auswahl der Massen der jeweils zueinander frei bewegbaren Schwungmassenteile und/oder des Ausmaßes, in welchem diese Teile zueinander bewegbar sind, läßt sich somit wiederum eine Anpassung an bestimmte Einsatzzwecke erzielen.

Das Drehzahlniveau ist vorteilhafterweise eine vorbestimmte Drehzahl oder ein vorbestimmter Drehzahlbereich der Kurbelwel­ le, der Riemenscheibe, des Torsionsschwingungsdämpfers und/oder einer mit dem Antriebsstrang drehbaren Komponente.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Teillängsschnittansicht durch eine erste Aus­ führungsform einer Drehschwingungsdämpfungsvorrich­ tung an einer Kurbelwelle,

Fig. 2 eine Teildraufsicht auf zwei miteinander verbundene Kopplungselemente in Richtung eines Pfeils II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Teilseitenansicht zweier miteinander verbunde­ ner Kopplungselemente in Richtung eines Pfeils III in Fig. 1;

Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alterna­ tiven Ausführungsform der Drehschwingungsdämpfungs­ vorrichtung;

Fig. 5 eine weitere alternative Ausgestaltung der Dreh­ schwingungsdämpfungsvorrichtung;

Fig. 6 eine weitere alternative Ausgestaltung der Dreh­ schwingungsdämpfungsvorrichtung, bei welcher die Schwungmassenanordnung einen Torsionsschwingungs­ dämpfer bildet;

Fig. 7 einen teilweise im Schnitt dargestellten Abschnitt einer Kurbelwelle mit einer unmittelbar an der Kur­ belwelle angeordneten Drehschwingungsdämpfungsvor­ richtung;

Fig. 8 eine Schnittansicht der Fig. 7 längs einer Linie VIII-VIII;

Fig. 9 eine der Fig. 7 entsprechende Ansicht einer alterna­ tiven Ausgestaltung der unmittelbar an der Kurbel­ welle angeordneten Drehschwingungsdämpfungsvorrich­ tung; und

Fig. 10 eine Schnittansicht längs einer Linie X-X in Fig. 9.

Die Fig. 1 zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete erste Aus­ gestaltungsform einer erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämp­ fungsvorrichtung. In Fig. 1 ist eine Riemenscheibe 12 durch eine Schraubverbindung mittels eines Schraubbolzens 14 mit ei­ ner Kurbelwelle 16 einer Brennkraftmaschine drehfest verbun­ den. Die Riemenscheibe 12 weist dabei einen Riemenaufnahme­ abschnitt 18 auf, in dem ein Riemen, beispielsweise zum An­ trieb eines Nebenaggregats wie einem Kühllüfter oder derglei­ chen, läuft.

Auf einer Außenumfangsfläche der Riemenscheibe 12 ist über ein Lager 20 eine Schwungmasse 22 drehbar gelagert. Die Schwung­ masse 22 weist einen sich in ihrem radial inneren Bereich er­ streckenden zylinderförmigen Kopplungsflächenbereich 24, einen sich von diesem nach radial außen erstreckenden Verbindungs­ ringbereich 26 und einen radial außen angeordneten erweiterten Abschnitt 28 des Verbindungsringbereichs 26 auf, so daß durch die Schwungmasse 22 ein relativ großes Trägheitsmoment vor­ gesehen werden kann.

An der Riemenscheibe 12 ist eine Mehrzahl von Kopplungselemen­ ten 30 in Umfangsrichtung verteilt und mit gleichmäßigem Ab­ stand zueinander angeordnet. Jedes Kopplungselement 30 ragt mit einem radial innen angeordneten Führungsabschnitt 32 in eine komplementäre Ausnehmung 34 in der Riemenscheibe 12. Bei­ spielsweise kann die Ausnehmung 34 durch Bohren, Einprägen oder Pressen gebildet werden. Der Führungsabschnitt 32 ist in der Ausnehmung 34 in radialer Richtung frei bewegbar, ist je­ doch mit der Riemenscheibe 12 zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse A verbunden. Wie auch in den Fig. 2 und 3 zu erken­ nen, ist an einer Außenumfangsfläche der Kopplungselemente 30 eine Umfangsvertiefung 36 ausgebildet, in welcher bei jedem Kopplungselement 30 ein Spannring 38 angeordnet ist. Die an zwei unmittelbar benachbarten Kopplungselementen 30 angeord­ neten Spannringe 38 sind an ihren jeweils über die Kopplungs­ elemente 30 hinausragenden Endabschnitten 40 durch eine Zug­ feder 42 miteinander verbunden. Durch die Gesamtheit der Spannringe 38 und der Zugfedern 42 ist somit ein Umfangsring gebildet, welcher aufgrund der Zugwirkung der Zugfedern 42 die Neigung hat, seinen Umfang zu verringern. Dadurch werden die Kopplungselemente 30 nach radial einwärts gepreßt. Wie in den Fig. 2 und 3 ferner zu erkennen, weisen die Spannringe 38 in ihren Endbereichen 40 nach seitwärts abstehende Vorsprünge 44 und/oder nach radial einwärts abstehende Vorsprünge 46 auf. Diese Vorsprünge 44 bzw. 46 sorgen für eine begrenzte Verla­ gerbarkeit der Spannringe 38 bezüglich der Kopplungselemente 40 jeweils in den Umfangsvertiefungen 36.

Durch die nach radial einwärts wirkende Vorspannung der Kopp­ lungselemente 30 werden diese mit einem zylindersegmentartigen Kopplungsbereich 48 auf den Kopplungsbereich 24 der Schwung­ masse 22 gepreßt. Dabei können der Kopplungsbereich 48 an den Kopplungselementen 30 sowie der Kopplungsbereich 24 an der Schwungmasse 22 jeweils Reibflächen bilden, die durch die ra­ dial einwärts gerichtete Vorspannung der Kopplungselemente 30 in Reibeingriff miteinander gebracht werden und somit eine Drehverbindung zwischen der Schwungmasse 22 und der Riemen­ scheibe 12 herstellen. Um diese Reibeingriffswirkung zu ver­ bessern, ist es möglich, am Kopplungsbereich 48 der Kopplungs­ elemente 30 oder/und dem Kopplungsbereich 24 der Schwungmasse 22 Reibelemente 50 anzuordnen. Darüber hinaus ist es möglich, neben dieser reibschlüssigen Verbindung durch Vorsehen von Vorsprüngen bzw. Ausnehmungen am Kopplungsbereich 48 der Kopp­ lungselemente 30 und dementsprechendes Vorsehen von Ausnehmun­ gen bzw. Vorsprüngen am Kopplungsbereich 24 der Schwungmasse 22 eine in Umfangsrichtung formschlüssig wirkende Kopplung herzustellen, so daß auch spontane Drehzahlschwankungen nicht zu einem Schlupf zwischen der Schwungmasse 22 und der Riemen­ scheibe 12 führen können.

Die Kopplungselemente 30 bilden jeweils Fliehgewichte, die aufgrund ihrer eigenen Masse und bei Drehung der Riemenscheibe 12 mit der Kurbelwelle 16 durch die Fliehkraft nach außen ge­ drängt werden. Werden die Masse der einzelnen Kopplungsele­ mente 30 sowie die durch die Zugfedern 42 vorgesehene Zugkraft geeignet ausgewählt, so ist es möglich, eine hinsichtlich der Kurbelwellendrehzahl definierten Abkopplungspunkt vorzusehen, an welchem die durch die Zugfedern 42 vorgesehene, nach ein­ wärts wirkende Vorspannkraft nicht mehr genügt, um die Kopp­ lungselemente 30 gegen die auf sie einwirkende Fliehkraft im Kopplungseingriff mit der Schwungmasse 22 zu halten. D. h. bei Überschreiten der Drehzahl wird die Schwungmasse 22 drehan­ triebsmäßig von der Riemenscheibe 12 entkoppelt. Es ist somit bei geringeren Drehzahlen durch die erfindungsgemäße Dreh­ schwingungsdämpfungsvorrichtung 10 ein relativ großes Massen­ trägheitsmoment vorgesehen, das insbesondere die unmittelbar in der Brennkraftmaschine erzeugten Schwingungen, vor allem im Start- oder Anfahrdrehzahlbereich, dämpft. Bei höheren Dreh­ zahlen, bei welchen Brennkraftmaschinen im allgemeinen relativ rund und schwingungsfrei laufen und bei welchen darüber hinaus im Antriebsstrang nur Drehschwingungen relativ geringen Aus­ maßes erzeugt werden, wird die Schwungmasse 22 abgekoppelt, so daß in diesem Drehzahlbereich die Agilität der Brennkraftma­ schine erhöht werden kann, da bei Verzögerungen oder Beschleu­ nigungen nicht mehr zusätzlich die Schwungmasse 22 mit ver­ zögert bzw. beschleunigt werden muß. Dies verbessert das Lei­ stungsvermögen der Brennkraftmaschine und führt weiterhin zu einer Kraftstoffeinsparung. Eine derartige Drehzahl, bei wel­ cher die An- bzw. Abkopplung stattfindet, kann zum Beispiel im Bereich von 1500 bis 2500 Umdrehungen pro Minute liegen. Da in ihrem angekoppelten Zustand die Schwungmasse 22 über die Rie­ menscheibe 12 direkt an die Kurbelwelle 16 angekoppelt ist, führt sie insbesondere auch zu einer Verbesserung des Schwin­ gungsverhaltens der Kurbelwelle. Auch wird durch die direkte Verbindung zur Riemenscheibe 12 ein von Drehschwingungen nah­ ezu unbeeinträchtigter Gleichlauf der Nebenaggregate gewähr­ leistet. Da ferner die Schwungmasse 22 an dem Ende der Kurbel­ welle angeordnet ist, an dem diese nicht mit dem Antriebs­ strang gekoppelt ist, kann eine Schwungscheibe 52 der Brenn­ kraftmaschine, welche auch einen Starter-Zahnkranz 54 trägt, hinsichtlich ihrer Masse und ihrer Baugröße geringer ausge­ staltet werden. An dem antriebsstrangseitigen Ende der Kurbel­ welle 16 steht mehr Bauraum beispielsweise für einen Torsions­ schwingungsdämpfer, ein Zweimassenschwungrad oder dergleichen zur Verfügung.

Die Fig. 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung. Komponenten, welche in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Komponenten entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügen des An­ hangs "a" bezeichnet. Nachfolgend werden insbesondere die baulichen Unterschiede der Ausgestaltung gemäß Fig. 4 zur vorangehend beschriebenen Ausgestaltung gemäß Fig. 1 beschrie­ ben.

Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 4 ist die Schwungmasse 22a in ein erstes, radial inneres Schwungmassenteil 56a und zweites radial äußeres Schwungmassenteil 58a unterteilt. Das erste Schwungmassenteil 56a trägt wieder den Kopplungsbereich 24a und ist somit durch die Kopplungselemente 30a an die Riemen­ scheibe 12a an- bzw. von dieser abkoppelbar. Das zweite Schwungmassenteil 58a umgibt mit seinem Verbindungsringab­ schnitt 26a das erste Schwungmassenteil 56a und ist an diesem unter Zwischenlagerung zweier elastischer Ringelemente 60a und 62a durch ein mit dem ersten Schwungmassenteil 56a beispiels­ weise durch Schrauben, Nieten oder dergleichen verbundenes Halteringelement 64a verbunden. Durch das erste Schwungmassen­ teil 56a, das Halteringelement 64a und die beiden elastischen Ringelemente 60a, 62a ist das zweite Schwungmassenteil 58a be­ züglich des ersten Schwungmassenteils 56a durch die elastische Verformbarkeit der Ringelemente 60a und 62a in einem bestimm­ ten Ausmaß bewegbar. D.h. bei Schwingungsanregung entstehen aufgrund der Reibungskraftwirkung zwischen den Ringelementen 60a und 62a und dem zweiten Schwungmassenteil 58a einerseits und dem ersten Schwungmassenteil 56a und dem Halteringelement 64a andererseits in Umfangsrichtung verlaufende Scherkräfte in den Ringelementen 60a und 62a, die zu einer Verformung der Ringelemente 60a und 62a führen. Es ist somit also eine zu­ sätzliche Dämpfungstilgungsfunktion vorgesehen. Treten spon­ tane Drehmomentschwankungen der Kurbelwelle 16a und somit der Riemenscheibe 12a auf, so kann dies zusätzlich zu einem Rei­ bungsschlupf zwischen dem zweiten Schwungmassenteil 58a und den Ringelementen 60a und 62a führen, so daß auch dadurch Drehenergie in Reibungsenergie und somit Wärme umgesetzt wird. Aufgrund der in der Darstellung der Fig. 4 erkennbaren tra­ pezförmigen Querschnittsausbildung der Ringelemente 60a und 62a ist eine in radialer Richtung nahezu konstante Scherspan­ nung vorgesehen.

Durch die geeignete Auswahl der Materialien der elastischen Ringelemente 60a und 62a kann das Schwingungsdämpfungs- bzw. Tilgungsverhalten der in Fig. 4 dargestellten Drehschwingungs­ dämpfungsvorrichtung 10a an bestimmte Einsatzzwecke angepaßt werden. Auch die Auswahl des Massenverhältnis zwischen erstem Schwungmassenteil 56a und zweitem Schwungmassenteil 58a kann zu einer derartigen Anpassung an bestimmte Einsatzzwecke, d. h. bei bestimmten Brennkraftmaschinen oder Antriebssyste­ men, beitragen.

In Fig. 5 ist eine weitere alternative Ausgestaltung der er­ findungsgemäßen Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung darge­ stellt. Bauteile, welche Bauteilen der Fig. 1 bis 3 entspre­ chen, sind mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung des Anhangs b bezeichnet. Die Drehschwingungsdämpfungsvorrich­ tung 10b der Fig. 5 wird nachfolgend insbesondere hinsichtlich der baulichen Unterschiede zu der in Fig. 1 dargestellten Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung beschrieben.

Bei der Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung 10b gemäß Fig. 5 ist im Kraftweg zwischen der Kurbelwelle 16b und der Riemen­ scheibe 12b ein allgemein mit 64b bezeichnetes Planetenge­ triebe angeordnet. Das Planetengetriebe 64b weist einen mit der Kurbelwelle 16b durch den Schraubbolzen 14b drehfest ver­ bundenen Planetenradträger 66b auf. An einem nach radial außen abstehenden Umfangsflanschabschnitt 68b trägt der Planetenrad­ träger 66b eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt an­ geordneten Planetenrädern 70b jeweils drehbar auf sich par­ allel zur Drehachse A erstreckenden Bolzen 72b. Auf dem Plane­ tenradträger 66b ist über das Lager 20b die Riemenscheibe 12b drehbar gelagert. In diesem auf dem Lager 20b gelagerten Be­ reich bildet die Riemenscheibe 12b ein Sonnenrad 74b, das mit den Planetenrädern 70b in Kämmeingriff steht. An einem um die Drehachse A nicht drehbaren Bauteil 76b, z. B. einem Gehäuse der Brennkraftmaschine oder dergleichen, ist ein Hohlrad 78b fest angeordnet, so daß es in Kämmeingriff mit den Planetenrä­ dern 70b steht. An einer Außenumfangsfläche 79b des Hohlrads 78b ist über ein Lager 80b die Schwungmasse 22b drehbar gela­ gert. Die Schwungmasse 22b ist wiederum über die Kopplungs­ elemente 30b an die Riemenscheibe 12b in Abhängigkeit von der Drehzahl ankoppelbar bzw. von dieser abkoppelbar, wie mit Be­ zug auf die vorangehenden Ausführungsformen beschrieben. Die Masse der Kopplungselemente 30b wird dabei an die erhöhte Drehzahl angepaßt, um wieder das An- bzw. Abkoppeln bei der gewünschten Drehzahl zu erhalten.

Durch das Planetengetriebe 64b wird die Drehzahl der Riemen­ scheibe 12b ebenso wie die Drehzahl der mit dieser koppelbaren Schwungmasse 22b ins Hohe übersetzt. D.h. durch diese Anord­ nung wird die Massenträgheit der Drehschwingungsdämpfungsvor­ richtung 10b erhöht, so daß auch eine veränderte Dämpfungs­ charakteristik vorliegt. Es kann also beispielsweise durch Gleichbehalten der Masse der Schwungmasse 22b im Vergleich zur Schwungmasse der vorangehenden Ausführungsformen eine höhere Dämpfungsträgheit vorgesehen werden; bei verringerter Masse der Schwungmasse 22b kann bei gleichbleibender Dämpfungscha­ rakteristik wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungs­ formen neben der Masse auch der durch die Schwungmasse 22b beanspruchte Bauraum verringert werden. Dies führt neben der Gewichtsersparnis auch zu einer Kostenverringerung einer der­ artigen Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung. Die Ausbildung des Planetengetriebes 64b führt zu einer größtmöglichen Dreh­ zahlübersetzung.

Da auch die Drehzahl der Riemenscheibe 12b durch das Planeten­ getriebe 64b ins Hohe übersetzt wird, können die durch die Riemenscheibe 12b angetriebenen Nebenaggregate mit erhöhter Drehzahl angetrieben werden. Die Zu- und Abschaltbarkeit der Schwungmasse 22b bzw. die Funktionsweise zum Ankoppeln bzw. Abkoppeln vermittels der Kopplungselemente 30b sind identisch zu den vorangehend mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 beschriebe­ nen, so daß auch diesbezüglich bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 5 die gleichen Vorteile erhalten werden.

In Fig. 6 ist eine weitere alternative Ausgestaltung der er­ findungsgemäßen Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung darge­ stellt. Komponenten, welche den in vorangehend dargestellten Ausführungsformen entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugs­ zeichen unter Hinzufügung des Anhangs "c" bezeichnet.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Drehschwingungsdämpfungsvor­ richtung 10c ist in dem Kraftübertragungsweg zwischen der Kur­ belwelle 16 und der Riemenscheibe 12 ein Torsionsschwingungs­ dämpfer 82c eingeschaltet. Der Torsionsschwingungsdämpfer 82c weist ein aus einem ersten Deckblech 84c und einem zweiten Deckblech 86c, welche radial außen durch Bolzen 88c mitein­ ander fest verbunden sind, gebildetes Eingangsteil 90c auf. Radial innen sind das erste Deckblech 84c und das zweite Deck­ blech 86c mit einem Lagerring 92c zur gemeinsamen Drehung mit diesem um die Drehachse A verbunden. Der Lagerring 92c ist über ein Lager 94c auf einem mit der Kurbelwelle 16c durch einen Bolzen 14c fest verbundenen Ring 96c drehbar gelagert. An einem radial äußeren Bereich ist das erste Deckblech 84c durch Bolzen 98c mit einem Kopplungsring 100c fest verbunden. Der Kopplungsring 100c weist einen zylinderflächenartig ausge­ bildeten Kopplungsbereich 102c auf und bildet ein erstes Dämp­ fermassenteil.

Mit der Kurbelwelle 16c ist durch den Schraubbolzen 14c ferner ein Scheibenteil 104c drehfest verbunden. An dem Scheibenteil 104c sind in einem radial äußeren Bereich wiederum Kopplungs­ elemente 30c' angeordnet. Insbesondere ist die Verbindung der­ art, daß die Kopplungselemente 30c', deren Aufbau wiederum den mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 beschriebenen Kopplungselemen­ ten entspricht, mit dem Scheibenteil 104c derart verbunden, daß sie an diesem radial verlagerbar sind, in Umfangsrichtung jedoch mit diesen drehfest gekoppelt sind. Eine derartige Ver­ bindung kann beispielsweise durch eine Schwalbenschwanzführung mit einem sich radial erstreckenden Schwalbenschwanz-Führungs­ vorsprung an dem Scheibenteil 104c oder den Kopplungselementen 30c' und einer dementsprechenden Schwalbenschwanzführungsver­ tiefung aus jeweils anderen Bauteil gebildet sein. Die Kopp­ lungselemente 30c' weisen wiederum einen Kopplungsbereich 48c' auf, der unter Vorspannung der Spannringe 38c' mit den zuge­ ordneten Zugfedern gegen den Kopplungsbereich 102c an dem Kopplungsring 100c gepreßt ist. Es kann an den Kopplungsele­ menten 30c' und/oder dem Kopplungsring 100c wiederum ein Reib­ belag 50c vorgesehen sein, der eine erhöhte Reibungskraft zwi­ schen diesen Bauteilen vorsieht. Auch hier ist wieder eine durch entsprechende Vorsprünge und Ausnehmungen in den Kopp­ lungselementen 30c' bzw. dem Kopplungsring 100c gebildete, in Umfangsrichtung formschlüssige Kopplung möglich.

Der Torsionsschwingungsdämpfer 82c weist ferner ein zwischen dem ersten Deckblech 84c und dem zweiten Deckblech 86c ange­ ordnetes Ausgangsteil 106c auf, das radial innen über ein La­ ger 108c auf dem Lagerring 92c drehbar geführt ist und das radial außen durch Bolzen 110c mit einem zweiten Dämpfermas­ senteil 112c fest verbunden ist. In einem radial äußeren Be­ reich des zweiten Dämpfermassenteils 112c sind wieder Kopp­ lungselemente 30c'' in radialer Richtung verlagerbar geführt, sind jedoch mit dem zweiten Dämpfermassenteil 112c zur Drehung um die Achse A verbunden. Diese Art der radialen Führung ent­ spricht der mit Bezug auf die Fig. 1 beschriebenen Führung der Kopplungselemente 30 an der Riemenscheibe 12.

Die Kopplungselemente 30c'' sind an dem zweiten Dämpfermassen­ teil 112c wiederum durch Spannringe 38c'' und Zugfedern nach radial einwärts vorgespannt, so daß sie wiederum mit ihrem Kopplungsbereich 48c'' unter Zwischenlagerung von Reibbelägen 114c zur Anlage an einem entsprechenden Kopplungsbereich 116c der Riemenscheibe 12c gebracht werden. Auch hier ist, neben der reibschlüssigen Verbindung, wieder eine durch Vorsprünge und Ausnehmungen an den jeweiligen Kopplungsbereichen 116c bzw. 48c'' gebildete formschlüssige Kopplung möglich.

Die Riemenscheibe 12c ist durch ein Lager 118c auf dem Kopp­ lungsring 100c, d. h. dem ersten Dämpfermassenteil, drehbar ge­ lagert. Die Riemenscheibe 12c weist einen zweiten Kopplungs­ bereich 120c auf, an dem, wie nachfolgend beschrieben, ein Kopplungsbereich 122c der an dem Scheibenteil 104c radial ver­ lagerbaren Kopplungselemente 30c' unter Zwischenlagerung von Reibbelägen 124c angreifen kann.

Der Torsionsschwingungsdämpfer 82c weist ferner eine Mehrzahl von um die Drehachse A herum in Umfangsrichtung angeordneten Schraubendruckfedern 126c auf, die in an sich bekannter Weise in jeweiligen Federfenstern im ersten Deckblech 84c, im zwei­ ten Deckblech 86c und dem Ausgangsteil 106c angeordnet sind und, nach Art eines Zweimassenschwungrads, eine Torsions­ schwingungsdämpfungsfunktion zwischen dem Eingangsteil 90c und dem Ausgangsteil 106c, d. h. zwischen dem ersten Dämpfermassen­ teil 100c und dem zweiten Dämpfermassenteil 112c, vorsehen.

Um eine zusätzliche Dämpfungswirkung vorzusehen, wirkt zwi­ schen dem Ausgangsteil 106c und dem zweiten Deckblech 86c des Eingangsteils 90c eine Reibeinrichtung 128c. Der Aufbau der­ artiger Reibeinrichtungen ist im Stand der Technik bekannt, so daß auf eine detaillierte Beschreibung hier verzichtet wird.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausgestaltungsform der Dreh­ schwingungsdämpfungsvorrichtung 10c bildet also der Torsions­ schwingungsdämpfer 82c mit all seinen Komponenten und insbe­ sondere mit dem ersten Dämpfermassenteil 100c und dem zweiten Dämpfermassenteil 112c die Schwungmasse 22c, die in der nach­ folgend beschriebenen Art und Weise drehzahlabhängig zu- und abschaltbar ist.

Wird die Drehzahl der Kurbelwelle 16c erhöht, so daß sie einen vorbestimmten Drehzahlbereich erreicht, so werden sowohl die mit dem Scheibenteil 104c verbundenen Kopplungselemente 30c' als auch die mit dem zweiten Dämpfermassenteil 112c verbunde­ nen Kopplungselemente 30c'' aufgrund der Fliehkraftwirkung ge­ gen die Vorspannwirkung der Zugfedern nach radial außen ge­ drängt. Reicht die Zugkraft der Zugfedern nicht mehr aus, so wird einerseits der Kopplungseingriff zwischen den am Schei­ benteil 104c angeordneten Kopplungselementen 30c' und dem Kopp­ lungsring 100c gelöst, und gleichzeitig wird der Kopplungsein­ griff zwischen den am zweiten Dämpfermassenteil 112c angeord­ neten Kopplungselementen 30c'' und der Riemenscheibe 12c ge­ löst. D.h. in einem derartigen Zustand ist die Schwungmasse 22c nicht länger mit der Kurbelwelle 16c zur gemeinsamen Dre­ hung gekoppelt, sondern ist über das Lager 94c bezüglich der Kurbelwelle 16c frei drehbar.

Ferner werden die mit dem Scheibenteil 104c verbundenen Kopp­ lungselemente 30c' aufgrund der Fliehkraft derart nach außen gezogen, daß sie mit ihrem Kopplungsbereich 122c am Kopplungs­ bereich 120c der Riemenscheibe 12c zur Anlage kommen und somit eine drehfeste Kopplung zwischen der Riemenscheibe 12c und der Kurbelwelle 16c herstellen.

Um zu verhindern, daß dabei ein Zustand auftritt, in dem die Riemenscheibe 12c weder über den Torsionsschwingungsdämpfer 82c noch über das Scheibenteil 104c an die Kurbelwelle 16c angekoppelt ist, ist es beispielsweise möglich, den radialen Abstand zwischen dem Kopplungsbereich 120c und den dort an­ geordneten Reibbelägen 124c und dem Kopplungsbereich 122c an den Kopplungselementen 30c' sehr gering zu halten.

Ferner ist es möglich, durch einen Drehzahlsensor 130c die Drehzahl der Kurbelwelle 16c zu erfassen und dies in einer nachfolgend beschriebenen Art und Weise zur gesteuerten Bewe­ gung der Kopplungselemente 30c' und 30c'' zu verwenden. Zu die­ sem Zweck ist an dem nicht drehbaren Bauteil 76c ein Träger 132c angeordnet, an welchem jeweils Schaltvorrichtungen 134c für die am zweiten Dämpfermassenteil 112c angeordneten Kopp­ lungselemente 30c'' angeordnet sind, sowie Schaltvorrichtungen 136c angeordnet sind, die mit den am Scheibenteil 104c ange­ ordneten Kopplungselementen 30c' zusammenwirken. Die Schalt­ vorrichtungen 136c, 134c können beispielsweise durch Elektro­ magneten gebildet sein, die bei Erregung über elektromagne­ tische Wechselwirkung mit an den Kopplungselementen 30c' und 30c'' angeordneten Permanentmagneten zusammenwirken und somit eine auf die Kopplungselemente 30c' und 30c'' einwirkende, nach radial außen gerichtete Schaltkraft erzeugen. Es können in Um­ fangsrichtung mehrere derartige Schaltvorrichtungen 134c und 136c aufeinanderfolgend angeordnet sein. Die von dem Drehzahl­ sensor 130c erfaßte Drehzahl wird dann über eine Signalleitung 138c zu einer Steuervorrichtung 140c geleitet, und die Steuer­ vorrichtung gibt in Abhängigkeit von der erfaßten Drehzahl ei­ nen Schaltstrom über eine Signalleitung 142c jeweils zu den Schaltvorrichtungen 134c und 136c aus. D.h. wird durch den Drehzahlsensor 130 erfaßt, daß die Kurbelwelle in einen vor­ bestimmten hohen Drehzahlbereich eintritt, so werden die Schaltvorrichtungen 134c und 136c erregt, so daß sie die je­ weiligen Kopplungselemente 30c' und 30c'' nach radial auswärts ziehen. Es wird dann, wie bereits vorangehend beschrieben, die Schwungmasse 22c drehantriebsmäßig abgekoppelt und gleichzei­ tig die Riemenscheibe 12c über das Scheibenteil 104c an die Kurbelwelle 16c angekoppelt.

Es kann durch dieses gesteuerte Bewegen der Kopplungselemente 30c vermieden werden, daß ein Zustand auftritt, in dem auf­ grund der dann herrschenden Fliehkraftwirkung auf die Kopp­ lungselemente 30c' weder der Kopplungsring 100c noch die Rie­ menscheibe 12c an das Ringteil 104c angekoppelt ist und somit der Antrieb der Nebenaggregate nicht mehr möglich wäre. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es vorteilhaft, wenn durch die Steuervorrichtung 104c eine Schalthysterese vorgesehen ist, so daß ein zu häufiges An- und Abkoppeln bei Drehzahl­ schwankungen um den Bereich der vorbestimmten Drehzahl herum vermieden werden kann.

Bei dieser Ausgestaltung können die Zugfedern hinsichtlich ihrer Federkonstante derart ausgewählt werden, daß die im Be­ trieb auftretenden Fliehkräfte nicht dazu ausreichen, die Kopplungselemente 30c' und 30c'' jeweils aus ihrem Kopplungs­ eingriff herauszubewegen. Der tatsächliche Entkopplungsvorgang wird dann lediglich durch die Erregung der Schaltvorrichtungen 134c und 136c erzeugt. Ferner ist es möglich, die Federn hin­ sichtlich ihrer Federkonstante derart auszubilden, daß sie zu­ mindest bis zu einem Drehzahlbereich geringfügig oberhalb der vorbestimmten Drehzahl eine Entkopplung verhindern und daß die Schaltvorrichtungen 134c, 136c zusätzlich zu der herrschenden Fliehkraft nur noch einen geringen Schaltkraftbeitrag liefern müssen. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann der zum Schal­ ten erforderliche Strom relativ gering gehalten werden, so daß eine elektrische Überlastung der Schaltvorrichtungen 134c, 136c vermieden wird und ein geringerer Energieverbrauch vor­ handen ist.

Für ein derart gesteuertes Bewegen der Kopplungselemente 30c' und 30c'' ist auch eine Anordnung möglich, bei der anstelle oder zusätzlich zur Drehzahlerfassung ein Wegaufnehmer bei den Kopplungselementen 30c' und/oder 30c'' vorgesehen ist, die so­ wohl zur Kopplung der Kopplungsscheibe 100c als auch zur Kopp­ lung der Riemenscheibe 12c an die Kurbelwelle 16c dienen. Wird erfaßt, daß aufgrund der Fliehkrafteinwirkung diese Kopplungs­ elemente 30c sich nach radial auswärts bewegen und somit den Kopplungseingriff zwischen dem Ringteil 104c und der Kopp­ lungsscheibe 100c lösen, so wird dann durch die Steuervorrich­ tung 140c ein Erregungsstrom ausgegeben, so daß sofort ein ge­ steuertes Bewegen der Kopplungselemente nach radial auswärts auftritt, um auch somit den Zustand in dem ein Antrieb der Riemenscheibe 12c nicht möglich ist, zu vermeiden.

Hinsichtlich der drehzahlabhängigen Zu- und Abschaltbarkeit der Schwungmasse 22c ergeben sich auch bei dieser Ausgestal­ tungsform die gleichen Vorteile, wie sie mit Bezug auf die vorangehenden Ausführungsformen beschrieben worden sind.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemä­ ßen Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung dargestellt. Bauteile, welchen in den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen be­ schriebenen Bauteilen entsprechen, sind mit dem gleichen Be­ zugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "d" bezeichnet.

Bei der Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung 10d der Fig. 7 ist die Schwungmasse 22d unmittelbar auf der Kurbelwelle 16d über das Lager 20d drehbar gelagert. Die Kopplungselemente 30d sind wiederum mit Führungsabschnitten 32d in radial gerichteten Ausnehmungen 34d in der Kurbelwelle 16d in radialer Richtung bewegbar geführt. Die Ausnehmungen 34d können wieder durch Bohrungen, Prägungen oder dergleichen gebildet sein, welche einen in Umfangsrichtung drehfesten Anschluß der Kopplungs­ elemente 30d an die Kurbelwelle 16d vorsehen.

Die Kopplungselemente 30d sind in Umfangsrichtung wieder durch die Spannringe 38d und die Zugfedern nach radial einwärts vor­ gespannt, so daß sie mit ihren Kopplungsbereichen 48d an dem Kopplungsbereich 24d der Schwungmasse 22d anliegen. Die Kopp­ lungsbereiche 48d, 24d bilden wiederum Reibflächen, wobei an wenigstens einer der Reibflächen wiederum Reibbeläge 50d vor­ gesehen sein können, um den reibungsschlüssigen Eingriff zwi­ schen den Kopplungselementen 30d und der Schwungmasse 22d zu verstärken.

Die Schwungmasse 22d besteht aus zwei Schwungmassenteilen 150d, 152d, die zur Montage, d. h. zum Einsetzen der Kopplungs­ elemente 30d, voneinander getrennt werden können und dann durch in den Figuren nicht dargestellte Schraubbolzen oder dergleichen miteinander verbunden werden können.

Bei dieser Ausgestaltungsform kann also die Schwungmasse 22d an irgendeinem Bereich der Kurbelwelle 16d angeordnet werden, d. h. kann beispielsweise auch in einem Zwischenbereich der Kurbelwelle 16d angeordnet werden, der innerhalb eines Kurbel­ gehäuses liegt. Die Kurbelwelle 16d ist dann an ihren jeweili­ gen Endbereichen zur Anbringung anderer Baugruppen frei.

Wie in Fig. 8 zu erkennen ist, weisen die Kopplungselemente 30d an ihrem Kopplungsbereich 48d eine Mehrzahl von in radia­ ler Richtung vorspringenden Abschnitten 154d auf, die bei Vor­ liegen des Kopplungszustands in entsprechende Ausnehmungen 156d am Kopplungsbereich 24d der Schwungmasse 22d eingreifen. D. h. neben oder alternativ zu der reibschlüssigen Verbindung ist hier eine in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige An­ kopplung vorgesehen. Dies ist insbesondere bei der Ausgestal­ tung der Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung 10d gemäß Fig. 7 vorteilhaft, da bei Anordnung der Schwungmasse 22d innerhalb des Kurbelgehäuses und der dort vorliegenden Schmierung der Kurbelwelle 16d auch die Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung 10d in Kontakt mit Schmiermittel kommt und somit ein nur durch Reibungskraftschluß erzeugter Kopplungszustand insbesondere bei spontanen Drehzahlschwankungen ungenügend sein kann. Es ist selbstverständlich, daß zur Ausgestaltung des formschlüs­ sigen Kopplungszustands verschiedenste Oberflächenausgestal­ tungen, wie Verzahnungen, Nocken oder dergleichen, verwendet werden können.

Wie man in Fig. 8 erkennt, sind die Kopplungselemente 30d je­ weils derart ausgebildet, daß sie sich nahezu halbkreisförmig um die Kurbelwelle 16d herum erstrecken und sich in ihren End­ bereichen zur Kopplung durch die Zugfedern gegenüberliegen. Ein vorteilhafter Erstreckungsbereich der Kopplungselemente 30d liegt beispielsweise bei 170°.

Auch mit der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Drehschwin­ gungsdämpfungsvorrichtung 10d läßt sich die mit Bezug auf die vorangehenden Ausführungsformen beschriebene drehzahlabhängige Dämpfungscharakteristik erhalten.

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine weitere Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung, wobei Kom­ ponenten, welche in den vorangehenden Ausführungsformen be­ schriebenen Komponenten entsprechen, mit den gleichen Bezugs­ zeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "e" bezeichnet sind. Insbesondere entspricht die Ausführungsform der Fig. 9 und 10 im wesentlichen der Ausführungsform der Fig. 7 und 8, so daß nachfolgend hauptsächlich auf die Unterschiede eingegangen wird.

Die Schwungmasse 22e umfaßt ein ringartig ausgebildetes erstes Schwungmassenteil 158e, welches, wie vorangehend beschrieben, über die Kopplungselemente 30e drehzahlabhängig an die Kurbel­ welle 16e ankoppelbar ist. In einem radial äußeren Bereich des ersten Schwungmassenteils 158e sind, wie in der Darstellung der Fig. 10 zu erkennen, vier zweite Schwungmassenteile 162e in Umfangsrichtung mit gleichem Winkelabstand zueinander an­ geordnet. Jedes der zweiten Schwungmassenteile 162e umfaßt ein erstes Scheibenteil 164e und ein zweites Scheibenteil 160e. Das zweite Scheibenteil 160e weist einen zentral vorspringen­ den Ansatz 166e auf, in welchen zur Verbindung desselben mit dem ersten Scheibenteil 164e ein Schraubbolzen 168e einge­ schraubt ist.

Der Ansatz 166e durchsetzt eine zur Drehachse A parallele Durchgangsöffnung 170e im ersten Schwungmassenteil 158e. Wie in den Fig. 9 und 10 erkennbar, ist der Außendurchmesser des Ansatzes 166e kleiner als der Innendurchmesser der Durchgangs­ öffnung 170e im ersten Schwungmassenteil 158e. D. h., jedes der zweiten Schwungmassenteile 162e ist in der zugeordneten Durchgangsöffnung 170e in einem bestimmten Ausmaß bezüglich des ersten Schwungmassenteils 158e frei bewegbar. Dreht sich nun die Kurbelwelle 16e um die Drehachse A, so wird in dem niederen Drehzahlbereich auch die Schwungmasse 22e mit ihrem ersten Schwungmassenteil 158e und den vier zweiten Schwungmas­ senteilen 162e mitgenommen. Treten in diesem Drehzahlbereich dann Drehschwingungen auf, so können diese zu einer Bewegungs­ anregung von jedem der zweiten Schwungmassenteile 162e in der zugeordneten Durchgangsöffnung 170e führen. Beispielsweise ist es möglich, daß die zweiten Schwungmassenteile 162e an der In­ nenumfangsfläche der Durchgangsöffnungen 170e eine Abrollbewe­ gung in einem bestimmten Winkelausmaß oder um die gesamte In­ nenumfangsoberfläche herum durchführen. D. h. die zweiten Schwungmassenteile 162e nehmen bei dieser Schwingungsbewegung Schwingungsenergie von der Kurbelwelle 16e auf, so daß an der Kurbelwelle 116e vorhandene Schwingungen gedämpft werden. Durch die geeignete Auswahl jeweils der Massen der zweiten Schwungmassenteile 162e sowie des Ausmaßes von deren Beweg­ barkeit bezüglich des ersten Schwungmassenteils 158e läßt sich somit das Schwingungsdämpfungsverhalten wieder an spezielle Einsatzzwecke anpassen.

Durch die geeignete Auswahl der zweiten Schwungmassenteile 162e kann ferner erreicht werden, daß nicht nur ein Ansprechen auf eine bestimmte Drehzahl erhalten wird, sondern daß ferner verschiedene Schwingungsanregungsordnungen durch die Brenn­ kraftmaschine berücksichtigt und gedämpft werden können.

Hinsichtlich der durch die drehzahlabhängige Zu- und Abkoppel­ barkeit und der sich damit ergebenden Vorteile zur Drehschwin­ gungsdämpfung bzw. Erhöhung des Leistungsvermögens der Brenn­ kraftmaschine, wird auf die vorangehenden Ausführungsformen verwiesen.

Die erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung ist vorangehend derart beschrieben worden, daß bei aktiver Zu- oder Abschaltung der Kopplungselemente durch entsprechende Betätigungsmittel zum Auslösen des Zu- oder Abschaltens ein Bewegungszustand der Kopplungselemente oder die Drehzahl, bei­ spielsweise der Maschine, herangezogen wird. Es wird darauf hingewiesen, daß es ebenso möglich ist, eine Vielzahl anderer Betriebszustände zum Auslösen des Zu- bzw. Abschaltens her­ anzuziehen. Beispielsweise kann aus der durch die Drehzahler­ fassungsmittel erfaßten Drehzahl durch Differenzieren eine Drehbeschleunigung erhalten werden, die ebenso zum Definieren eines Betriebszustands herangezogen werden kann, in welchem die Schwungmassenanordnung abzukoppeln ist. Ferner ist es möglich, eine Maschinenkühlmitteltemperatur heranzuziehen, d. h., bei Erreichen einer bestimmten Temperatur die Schwung­ massenanordnung abzuschalten. Darüber hinaus kann die Absicht des Fahrzeugsfahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen, erfaßt werden, beispielsweise durch Erfassen eines Drosselöffnungs­ grads und der Änderung des Drosselöffnungsgrads oder durch Erfassen des Betätigungsausmaßes eines Gaspedals oder derglei­ chen. Eine derartige Absicht kann dann dazu herangezogen wer­ den, einen Betriebszustand zu definieren, in dem die Schwung­ massenanordnung abzukoppeln ist, um ein möglichst starkes Be­ schleunigen zu ermöglichen. Verläßt der Betriebszustand dann einen vorbestimmten Bereich, d. h. überschreitet der Betriebs­ zustand den vorbestimmten Betriebszustand in entgegengesetzter Richtung, dann wird die Schwungmassenanordnung wieder angekop­ pelt. Um ein zu häufiges Zu- und Abschalten zu vermeiden, kann hier eine Schalthysterese vorgesehen sein.

Für den Fachmann ist es selbstverständlich, daß verschiedene Ausgestaltungsformen der erfindungsgemäßen Drehschwingungs­ dämpfungsvorrichtung miteinander kombiniert werden können. So ist es beispielsweise möglich, sowohl im Bereich der Riemen­ scheibe eine zusätzliche Dämpfungsmasse vorzusehen, als auch in einem sonstigen Bereich der Kurbelwelle eine zu- oder ab­ schaltbare Dämpfungsmasse vorzusehen, wie mit Bezug auf die Fig. 7 bis 10 beschrieben. Ferner ist es möglich, jede oder eine Kombination derartiger Drehschwingungsdämpfungsvorrich­ tungen mit einer zusätzlichen Drehschwingungsdämpfungsvorrich­ tung zu kombinieren, die an dem Ende der Kurbelwelle angeord­ net ist, an dem diese mit dem Antriebsstrang verbunden ist oder die in einem anderen Bereich des Antriebsstrangs angeord­ net ist. Darüber hinaus ist es möglich, bei jeder der darge­ stellten Ausführungsformen die gesteuerte Schaltbarkeit bzw. Bewegbarkeit der Kopplungselemente vorzusehen, um, unabhängig von der durch Fliehkraft ausgelösten Abkopplung immer einen definierten Abkoppelvorgang vorsehen zu können; auch kann die Aufteilung der Schwungmasse in mehrere Teile, die durch jewei­ lige elastisch verformbare Dämpfungsringe miteinander gekop­ pelt sind, bei allen verschiedenen Ausgestaltungen vorgesehen werden. Soll mit der erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämp­ fungsvorrichtung neben einem bestimmten Dämpfungsverhalten auch eine Übersetzung der Riemenscheibe und der Schwungmasse ins Hohe erreicht werden, so ist es ferner möglich, die Aus­ führungsformen gemäß den Fig. 5 und 6 miteinander zu kom­ binieren, d. h. sowohl einen Torsionsschwingungsdämpfer als auch eine Übersetzung der Kurbelwellendrehzahl in Hohe zu erreichen.

Vorangehend ist die vorliegende Erfindung derart beschrieben worden, daß jeweils eine an den Antriebsstrang zu- bzw. von diesem abkoppelbare Schwungmasse vorgesehen ist. Es ist jedoch auch möglich, mehrere derartige Schwungmassen vorzusehen, die durch jeweilige Kopplungsmittel miteinander oder mit der Kur­ belwelle gekoppelt sind. Durch entsprechende Abstimmung des Auslösemoments der verschiedenen Kopplungsmittel aufeinander läßt sich dann ein gestaffeltes Abschalten der verschiedenen Schwungmassen erreichen, so daß ein bezüglich einer Drehzahl­ veränderung schrittweiser Übergang zwischen einer maximalen und einer minimalen Dämpfungsmasse erzeugt wird.

Claims (35)

1. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung zum Dämpfen von Dreh­ schwingung in einem Antriebsstrang, über welchen das Ausgangsdrehmoment einer Brennkraftmaschine auf Antriebs­ räder eines Kraftfahrzeugs übertragen wird, umfassend wenigstens eine mit einer Kurbelwelle (16) der Brenn­ kraftmaschine zur Drehung um eine Drehachse (A) gekop­ pelte Schwungmassenanordnung (22), welche mit der Kurbel­ welle (16) im Bereich eines freien Endes der Kurbelwelle (16) gekoppelt ist, an dem die Kurbelwelle (16) nicht mit dem Antriebsstrang verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Schwung­ massenanordnung (22) bei Erreichen eines vorbestimmten Betriebszustands von der Kurbelwelle (16) drehantriebs­ mäßig entkoppelbar ist.

2. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Betriebszu­ stand umfaßt:

• - ein vorbestimmtes Drehzahlniveau und/oder
• - einen vorbestimmten Relativdrehzustand zwischen ei­ ner ersten und einer zweiten Dämpfermassenanordnung (100c, 112c) eines Torsionsschwingungsdämpfers (82c) und/oder
• - einen vorbestimmten Drehzahländerungszustand und/oder
• - eine vorbestimmte Maschinenkühlmitteltemperatur, und/oder
• - einen vorbestimmten Drosselöffnungs-Änderungsraten­ betrag.

3. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Schwungmassenanordnung (22) durch zwischen einer Kopp­ lungsstellung und einer Entkopplungsstellung verstellbare Kopplungsmittel (30) mit der Kurbelwelle (16) koppelbar bzw. gekoppelt ist, welche Kopplungsmittel (30) in Ab­ hängigkeit vom Betriebszustand, vorzugsweise der Dreh­ zahl, zwischen der Kopplungsstellung und ihrer Entkopp­ lungsstellung verstellbar sind.

4. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kopplungsmittel (30) wenig­ stens ein bezüglich der Drehachse (A) radial verlager­ bares Kopplungselement (30) umfassen, welches in seine Kopplungsstellung vorgespannt ist.

5. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4, ge­ kennzeichnet durch eine mit Kurbelwelle (16) im Bereich von deren freiem Ende drehfest verbundene Riemenscheibe (12) zum Antreiben von Nebenaggregaten oder dergleichen, und dadurch, daß das wenigstens eine Kopplungselement (30) an der Riemenscheibe (12) radial bewegbar geführt und mit dieser zur Drehung um die Drehachse (A) drehfest verbunden ist und einen mit der wenigstens einen Schwung­ massenanordnung (22) in Kopplungseingriff bringbaren Kopp­ lungsbereich (48) umfaßt.

6. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wenig­ stens eine Schwungmassenanordnung (22a) ein erstes mit der Kurbelwelle (16a) koppelbares oder gekoppeltes Schwungmassenteil (56a) umfaßt sowie ein zweites Schwung­ massenteil (58a) umfaßt, welches unter Zwischenanordnung von Schwingungsdämpfungsmitteln (60a, 62a) mit dem ersten Schwungmassenteil (56a) verbunden ist.

7. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schwingungsdämpfungsmittel (60a, 62a) ein elastisch verformbares Dämpfungsmaterial, vorzugsweise wenigstens einen Kunststoffdämpfungsring (60a, 62a), umfassen.

8. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraft­ übertragungsweg zwischen der Kurbelwelle (16b) und der Riemenscheibe (12b) und/oder der wenigstens einen Schwungmassenanordnung (22b) ein Drehzahlübersetzungs­ getriebe (64b) zum Übersetzen der Drehzahl der wenigstens einen Schwungmassenanordnung (22a) bezüglich der Kurbel­ welle (16a) angeordnet ist.

9. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Drehzahlübersetzungsgetrie­ be (64b) ein Planetengetriebe (64b) umfaßt.

10. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 5 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenge­ triebe (64b) umfaßt:

• - einen mit der Kurbelwelle (16b) drehfest verbundenen Planetenradträger (66b), an welchem wenigstens ein Planetenrad (70b) um eine zur Drehachse (A) im we­ sentlichen parallele Achse drehbar getragen ist,
• - ein um die Drehachse (A) nicht drehbares, mit dem wenigstens einen Planetenrad (70b) radial außen käm­ mendes Hohlrad (78b),
• - ein mit der Riemenscheibe (12b) drehfest verbundenes und mit dem wenigstens einen Planetenrad (70b) ra­ dial innen kämmendes Sonnenrad (74b).

11. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (74b) auf der Kurbelwelle (16b) oder einer mit dieser verbundenen Kom­ ponente (66b) drehbar gelagert ist.

12. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Schwungmassenanordnung (22b) auf einer radial äußeren Um­ fangsfläche (79b) des Hohlrads (78b) drehbar gelagert ist.

13. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen zwischen der Riemenscheibe (12c) und der Kurbelwelle (16c) angeord­ neten Torsionsschwingungsdämpfer (82c) mit einer mit der Kurbelwelle (16c) zur Drehung um die Drehachse (A) gekop­ pelten ersten Dämpfermassenanordnung (100c) und einer zweiten Dämpfermassenanordnung (112c), die mit der ersten Dämpfermassenanordnung (100c) zur gemeinsamen Drehung mit der ersten Dämpfermassenanordnung (100c) um die Drehachse (A) und zur Relativdrehung bezüglich der ersten Dämpfer­ massenanordnung (100c) über eine Federvorrichtung (126c) verbunden ist, wobei die zweite Dämpfermassenanordnung (112c) mit der Riemenscheibe (12c) zur gemeinsamen Dre­ hung um die Drehachse (A) gekoppelt ist.

14. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die erste Dämpfermassenanord­ nung (100c) und die zweite Dämpfermassenanordnung (112c) zusammen im wesentlichen die wenigstens eine Schwungmas­ senanordnung (22c) bilden.

15. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Dämpfermassen­ anordnung (100c) über erste Kopplungsmittel (30c') mit der Kurbelwelle (16c) gekoppelt ist und daß die zweite Dämpfermassenanordnung (112c) über zweite Kopplungsmittel (30c'') mit der Riemenscheibe (12c) gekoppelt ist, wobei die ersten und die zweiten Kopplungsmittel (30c', 30c'') jeweils bei überschreiten des vorbestimmten Drehzahlni­ veaus ihre Kopplungsverbindung zwischen der Kurbelwelle (16c) und der ersten Dämpfermassenanordnung (100c) bzw. der zweiten Dämpfermassenanordnung (112c) und der Riemen­ scheibe (12c) lösen, und daß ferner dritte Kopplungsmit­ tel (30c'') vorgesehen sind, welche dann, wenn die ersten und die zweiten Kopplungsmittel (30c', 30c'') ihre Kopp­ lungsverbindung lösen, eine feste Kopplungsverbindung zwischen der Kurbelwelle (16c) und der Riemenscheibe (12c) herstellen.

16. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 15, da­ durch gekennzeichnet, daß die ersten Kopplungsmittel (30c') einen ersten Satz von Kopplungselementen (30c') mit wenigstens einem an der Kurbelwelle (16c) oder einer mit dieser drehfest verbundenen Komponente (104c) radial verlagerbar geführten Kopplungselement (30c') umfassen, und daß die zweiten Kopplungsmittel (30c'') einen zweiten Satz von Kopplungselementen (30c'') mit wenigstens einem an der zweiten Dämpfermassenanordnung (112c) radial ver­ lagerbar geführten Kopplungselement (30c'') umfassen.

17. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 16, da­ durch gekennzeichnet, daß jedes Kopplungselement (30c', 30c'') des ersten Satzes und des zweiten Satzes von Kopp­ lungselementen einen in der Kopplungsstellung desselben mit der ersten Dämpfermassenanordnung (100c) bzw. der Riemenscheibe (12c) in Kopplungseingriff stehenden Kopp­ lungsbereich (48c', 48c'') umfaßt.

18. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei­ ten Kopplungsmittel (30c'') ferner die dritten Kopplungs­ mittel (30c'') bilden.

19. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 18, da­ durch gekennzeichnet, daß die zweiten Kopplungsmittel (30c'') einen in ihrer von der ersten Dämpfermassenanord­ nung (100c) entkoppelten Entkopplungsstellung mit der Riemenscheibe (12c) in Kopplungseingriff stehenden oder bringbaren Riemenscheiben-Kopplungsbereich (122c) umfas­ sen.

20. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 5 oder 17 oder 19 und gewünschtenfalls einem weiteren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kopplungsbereich (48, 122c) jedes Kopp­ lungselements (30) einen Reibflächenbereich umfaßt, wel­ cher in der Kopplungsstellung an einem komplementären Reibflächenbereich (24; 122c) an der Schwungmassenanord­ nung (22), dem ersten Dämpfermassenteil (100c) oder der Riemenscheibe (12) angreift.

21. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 5 oder 17 oder 19 und gewünschtenfalls einem weiteren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kopplungsbereich einen Kopplungsvor­ sprungsbereich oder Kopplungsausnehmungsbereich umfaßt, welcher in der Kopplungsstellung mit einem komplementären Gegenkopplungsausnehmungsbereich bzw. Gegenkopplungsvor­ sprungsbereich an der wenigstens einen Schwungmassenan­ ordnung der wenigstens einen Schwungmassenanordnung oder der Riemenscheibe in Umfangsrichtung formschlüssig inein­ andergreift.

22. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 4 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das wenig­ stens eine Kopplungselement (30) ein Fliehkraft-Gewichts­ element (30) umfaßt, welches in seine Kopplungsstellung nach radial einwärts vorgespannt ist.

23. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 4 bis 22, ferner umfassend Kopplungselement- Schaltmittel (134c, 136c) zum gesteuerten Bewegen des wenigstens einen Kopplungselements (30c) zwischen seiner Kopplungsstellung und seiner Entkopplungsstellung.

24. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 23, ferner umfassend Betriebszustandserfassungsmittel (130c) und Schaltmittel-Betätigungsmittel (140c) zum Betätigen der Kopplungselement-Schaltmittel (134c, 136c) in Abhän­ gigkeit von dem erfaßten Betriebszustand.

25. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 24, da­ durch gekennzeichnet, daß die Betriebszustandserfassungs­ mittel (130c) umfassen:

• - Drehzahlerfassungsmittel und/oder
• - Drehbeschleunigungserfassungsmittel und/oder
• - Kopplungselement-Bewegungserfassungsmittel zum Er­ fassen eines Bewegungszustands des wenigstens einen Kopplungselements und/oder
• - Relativdrehzustand-Erfassungsmittel zum Erfassen ei­ nes Relativdrehzustands zwischen der ersten und der zweiten Dämpfermassenanordnung (100c, 112c) und/oder
• - Maschinenkühlmittel -Temperaturerfassungsmittel und/oder
• - Drosselöffnungsänderungsraten-Erfassungsmittel

26. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 23, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungsele­ ment-Schaltmittel (134c, 136c) das wenigstens eine Kopp­ lungselement (30) durch elektrostatische oder elektroma­ gnetische Wechselwirkung oder dergleichen bewegen.

27. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 16 und einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Kopplungselement (30c') des er­ sten Satzes von Kopplungselementen (30c'') und das wenig­ stens eine Kopplungselement (30c'') des zweiten Satzes von Kopplungselementen (30c'') durch die Kopplungselement- Schaltmittel (134c, 136c) im wesentlichen gleichzeitig bewegbar sind.

28. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 19 und einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Kopplungselement (30c'') des zwei­ ten Satzes von Kopplungselementen (30c'') durch die Kopp­ lungselement-Schaltmittel (136c) zwischen einer die erste Dämpfermassenanordnung (100c) an die Kurbelwelle (16c) ankoppelnden Stellung und einer die Riemenscheibe (12c) an die Kurbelwelle (16c) ankoppelnden Stellung bewegbar ist.

29. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 4 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das wenig­ stens eine Kopplungselement (30) durch Federvorspannung in seine Kopplungsstellung vorgespannt ist.

30. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 4 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehr­ zahl von im Umfangsrichtung mit im wesentlichen gleich­ mäßigem Abstand zueinander angeordneten Kopplungselemen­ ten (30) vorgesehen ist.

31. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 30, ge­ kennzeichnet durch Zugfedermittel (42), welche jeweils an in Umfangsrichtung unmittelbar benachbarten Kopplungs­ elementen (30) näherungsweise in Umfangsrichtung angrei­ fen, um diese nach radial einwärts vorzuspannen.

32. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kopplungselement (30) ein Kopplungsringsegment (30) mit einer Umfangser­ streckung von höchstens 180°, vorzugsweise höchstens 170°, umfaßt.

33. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung zum Dämpfen von Dreh­ schwingungen in einem Antriebsstrang, über welchen das Ausgangsdrehmoment einer Brennkraftmaschine auf Antriebs­ rädern eines Kraftfahrzeugs übertragen wird, umfassend wenigstens eine mit einer Kurbelwelle (16d; 16e) der Brennkraftmaschine zur Drehung um eine Drehachse (A) gekoppelte Schwungmassenanordnung (22d; 22e), wobei die wenigstens eine Schwungmassenanordnung (22d; 22e) mit der Kurbelwelle in einem Bereich zwischen einem Ende dersel­ ben, das mit dem Antriebsstrang verbunden ist, und einem Ende derselben, das mit einer Riemenscheibe oder derglei­ chen verbunden oder verbindbar ist, gekoppelt ist, wobei die wenigstens eine Schwungmassenanordnung (22d; 22e) bei Erreichen eines vorbestimmten Betriebszustands von der Kurbelwelle (16d; 16e) drehantriebsmäßig entkoppelbar ist, gewünschtenfalls in Verbindung mit einem oder mehre­ ren der Merkmale der vorangehenden Ansprüche.

34. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die wenig­ stens eine Schwungmassenanordnung (22e) wenigstens ein erstes Schwungmassenteil (158e) sowie wenigstens ein mit dem wenigstens einen ersten Schwungmassenteil (158e) ver­ bundenes zweites Schwungmassenteil (162e) umfaßt, wobei das wenigstens eine erste Schwungmassenteil (158e) und das wenigstens eine zweite Schwungmassenteil (162e) in einem vorbestimmten Ausmaß bezüglich einander im wesent­ lichen frei bewegbar sind.

35. Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung nach einem der An­ sprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreh­ zahlniveau eine vorbestimmte Drehzahl oder ein vorbe­ stimmter Drehzahlbereich der Kurbelwelle, der Riemen­ scheibe, des Torsionsschwingungsdämpfers und/oder einer mit dem Antriebsstrang drehbaren Komponente ist.