DE19758944B4

DE19758944B4 - Torsionsschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE19758944B4
Application number: DE19758944A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Feldhaus; Jürgen Kleifges; Andreas Orlamünder
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2017-08-02
Also published as: DE19758942B4; US6047804A; FR2779502B1; FR2779503B1; FR2767172B1; FR2767172A1; FR2779502A1; DE19733334B4; ES2165741B2; GB2329446B; GB2329446A; GB9816787D0; FR2779503A1; ES2165741A1; DE19733334A1

Abstract

Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere zur Dämpfung von in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs auftretenden Torsionsschwingungen, umfassend:
– ein erstes Dämpferelement (12),
– ein zweites Dämpferelement (14), welches bezüglich des ersten Dämpferelements (12) um eine Drehachse (A) drehbar ist,
– eine erste Dämpfungsfedereinrichtung (20), durch welche das erste und das zweite Dämpferelement (12, 14) zur Drehmomentübertragung gekoppelt sind,
wobei die erste Dämpfungsfedereinrichtung (20) wenigstens eine sich näherungsweise in einer Umfangsrichtung erstreckende Dämpfungsfederanordnung (38) mit wenigstens einer Dämpfungsfeder (40) umfaßt,
wobei an einem Dämpferelement (12) von erstem und zweitem Dämpferelement (12, 14) für die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung (38) Abstützmittel (36) vorgesehen sind, an welchen die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung sich in ihren jeweiligen Endbereichen näherungsweise in Umfangsrichtung über an jedem Endbereich angeordnete Abstützelemente (42) abstützt, und wobei an dem einen Dämpferelement (12) für jedes Abstützelement (42) eine Verschiebefläche (34) ausgebildet ist, entlang welcher das zugeordnete Abstützelement (42) in Umfangsrichtung verschiebbar ist,...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere zur Dämpfung von in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs auftretenden Torsionsschwingungen, umfassend ein erstes Dämpferelement, ein zweites Dämpferelement, welches bezüglich des ersten Dämpferelements um eine Drehachse drehbar ist, eine erste Dämpfungsfedereinrichtung, durch welche das erste und das zweite Dämpferelement zur Drehmomentübertragung gekoppelt sind, wobei die erste Dämpfungsfedereinrichtung wenigstens eine sich näherungsweise in einer Umfangsrichtung erstreckende Dämpfungsfederanordnung mit wenigstens einer Dämpfungsfeder umfaßt, wobei an einem Dämpferelement von erstem und zweitem Dämpferelement für die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung Abstützmittel vorgesehen sind, an welchen die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung sich in ihren jeweiligen Endbereichen näherungsweise in Umfangsrichtung über an jedem Endbereich angeordnete Abstützelemente abstützt, und wobei an dem einen Dämpferelement für jedes Abstützelement eine Verschiebefläche ausgebildet ist, entlang welcher das zugeordnete Abstützelement in Umfangsrichtung verschiebbar ist, wobei ferner an dem anderen Dämpferelement von erstem und zweitem Dämpferelement jedem Abstützelement zugeordnet Mitnahmemittel vorgesehen sind, durch welche bei Auftreten einer Relativverdrehung zwischen erstem und zweitem Dämpferelement das zugeordnete Abstützelement zur Verschiebebewegung entlang der zugeordneten Verschiebefläche am einen Dämpferelement mitnehmbar und in Richtung auf die Verschiebefläche zu drückbar ist.
Ein derartiger Torsionsschwingungsdämpfer ist beispielsweise aus der DE 195 44 832 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Torsionsschwingungsdämpfer sind das erste und das zweite Dämpferelement bezüglich einander wenigstens bereichsweise konzentrisch und in radialer Staffelung angeordnet. Die Verschiebeflächen für die jeweiligen Abstützelemente sind an radial nach innen weisenden Innenumfangsflächenabschnitten am ersten Dämpferelement gebildet, und die Mitnahmemittel sind durch eine Außenumfangsflächenkonturgestaltung des zweiten Dämpferelements gebildet. Insbesondere ist das zweite Dämpferelement als ein Vieleck ausgebildet, so daß bei Betrachtung in Umfangsrichtung rampenartige, nach radial außen vorspringende Erhöhungen gebildet sind, durch welche bei Relativverdrehung von erstem und zweitem Dämpferelement die jeweils zugeordneten Abstützelemente mitgenommen werden können. Bei diesem Mitnehmen verschieben die Abstützelemente sich radial außen an den jeweiligen Verschiebeflächen. Zwischen den rampenartig ausgebildeten Mitnahmemitteln und der Verschiebefläche wird dabei ein Keilwinkel gebildet, in welchen durch die Federwirkung der jeweiligen Dämpfungsfedern die Abstützelemente, welche ebenfalls eine keilartige Konfiguration aufweisen, gedrückt werden. Dabei drückt also das zweite Dämpferelement mit seiner Außenumfangsfläche, d. h. den nach radial außen rampenartig vorspringenden Bereichen, die Abstützelemente gegen die jeweilige Verschiebefläche, um dort eine Reibungskraftwirkung zu erzeugen. Es ist somit eine kombinierte Dämpfungswirkung durch die jeweiligen Dämpfungsfedern und durch Reibungskrafterzeugung vorgesehen.
Bei der vorangehend beschriebenen speziellen Ausgestaltung dieses bekannten Torsionsschwingungsdämpfers besteht das Problem, daß aufgrund der Verschiebebewegung mit Reibungskrafterzeugung entlang der Verschiebeflächen ein Verschleiß erzeugt wird, der die Gefahr eines Verklemmens bzw. eines Verkeilens von Abstützelementen und eine Erhöhung des Bruchrisikos jeweiliger Führungsfahnen der Abstützelemente bei Biegebelastung hervorruft.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gattungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer derart weiterzubilden, daß die Gefahr der Verschleißerzeugung im Bereich aneinander reibender Komponenten gemindert wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere zur Dämpfung von einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs auftretenden Torsionsschwingungen, gelöst, welcher umfaßt: einen Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere zur Dämpfung von in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs auftretenden Torsionsschwingungen, umfassend ein erstes Dämpferelement, ein zweites Dämpferelement, welches bezüglich des ersten Dämpferelements um eine Drehachse drehbar ist, eine erste Dämpfungsfedereinrichtung, durch welche das erste und das zweite Dämpferelement zur Drehmomentübertragung gekoppelt sind, wobei die erste Dämpfungsfedereinrichtung wenigstens eine sich näherungsweise in einer Umfangsrichtung erstreckende Dämpfungsfederanordnung mit wenigstens einer Dämpfungsfeder umfaßt, wobei an einem Dämpferelement von erstem und zweitem Dämpferelement für die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung Abstützmittel vorgesehen sind, an welchen die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung sich in ihren jeweiligen Endbereichen näherungsweise in Umfangsrichtung über an jedem Endbereich angeordnete Abstützelemente abstützt, und wobei an dem einen Dämpferelement für jedes Abstützelement eine Verschiebefläche ausgebildet ist, entlang welcher das zugeordnete Abstützelement in Umfangsrichtung verschiebbar ist, wobei ferner an dem anderen Dämpferelement von erstem und zweitem Dämpferelement jedem Abstützelement zugeordnet Mitnahmemittel vorgesehen sind, durch welche bei Auftreten einer Relativverdrehung zwischen erstem und zweitem Dämpferelement das zugeordnete Abstützelement zur Verschiebebewegung entlang der zugeordneten Verschiebefläche am einen Dämpferelement mitnehmbar und in Richtung auf die Verschiebefläche zu drückbar ist.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß wenigstens im Bereich der Verschiebefläche eine wenigstens nach radial außen abgedichtete Schmiermittelkammer mit darin angeordnetem Schmiermittel vorgesehen ist.
Dies hat zur Folge, daß in dem problemhaften Bereich, in dem die Verschiebe- und Reibungskrafterzeugungswirkung vorhanden ist, durch das Eintreten von Schmiermittel zwischen die aneinanderreibenden Komponenten die Gefahr einer Verklemmung oder Verkeilung sowie die Gefahr eines Abriebs gemindert wird.
Bei dem gattungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer besteht ferner das Problem, daß insbesondere im Bereich der Resonanzfrequenz eines Antriebsstrangs oder des Torsionsschwingungsdämpfers auftretende Torsionsschwingungen nicht ausreichend gedämpft werden können. Es wird daher erfindungsgemäß weiter vorgeschlagen, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder wenigstens bereichsweise in der Schmiermittelkammer angeordnet ist und in das Schmiermittel eintaucht. D. h. zusätzlich zu der Dämpfungswirkung durch Federkompression und Reibungskrafterzeugung wird ein Dämpfungsbeitrag durch die Bewegung der Dämpfungsfeder und auch der Abstützelemente in dem Schmiermittel erzeugt. Dies sieht insbesondere im Bereich der Resonanzfrequenz ein deutlich besseres Dämpfungsverhalten vor.
Die Schmiermittelkammer kann beispielsweise gebildet sein durch einen ersten sich im wesentlichen radial erstreckenden scheibenartigen Abschnitt des einen Dämpferelements, einen sich an den ersten scheibenartigen Abschnitt in einem radial äußeren Bereich anschließenden und sich im wesentlichen axial erstreckenden zylinderartigen Abschnitt und einen sich an den zylinderartigen Abschnitt an dem vom ersten scheibenartigen Abschnitt abgewandten Ende desselben mit seinem radial äußeren Endbereich anschließenden zweiten, sich im wesentlichen radial erstreckenden scheibenartigen, vorzugsweise scheibenringartigen Abschnitt.
Vorzugsweise ist dann die Verschiebefläche an einer Innenumfangsfläche des zylinderartigen Abschnitts ausgebildet.
Um zu verhindern, daß beispielsweise im Stillstand, d. h. einem Zustand in dem keine Zentrifugalkraft auf das Schmiermittel einwirkt, das Schmiermittel sich nach radial innen bewegt und dabei aus der Schmiermittelkammer austritt, wird vorgeschlagen, daß das zweite Dämpferelement durch eine Lagerungsanordnung am ersten Dämpferelement oder/und einer mit diesem fest verbundenen Komponente drehbar gelagert ist und daß die Lagerungsanordnung eine erste Dichtungsanordnung für die Schmiermittelkammer bezüglich einer axialen Seite des zweiten Dämpferelements bildet.
Weiter ist es dann vorteilhaft, wenn eine zwischen dem zweiten scheibenartigen Abschnitt und dem zweiten Dämpferelement an dessen anderer axialen Seite wirkende zweite Dichtungsanordnung vorgesehen ist.
Deutliche Kosteneinsparungen können beim Aufbau des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers dadurch erhalten werden, daß der erste scheibenartige Abschnitt oder/und der zylinderartige Abschnitt, vorzugsweise integral mit dem ersten scheibenartigen Abschnitt, oder/und der zweite scheibenartige Abschnitt oder/und das zweite Dämpferelement wenigstens ein vorzugsweise in einem Tiefziehvorgang geformtes Blechteil umfaßt. Es wird darauf hingewiesen, daß in diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein von den anderen Merkmalen der vorliegenden Erfindung unabhängiger, eigenständig schutzfähiger Gedanke zu sehen ist.
Bei dem aus der DE 195 44 832 A1 bekannten gattungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer besteht weiter das Problem, daß im Betrieb desselben, beispielsweise bei Schubumkehr oder plötzlichem Loslassen einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung, Drehmomentspitzen auftreten können, die über den Torsionsschwingungsdämpfer hinweg übertragen werden und dann zur Beschädigung von Komponenten des Antriebssystems führen können.
Es wird daher gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, den gattungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer derart weiterzubilden, daß er eine Überlastschutzeinrichtung zum Dämpfen von über den Torsionsschwingungsdämpfer zu übertragenden Drehmomentspitzen aufweist.
Die Überlastschutzeinrichtung kann wenigstens eine Rutschkupplungsanordnung umfassen. Derartige Rutschkupplungsanordnungen weisen ein für einen bestimmten Drehmomentbereich ausgelegtes Rutschmoment auf, d. h. bis zum Rutschmoment können die Rutschkupplungsanordnungen ohne zwischen ihren Komponenten auftretendem Schlupf ein Drehmoment übertragen; bei Überschreiten des Rutschmoments tritt ein Schlupf und somit eine Verringerung des über die Rutschkupplungsanordnung hinweg übertragbaren Drehmoments auf.
Die Überlastschutzeinrichtung kann beispielsweise eine zwischen zwei Komponenten des ersten Dämpferelements wirkende Rutschkupplungsanordnung oder/und zwischen zwei Komponenten des zweiten Dämpferelements wirkende Rutschkupplungsanordnung umfassen.
Weiter ist es möglich, daß die wenigstens eine Rutschkupplungsanordnung ein an dem einen Dämpferelement verdrehbar angeordnetes und an diesem reibschlüssig angreifendes Rutsch-Ringelement umfaßt, an welchem die Verschiebefläche und die Abstützmittel angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, daß die Überlastschutzeinrichtung eine zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferelement bzw. jeweils mit diesen fest verbundenen Komponenten wirkende Reibungskrafterzeugungseinrichtung umfaßt, welche eine mit zunehmendem Relativverdrehwinkel zwischen erstem und zweitem Dämpferelement zunehmende Reibungskraft erzeugt. Bei derartigen im allgemeinen als verschleppt wirkende Reibeinrichtungen bekannten Überlastschutzeinrichtungen kann dann ferner vorgesehen sein, daß die Reibungskrafterzeugungseinrichtung bis zu einem Schwellen- Relativverdrehwinkel im wesentlichen keine Reibungskraft erzeugt und ab Überschreiten des Schwellen-Relativverdrehwinkels eine im wesentlichen konstante oder mit dem Relativverdrehwinkel zunehmende Reibungskraft erzeugt.
Bei dem aus der DE 195 44 832 A1 bekannten Torsionsschwingungsdämpfer ist das zweite Dämpferelement am ersten Dämpferelement bzw. einer mit diesem fest verbundenen Komponenten drehbar gelagert. Wird ein derartiger Torsionsschwingungsdämpfer in einen Antriebsstrang integriert, beispielsweise in Form eines Zweimassenschwungrads einer Reibungskupplung, so besteht das Problem, daß aufgrund eines Achsversatzes von Eingangs- und Ausgangsachse bzw. einer taumelartigen Bewegung mindestens einer der Achsen ein starker Verschleiß im Bereich der Lagerung der beiden Dämpferelemente auftritt. Um das Auftreten eines derartigen Verschleißes vermeiden zu können, wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, einen gattungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer hinsichtlich der Lagerungsanordnung derart auszubilden, daß das erste und das zweite Dämpferelement bezüglich einander zumindest eine Verkippbewegung oder/und eine Verschiebebewegung in radialer Richtung durchführen können.
Treten bei einem derart aufgebauten Torsionsschwingungsdämpfer dann die angesprochenen Taumelbewegungen mindestens eines Wellenabschnitts und somit des mit diesem fest gekoppelten Dämpferelements auf, so können die Dämpferelemente bezüglich einander verkippen oder sich verschieben, ohne daß dabei in dem Bereich der Lagerung der beiden Dämpferelemente erhöhte Belastungen erzeugt werden.
Mit dem Ausdruck "Verkippbewegung" ist hier gemeint, daß zumindest eines der Dämpferelemente bezüglich der geometrischen Drehachse verkippen kann und somit bezüglich dieser geometrischen Drehachse einen von 90° verschiedenen Winkel annimmt. Selbstverständlich umfaßt dieser Ausdruck auch das gleichzeitige Verkippen beider Dämpferelemente, möglicherweise auch parallel zueinander. Der Ausdruck "Verschiebebewegung in radialer Richtung" ist hier so zu verstehen, daß er eine vom jeweiligen Verkippzustand unabhängige Relativverschiebung der beiden Dämpferelemente bezüglich einander umfaßt, durch welche diese aus ihrer Grundanordnung ausgelenkt werden. Es ist selbstverständlich, daß je nach Verkippzustand diese radiale Verschiebebewegung ebenfalls eine axiale Verschiebekomponente enthalten kann.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die Lagerungsanordnung wenigstens eine elastisch verformbare Lagerungskomponente, vorzugsweise Gleitlagerungskomponente, umfaßt.
Vorteilhafterweise ist die Lagerungsanordnung derart ausgebildet, daß sie eine zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferelement im wesentlichen in axialer Richtung wirkende und eine zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferelement im wesentlichen in radialer Richtung wirkende Lagerungskomponente umfaßt.
Um das Verkippen weiter zu erleichtern, wird vorgeschlagen, daß das zweite Dämpferelement eine zur Anlage an der Lagerungsanordnung vorgesehene konvexe Lagerungsfläche aufweist. Dabei ist es dann vorteilhaft, wenn ferner die Mitnahmemittel an dem anderen Dämpferelement jeweils eine konvexe Mitnahmefläche umfassen.
Der aus der DE 195 44 832 A1 bekannte Torsionsschwingungsdämpfer weist bei jeder Dämpfungsfederanordnung eine für den Lastbereich vorgesehene Dämpfungsfeder auf. Diese Ausgestaltung mit relativ geringem Federvolumen hat bei verschiedenen Torsionsschwingungsfrequenzen eine ungenügende Schwingungsdämpfungsfunktion zur Folge.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher vorgeschlagen, einen gattungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer derart weiterzubilden, daß die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung wenigstens zwei Dämpfungsfedern umfaßt und daß die wenigstens zwei Dämpfungsfedern sich in ihren einander benachbarten Endbereichen an einem Zwischenelement abstützen, welches bezüglich des einen Dämpferelements in Umfangsrichtung verlagerbar ist. Durch eine derartige Ausgestaltung der Dämpfungsfederungsanordnung mit zwei Dämpfungsfedern, welche dann in Serie geschaltet sind, wird ein deutlich größeres Federungsvolumen und damit eine bessere Schwingungsdämpfungscharakteristik erhalten.
Das Zwischenelement kann ein an der Verschiebefläche verschiebbares Gleitelement umfassen. Um bei einer derartigen Ausgestaltung des Torsionsschwingungsdämpfers das Dämpfungsverhalten durch das Zwischenelement möglichst wenig zu beeinträchtigen, wird vorgeschlagen, daß das Zwischenelement bezüglich des einen Dämpferelements im wesentlichen reibungsfrei in Umfangsrichtung verlagerbar ist.
Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der Torsionsschwingungsdämpfer eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit im wesentlichen gleichem Abstand zueinander angeordneten Dämpfungsfederanordnungen umfaßt, wobei die jeweiligen Zwischenelemente für die mehreren Dämpfungsfederanordnungen an einem bezüglich des einen Dämpferelements drehbaren Tragring angeordnet sind. Durch das Vorsehen mehrerer Dämpfungsfederanordnungen in Umfangsabstand und die Zusammenwirkung derselben mit den jeweiligen am Tragring angeordneten Zwischenelementen wird eine selbstzentrierende Anordnung geschaffen, bei welcher der Zwischenring ohne die Anlage an irgendwelchen anderen Dämpferkomponenten sicher und vom Verdrehzustand im wesentlichen unabhängig in seiner Radiallage gehalten ist.
Um in allen Drehzahl- oder Lastzuständen ein geeignetes Dämpfungsverhalten vorsehen zu können, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß der Torsionsschwingungsdämpfer wenigstens eine weitere Dämpfungsfedereinrichtung umfaßt, welche zur ersten Dämpfungsfedereinrichtung wirkungsmäßig in Reihe angeordnet ist. Die wenigstens eine Dämpfungsfedereinrichtung kann beispielsweise eine Leerlaufdämpfungsfedereinrichtung sein, die bei Einleitung sehr geringer Drehmomente wirksam ist und bei Überschreiten eines Grenzwertes unwirksam wird, entweder bevor oder nachdem die erste Dämpfungsfedereinrichtung bereits die Dämpfungsfunktion übernommen hat. Gleichwohl ist es möglich, daß die wenigstens eine weitere Dämpfungsfedereinrichtung eine Hochlastdämpfungseinrichtung umfaßt, die in Zuständen sehr hoher Drehmomenteinleitung wirksam wird, in welchen die erste Dämpfungsfedereinrichtung nahezu nicht mehr zur Drehschwingungsdämpfung beitragen kann. Auch das Vorsehen einer Hochlastdämpfungseinrichtung und einer Leerlaufdämpfungseinrichtung in Verbindung mit der ersten Dämpfungsfedereinrichtung ist möglich.
Hierbei ist es wieder vorteilhaft, wenn die wenigstens eine weitere Dämpfungsfedereinrichtung wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung mit wenigstens einer Dämpfungsfeder umfaßt.
Eine besonders platzsparende und einfache Ausgestaltung kann erhalten werden, wenn die wenigstens eine weitere Dämpfungsfedereinrichtung eine Drehmomentübertragungskopplung zwischen zwei bezüglich einander drehbaren Komponenten des ersten Dämpferelements oder/und zwischen zwei bezüglich einander drehbaren Komponenten des zweiten Dämpferelements vorsieht.
Dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer kann beispielsweise eine Reibungskupplung mit einer Kupplungsscheibe zugeordnet sein. In diesem Falle ist es möglich, daß die Kupplungsscheibe die wenigstens eine weitere Dämpfungsfedereinrichtung umfaßt, welche zwischen zwei bezüglich einander drehbaren Komponenten der Kupplungsscheibe wirkt. Somit läßt sich auch der im Bereich der Kupplungsscheibe zur Verfügung stehende Bauraum effektiv ausnutzen.
Um bei Einleitung von Drehmomenten, welche den Drehmomentdämpfungsbereich der jeweiligen Dämpfungsfedereinrichtungen überschreiten, die Beschädigung der Dämpfungsfedereinrichtungen bzw. der darin angeordneten Dämpfungsfedern zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß der ersten Dämpfungsfedereinrichtung oder/und gegebenenfalls der wenigstens einen weiteren Dämpfungsfedereinrichtung Endanschlagmittelzugeordnet sind zur Begrenzung des Relativverdrehwinkels der jeweiligen bezüglich einander drehbaren Komponenten.
Bei dem aus der DE 195 44 832 A1 bekannten Torsionsschwingungsdämpfer sind die Abstützelemente in axialer Richtung im wesentlichen zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferelement gehalten. Das heißt, es besteht die Möglichkeit, daß zwischen den Abstützelementen und dem zweiten Dämpferelement ein Reibkontakt bei Relativverdrehung der beiden Dämpferelemente auftritt. Dies ist insbesondere dann nachteilhaft und problematisch, wenn das zweite Dämpferelement eine Schwungradkomponente einer Kraftfahrzeugreibungskupplung bildet. Diese Schwungradkomponente ist dann nämlich zur Wärmeaufnahme und -ableitung im Kupplungsbetrieb vorgesehen. Aufgrund der Möglichkeit des Reibungskontakts zwischen dem zweiten Dämpferelement und den Abstützelementen besteht daher die Gefahr einer ungewünschten Wärmeeinleitung in die Abstützelemente. Da diese Abstützelemente aus Kostengründen und aus Gründen der Reibkrafteinstellung im Bereich der Verschiebefläche vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt sind, kann diese Wärmeeinleitung zur Beschädigung oder Zerstörung der Abstützelemente führen.
Um dies zu vermeiden, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, bei einem gattungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer, bei dem die Verschiebefläche an einer Innenumfangsfläche eines sich im wesentlichen axial erstreckenden zylinderartigen Abschnitts des einen Dämpferelements gebildet ist, ferner zwischen dem einen Dämpferelement und jedem Abstützelement wirkende Abstützelement-Axialsicherungsmittel vorzusehen.
Insbesondere dann, wenn die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung wenigstens zwei Dämpfungsfedern umfaßt, welche sich in ihren einander benachbarten Endbereichen an einem bezüglich des einen Dämpferelements in Umfangsrichtung verlagerbaren, vorzugsweise an der Verschiebefläche verschiebbaren Zwischenelement abstützen, ist es vorteilhaft, wenn ferner Zwischenelement-Axialsicherungsmittel für das Zwischenelement vorgesehen sind.
Beispielsweise können die Abstützelement-Axialsicherungsmittel oder/und gegebenenfalls die Zwischenelement-Axialsicherungsmittel an einem Element von Verschiebefläche und Abstützelement bzw. Zwischenelement eine Umfangsnut und am jeweils anderen Element einen in die Umfangsnut eingreifenden Sicherungsvorsprungsbereich umfassen.
Eine in axialer Richtung sehr platzsparende Anordnung des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers kann erhalten werden, wenn das eine Dämpferelement einen sich im wesentlichen radial erstreckenden scheibenartigen Abschnitt umfaßt, welcher in einem radial äußeren Bereich mit dem zylinderartigen Abschnitt verbunden ist und an einer ersten axialen Seite jedes Abstützelements angeordnet ist, und wenn das andere Dämpferelement einen sich im wesentlichen radial erstreckenden scheibenartigen Abschnitt umfaßt, der in einem radial äußeren Bereich der anderen axialen Seite jedes Abstützelements gegenüberliegt. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird also auf einen dem sich radial erstreckenden scheibenartigen Abschnitt des einen Dämpferelements an der anderen axialen Seite der Abstützelemente gegenüberliegenden entsprechenden scheibenartigen Abschnitt des einen Dämpferelements verzichtet, so daß auch keine Schmiermittelkammer gebildet ist.
Um bei einer derartigen Ausgestaltung auch eine Kühlfunktion, welche beispielsweise durch ein Schmiermittel auch übernommen werden kann, nicht verzichten zu müssen, wird vorgeschlagen, daß zwischen dem scheibenartigen Abschnitt des anderen Dämpferelements und jedem Abstützelement ein vorbestimmter axialer Abstand ausgebildet ist. Durch diesen vorbestimmten axialen Abstand ist eine Kühllufteintrittsöffnung geschaffen, so daß die im Bereich des zweiten Dämpferelements entstehende Wärme schnell und ohne Übertragung auf andere Komponenten abgeführt werden kann.
Wie bereits angesprochen, ist es bei Antriebssystemen erforderlich, in verschiedenen Drehzahl- oder Drehmomentbereichen verschiedene Dämpfungscharakteristiken vorzusehen, um für jeden Drehmomentbereich eine geeignete Schwingungsdämpfungsfunktion erhalten zu können. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher vorgeschlagen, einen gattungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer derart weiterzubilden, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder eine sich mit zunehmender Relativverdrehung zwischen erstem und zweitem Dämpferelement verändernde Federcharakteristik vorsieht.
Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder in einem Grundzustand eine näherungsweise geradlinige Konfiguration aufweist und in ihrem Einbauzustand und in einem lastfreien Zustand des Torsionsschwingungsdämpfers in einem radial innenliegenden Federbereich stärker vorgespannt ist als in einem radial außenliegenden Federbereich.
Bei einer derartigen Anordnung ist also zunächst im wesentlichen der radial innenliegende Bereich einer Dämpfungsfeder aufgrund seiner stärkeren Vorspannung wirksam. Bei zunehmender Kompression wird jedoch auch der radial außenliegende Bereich zunehmend in einen stärker vorgespannten Zustand gebracht, so daß sich aus den Federungscharakteristiken des radial inneren Bereichs und des radial äußeren Bereichs der Dämpfungsfeder eine zusammengesetzte, sich mit dem Kompressionszustand progressiv verändernde Federungscharakteristik ergibt.
Um das Dämpfungsvermögen der wenigstens einen Dämpfungsfeder in größtmöglichem Ausmaß ausnutzen zu können, wird vorgeschlagen, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder in ihrem im wesentlichen maximal komprimierten Zustand in ihrem radial äußeren und ihrem radial inneren Bereich im wesentlichen gleich vorgespannt ist. Dies bedeutet, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder in ihrem im wesentlichen maximal komprimierten Zustand eine im wesentlichen geradlinige Konfiguration annimmt.
Die sich abhängig vom Verdrehzustand ändernde Federcharakteristik läßt sich beispielsweise auch dadurch einstellen, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder in wenigstens einem ihrer Endbereiche sich an einer Stützfläche abstützt, deren radial äußerer Abstützbereich bezüglich ihres radial inneren Abstützbereichs in Umfangsrichtung von dem einen Endbereich der wenigstens einen Dämpfungsfeder weg versetzt ist. Der Versatz kann so groß sein, daß in einem lastfreien Zustand oder einem Zustand geringerer Last im wesentlichen nur der radial innere Bereich der Dämpfungsfeder abgestützt ist und erst bei Überschreiten eines bestimmten Drehmoments auch der radial äußere Bereich zur Anlage am radial äußeren Abstützbereich der Stützfläche kommt und somit zur Dämpfungswirkung beiträgt.
Um das Federvolumen bei einem Torsionsschwingungsdämpfer mit gattungsgemäßem Aufbau weiter vergrößern zu können, wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder vorzugsweise vorgekrümmt ist und sich in Umfangsrichtung erstreckt, und daß Radialabstützmittel vorgesehen sind, welche die wenigstens eine Dämpfungsfeder in ihrem radial äußeren Bereich vorzugsweise entlang ihrer gesamten Länge nach radial außen abstützen. Die sich in Umfangsrichtung erstreckende Dämpfungsfeder kann beispielsweise eine derartige Länge aufweisen, daß sie sich nahezu über 180° erstreckt und somit ein äußerst großes Federvolumen vorsieht.
Wenn die Verschiebefläche die Radialabstützmittel bildet, müssen hierfür keine zusätzlichen Komponenten vorgesehen sein.
Um im Bereich der radialen Abstützung der wenigstens einen Dämpfungsfeder das Auftreten von Verschleiß verhindern zu können, wird vorgeschlagen, daß die radialen Abstützmittel eine gehärtete Abstützbahn umfassen. Es wird hier darauf hingewiesen, daß das Vorsehen der gehärteten Abstützbahn ebenso in Verbindung mit den Abstützelementen vorteilhaft ist, so daß beispielsweise auch die für die Abstützelemente vorgesehene Verschiebefläche eine gehärtete Abstützbahn umfassen kann. Auch dies ist ein von anderen Merkmalen unabhängiger, selbständig schutzfähiger Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Um das Federvolumen der wenigstens einen Dämpfungsfederanordnung maximal zu machen, wird vorgeschlagen, daß diese eine einzige Dämpfungsfeder umfaßt. Es kann dabei der für die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung vorgesehene Umfangserstreckungsbereich in maximalem Ausmaß ausgenutzt werden.
Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer kann beispielsweise derart ausgebildet sein, daß das Abstützelement mit sich in Umfangs richtung verjüngender, näherungsweise keilartiger Form ausgebildet ist, wobei ein an der Verschiebefläche des einen Dämpferteils anliegender Verschiebeflächenabschnitt des Abstützelements eine erste Keilfläche bildet und eine zur Anlage an den jeweiligen Mitnahmemitteln vorgesehene Mitnahmefläche eine zweite Keilfläche bildet, und daß die Mitnahmemittel einen zur jeweiligen Mitnahmefläche wenigstens bereichsweise parallelen Mitnahmerampenflächenbereich umfassen. Um eine Belastungskonzentration beim Verschieben der jeweiligen Abstützelemente entlang der Verschiebefläche zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß der Verschiebeflächenabschnitt eine an eine Umfangskontur der Verschiebefläche wenigstens näherungsweise angepaßte Flächenkontur aufweist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen detailliert beschrieben. Es zeigt:
1 einen segmentartigen Querschnitt durch einen Torsionsschwingungsdämpfer einer ersten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittansicht längs einer Linie II-II in 1;
3 eine der 2 entsprechende Ansicht entlang einer Schnittlinie III-III in 1;
4 eine der 2 entsprechende Ansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers in Verbindung mit einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung;
5 eine Teilquerschnittsansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltungsformeineserfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers;
6 eine Teil-Längsschnittansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers mit einer Schmiermittelkammer;
7 eine der 6 entsprechende Ansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform mit einer verschleppt wirkenden Reibungskrafterzeugungseinrichtung;
8 eine der 6 entsprechende Ansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform eines Torsionsschwingungsdämpfers mit bezüglich einander taumelfähigen Dämpferelementen;
9 eine Teil-Längsschnittansicht einer weiteren Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers mit Rutschkupplung als Überlastschutz;
10 eine Teil-Querschnittansicht eines Torsionsschwingungsdämpfers, welche verschiedene Ausgestaltungsformen von Zwischenelementen für die Dämpfungsfederanordnungen darstellt;
11 eine perspektivische Ansicht eines Abstützelements;
12 eine Teil-Längsschnittansicht, welche die Ausgestaltung des in 10 rechten Zwischenelements darstellt;
13 eine der 12 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausgestaltungsform des Zwischenelements und eines dieses tragenden Tragrings;
14 eine perspektivische Ansicht des in 13 dargestellten Tragrings mit den zugehörigen Zwischenelementen; und
15 verschiedene Ausgestaltungsarten von Dämpfungsfederanordnungen bei einem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer.
Die 1 bis 3 zeigen eine erste Ausgestaltungsart eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers 10. Der Torsionsschwingungsdämpfer 10 umfaßt ein erstes Dämpferelement 12, welches beispielsweise in einem radial inneren Bereich mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden werden kann, so daß es bei Antrieb durch eine Brennkraftmaschine ein Eingangsteil bildet Ferner umfaßt der Torsionsschwingungsdämpfer 10 ein zweites Dämpferelement 14, welches durch ein Lager 16 an einem mit dem ersten Dämpferelement 12 fest verbundenen Axialvorsprung 18 bezüglich des ersten Dämpferelements 12 drehbar gelagert ist. Zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferelement 12, 14 wirken in nachfolgend beschriebener Art und Weise eine erste Dämpfungsfedereinrichtung 20 sowie eine zweite Dämpfungsfeder einrichtung 22. D. h., durch die erste Dämpfungsfedereinrichtung 20 und die zweite Dämpfungsfedereinrichtung 22 sind das erste Dämpferelement 12 und das zweite Dämpferelement 14 zur Drehmomentübertragung gekoppelt.
Es wird darauf hingewiesen, daß der Ausdruck "Element", wie er hier verwendet wird, nicht nur einteilige Elemente beschreibt, sondern, wie insbesondere in den Figuren erkennbar, auch Elemente beschreibt, die aus mehreren Teilen zusammengesetzt sind.
Das erste Dämpferelement 12 umfaßt einen ersten sich im wesentlichen radial erstreckenden scheibenartigen Abschnitt oder Deckblettabschnitt 24, der radial innen mit der Kurbelwelle verbindbar oder verbunden ist. Radial außen schließt sich an den ersten scheibenartigen Abschnitt 24 ein sich im wesentlichen axial erstreckender zylinderartiger Abschnitt 26 an. Mit dem zylindrischen oder zylinderartigen Abschnitt 26 ist mit dessen von dem ersten scheibenartigen Abschnitt 24 entfernten axialen Ende ein zweiter scheibenartiger Abschnitt 28 radial außen beispielsweise durch Schraubbolzen oder dergleichen fest verbunden. Der zweite scheibenartige Abschnitt erstreckt sich nach radial innen und bildet beispielsweise einen zweiten Deckblechabschnitt. In seinem radial inneren Endbereich ist der zweite scheibenartige Abschnitt oder Deckblechabschnitt 28 durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordneten Bolzen 30 oder dergleichen mit dem ersten scheibenartigen Abschnitt oder Deckblechabschnitt 24 fest verbunden. An einer Innenumfangsfläche 32 des zylinderartigen Abschnitts 26 ist eine Verschiebefläche 34 vorgesehen. Am ersten scheibenartigen Abschnitt 24 und am zweiten scheibenartigen Abschnitt 28 sind in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander Abstützteile 36 derart vorgesehen, daß sie sich von den jeweiligen scheibenartigen Abschnitten axial aufeinander zu erstrecken. Die Abstützelemente 36 können beispielsweise an den jeweiligen scheibenartigen Abschnitten festgenietet, festgeschweißt oder dergleichen sein. Ferner können die Abstützteile den gesamten axialen Zwischenraum zwischen den beiden scheibenartigen Abschnitten 24, 28 ausfüllen, d. h. einteilig ausgebildetsein. Die Abstützteile 36 dienen zur Abstützung jeweiliger Dämpfungsfederanordnungen 38 der ersten Dämpfungsfedereinrichtung 20, d. h. die erste Dämpfungsfedereinrichtung 26 weist mehrere in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angeordnete und sich näherungsweise in Umfangsrichtung erstreckende Dämpfungsfederanordnungen 38 auf.
Jede Dämpfungsfederanordnung 38 ist in der in den 1 bis 3 dargestellten Ausgestaltungsform aus zwei Dämpfungsfedern 40 gebildet bzw. umfaßt diese. In den in Umfangsrichtung liegenden Endbereichen der Dämpfungsfederanordnungen 38 stützen sich die Dämpfungsfedern 40 über nachfolgend noch beschriebene Abstützelemente 42 an den Abstützteilen 36 ab, so daß die einzelnen Dämpfungsfedern 40 leicht vorgespannt sind. In ihren einander benachbarten Endbereichen stützen sich die Dämpfungsfedern 40 über einen Gleitschuh 44 als ein Zwischenelement ab. Sowohl der Gleitschuh 44 als auch die Abstützelemente 42 können sich in nachfolgend beschriebener Art und Weise bei Drehmomentübertragung über den Torsionsschwingungsdämpfer hinweg mit jeweiligen Verschiebeflächenabschnitten 46 bzw. 48 entlang der Verschiebefläche 34 am ersten Dämpferelement 12 in Umfangsrichtung verschieben. Bei einem derartigen Verschiebevorgang eines der Abstützelemente 42 der Dämpfungsfederanordnung 38 hebt dieses Abstützelement 42 von dem jeweils zugeordneten Abstützteil 36 ab.
Das zweite Dämpferelement 14 umfaßt ein Nabenelement 50, welches in einem radial inneren Bereich mit einem beispielsweise eine Schwungradkomponente für eine Reibungskupplung bildenden Masseteil 52 fest verbunden ist. Das Nabenelement 50 umfaßt, wie insbesondere in den 2 und 3 erkennbar, ein erstes Nabenteil 58 und ein zweites, näherungsweise gabelartig ausgebildetes Nabenteil 54, welches dann über Bolzen 56 mit dem Masseteil 52 gekoppelt ist. Das zweite im Querschnitt im wesentlichen gabelartig ausgebildete Nabenteil 54 bildet Deckblechabschnitte 60, 62, zwischen welchen ein Radialflansch 64 des ersten Nabenteils 58 liegt. Im Radialflansch 64 sowie den Deckblechabschnitten 60, 62 sind jeweilige Federfenster 66, 68, 70 ausgebildet, welche in an sich bekannter Weise Steuerungskanten für Dämpfungsfedern 72 der zweiten Dämpfungsfedereinrichtung 22 aufweisen.
Wie aus den Figuren erkennbar ist, sind somit die erste Dämpfungsfedereinrichtung 20 und die zweite Dämpfungsfedereinrichtung 22 wirkungsmäßig in Serie geschaltet.
Um zwischen dem ersten Dämpferelement 12 und dem zweiten Dämpferelement 14, d. h. dem ersten Nabenteil 58 des zweiten Dämpferelements 14, ein Drehmoment übertragen zu können, weist das erste Nabenteil 58 eine nicht rotationssymmetrische Außenumfangsflächenkontur auf. Es sind in jeweils den Umfangsendbereichen der Dämpfungsfederanordnungen 38 entsprechenden Abschnitten des ersten Nabenteils 58 nach radial außen vorspringende rampenartige Bereiche 74 gebildet, so daß sich beispielsweise bei der Darstellung gemäß 1 von einem Umfangsbereich des ersten Nabenteils 58, welcher gegenüber dem Gleitschuh 44 liegt, der Radius des ersten Nabenteils 58 in beiden Umfangsrichtungen zu den Rampenflächenbereichen 74 bis zu deren Scheitelpunkten vergrößert. D. h., in entsprechender Weise nimmt der Radialabstand zwischen der Verschiebefläche 34 und der Außenumfangsfläche des ersten Nabenteils 58 in den Rampenflächenbereichen 74 ab.
Wie in 1 ferner erkennbar, sind die Abstützelemente 42 im Querschnitt im wesentlichen keilartig ausgebildet. D. h., die Verschiebeflächenabschnitte 46 weisen jeweils eine der Verschiebefläche 34 angepaßte Kontur auf, d. h. sind näherungsweise mit kreissegmentförmiger Kontur ausgebildet. In entsprechender Weise weisen die Abstützelemente 42 radial innenliegende Mitnahmeflächen 76 auf, die bei Anlage an den jeweiligen Rampenflächenbereichen 74 zu diesen Rampenflächenbereichen 74 zumindest bereichsweise parallel ist. Aufgrund der bereits angesprochenen Radialabstandsverringerung zwischen den Rampenflächenbereichen und der Verschiebefläche 34 zu den Umfangsendbereichen jeder Dämpfungsfederanordnung 38 hin ist somit eine keilartige Drehmomentübertragungsanordnung vorgesehen. D. h., dreht sich bei Betrachtung der 1 das erste Nabenteil 58 und somit das zweite Dämpferelement 14 bezüglich des ersten Dämpferelements 12 im Uhrzeigersinn, so nimmt der in der 1 links unten dargestellte Rampenflächenbereich 74 das ihm zugeordnete Abstützelement 42 in Umfangsrichtung entgegen der Federkrafteinwirkung der Dämpfungsfeder 40 mit. Dabei werden beide in Serie geschalteten Dämpfungsfedern 40 im wesentlichen gleichmäßig komprimiert; es verschiebt sich also auch der Gleitschuh 44 in Umfangsrichtung im Uhrzeigersinn. Da sich jedoch im Rampenflächenbereich 44 der Abstand zur Verschiebefläche 34 verringert und die Dämpfungsfedern 40 das links unten angeordnete Abstützelement 42 in diesen sich keilartig verjüngenden Zwischenraum drücken, wird durch die Zusammenwirkung des Rampenflächenbereichs 74 mit der Mitnahmefläche 76 das Abstützelement 42 nach radial außen gegen die Verschiebefläche 34 gedrückt. Diese nach radial außen gerichtete Drückwirkung wird aufgrund der Kompression der Dämpfungsfedern 40 mit zunehmendem Relativverdrehwinkel zwischen erstem Dämpferteil 12 und zweitem Dämpferteil 14 stärker, so daß im Anlagebereich zwischen Verschiebefläche 34 und Verschiebeflächenabschnitt 46 des jeweiligen Abstützelements 42 eine mit dem Relativverdrehwinkel zunehmende Reibungskraft und somit Dämpfungswirkung erzeugt wird. Diese Dämpfungswirkung kann zusätzlich dadurch noch verstärkt werden, daß die Verschiebefläche 34 keine kreisrunde Konfiguration aufweist. Beispielsweise kann diese eine Konfiguration mit von den Umfangsendbereichen einer jeweiligen Dämpfungsfederanordnung 38 zu deren mittleren Bereich hin abnehmendem Radius aufweisen. D. h., nimmt das erste Nabenteil 58 eines der Abstützelemente 42 mit, so verschiebt sich dieses mit seinem Abstützflächenbereich 42 entlang einer sich zunehmend nach radial einwärts bewegenden Verschiebefläche 34, so daß der Radialabstand zwischen dem Rampenflächenbereich 74 und der Verschiebefläche 34 zunehmend verringert und somit die Keilwirkung und die Reibungskrafterzeugungswirkung verstärkt werden.
Durch die serielle Anordnung von erster Dämpfungsfedereinrichtung 20 und zweiter Dämpfungsfedereinrichtung 22 kann ein lastabhängig gestufter Dämpfungsbetrieb vorgesehen werden. Beispielsweise ist es möglich, die erste Dämpfungsfedereinrichtung 20 mit den Dämpfungsfedern 40 als Lastdämpfer auszubilden und die zweite Dämpfungsfedereinrichtung 22 mit den Dämpfungsfedern 72 als Leerlaufdämpfer auszubilden. D. h. in einem im wesentlichen lastfreien Zustand, in welchem ein über den Torsionsschwingungsdämpfer 10 übertragenes Drehmoment noch nicht genügt, um eine Kompression der Dämpfungsfedern 40 zu erzeugen, werden Drehmomentschwankungen durch Relativverdrehung von erstem und zweitem Nabenteil 58, 54 bezüglich einander und dabei erzeugter Kompression der Dämpfungsfedern 72 gedämpft bzw. abgefangen. Auch hier kann bereits ein abgestufter Betrieb dadurch vorgesehen werden, daß zunächst nur einige der Dämpfungsfedern 72 wirksam sind und erst bei Erreichen eines bestimmten Relativverdrehwinkels zwischen erstem und zweitem Nabenteil 58, 54 ein weiterer Satz von Dämpfungsfedern 72 wirksam wird. In 1 ist dies dadurch dargestellt, daß beispielsweise bei der rechts dargestellten Dämpfungsfeder 72 die Federfenster 68, 70 der Deckblechabschnitte 62, 60 im wesentlichen die gleiche Umfangserstreckung wie das Federfenster 66 im ersten Nabenteil 58 aufweist, so daß bereits ab geringsten Verdrehungen zwischen erstem und zweitem Nabenteil 58, 54 die in diesen Federfenstern angeordnete Dämpfungsfeder 72 wirksam wird. Dahingegen ist bei der in der 1 links unten dargestellten Dämpfungsfeder 72 jedes der zugeordneten Federfenster 68, 70 der Deckblechabschnitte 62, 60 mit größerer Umfangserstreckung als das zugeordnete Federfenster 66 im ersten Nabenteil 58 ausgebildet, so daß erst nach Erreichen eines bestimmten Relativverdrehwinkels zwischen erstem und zweitem Nabenteil 58, 54 diese Dämpfungsfeder 72 wirksam wird. Die Auswahl der Anzahl der jeweiligen Dämpfungsfedern und der Umfangserstreckung der jeweiligen Federfenster hängt von den gewünschten Dämpfungscharakteristiken ab. Auch könnte die Anordnung derart sein, daß die jeweiligen Federfenster in den Deckblechabschnitten 60, 62 eine kürzere Umfangserstreckung aufweisen und das zugeordnete Federfenster 66 im ersten Nabenteil eine längere Umfangserstreckung aufweist.
Um zu verhindern, daß bei Erreichen bestimmter Relativverdrehwinkel, d. h. bei Einleitung bestimmter Drehmomente, die Dämpfungsfedern der verschiedenen Dämpfungsfedereinrichtungen 22, 20 beschädigt werden können, sind für diese Dämpfungsfedern Überlastschutzeinrichtungen in Form von Anschlägen vorgesehen. Beispielsweise ist in den 1 und 2 durch die Bolzen 30, durch welche der erste und der zweite scheibenartige Abschnitt 24, 28 des ersten Dämpferelements 12 radial innen miteinander verbunden sind, eine Überlastschutzeinrichtung bzw. ein Anschlag für die erste Dämpfungsfedereinrichtung 20 gebildet. Die Bolzen 30 durchsetzen sich in Umfangsrichtung erstreckende Durchgangsöffnungen, d. h. Langlöcher, 78 in den Deckblechabschnitten 62, 60 des zweiten Nabenteils 54. Ferner durchsetzen die Bolzen 30 eine sich in Umfangsrichtung erstreckende langlochartige Durchgangsöffnung 80 im Radialflansch 64 des ersten Nabenteils 58. Die Umfangserstreckung der Durchgangsöffnung 80 ist dabei kleiner als die Umfangserstreckung der Durchgangsöffnungen 78. Tritt eine vorbestimmte Relativverdrehung zwischen erstem Dämpferelement 12 und zweitem Dämpferelement 14 bzw. erstem Nabenteil 58 auf, so kommen die Bolzen zur Anlage an Umfangsendabschnitten der jeweils zugeordneten Durchgangsöffnungen 80 und verhindern dadurch eine weitere Relativverdrehung zwischen dem ersten Dämpferelement 12 und dem ersten Nabenteil 58. Der Relativverdrehwinkel, bei welchem ein derartiger Anschlag eine weitere Relativverdrehung behindert, ist vorzugsweise derart gewählt, daß in diesem Zustand die Dämpfungsfedern 40 noch nicht vollständig komprimiert, d. h. noch nicht auf Block gesetzt sind.
Die 3 zeigt eine alternative Ausgestaltungsart einer Überlastschutzeinrichtung für die erste Dämpfungsfedereinrichtung 20. Das zweite Nabenteil weist eine Innenumfangsverzahnung 82 auf, welche mit Umfangsspiel in eine komplementäre Außenumfangsverzahnung 84 an dem sich axial erstreckenden Abschnitt 18 eingreift. D. h., zwischen dem zweiten Dämpferteil 54 und dem Abschnitt 18, und somit dem ersten Dämpferelement 12, ist durch die ineinandergreifenden Verzahnungen 82, 84 eine Winkelverdrehung mit vorbestimmtem Ausmaß zugelassen. Wird dieses Ausmaß erreicht, so kommen die jeweiligen Verzahnungen 82, 84 zur Anlage aneinander und verhindern eine weitere Relativverdrehung.
Es wird hier darauf hingewiesen, daß eine Überlastschutzeinrichtung auch durch zur Anlage aneinander bringbare Abschnitte der Abstützelemente 42 bzw. des Gleitschuhs 44 gebildet sein könnten. Da zumindest die Abstützelemente 42 aufgrund der Gleiteigenschaften an der Verschiebefläche 34 vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet sind, könnte die Übernahme einer Überlastschutzfunktion durch diese zu einer Beschädigung derselben führen.
Auch der zweiten Dämpfungsfedereinrichtung 22 ist eine Überlastschutzeinrichtung zugeordnet. Diese ist, so wie mit Bezug auf die 3 für die erste Dämpfungsfedereinrichtung 20 beschrieben, durch eine Innenumfangsverzahnung 86 am Radialflansch 64 gebildet, welche in eine komplementäre Außenumfangsverzahnung 88 am zweiten Dämpferteil 54 mit Umfangsspiel eingreift. D. h., bei Erreichen einer bestimmten Relativverdrehung zwischen erstem und zweiten Nabenteil 58, 54 wird eine weitere Verdrehung durch die aneinander zur Anlage gekommenen Verzahnungen 86, 88 verhindert.
Um eine zusätzliche vom Relativdrehzustand unabhängige Dämpfungswirkung vorsehen zu können, ist eine Reibeinrichtung in Form eines Reibrings 90 vorgesehen, welcher durch eine Vorspannfeder, beispielsweise Tellerfeder 92, in axialer Richtung auf das zweite Nabenteil 54 zu gedrückt ist. Dabei stützt sich die Tellerfeder 92 am radial inneren Endbereich des zweiten scheibenartigen Abschnitts 28 des ersten Dämpferelements 12 ab.
Ferner ist, wie in 2 und 3 erkennbar, durch den ersten scheibenartigen Abschnitt 24, den zylinderartigen Abschnitt 26 und den zweiten scheibenartigen Abschnitt 28 des ersten Dämpferelements 12 eine Schmiermittelkammer 94 begrenzt, in welcher ein Schmiermittel, beispielsweise Fett oder dergleichen, 96, angeordnet ist. Bei Umdrehung des Torsionsschwingungsdämpfers um die Drehachse A lagert sich das Schmiermittel 96 im radial äußeren Bereich ab. Es ist somit eine Schmierfunktion für die Verschiebebewegung der Abstützelemente 42 entlang der Verschiebebahn 34 vorgesehen. Dies verhindert, daß aufgrund der relativ starken Flächenpressung zwischen diesen Komponenten insbesondere im Bereich großer Lasten ein Festfressen der Abstützelemente 42 erzeugt wird. Es ist selbstverständlich, daß das Schmiermittel 96 und die jeweils aneinander abgleitenden Flächen, d. h. Verschiebefläche 34 und Verschiebeflächenabschnitte 46, hinsichtlich ihrer Reibeigenschaften derart aufeinander abzustimmen sind, daß gleichwohl die gewünschte vom Relativverdrehwinkel abhängige Reibungsdämpfungskraft erzeugt wird. Zusätzlich sieht das Schmiermittel 96, in welches die Dämpfungsfedern 40 der ersten Dämpfungsfedereinrichtung 20 zumindest teilweise eintauchen, eine Dämpfungsfunktion vor, da die Dämpfungsfedern 40 sich bei Verformung in einem Fluid mit hoher Viskosität bewegen müssen. Durch das Vorsehen des Schmiermittels 96, welches also auch eine Dämpfungsfunktion erzeugt, und die in den 1 bis 3 dargestellte Ausgestaltung der Dämpfungsfederanordnungen 38 mit zwei in Serie geschalteten Dämpfungsfedern 40 läßt sich eine Dämpfungscharakteristik erhalten, die vor allem auf das Verhindern des Auftretens von Resonanzschwingungen im Antriebsstrang ausgerichtet ist, die gleichwohl jedoch auch in anderen Schwingungsfrequenzbereichen eine hervorragende Schwingungsdämpfungliefert. Insbesondere die geschwindigkeitsproportionale Dämpfung durch das Vorsehen des Schmiermittels 96 senkt die Belastung bei Lastwechseln, d. h. bei plötzlicher Umkehr der Drehmomenteinleitrichtung.
Es sei noch erwähnt, daß die Schmiermittelkammer 94 nach radial innen durch das Lager 16 einerseits und durch den Reibring 90 und die Tellerfeder 92 andererseits abgedichtet ist und durch eine verschließbare Öffnung 98 befüllt werden kann.
Ferner kann die Schmiermittelkammer 94 derart mit Schmiermittel gefüllt werden, daß das Schmiermittel nach radial innen bis zum Bereich der zweiten Dämpfungsfedereinrichtung 22 reicht. Es kann somit auch die zweite Dämpfungsfedereinrichtung 22 geschmiert werden und bei dieser zweiten Dämpfungsfedereinrichtung 22 eine zusätzliche Dämpfungsfunktion durch Bewegung der verschiedenen Komponenten in einem viskosen Fluid eingeführt werden.
Die 4 zeigt eine alternative Ausgestaltungsart des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers. Komponenten des in 4 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfers, welche vorangehend mit Bezug auf die 1 bis 3 beschriebenen Komponenten hinsichtlich ihrer Ausgestaltung bzw. Funktion entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "a" bezeichnet. Im Folgenden wird hinsichtlich der 4 im wesentlichen auf die Unterschiede dieser Ausgestaltungsform zu der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsform eingegangen.
Das erste Dämpferelement 12a umfaßt wiederum einen ersten scheibenartigen, sich näherungsweise radial erstreckenden Abschnitt bzw. einen Deckblechabschnitt 24a, welcher radial außen mit dem zylinderartigen Abschnitt 26 verbunden, beispielsweise einteilig ausgebildet ist. An der axial entgegengesetzten Seite des zylinderartigen Abschnitts 26 ist jedoch kein zweiter Deckblechabschnitt oder scheibenartiger Abschnitt vorgesehen. Vielmehr liegt den jeweiligen Abstützelementen 42a bzw. Dämpfungsfeder anordnungen 38a mit ihren Dämpfungsfedern 40a unmittelbar und mit einem vorbestimmten Abstand D das Masseteil 52a des zweiten Dämpferelements 14a gegenüber. Das Masseteil 52a ist durch mehrere Bolzen 56a mit einem hier einteilig ausgebildeten Nabenteil 100a drehfest verbunden, welches in seinem radial äußeren Bereich wiederum die Rampenflächenbereiche 74a aufweisen kann. Es sei darauf verwiesen, daß die Rampenflächenbereiche 74a mit dem Nabenteil 100a einteilig ausgebildet sein können oder separate Elemente oder einen separaten Ringabschnitt umfassen können, der oder die mit dem Nabenteil 100a dann drehfest verbunden sind. Dies trifft auch für die vorangehend beschriebenen und alle nachfolgenden Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers zu. Das Nabenteil 100a ist ferner durch ein Axiallager 117a am ersten Dämpferelement 12a drehbar gelagert.
Wie in 4 erkennbar, ist mit dem Masseteil 52a in an sich bekannter Weise eine Kraftfahrzeug-Reibungskupplung 102a verbunden. Die Kupplung weist ein Gehäuse 104a auf, das mit dem Masseteil 52 durch mehrere Bolzen radial außen drehfest verbunden ist. An dem Gehäuse 104a stützt sich in bekannter Weise ein Kraftspeicher, beispielsweise in Form einer Membranfeder 106a, ab und preßt im eingerückten Zustand eine Anpreßplatte 108a in Richtung auf das Masseteil 52a zu. In diesem Zustand wird zwischen der Anpreßplatte 108a und dem Masseteil 52a eine Kupplungsscheibe 110a mit ihren Reibbelägen 112a zur Drehmomentübertragung geklemmt. Die Kupplungsscheibe 110a weist wiederum zwei Scheiben oder Deckblechteile 114a, 116a auf. Die Reibbeläge 112a sind mit dem Scheibenteil 114a verbunden. Die beiden Scheibenteile 114a, 116a sind durch nicht dargestellte Bolzen oder dergleichen miteinander fest verbunden. Zwischen den beiden Scheibenteilen 114a, 116a ist ein mit einer Getriebeeingangswelle 118a drehfest verbundener Nabenringabschnitt 120a angeordnet. Dieser ist mit den Scheibenteilen 114a, 116a über eine Dämpfungsfedereinrichtung 122a mit mehreren Dämpfungsfedern 124a zur Drehmomentübertragung gekoppelt. Die Dämpfungsfedereinrichtung 122a weist einen an sich bekannten Aufbau auf, insbesondere kann sie den gleichen Aufbau aufweisen, wie die in den 1 bis 3 dargestellte zweite Dämpfungsfedereinrichtung 22. D. h. bei der Ausgestaltungsform gemäß 4 kann die Dämpfungsfedereinrichtung 122a die Funktion eines Leerlaufdämpfers übernehmen und ist im eingerückten Zustand der Kupplung 102a wiederum in Reihe zur ersten Dämpfungsfedereinrichtung 20a geschaltet. Es ist hier also die Leerlaufdämpfungsfunktion aus dem Bereich des zweiten Dämpferelements 14a heraus in den Bereich der Kupplungsscheibe 110a verlagert. Dies ermöglicht beispielsweise eine in der 4 nicht gezeigte einteilige Ausgestaltung des gesamten zweiten Dämpferteils 14 beispielsweise aus einem Gußteil. Aufgrund der Reduzierung der Teileanzahl kann damit auch eine Kostenreduzierung erreicht werden.
Es sei hier erwähnt, daß durch die Serienschaltung mehrerer Dämpfungsfedereinrichtungen ebenso wie bei der Ausgestaltungsform der 1 eine Absenkung des c-Wertes erreicht werden kann und somit eine bessere Schwingungsentkopplung erzeugt werden kann. Der jeweilige Lastbereich, in welchem die verschiedenen Dämpfungsfedereinrichtungen wirksam sind, kann auf die gewünschten Schwingungsdämpfungscharakteristiken abgestimmt werden. So ist es auch möglich, daß die Dämpfungsfedereinrichtung 122a ebenso wie auch die zweite Dämpfungsfedereinrichtung 22 der 1 einen Hochlastdämpfer bildet, welcher erst wirksam wird, wenn das Dämpfungsvermögen der ersten Dämpfungsfedereinrichtung 20a bereits ausgeschöpft ist. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß die verschiedenen Dämpfungsfedereinrichtungen derart ausgebildet sein können, daß ihre jeweiligen Wirkungsbereiche sich überlappen oder unmittelbar aneinander anschließen.
Ferner können auch in der Kupplungsscheibe 110a mehrere Dämpfungsfedereinrichtungen, beispielsweise eine Last- und eine Leerlaufdämpfungseinrichtung in Serie geschaltet angeordnet sein. Auch ist der Einbau einer starren, nicht dämpfenden Kupplungsscheibe möglich.
Der in 4 gezeigte Torsionsschwingungsdämpfer 10a ist von dem trocken laufenden Typ. D. h., der Bereich, in dem die Abstützelemente 42a und die erste Dämpfungsfedereinrichtung 20a angeordnet sind, ist an einer axialen Seite, nämlich zum Masseteil 52a hin, offen. Um die im Kupplungsbetrieb der Kupplung 102a insbesondere im Bereich des Masseteils 52a aufgenommene Wärme nach außen abführen zu können, ist ein Luftspalt 126a vorgesehen. Da jedoch kein zweiter scheibenartiger Abschnitt am ersten Dämpferelement 12a vorgesehen ist, ist am zylinderartigen Abschnitt 26a ein in Umfangsrichtung umlaufender Führungsvorsprung 128a ausgebildet, welcher in komplementäre Führungsausnehmungen 130a der Abstützelemente 42a eingreift. Es ist somit eine Axialsicherung für die Abstützelemente 42a gebildet. Dies verhindert, daß diese im Betrieb sich axial verschieben und zur Anlage am Masseteil 52a kommen. Da, wie bereits erwähnt, die Abstützelemente 42a vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt sind, könnte eine Berührung mit dem im Kupplungsbetrieb erhitzten Masseteil 52a zu einer Beschädigung der Abstützelemente 42 führen. Es sei hier erwähnt, daß der Führungsvorsprung 128a sich nicht vollständig in Umfangsrichtung erstrecken muß, sondern insbesondere lediglich in den Bereichen vorgesehen sein muß, in welchen die Abstützelemente 42a sich verschieben.
Die in 4 dargestellte Ausgestaltungsform ist aufgrund des Weglassens einer Komponente am ersten Dämpferelement 12a, nämlich dem zweiten scheibenartigen Abschnitt, und der damit entfallenden Herstellungsschritte einfacher und kostengünstiger aufzubauen. Die damit auch wegfallende Dämpfungswirkung eines Schmiermittels oder dergleichen kann durch das Vorsehen der Dämpfungsfedereinrichtung 122a in der Kupplungsscheibe kompensiert werden.
Zur weiteren Einstellung des Schwingungsdämpfungsverhaltens ist es bei der Ausgestaltungsform in 4 auch möglich, das Nabenelement 100a des zweiten Dämpferelements 14a so auszubilden, wie es bei der Ausgestal tungsform gemäß 1 der Fall war, d. h. auch in diesem Bereich eine Dämpfungsfedereinrichtung vorzusehen.
Die 5 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers. Komponenten, welche in 1 bis 3 gezeigten Komponenten entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügen des Anhangs "c" beschrieben.
Der Torsionsschwingungsdämpfer der 5 unterscheidet sich insbesondere im Aufbau des ersten Dämpferelements 12c. Dieses weist nämlich im Bereich des zylinderartigen Abschnitts 26c einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden und vorzugsweise geschlossenen Ring 130c auf. Der Ring 130c liegt unter Vorspannung an einer Innenumfangsfläche 128c des zylinderartigen Abschnitts 26c an. Diese Vorspannung kann einerseits durch die Größenbemessung des Rings 130c und andererseits durch die Krafteinwirkung der jeweiligen Dämpfungsfederanordnungen 38c auf Radialeinprägungen 132c des Rings 130c erzeugt werden. Die Einprägungen 132c bilden die Abstützteile 36c für die Abstützelemente 46c. D. h. durch die Krafteinwirkung der einzelnen Dämpfungsfedern 40c näherungsweise in Umfangsrichtung werden die rampenartig ausgebildeten Radialeinprägungen 142c nach radial außen und somit gegen die Innenumfangsfläche 128c des zylinderartigen Abschnitts 26c gedrückt. Die Verschiebefläche 34c für die Abstützelemente 46c ist die Innenumfangsfläche des Rings 130c. Durch das Vorsehen des Rings 130c, welcher bezüglich des zylinderartigen Abschnitts 26c in Umfangsrichtung verschiebbar ist, ist eine Rutschkupplungsanordnung gebildet, die durch die bereits erwähnte Vorspannwirkung und die bestimmte Oberflächenkonfiguration des Rings 130c einerseits und des zylinderartigen Abschnitts 126c andererseits ein bestimmtes Rutschmoment aufweist; das Rutschmoment entspricht einem über diese Rutschkupplungsanordnung hinweg ohne Schlupf ihrer einzelnen Komponenten maximal übertragbaren Drehmoment. Wird dieses maximal übertragbare Drehmoment überschritten, was beispielsweise bei Auftreten von Drehmomentspitzen durch eine plötzliche Schubumkehr der Fall sein kann, so wird die Rutschkupplungsanordnung in einen Schlupfzustand gebracht, d. h. der Ring 130c verschiebt sich zusammen mit allen in Kraftflußrichtung folgenden Komponenten bezüglich des zylinderartigen Abschnitts 26c. Der damit verbundene Übergang in einen Gleitreibungszustand führt zu einer Verringerung des Rutschmoments, so daß auftretende Drehmomentspitzen effektiv abgefangen werden können. Sinkt das zu übertragende Drehmoment wieder ab, wird der Rutschzustand wieder aufgehoben, und der dann wieder bestehende Haftreibungszustand zwischen dem Ring 130c und dem zylinderartigen Abschnitt 26c gestattet eine normale Drehmomentübertragung.
Neben dem bereits angesprochenen Vorteil der Drehmomentspitzendämpfung weist die Ausgestaltungsform gemäß 5 den Vorteil auf, daß nicht einzelne Abstützteile, wie dies in der Ausgestaltungsform gemäß den 1 bis 3 der Fall ist, mit anderen Komponenten verbunden werden müssen. Es wird hier jedoch darauf hingewiesen, daß auch bei den Ausgestaltungsformen gemäß den 1 bis 4 und den nachfolgend beschriebenen Ausgestaltungsformen die einzelnen Abstützteile beispielsweise durch Axialeinprägungen oder Radialeinprägungen am ersten Dämpferelement gebildet sein können.
Die 6 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers. Komponenten, welche den mit Bezug auf die 1 bis 3 beschriebenen Komponenten hinsichtlich ihrer Ausgestaltung oder Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "d" bezeichnet. Im folgenden wird auf die wesentlichen Unterschiede zur Ausgestaltungsform gemäß den 1 bis 3 eingegangen.
Die Ausgestaltungsform gemäß 6 umfaßt wiederum die erste Dämpfungsfedereinrichtung 20d, welche zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferelement 12d, 14d wirkt. Die Dämpfungsfedereinrichtung 20d weist mehrere Dämpfungsfedern 40d auf, die sich über in der Figur nicht dargestellte Abstützelemente an den Abstützteilen 36d in Umfangsrichtung abstützen. An einem Nabenelement 50d sind radial außen wiederum die Rampenflächenbereiche 74d zur Mitnahme der Abstützelemente in Umfangsrichtung ausgebildet. Das Nabenelement 50d ist, wie in 6 dargestellt, im wesentlichen aus zwei Nabenscheibenelementen 140d, 142d aufgebaut, die radial innen durch die Bolzen 56d am Masseteil 52d festgelegt sind. Im Bereich der Verbindung der Nabenscheibenelemente 140d, 142d mit dem Masseteil 52d sind diese Komponenten des zweiten Dämpferelements 14d bildenden Bauteile über ein erstes, im wesentlichen axial wirkendes Lager 144d und ein zweites sowohl radial als auch axial wirkendes Lager 146d drehbar am ersten Dämpferelement 12d bzw. dem Abschnitt 18d gelagert. Das erste und das zweite Lager 144d, 146d sind im wesentlichen durch Gleitlagerringe gebildet. Der Gleitlagerring, welcher das erste Lager 144d bildet, weist mehrere axiale Öffnungen 148d auf, in welche Köpfe der Bolzen 56d eingreifen können und somit dieses erste Lager 144d in Umfangsrichtung mitnehmen. Ferner weist das erste Lager 144d eine Vertiefung 150d auf, durch welche das Schmiermittel 96d über die Öffnung 98d in die Schmiermittelkammer 94d eingeleitet werden kann. Das zweite Lager 146d ist im Querschnitt im wesentlichen L-förmig ausgebildet und ist durch einen Kraftspeicher, z. B. eine Tellerfeder 152d, in Richtung auf das erste Lager 144d vorgespannt und hält somit das zweite Dämpferelement 14d in axialer Richtung.
Wie man in 6 erkennt, sind die beiden Nabenscheibenelemente 140d, 142d aus einzelnen Blechteilen gebildet, welche beispielsweise in einem Tiefziehverfahren geformt werden können. Aufgrund der symmetrischen Ausgestaltung ist lediglich die Formung eines einzigen Typs von Nabenscheibenelement erforderlich, das dann sowohl für das Nabenscheibenelement 140d als auch das Nabenscheibenelement 142d verwendet werden kann. Dies bringt gegenüber einer Ausgestaltung des Nabenscheiben elements 50d aus Gußmaterial aufgrund des Entfalls aufwendiger spanender Bearbeitungsschritte beispielsweise an dem Bereich, an dem die Rampenflächenbereiche 74d gebildet sind, erhebliche Kostenvorteile. Es wird darauf hingewiesen, daß beispielsweise auch das erste Dämpferelement 12d aus Tiefzieh-Blechteilen ausgebildet sein kann. So kann beispielsweise der erste scheibenartige Abschnitt 24d mit dem zylinderartigen Abschnitt 26d integral in einem Tiefziehvorgang als Blechteil gebildet werden. Alternativ ist es auch möglich, diese beiden Abschnitte getrennt voneinander herzustellen und nachfolgend durch Verschweißen, Festnieten, Festschrauben oder dergleichen zu verbinden. Auch ist die Ausgestaltung von einem dieser Teile als Gußteil und dem anderen dieser Teile als Blechteil möglich.
Die Abdichtung der Schmiermittelkammer 94d ist an einer axialen Seite, nämlich der in 6 linken Seite, durch das Lager 144d gebildet. An der anderen axialen Seite, nämlich der in 6 rechten Seite, ist die Abdichtung durch eine am Nabenscheibenelement 142d anliegende Dichtungsscheibe 154d vorgesehen, die unter Vorspannung eines sich radial außen am zweiten scheibenartigen Abschnitt 28d abstützenden Reibrings 156d steht. Die Dichtungsscheibe 154d und der Reibring 156d sind in ihrem Anlagebereich drehfest miteinander verbunden, so daß durch das Nabenscheibenelement 50d und die sich mit diesem drehende Dichtungsscheibe 154d der Reibring 156d zur Drehung mitgenommen wird und dabei am zweiten scheibenartigen Abschnitt 28d reibt. In gleicher Weise ist es möglich, daß eine Reibkraft durch Relativverdrehung zwischen Nabenscheibenelement 50d und Dichtungsscheibe 154d erzeugt wird. Diese Reibung kann wieder unabhängig vom Relativdrehwinkel einen Beitrag zur Schwingungsdämpfung liefern.
Man erkennt in 6 ferner, daß im Masseteil 52d Lüftungsöffnungen 160d ausgebildet sind, die zu dem Spalt 126d zwischen dem ersten Dämpferelement 12d und dem zweiten Dämpferelement 14d führen und somit für eine rasche Abfuhr von im Torsionsschwingungsdämpfer 10d aufgenommener Wärme führt.
Es wird hier noch einmal darauf hingewiesen, daß das Ausbilden der Schmiermittelkammer 94d mit dem darin angeordneten Schmiermittel 96d den Vorteil einer geschwindigkeitsproportionalen Dämpfung, also auch des Schmierens in dem Bereich aufweist, in dem Gleitbewegungen auftreten. Dies führt insbesondere bei Motoren mit kleiner Zylinderzahl, beispielsweise 3- und 4-Zylindermotoren, zu einer deutlich besseren Dämpfung im Bereich der Resonanzfrequenz, die deutlich oberhalb der Zündfrequenz des Motors liegen kann. Es ist daher möglich, auf eine weitere Dämpfungsfedereinheit, beispielsweise im Bereich des Nabenscheibenelements 50d zu verzichten.
Die 7 zeigt eine Weiterbildung des Torsionsschwingungsdämpfers der 6, insbesondere im Bereich der Lagerung der beiden Dämpferelemente aneinander. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "e" bezeichnet. Im folgenden wird lediglich auf die Unterschiede zur Ausgestaltungsform gemäß 6 eingegangen.
Bei der Ausgestaltung gemäß 7 ist das erste Lager 144e nach radial außen verlagert und stützt sich dort an einer Umfangsschulter 160e ab. Im radial inneren Bereich, d. h. dem Bereich, in dem die Bolzen 56e liegen, ist ein Reibring 162e angeordnet, der unter Vorspannung einer Feder, beispielsweise Tellerfeder 164e, steht und gegen das erste scheibenartige Element 24e gepreßt ist, so daß im Kontaktbereich des Reibrings 162e mit dem scheibenartigen Element 24e eine Reibungsbremskraft erzeugt werden kann. Die Köpfe 166e der Bolzen 56e greifen in für diese Köpfe vorgesehene Ausnehmungen 168e des Reibrings 162e ein. Die Ausnehmungen 168e weisen eine vorbestimmte Umfangserstreckung auf, so daß die Köpfe 166e in einem bestimmten Umfangsbereich sich in den Ausnehmungen 168e frei bewegen können, ohne zur Anlage an Endflächen dieser Ausnehmungen zu kommen. Wird jedoch zwischen dem ersten Dämpferelement 12e und dem zweiten Dämpferelement 14e eine übermäßig starke Relativverdrehung erzeugt, was z. B. bei Auftreten von Drehmomentspitzen der Fall sein kann, so kommen die Köpfe 166e zur Anlage an die Ausnehmungen 168e in Umfangsrichtung begrenzenden Flächen und nehmen den Reibring 162e in Umfangsrichtung mit. Dabei wird, wie bereits angesprochen, eine Reibungsdämpfungskraft erzeugt, die somit zur Dämpfung von Drehmomentspitzen beiträgt. Der in 7 dargestellte Torsionsschwingungsdämpfer 10e weist somit eine verschleppt wirkende Reibeinrichtung auf, die bei kleineren Verdrehwinkeln nicht wirksam ist, die jedoch bei Erreichen eines bestimmten Schwellen-Verdrehwinkels wirksam wird und durch Erzeugung einer Reibungskraft zum Abfangen von Drehmomentspitzen beiträgt.
Die 8 zeigt eine Weiterbildung der in 6 bzw. 7 dargestellten Ausgestaltungsform. Komponenten welche vorangehend beschriebenen Komponenten in ihrer Ausgestaltung bzw. Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "f" bezeichnet.
Beispielsweise bei Einsatz des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers 10f als Zweimassenschwungrad für eine Kraftfahrzeugs-Reibungskupplung ist das erste Dämpferelement 12f drehfest mit einer Kurbelwelle verbunden und das zweite Dämpferelement 14f ist über eine am Masseteil 52f angebrachte Kraftfahrzeug-Reibungskupplung im eingerückten Zustand starr und drehfest mit einer Getriebeeingangswelle verbunden. Besteht zwischen der Kurbelwelle und der Getriebeeingangswelle ein geringfügiger Versatz oder eine geringfügige Schrägstellung, oder werden im Betrieb der Brennkraftmaschine durch eine Verformung der Kurbelwelle durch die einzelnen Angriffspunkte der Pleuelstangen Taumelbewegungen der Kurbelwelle erzeugt, so kann dies auch zu einer Taumelbewegung des ersten und/oder zweiten Dämpferelements 12f, 14f führen, oder kann zu einem Radialversatz dieser beiden Komponenten bezüglich einander führen. Dies führt zu einer überstarken Belastung der Lageranordnung dieser beiden Komponenten, die aufgrund der nur in begrenztem Drehwinkel auftretenden Relativverdrehung zwischen diesen beiden Komponenten häufig nur ungenügend geschmiert werden kann. Es ist daher bei der Ausgestaltungsform gemäß 8 durch die beiden Lager 144f und 146f die Möglichkeit geschaffen, daß das erste Dämpferelement 12f und das zweite Dämpferelement 14f bezüglich einander eine Taumelbewegung durchführen können. Zu diesem Zweck sind die beiden Lager jeweils aus elastisch verformbaren Lagerringen gebildet, die, wie in 8 erkennbar, einen im wesentlichen V-artigen Querschnitt aufweisen. Tritt eine Verkippbewegung der beiden Dämpferelemente 12f, 14f bezüglich einander auf, führt dies zu einer elastischen Verformung der beiden Lager 144f, 146f, d. h. der Lagerringe derselben, so daß eine übermäßige Beanspruchung im Lagerbereich vermieden werden kann. Auch die Vorspannfeder 152f ist entsprechend weich ausgebildet, um einer derartigen Taumelbewegung unter Beibehaltung ihrer Vorspannwirkung folgen zu können.
Um die Taumelfähigkeit weiter zu unterstützen, ist das Masseteil 52f, durch welches das zweite Dämpferelement 14f am Lager 146f abgestützt ist, an seiner Lagerungsfläche 170f konvex ausgebildet. Durch diese Ausgestaltung kann bei Auftreten einer Taumelbewegung auch im Lagerungsbereich des Masseteils 52f am Lager 146f eine Abrollbewegung auftreten, die zu einer weiteren Entlastung des Lagers führt. In gleicher Weise sind die Nabenscheibenelemente 140f, 142f in ihren die Rampenflächenbereiche 74f bildenden radial äußeren Bereichen mit bei Betrachtung im Längsschnitt konvexen Flächenbereichen 172f, 174f ausgebildet, so daß auch hier bei Relativverkippung von erstem und zweitem Dämpferelement 12f, 14f eine Abrollbewegung an den jeweiligen Abstützelementen 42f auftreten kann.
Die 9 zeigt eine weitere alternative Ausgestaltungsart des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers. Komponenten, welche vor angehend bereits beschriebenen Komponenten entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügen des Anhangs "g" bezeichnet. Im folgenden wird auf die wesentlichen konstruktiven Unterschiede dieser Ausgestaltungsform eingegangen.
Bei der Ausgestaltungsform gemäß 9 umfaßt das Nabenscheibenelement 50g wiederum ein erstes radial außen angeordnetes Nabenscheibenteil 58g sowie ein zweites radial innen angeordnetes und mit dem Masseteil 52g durch Bolzen 56g verbundenes zweites Nabenscheibenteil 54g. Zwischen dem ersten und dem zweiten Nabenscheibenteil 58g und 54g wirkt eine Rutschkupplungsanordnung 180g. Die Rutschkupplungsanordnung 180g umfaßt zwei an beiden axialen Seiten des Radialflansches 64g des ersten Nabenscheibenteils 58g liegende Rutschkupplungsreibringe 182g. Diese Rutschkupplungsreibringe 182g stehen unter axialer Vorspannung jeweiliger Kraftspeicher, beispielsweise Tellerfedern 184g, die sich an jeweiligen Radialvorsprüngen am zweiten Nabenscheibenteil 54g bzw. an einem mit dem Nabenteil 54g im wesentlichen fest verbundenen Zwischenringteil 186g abstützen und somit die Rutschkupplungsreibringe 182g gegen den Radialflansch 64g pressen. Die Tellerfedern 184g können am Nabenscheibenteil 54g oder am Zwischenringteil 186g entweder reibend angreifen oder mit diesem drehfest verbunden sein. Die Rutschkupplungsanordnung 180g weist, wie bereits vorangehend mit Bezug auf die 5 beschrieben, eine Dämpfungswirkung zum Abfangen von Drehmomentspitzen auf. D. h., werden übermäßig große Drehmomente in den Torsionsschwingungsdämpfer eingeleitet, welche zur Beschädigung von Komponenten desselben oder eines Antriebssystems führen können, wird durch die Einstellung des Rutschmoments der Rutschkupplungsanordnung 180g ein Schlupf zwischen dem ersten Dämpferelement 12g zusammen mit dem ersten Nabenscheibenteil 58g bezüglich des zweiten Nabenscheibenteils 54g zusammen mit dem Masseteil 52g ermöglicht. Aufgrund dieses möglichen Schlupfs werden Drehmomentspitzen über den Torsionsschwingungsdämpfer 10g hinweg nicht übertragen.
In 9 ist erkennbar, daß die Schmiermittelkammer 94g auf der in der Figur rechten Seite wiederum durch einen Dichtungsring 154g, der unter Vorspannung einer Tellerfeder als Kraftspeicher 156g steht, abgedichtet ist. Der Dichtungsring 154g liegt dabei am Zwischenringteil 186g an. Man erkennt in 9 ferner, daß eine zwischen dem zweiten Nabenscheibenteil 54g und dem ersten Dämpferelement 12g wirkende Reibeinrichtung 188g mit Reibring und Vorspannfeder ausgebildet ist. Durch diese Reibeinrichtung 188g wird wiederum eine vom Drehwinkel unabhängige Reibungskraft erzeugt, die zur Dämpfung von Torsionsschwingungen beiträgt.
Die Rutschkupplungsanordnung 184g muß nicht notwendigerweise den in 9 dargestellten symmetrischen Aufbau haben. Es ist beispielsweise denkbar, einen der Reibringe wegzulassen und die Vorspannung durch ihren anderen Reibring alleine vorzusehen. Auch ist eine Ausführung mit mehreren parallel geschalteten Reibflächen nach Art einer Lamellenkupplung möglich, wenn der Torsionsschwingungsdämpfer beispielsweise für einen Einsatz bei großen Lasten vorgesehen ist.
Die 10 bis 15 zeigen verschiedenartige Ausgestaltungsmöglichkeiten für die Dämpfungsfederanordnungen, welche in der die Lastdämpferfunktion übernehmenden ersten Dämpfungsfedereinrichtung verwendet werden können.
So zeigt die 10 in ihrer linken Seite im wesentlichen noch einmal den bereits in der 1 erkennbaren Aufbau der Dämpfungsfederanordnung 38 mit zwei Dämpfungsfedern 40. Diese stützen sich über die Abstützelemente 42 in ihren in Umfangsrichtung liegenden Endbereichen jeweils an den Abstützteilen 36 des ersten Dämpferelements 12 ab. Wie in 11 erkennbar, weisen die Abstützelemente 42 einen zur Anlage an den jeweiligen Abstützteilen 36 mit im wesentlichen kreisrunder Anlagefläche 190 ausgebildeten Körper 192 auf, von welchem sich zwei Federelemente 194, 196 weg erstrecken. Zwischen diesen ist eine Aussparung mit im wesentlichen kreisrundem Querschnitt zur Aufnahme und Führung der Enden der Dämpfungsfedern 40 ausgebildet. An der Feder 194 ist der Verschiebeflächenabschnitt 46 zum Verschieben an der Verschiebefläche 34 ausgebildet, und an der Feder 196 ist der Mitnahmeflächenbereich 76 ausgebildet, an welchem die jeweiligen Rampenflächenbereiche 74 des zweiten Dämpferelements 14 zur Anlage kommen können. Es ist selbstverständlich, daß sowohl der Verschiebeflächenabschnitt als auch der Mitnahmeflächenbereich 76 sich bis in den Bereich des Körpers 192 erstrecken können. Das Abstützelement 42 ist aufgrund der Gleiteigenschaften und der kostengünstigen Herstellbarkeit vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt.
Wie in 10 ferner erkennbar, ist zwischen den einander zugewandten Enden der Dämpfungsfedern 40 wiederum der Gleitschuh 44 angeordnet, welcher aufgrund der geradlinigen Ausbildung der Dämpfungsfedern 40 als Schraubendruckfedern bei Kompression der Dämpfungsfederanordnung 38 eine Kraftumlenkung näherungsweise in Umfangsrichtung vorsieht.
Die rechte Hälfte der 10 zeigt eine alternative Ausgestaltungsart einer Dämpfungsfederanordnung, insbesondere eine alternative Ausgestaltungsart im Bereich des Gleitschuhs. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "h" bezeichnet.
Bei der in 10 rechten Hälfte und in 12 dargestellten Ausgestaltungsform ist der Gleitschuh 44 der linken Hälfte durch ein Zwischenelement 44h ersetzt, das nichtreibend in Umfangsrichtung geführt ist. Dazu ist, wie in 12 erkennbar, im Übergangsbereich zwischen dem zylinderartigen Abschnitt 26h und dem zweiten scheibenartigen Abschnitt 28h ein Ringraum 200h ausgebildet, in dem ein Tragring 202h sowohl nach radial außen als auch nach radial innen mit Bewegungsspiel aufgenommen ist. An dem Tragring 202h sind die jeweiligen Zwischenelemente 44h für die verschiedenen Dämpfungsfederanordnungen 38h durch Bolzen 204h festgelegt. Die Zwischenelemente 44h sind im wesentlichen mit S- oder Z-förmiger Konfiguration ausgebildet und erstrecken sich vom Ringraum 200h in den Bereich, in dem die Dämpfungsfedern 40h liegen. Da im allgemeinen mehrere Dämpfungsfederanordnungen 38h mit gleichem Umfangsabstand zueinander vorgesehen sind, d. h. vorzugsweise sind mindestens drei Dämpfungsfederanordnungen mit einem Umfangsabstand von jeweils 120° vorgesehen, sehen die mit dem Tragring 202h fest verbundenen Zwischenelemente 44h eine selbstzentrierende Funktion dieser aus Tragring 202h und Zwischenelementen 44h gebildeten Baugruppe dar. Dies liegt insbesondere daran, daß die einzelnen Dämpfungsfedern 40h im Torsionsdämpfer näherungsweise tangential zu einem die Drehachse A umgebenden Kreis angeordnet sind und daher mit ihren Endbereichen eine nach radial außen gerichtete Kraftkomponente erzeugen, die auch auf die einzelnen Zwischenelemente 44h übertragen wird. Aufgrund der symmetrischen Ausgestaltung kompensieren sich diese nach radial außen gerichteten Kräfte gegenseitig, so daß der Zwischenring 202h ohne Anlage an irgendwelchen Baugruppen im Ringraum 200h getragen bzw. verdrehbar geführt ist. Eine derartige Ausgestaltungsart ist insbesondere bei trockenlaufenden Torsionsschwingungsdämpfern vorteilhaft, da zumindest im Bereich der Zwischenelemente 44h das Auftreten von Reibung verhindert werden kann.
Wie in 12 erkennbar, sind der zylinderartige Abschnitt 26h und der zweite scheibenartige Abschnitt 28h durch eine Verschweißung miteinander verbunden, gleichwohl ist hier auch eine Vernietung, ein Verschrauben oder dergleichen möglich. Die Zwischenelemente 44h und der Tragring 202h sind aus Kostengründen vorzugsweise aus Blechteilen aufgebaut. Es ist auch eine Ausgestaltung aus Kunststoff denkbar.
Die 13 und 14 zeigen eine alternative Ausgestaltungsart des Tragrings mit den Zwischenelementen. Komponenten, welche vorangehend be schriebenen Komponenten entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung des Anhangs "i" bezeichnet.
Bei dieser Ausgestaltungsart ist der Tragring 202i mit den Zwischenelementen 44i einteilig ausgebildet und liegt radial etwa in dem Bereich, in dem auch die Zwischenelemente liegen. Diese Ausgestaltungsform weist einen sehr kompakten Aufbau auf; beispielsweise kann der Tragring 202i mit den Zwischenelementen 44i aus Kunststoff in einem Gußverfahren hergestellt werden. In gleicher Weise ist hier eine Ausgestaltung aus Metall möglich.
Bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer ist grundsätzlich auch eine Ausgestaltung möglich, bei welcher die jeweiligen Dämpfungsfederanordnungen lediglich eine einzige Dämpfungsfeder umfassen. Eine derartige Ausgestaltung ist in 15 linke Hälfte, oben gezeigt. Komponenten, welche vorangehend beschriebenen Komponenten entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs "k" bezeichnet. Bei dieser Ausgestaltungsart weist die Dämpfungsfeder 40k der Dämpfungsfederanordnung 38k in ihrem links außen schematisch dargestellten entspannten Zustand eine im wesentlichen geradlinige Konfiguration einer Schraubendruckfeder auf. Diese wird jedoch dann derart in den Torsionsschwingungsdämpfer 10k eingebaut, daß sie, wie ebenfalls in 15 linke Hälfte erkennbar, leicht vorgekrümmt ist. Dies wird dadurch erreicht, daß jeweilige Anlageflächen 210k der Abstützelemente 42k bzw. 212k eines Zwischenelements 44k bezüglich der geradlinigen Ausgestaltung der Dämpfungsfeder 44k im lastfreien Zustand jeweilige Neigungswinkel α bzw. β aufweisen. Es wird hierdrauf verwiesen, daß diese geneigte Ausgestaltung der Anlageflächen sowohl bei der vorangehend angesprochenen Ausgestaltung einer Dämpfungsfederanordnung 38k mit einer einzigen Dämpfungsfeder 40k als auch bei einer Ausgestaltung mit mehreren Dämpfungsfedern und zusätzlichem Vorsehen von Zwischenelementen 44k möglich ist.
Diese geneigte Anordnung der Anlageflächen 210k bzw. 212k führt dazu, daß zunächst im lastfreien Zustand die Dämpfungsfedern 40k radial innen stärker vorgespannt sind als radial außen. Mit zunehmender Kompression wird jedoch auch der radial äußere Bereich stärker zusammengedrückt, so daß im maximal komprimierten Zustand die Dämpfungsfedern 40k in dem in 15, linke Hälfte, oben, gezeigten gleichmäßig komprimierten Zustand sind. Es ist somit eine sich progressiv verändernde Federcharakteristik in den einzelnen Dämpfungsfederanordnungen 38k vorgesehen, durch welche der für die einzelnen Federn 40k maximal mögliche Verformungsweg ausgenutzt wird. Die Winkel α und β müssen nicht notwendigerweise gleich sein. Ferner ist, wie in 15, links, erkennbar, eine abgestufte Ausgestaltung zumindest einer der Anlageflächen 210k bzw. 212k möglich, so daß der radial innere Bereich der Dämpfungsfedern 40k im lastfreien Zustand zusätzlich stärker vorgespannt wird als der radial äußere Bereich. Die Abstufung kann derart gewählt sein, daß im lastfreien Zustand der radial äußere Bereich der Federn 40k im wesentlichen noch nicht vorgespannt ist, und erst bei zunehmender Relativverdrehung durch Anlage an dem radial äußeren, in Umfangsrichtung zurückversetzten Bereich zur Dämpfung beiträgt. Es wird darauf hingewiesen, daß anstelle der abgestuften Ausgestaltung auch eine entsprechend schräg gestellte, im wesentlichen geradlinig verlaufende Fläche vorgesehen werden kann.
Die 15, rechte Hälfte, zeigt eine weitere alternative Ausgestaltungsform einer Dämpfungsfederanordnung. Komponenten die vorangehend beschriebenen Komponenten in ihrer Funktion entsprechen, sind mit dem gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügung eines Anhangs I bezeichnet.
Bei der Ausgestaltungsform gemäß 15, rechte Hälfte, weisen die Abstützelemente 42l keine Federzungen oder dergleichen auf, sondern bilden im wesentlichen gerade Anlageflächen für die Dämpfungsfedern 40l. Die Dämpfungsfederanordnungen 38l umfassen jeweils lediglich eine einzige Dämpfungsfeder, die in ihrem lastfreien Zustand vorzugsweise vorgekrümmt ist. Die Dämpfungsfeder 40l stützt sich wiederum an in Umfangsrichtung entgegengesetzten Enden an den jeweiligen Abstützelementen 42l und somit den Abstützteilen 36l des ersten Dämpferelements 12l ab. In ihrem radial äußeren Bereich liegen die Dämpfungsfedern 40l an einer Federschale 220l an, welche gleichzeitig die Funktion der Verschiebefläche 34l für die Abstützelemente 42l übernimmt. Durch die Abstützung der Dämpfungsfeder 40l in ihrem radial äußeren Bereich wird eine zusätzliche Reibungskomponente eingeführt, die einen Beitrag zur Schwingungsdämpfung liefert. Da die Anlagekraft der Dämpfungsfedern 40l an der Federschale 220l einerseits mit zunhemender Kompression, d. h. zunehmendem Relativverdrehwinkel, zunimmt und andererseits mit zunehmender Zentrifugalkraft, d. h. zunehmender Drehzahl, zunimmt, ist sowohl eine von dem zu übertragenden Drehmoment als auch von der momentanen Drehzahl abhängige Reibungskraftkomponente vorgesehen. Die in 15, rechte Hälfte, dargestellte Ausgestaltungsform ist insbesondere zur Aufnahme von bzw. zur Entkopplung bei großen Drehmomenten vorteilhaft. Die Dämpfungsfederanordnungen 38l können eine Winkelerstreckung aufweisen, die näherungsweise 180° beträgt, so daß die Dämpfungsfedereinrichtung 20l zwei derartige Dämpfungsfederanordnungen 38l umfaßt. Gleichwohl ist auch eine andere Winkelerstreckung möglich.
Auch die massivere Ausgestaltung der Abstützelemente 42l ohne die jeweiligen Federabschnitte führt dazu, daß diese zur Aufnahme größerer Normalkräfte, d. h. einer stärkeren Keilwirkung bei Einleitung von Drehmomenten geeignet sind.
Um im Betrieb das Auftreten einer Abnutzung der Verschiebefläche 34l zu vermeiden, ist die Federschale 220l zumindest in ihrem die Verschiebefläche 34l und die Anlagefläche für die Dämpfungsfeder 40l bildenden Bereich aus gehärtetem Material aufgebaut. Dies kann auch bei allen vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen vorgesehen sein, in welchen der zylinderartige Abschnitt des ersten Dämpferelements zumindest in dem die Verschiebefläche bildenden Bereich aus gehärtetem Material gebildet sein kann, bzw. eine Einlage oder Auflage aus gehärtetem Material aufweisen kann.
An den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers sind viele Modifikationen möglich. So ist es beispielsweise möglich, das zweite Dämpferelement in seinem Außenumfangsflächenbereich mit vieleckartiger Form auszubilden, wobei dann jeweils im Eckenbereich die rampenartigen Flächenbereiche gebildet sind. Auch ist es abweichend von den dargestellten Ausgestaltungsformen, bei welchen jeweils ein Eckbereich eine rampenartige Fläche für nur ein Abstützelement bildet, möglich, das zweite Dämpferelement derart auszubilden, daß in einem Eckbereich in jeder Umfangsrichtung jeweils eine rampenartige Fläche gebildet ist, so daß jeweils abhängig von der Relativverdrehung zwischen erstem und zweitem Dämpferelement der Eckbereich zur Mitnahme verschiedener, in Umfangsrichtung unmittelbar benachbarter Abstützelemente verschiedener Dämpfungsfederanordnungen dient. Bei dieser Ausgestaltungsart ist jedoch im allgemeinen ein bei den dargestellten Ausgestaltungsarten nicht vorhandener Totgang bei der Relativverdrehung zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferteil vorhanden. Dies bedeutet, die jeweilige Ecke der vieleckartigen Umfangsform muß sich zunächst in einem vorbestimmten Winkelbereich verdrehen, bis sie zur Anlage an einem jeweiligen Abstützelement kommen kann. Ferner ist auch eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers möglich, bei welchem das erste und das zweite Dämpferelement in ihren jeweils zur Drehmomentübertragung vorgesehenen Bereichen sich nicht radial gegenüberliegen sondern axial. D. h. jedes der Dämpferelemente weist eine dem anderen Dämpferelement zugewandte, zur Drehachse im wesentlichen orthogonal stehende Fläche auf. Eines der Dämpferelemente weist dann axiale Vorsprünge auf, die wiederum die Abstützteile bilden, zwischen welchen die Dämpfungsfederanordnungen eingespannt sind und sich jeweils in Umfangsrichtung an ihren beiden Endbereichen abstützen.
Das andere der Dämpferelemente weist an seiner Axialfläche axial vorspringende Mitnahmeabschnitte auf, die durch axial liegende Rampenflächen oder dergleichen gebildet sein können. Bei Relativverdrehung können durch diese Rampenelemente dann die Dämpfungsfederanordnungen wieder über entsprechende Abstützelemente mitgenommen und komprimiert werden. Auch hier kann der gleiche eine Reibungskraft erzeugende Effekt durch die rampenartige Ausbildung der vorspringenden Flächen am anderen Dämpferelement erhalten werden. Zusätzlich sind jedoch bei einer derartigen Ausgestaltung radial außen Abstützmittel erforderlich, die ein Ausweichen der Dämpfungsfederanordnung nach radial außen verhindern.

Claims

Torsionsschwingungsdämpfer, insbesondere zur Dämpfung von in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs auftretenden Torsionsschwingungen, umfassend: – ein erstes Dämpferelement (12), – ein zweites Dämpferelement (14), welches bezüglich des ersten Dämpferelements (12) um eine Drehachse (A) drehbar ist, – eine erste Dämpfungsfedereinrichtung (20), durch welche das erste und das zweite Dämpferelement (12, 14) zur Drehmomentübertragung gekoppelt sind, wobei die erste Dämpfungsfedereinrichtung (20) wenigstens eine sich näherungsweise in einer Umfangsrichtung erstreckende Dämpfungsfederanordnung (38) mit wenigstens einer Dämpfungsfeder (40) umfaßt, wobei an einem Dämpferelement (12) von erstem und zweitem Dämpferelement (12, 14) für die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung (38) Abstützmittel (36) vorgesehen sind, an welchen die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung sich in ihren jeweiligen Endbereichen näherungsweise in Umfangsrichtung über an jedem Endbereich angeordnete Abstützelemente (42) abstützt, und wobei an dem einen Dämpferelement (12) für jedes Abstützelement (42) eine Verschiebefläche (34) ausgebildet ist, entlang welcher das zugeordnete Abstützelement (42) in Umfangsrichtung verschiebbar ist, wobei ferner an dem anderen Dämpferelement (14) von erstem und zweitem Dämpferelement (12, 14) jedem Abstützelement (42) zugeordnet Mitnahmemittel (74) vorgesehen sind, durch welche bei Auftreten einer Relativverdrehung zwischen erstem und zweitem Dämpferelement (12, 14) das zugeordnete Abstützelement (42) zur Verschiebebewegung entlang der zugeordneten Verschiebefläche (34) am einen Dämpferelement (12) mitnehmbar und in Richtung auf die Verschiebefläche (34) zu drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung (38) wenigstens zwei Dämpfungsfedern (40) umfaßt und daß die wenigstens zwei Dämpfungsfedern (40) sich in ihren einander benachbarten Endbereichen an einem Zwischenelement (44) abstützen, welches bezüglich des einen Dämpferelements (12) in Umfangsrichtung verlagerbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens im Bereich der Verschiebefläche (34) eine wenigstens nach radial außen abgedichtete Schmiermittelkammer (94) mit darin angeordnetem Schmiermittel (96) vorgesehen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder (40) wenigstens bereichsweise in der Schmiermittelkammer (94) angeordnet ist und in das Schmiermittel (96) eintaucht.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelkammer gebildet ist durch: – einen ersten sich im wesentlichen radial erstreckenden scheibenartigen Abschnitt (24) des einen Dämpferelements (12), – einen sich an den ersten scheibenartigen Abschnitt (24) in einem radial äußeren Bereich anschließenden und sich im wesentlichen axial erstreckenden zylinderartigen Abschnitt (26), – einen sich an den zylinderartigen Abschnitt (26) an dem vom ersten scheibenartigen Abschnitt (24) abgewandten Ende desselben mit seinem radial äußeren Endbereich anschließenden zweiten, sich im wesentlichen radial erstreckenden scheibenartigen, vorzugsweise scheibenringartigen Abschnitt (28).
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebefläche (34) an einer Innenumfangsfläche des zylinderartigen Abschnitts (26) ausgebildet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dämpferelement (14) durch eine Lagerungsanordnung (16) am ersten Dämpferelement (12) oder/und einer mit diesem fest verbundenen Komponente (18) drehbar gelagert ist und daß die Lagerungsanordnung (16) eine erste Dichtungsanordnung für die Schmiermittelkammer (94) bezüglich einer axialen Seite des zweiten Dämpferelements (14) bildet.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, ferner umfassend eine zwischen dem zweiten scheibenartigen Abschnitt (28) und dem zweiten Dämpferelement (14) an dessen anderer axialen Seite wirkende zweite Dichtungsanordnung (90, 92; 154d, 156d).
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste scheibenartige Abschnitt (24) oder/und der zylinderartige Abschnitt (26), vorzugsweise integral mit dem ersten scheibenartigen Abschnitt (24), oder/und der zweite scheibenartige Abschnitt (28) oder/und das zweite Dämpferelement (50d) wenigstens ein vorzugsweise in einem Tiefziehvorgang geformtes Blechteil (140d, 142d) umfaßt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Überlastschutzeinrichtung (26c, 130c; 162e; 180g) zum Dämpfen von über den Torsionsschwingungsdämpfer zu übertragenden Drehmomentspitzen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastschutzeinrichtung (26c, 130c; 180g) wenigstens eine Rutschkupplungsanordnung umfaßt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastschutzeinrichtung eine zwischen zwei Komponenten des ersten Dämpferelements (12c) wirkende Rutschkupplungsanordnung (26c, 130c) oder/und eine zwischen zwei Komponenten des zweiten Dämpferelements (14c) wirkende Rutschkupplungsanordnung (180g) umfaßt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Rutschkupplungsanordnung (26c, 130c) ein an dem einen Dämpferelement (12c) verdrehbar angeordnetes und an diesem reibschlüssig angreifendes Rutsch-Ringelement (130c) umfaßt, an welchem die Verschiebefläche (34c) und die Abstützmittel angeordnet sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastschutzeinrichtung (162e) eine zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferelement (12e, 14e) bzw. jeweils mit diesen fest verbundenen Komponenten wirkende Reibungskrafterzeugungseinrichtung (162e) umfaßt, welche eine mit zunehmendem Relativverdrehwinkel zwischen erstem und zweitem Dämpferelement (12e, 14e) zunehmende Reibungskraft erzeugt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungskrafterzeugungseinrichtung (162e) bis zu einem Schwellen-Relativverdrehwinkel im wesentlichen keine Reibungskraft erzeugt und ab Überschreiten des Schwellen-Relativverdrehwinkels eine im wesentlichen konstante oder mit dem Relativverdrehwinkel zunehmende Reibungskraft erzeugt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dämpferelement (14f) über eine Lagerungsanordnung (144f, 146f) am ersten Dämpferelement (12f) oder/und einer mit diesem fest verbundenen Komponente (18f) drehbar gelagert ist, und daß die Lagerungsanordnung (144f, 146f) derart ausgebildet ist, daß das erste und das zweite Dämpferelement (12f, 14f) zumindest eine Verkippbewegung oder/und eine Verschiebebewegung in radialer Richtung durchführen können.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungsanordnung (144f, 146f) wenigstens eine elastisch verformbare Lagerungskomponente (144f, 146f), vorzugsweise Gleitlagerungskomponente, umfaßt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerungsanordnung (144f, 146f) eine zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferelement (12f, 14f) im wesentlichen in axialer Richtung wirkende und eine zwischen dem ersten und dem zweiten Dämpferelement im wesentlichen in radialer Richtung wirkende Lagerungskomponente (144f, 146f) umfaßt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dämpferelement (14f) eine zur Anlage an der Lagerungsanordnung (146f) vorgesehene konvexe Lagerungsfläche (170f) aufweist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmemittel (74f) an dem anderen Dämpferelement (14f) jeweils eine konvexe Mitnahmefläche (74f) umfassen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenelement (44) ein an der Verschiebefläche (34) verschiebbares Gleitelement (44) umfaßt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenelement (44h; 44i) bezüglich des einen Dämpferelements (12h; 12i) im wesentlichen reibungsfrei in Umfangsrichtung verlagerbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 21, umfassend eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit im wesentlichen gleichem Abstand zueinander angeordneten Dämpfungsfederanordnungen (38h; 38i), wobei die jeweiligen Zwischenelemente (44h; 44i) für die mehreren Dämpfungsfederanordnungen (38h; 38i) an einem bezüglich des einen Dämpferelements (12h; 12i) drehbaren Tragring (202h; 202i) angeordnet sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens eine weitere Dämpfungsfedereinrichtung (22; 122a), welche zur ersten Dämpfungsfedereinrichtung (20; 20a) wirkungsmäßig in Reihe angeordnet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine weitere Dämpfungsfedereinrichtung (22; 122a) wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung mit wenigstens einer Dämpfungsfeder (72; 124a) umfaßt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine weitere Dämpfungsfedereinrichtung (22) eine Drehmomentübertragungskopplung zwischen zwei bezüglich einander drehbaren Komponenten des ersten Dämpferelements oder/und zwischen zwei bezüglich einander drehbaren Komponenten (58, 54) des zweiten Dämpferelements (14) vorsieht.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 23 bis 25, gekennzeichnet durch eine dem Torsionsschwingungsdämpfer (10a) zugeordnete Reibungskupplung (102a) mit einer Kupplungsscheibe (110a), wobei die Kupplungsscheibe (110a) die wenigstens eine weitere Dämpfungsfedereinrichtung (122a) umfaßt, welche zwischen zwei bezüglich einander drehbaren Komponenten (114a, 116a, 120a) der Kupplungsscheibe (110a) wirkt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Dämpfungsfedereinrichtung (20) oder/und gegebenenfalls der wenigstens einen weiteren Dämpfungsfedereinrichtung Endanschlagmittel (30, 80; 82, 84; 86, 88) zugeordnet sind zur Begrenzung des Relativverdrehwinkels der jeweiligen bezüglich einander drehbaren Komponenten.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verschiebefläche (34a) an einer Innenumfangsfläche eines sich im wesentlichen axial erstreckenden zylinderartigen Abschnitts (26a) des einen Dämpferelements (12a) gebildet ist, gekennzeichnet durch zwischen dem einen Dämpfer element (12a) und jedem Abstützelement (42a) wirkende Abstützelement-Axialsicherungsmittel (128a, 130a).
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung (38a) wenigstens zwei Dämpfungsfedern (40a) umfaßt, welche sich in ihren einander benachbarten Endbereichen an einem bezüglich des einen Dämpferelements in Umfangsrichtung verlagerbaren, vorzugsweise an der Verschiebefläche verschiebbaren Zwischenelement abstützen, und daß Zwischenelement-Axialsicherungsmittel für das Zwischenelement vorgesehen sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützelement-Axialsicherungsmittel (128a, 130a) oder/und gegebenenfalls die Zwischenelement-Axialsicherungsmittel an einem Element von Verschiebefläche (34a) und Abstützelement (42a) bzw. Zwischenelement eine Umfangsnut (130a) und am jeweils anderen Element einen in die Umfangsnut (130a) eingreifenden Sicherungsvorsprungsbereich (128a) umfassen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Dämpferelement (12a) einen sich im wesentlichen radial erstreckenden scheibenartigen Abschnitt (24a) umfaßt, welcher in einem radial äußeren Bereich mit dem zylinderartigen Abschnitt (26a) verbunden ist und an einer ersten axialen Seite jedes Abstützelements (42a) angeordnet ist, und daß das andere Dämpferelement (14a) einen sich im wesentlichen radial erstreckenden scheibenartigen Abschnitt (52a) umfaßt, der in einem radial äußeren Bereich der anderen axialen Seite jedes Abstützelements (42a) gegenüberliegt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem scheibenartigen Abschnitt (52a) des anderen Dämpferelements (14a) und jedem Abstützelement (42a) ein vorbestimmter axialer Abstand (D) ausgebildet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder (40k) eine sich mit zunehmender Relativverdrehung zwischen erstem und zweitem Dämpferelement (12k, 14k) verändernde Federcharakteristik vorsieht.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder (40k) in einem Grundzustand eine näherungsweise geradlinige Konfiguration aufweist und in ihrem Einbauzustand und in einem lastfreien Zustand des Torsionsschwingungsdämpfers (10k) in einem radial innenliegenden Federbereich stärker vorgespannt ist als in einem radial außenliegenden Federbereich.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder (40k) in ihrem im wesentlichen maximal komprimierten Zustand in ihrem radial äußeren und ihrem radial inneren Bereich im wesentlichen gleich vorgespannt ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 33 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder (40k) in ihrem im wesentlichen maximal komprimierten Zustand eine im wesentlichen geradlinige Konfiguration annimmt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder (40k) in wenigstens einem ihrer Endbereiche sich an einer Stützfläche (212k) abstützt, deren radial äußerer Abstützbereich bezüglich ihres radial inneren Abstützbereichs in Umfangsrichtung von dem einen Endbereich der wenigstens einen Dämpfungsfederweg (40k) versetzt ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Dämpfungsfeder (40l) vorzugsweise vorgekrümmt ist und sich in Umfangsrichtung erstreckt, und daß Radialabstützmittel (220l) vorgesehen sind, welche die wenigstens eine Dämpfungsfeder (40l) in ihrem radial äußeren Bereich vorzugsweise entlang ihrer gesamten Länge nach radial außen abstützen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialabstützmittel (220l) die Verschiebefläche (34l) umfassen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 38 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialabstützmittel (220l) eine gehärtete Abstützbahn umfassen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 38 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Dämpfungsfederanordnung (38k; 38l) eine einzige Dämpfungsfeder (40k; 40l) umfaßt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstützelement (42) mit sich in Umfangsrichtung verjüngender, näherungsweise keilartiger Form ausgebildet ist, wobei ein an der Verschiebefläche (34) des einen Dämpferteils (12) anliegender Verschiebeflächenabschnitt (46) des Abstützelements (42) eine erste Keilfläche bildet und eine zur Anlage an den jeweiligen Mitnahmemitteln (74) vorgesehene Mitnahmefläche (76) eine zweite Keilfläche bildet, und daß die Mitnahmemittel (74) einen zur jeweiligen Mitnahmefläche (76) wenigstens bereichsweise parallelen Mitnahmerampenflächenbereich (74) umfassen.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeflächenabschnitt (46) eine an eine Umfangskontur der Verschiebefläche (34) wenigstens näherungsweise angepaßte Flächenkontur aufweist.