DE3114282A1

DE3114282A1 - Torsionsdaempfeinrichtung

Info

Publication number: DE3114282A1
Application number: DE19813114282
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 8720 Schweinfurt Tebbe
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1981-04-09
Filing date: 1981-04-09
Publication date: 1982-11-04
Also published as: JPS57179426A; BR8202009A; FR2503812A1

Description

FICHTEL & SACH S "Ά G - SCHWEINFURT

PATENT- UND GEJiKAUCHt)MUaTERHILi¹SANMELDUNG

Tors i ο η s. d ä m ρ f e i η r i c h t u η g

Die Erfindung bezieht sich auf eine Torsionsdämpfeinrichtung, insbesondere zum Einschalten in einen Antriebsstrang einer Brennkraftmaschine, bestehend u, a. aus zwei relativ zueinander gegen die Kraft von Kraftspeichern verdrehbaren Teilen sowie wenigstens einer zumindest über einen Teil der möglichen gegenseitigen Verdrehung wirksamen Reibeinrichtung.

Eine Torsionsdämpfeinrichtung der oben beschriebenen Art ist bereits durch das deutsche Patent 2 159 690 bekannt. Diese bekannte Torsionsdämpfeinrichtung weist den Nachteil auf, daß während jeder Relativverdrehung zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsteil dieser Torsionsdämpfeinrichtung ein gleichgroßes, der Relativbewegung entgegengerichtetes Reibmoment entsteht, Jede Umkehr der Relativbewegung bewirkt einen Momentensprung der Reibeinrichtung um das doppelte Reibmoment. Dieser Momentensprung wird an die Bauteile der Torsionsdämpfeinrichtung weitergegeben und bewirkt dort einen starken Ruck in der Drehbewegung. Dieser Ruck kann al-Ie im Triebwerksstrang vorhandenen Eigenfrequenzen anregen und die Wirksamkeit der Torsionsdämpfeinrichtung beeinträchtigen.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Torsionsdämpfeinrichtung zu erstellen, die mit einem Minimum an Aufwand den vorgenannten Momentensprung vermeidet,

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Durch die Reihenschaltung der Reibeinrichtung der Torsionsdämpfeinrichtung mit einem Kraftspeicher wird ein entsprechend der Pedersteifigkeit des Kraftspeichers allmählicher Übergang vom einen Extremwert zum anderen Extremwert des Reibmomentes erzielt, wodurch der Momentensprung vermieden wird. Der zusätzliche Aufwand - die Anordnung eines Kraftspeichers - ist

j tr

gegenüber dem Aufwand der gesamten Torslonsdämpfeinrichtung minimal.

Gemäß Anspruch 2 wird vorgeschlagen, daß in Reihe mit dem Kraftspeicher und der Reibeinrichtung ein Spiel .in Verdrehrichtung vorgesehen ist. Diese einfache Maßnahme teilt bei Lastwechsel den durch den Kraftspeicher allmählichen Übergang vom Reibmoment in die eine Richtung zum Reibmoment in die andere Richtung nochmals auf zwei Stufen auf. Damit kann ganz gezielt eine Abstimmung der Reibeinrichtung im Hinblick auf die Eigenfrequenzen der im Antriebsstrang liegenden Bauteile erzielt werden.

Dabei kann der verwendete Kraftspeicher sowohl als Stahlfeder als auch als Elastomerelement, z. B. aus Gummi oder Kunststoff, ausgebildet sein.

Die eine Ausführungsform sieht die Verwendung von mehreren Stahlfedern vor, welche in Umfangsrichtung federnd in die Reibeinrichtung eingreifen und gleichzeitig zur Erzielung der Reibkraft senkrecht zur Verdrehrichtung eine Vorspannkraft auf die Reibeinrichtung ausüben.

Eine andere Ausführungsform ist vom Aufbau her noch wesentlich dadurch vereinfacht, daß als Kraftspeicher Gummiringe Verwendung finden, die sowohl einerseits die Anpreßkraft für die Reibeinrichtung erzeugen als auch andererseits durch Zwischenschaltung zwischen die beiden relativ zueinander verdrehbaren Teile den verzögerten Einsatz der Reibelemente steuern.

Dabei ist gemäß Anspruch 7 durch Anordnung eines Verdrehspieles der Einsatz des vollen Reibmomentes bei Drehrichtungsumkehr verzögerbar.

In ganz besonders vorteilhafter Weise läßt sich eine solche Torsionsdämpfeinrichtung in der Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung anwenden.

Die Erfindung wird anschließend an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Pig. 1 und 2 Teilschnitt und Teilansicht einer Kupplungsscheibe mit Stahlfedern;

Fig. 3 den Teilschnitt durch eine Kupplungsscheibe mit Gummifederringen ;

Fig. k Verdrehwinkel/Drehmomentkurve nach dem Stand der Technik;

Fig. 5 Verdrehwinkel/Drehmomentkurve bei Steuerung der Reibeinrichtung in Reihe mit einer Feder;

Fig. 6 Verdrehwinkel/Drehmomentkurve bei Reihenschaltung von Reibeinrichtung, Feder und Spiel.

Die Figuren 1 und 2 zeigen den Teillängsschnitt und die Teilansicht einer Kupplungsscheibe 1 für die Reibungskupplung einer Brennkraftmaschine. Die Nabe 3 ist mit ihrer Verzahnung auf einer nicht dargestellten Abtriebswelle drehfest aufgesetzt. Sie weist nach radial außen eine Nabenscheibe 2 auf. Zu beiden Seiten dieser Nabenscheibe 2 sind Abdeckbleche h und 5 angeordnet, die untereinander drehfest und auf Abstand gehalten sind - durch Verbindungsniete 6. Das nicht vollständig dargestellte Abdeckblech setzt sich nach radial außen fort und trägt dort die Reibbeläge zum Einspannen der Kupplungsscheibe 1. Weiterhin sind zwischen den beiden Abdeckblechen, k und 5 und der Nabenscheibe 2 Torsionsfedern eingesetzt, welche eine Relativverdrehung dieser beiden Kupplungsscheibenteile gegen die Kraft dieser Torsionsfedern ermöglichen. Der Winkelausschlag beider Teile ist von dem zu übertragenden Drehmoment und dem Federweg der vorgesehenen Federn abhängig. Die Reibeinrichtung besteht im vorliegenden Falle aus zwei Reibringen 7, welche zu beiden Seiten der Nabenscheibe 2 angeordnet sind. Der eine Reibring 7 wird direkt durch das Abdeckblech 5 in Anlage an der Nabenscheibe 2 gehalten, während der andere Reibring 7 unter Zwischenschaltung eines Druckringes 8 von am Umfang verteilten Schenkelfedern 9 in Richtung auf die Nabenscheibe 2 angepreßt wird. Durch die Verbindung der beiden Abdeckbleche 4 und 5 untereinander wird daher auch der Reibring auf der anderen Seite zwischen dem Abdeckblech 5 und der Nabenscheibe 2 mit der gleichen Kraft eingespannt. Der Druckring 8 weist Anschläge 11 auf, in welche die Enden der Schenkelfedern 9 eingreifen.

Die Schenkelfeder 9 ist an ihrem radial äußeren Bereich über einen Halteniet 13 fest mit dem Abdeckblech 4 verbunden. Zur besseren Abstützung reicht die Schenkelfeder 9 durch eine Führung 12 im Abdeckblech 4.

Bevor näher auf die Funktion dieser Torsionsdämpfeinrichtung eingegangen wird, sollte kurz an Hand der Fig. 4 die Funktion des Standes der Technik erläutert werden. Die Kupplungsscheibe gemäß dem Stand der Technik weist eine Reibeinrichtung auf, welche ohne Verzögerung beim Einleiten eines Drehmomentes mit einer bestimmten Reibkraft wirksam wird. Diese Reibkraft ist konstant über den Drehwinkel und geht bei Drehrichtungsumkehr der beiden relativ zueinander verdrehbaren Teile durch den Nullpunkt auf den gleichen Wert im negativen Bereich. Diese Drehrichtungsumkehr findet laufend statt, da die Ungleichförmigkeit der Brennkraftmaschine sowie mögliche Drehschwingungen zwischen der Brennkraftmaschine und dem Abtrieb durch eben diese Relativbewegung zwischen den verdrehbaren Teilen des Torsionsschwingungsdämpfers abgebaut bzw. unschädlich gemacht werden sollen. In jedem Falle ergibt sich gemäß dem Stand der Technik jeweils ein sehr großer Momentensprung in der Höhe der doppelten Reibkraft.

Die Funktion der Torsionsdämpfeinrichtung gem. Fig. 1 und 2 ist folgende:

Beim Einleiten eines Drehmomentes über das Abdeckblech 5 von außen her und beim Übertragen dieses Drehmomentes über die nicht dargestellten Federn auf die Nabenscheibe 2 und die Nabe 3 erfolgt eine Verdrehung der beiden Abdeckbleche 4 und 5 gegenüber der Nabenscheibe 2, Jeder Relativbewegung dieser beiden Teile zueinander steht die Reibkraft desjenigen Reibringes 7 entgegen, der zwischen dem Abdeckblech 5 und der Nabenscheibe 2 eingespannt ist. Die Reibkraft des gegenüberliegenden Reibringes 7 setzt erst verzögert ein, und zwar spannt sich erst die Schenkelfeder 9» bis sie ein Drehmoment zu übertragen hat, welches größer ist als die Reibkraft zwischen der Nabenscheibe 2 und dem Reibring 7. Erst dann setzt auch auf dieser Seite die volle Reibkraft ein. Nun ist es ohne weiteres möglich, den Reibring 7 zwischen der Nabenscheibe 2 und dem Abdeckblech 5 mit einer derart niedrigen Reibung zu versehen, daß dieser Reibring praktisch keinen Beitrag zur Reib-

31U282

kraft leistet. Dann wirkt lediglich der Reibring 7 zwischen der Nabenscheibe 2 und den Schenkelfedern 9. Eine solche Reibeinrichtung würde einen Momentenverlauf entspr. Fig. 5 erzielen. Hierbei wirkt die volle Reibkraft, welche bei Belastungswechsel bzw. bei auftretenden Torsionsschwingungen jeweils gleichmäßig auf null abfällt und dann ebenso gleichmäßig in den negativen Bereich kommt und dort bis zum vollen Moment ansteigt. Das Reibmoment wird also hier gleichmäßig ab- bzw. aufgebaut.

Es ist selbstverständlich, daß die gegebenen Verhältnisse - beispielsweise die Drehschwingungs-Empfindlichkeit der verschiedenen Baugruppen zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe - jede mögliche Variante in der Abstimmung zulassen. Eine Variante wäre die Ausführung gem. Fig. 1 und 2, bei denen ein Reibring ohne Verzögerung und ein Reibring mit Verzögerung anspricht. Es ist auch möglich, diese beiden Reibringe mit unterschiedlichen Reibwerten einzusetzen bzw. unterschiedlich wirksame Durchmesser vorzusehen. Eine, weitere Möglichkeit, um auf einfachem Wege die Abstimmung anzupassen, wird darin gesehen, daß beispielsweise zwischen den Schenkelfedern und den Anschlägen 11 ein Spiel in Umfangsrichtung vorgesehen wird. Damit kann ein Momentenlauf erzielt werden, der in Fig. 6 wiedergegeben ist. Hierbei ergibt sich bei auftretenden Drehschwingungen zuerst ein allmählicher Momentenabbau durch Entspannung der Schenkelfedern auf den Wert null, dann ein Aussetzen des Reibnomentes entsprechend der Winkelbewegung, in welcher das Spiel zwischen Schenkelfedern und Anschlägen wirksam ist, und dann wieder ein Anwachsen auf das normale Maß der Reibeinrichtung entsprechend der Auslegung.

Eine besonders einfache Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reibeinrichtung ist in Fig. 3 dargestellt. Auch hier ist ein Teil einer Kupplungsscheibe wiedergegeben, mit den beiden Abdeckblechen 5j welche über ein Verbindungsniet 6 drehfest miteinander verbunden und auf Abstand gehalten sind, mit der Nabenscheibe 2 und der Nabe 3, desgleichen mit zwei Reibringen 7, welche seitlich auf der Nabenscheibe 2 aufliegen. Zwischen die beiden Reibringe 7 und die beiden Abdeckbleche 5 sind nun Gummiringe 10 eingesetzt, welche entsprechend der gewünschten Reibkraft mit Vorspannung in axialer Richtung eingesetzt sind. Diese Reibringe 10 aus Gummi bzw. einem anderen Elastomer bewirken, daß beim Auftre-

"' •·^::.·^::^:-.^: .i. . 31U282

ten von Drehschwingungen die Torsionsdämpfeinrichtung einen Momentenverlauf, entspr. Fig. 5 aufweist. Auch diese Gummiringe 10 werden bei Relativbewegung zwischen den Abdeckblechen 5 und der Nabenscheibe 2 zuerst auf Scherung beansprucht und es wird erst dann eine Gleitbewegung mit entsprechendem Reibmoment zwischen den Reibringen 7 und der Nabenscheibe 2 erzeugt, wenn die Scherkraft das Reihmoment Übersteigt.

06.04.1981
PRP-2 Ho/whm-

Leerseite

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Torsionsdämpfeinrichtung, insbesondere zum Einschalten in einen Antriebsstrang einer Brennkraftmaschine, bestehend u. a. aus zwei relativ zueinander gegen die Kraft von Kraftspeichern verdrehbaren Teilen sowie wenigstens einer zumindest über einen Teil der möglichen gegenseitigen Verdrehung wirksamen Reibeinrichtung, dad. gek., daß zumindest eine Reibeinrichtung (2, 7, 8; 2, 7) in Reihe mit einem Kraftspeicher (9, 10) betätigbar ist.

2. Torsionsdämpfeinrichtung nach Anspruch 1, dad, gek., daß in Reihe mit dem Kraftspeicher (9, 10) und der Reibeinrichtung (2, 7j 2, 7» 8) ein Spiel in Verdrehrichtung vorgesehen ist.

3· Torsionsdämpfeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dad. gek., daß der Kraftspeicher als Stahlfeder (9) ausgebildet ist.

k. Torsionsdämpfeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dad. gek., daß der Kraftspeicher als Elastomerelement (10) ausgebildet ist.

5. Torsionsdämpfeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, bei welcher eine Nabenscheibe zu beiden Seiten unter Zwischenschaltung von Reibringen Abdeckbleche aufweist, die untereinander drehfest verbunden und zwischen beiden Teilen Torsionsfedern zur gegenseitigen Verdrehung bei Drehmomentübertragung vorgesehen sind, dad. gek., daß am einen Abdeckblech (4) symmetrisch nach radial innen Federelemente (9) vorzugsweise runden Materialquerschnittes drehfest angeordnet sind, die in Umfangsrichtung formschlüssig in den Reibring oder einen zwischengeschalteten Druckring (8) eingreifen und gleichzeitig durch Vorspannung in Richtung auf die Nabenscheibe (2) die Anpreßkraft erzeugen.

6. Torsionsdämpfeinrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, bei welcher eine Nabenscheibe zu beiden Seiten unter Zwischenschaltung von Reibringen Abdeckbleche aufweist, die untereinander drehfest verbunden sind und zwischen beiden Teilen Torsionsfe-

dern zur gegenseitigen Verdrehung bei Drehmomentübertragung vorgesehen sind, dad. gek., daß zwischen dem einen Abdeckblech (5) und dem zugehörigen Reibring (7) ein elastischer Gummiring (10) angeordnet ist, der gleichzeitig die Anpreßkraft für den Reibring (7) erzeugt.

7· Torsionsdämpfeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dad. gek., daß in den Kraftweg Drehmomenteingang-Kraftspeicher-Reibeinrichtung-Drehmomentausgang an geeigneter Stelle ein Verdrehspiel vorgesehen ist.

8. Torsionsdämpfeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dad. gek., daß die Torsionsdämpfeinrichtung Teil einer Kupplungsscheibe (1) einer Reibungskupplung ist.

23.03.1981
FRP-2.Ho/whm-