DE3448604B4

DE3448604B4 - Vorrichtung zur Absorption von Drehmomentschwankungen

Info

Publication number: DE3448604B4
Application number: DE3448604A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr.-Ing. Reik; Oswald Friedmann
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1983-11-15
Filing date: 1984-03-05
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2004-03-06

Abstract

Vorrichtung zur Absorption von Drehmomentschwankungen mit einer ersten, an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine befestigbaren, und einer zweiten, über eine Kupplung einem Getriebe zu- und abschaltbaren Schwungmasse, die über eine Lagerung relativ zueinander verdrehbar gelagert sind und zwischen denen eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, mit in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichern, gekennzeichnet durch die Anordnung der Lagerung (15) radial innerhalb des für die Verschraubungsbohrungen für die von der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite der Schwungmasse (3) her einschraubbaren Schrauben (6) zur Befestigung der ersten Schwungmasse (3) an der Abtriebswelle (5) der Brennkraftmaschine benötigten Raumes, wobei zwischen den Schwungmassen sowohl eine mit den Kraftspeichern in Reihe wirksame Rutschkupplung (ein Drehmomentbegrenzungsorgan) (14) als auch eine Lastreibeinrichtung (40) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Absorption von Drehmomentschwankungen mit einer ersten, an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine befestigbaren, und einer zweiten, über eine Kupplung einem Getriebe zu- und abschaltbaren Schwungmasse, die über eine Lagerung relativ zueinander verdrehbar gelagert sind und zwischen denen eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, mit in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichern.
Bei solchen Vorrichtungen, wie sie durch die DE-OS 28 26 274 bekannt geworden sind, sind die zwischen den beiden begrenzt zueinander verdrehbaren Schwungmassen wirksamen Reibmittel derart angeordnet, daß sie über den gesamtmöglichen Verdrehwinkelbereich zwischen den beiden Schwungmassen eine konstante Reibungsdämpfung erzeugen. Eine solche konstante Reibungsdämpfung kann für viele Anwendungsfälle, bei denen keine zu großen Drehmomentschwankungen bzw. Wechselmomente und damit Schwingungen großer Amplitude auftreten, ausreichend sein. Bei Verwendung in Verbindung mit Motoren, wie z. B. Dieselmotoren oder Ottomotoren, die derart ausgelegt sind, daß sie bei verhältnismäßig geringen Drehzahlen, z. B. im Bereich zwischen 900 und 2000 Umdrehungen pro Minute bereits schon bis zu 80% des maximalen Drehmomentes bringen, reicht eine solche konstante Reibungsdämpfung oft nicht aus, um eine zufriedenstellende Dämpfung zu gewährleisten, da beim Lastbetrieb derartiger Motoren in dem vorerwähnten Drehzahlbereich Schwingungen großer Amplitude erregt werden.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein Hochschaukeln der Schwingungsausschläge beim Anlassen und Abstellen sowie während des normalen Betriebes der Brennkraftmaschine verhindert. Weiterhin soll die Vorrichtung insbesonders einfacher und kostengünstiger Weise herstellbar sein. Die erfindungsgemäß aufgebaute Vorrichtung soll zudem eine kostengünstige Lagerung aufweisen. Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erzielt, daß die Anordnung der Lagerung radial innerhalb des für die Verschraubungsbohrungen für die von der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite der Schwungmasse her einschraubbaren Schrauben zur Befestigung der ersten Schwungmasse an der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine benötigten Raumes erfolgt, wobei zwischen den Schwungmassen sowohl eine mit den Kraftspeichern in Reihe wirksame Rutschkupplung (ein Drehmomentbegrenzungsorgan) als auch eine Lastreibeinrichtung vorgesehen sind. Die Rutschkupplung kann dabei ein Begrenzungsmoment bzw. Rutschmoment besitzen, das größer ist als das Nominaldrehmoment der Brennkraftmaschine. Durch das Vorsehen derartiger zusätzlicher kraftschlüssiger Rutschkupplungen kann eine über den möglichen Verdrehwinkel zwischen den beiden Schwungmassen veränderbare Dämpfungskapazität durch Reibung erzielt werden, wodurch die Einrichtung besser an den jeweiligen Einsatzfall abgestimmt werden kann. Durch die Lastreibeinrichtung kann auch gewährleis tet werden, daß diese Reibeinrichtung bei einer Drehsinnumkehrung bzw. Drehsinnänderung zwischen den beiden Schwungmassen über einen durch das Spiel vorbestimmten Winkel unwirksam ist, d. h. also, die Dämpfungswirkung dieser Reibeinrichtung aufgehoben wird. Dadurch wird erzielt, daß auch hochfrequente Schwingungen kleiner Amplitude, die beim Betrieb des Motors bzw. Kraftfahrzeuges in einem unkritischen bzw. überkritischen Bereich auftreten, durch die zwischen den Schwungmassen wirksamen Kraftspeicher der Dämpfungseinrichtung und gegebenenfalls durch eine geringe Reibungsdämpfung, welche durch eine speziell hierfür vorgesehene Reibeinrichtung erzeugt werden kann, gedämpft werden können. Die erfindungsgemäße spielbehaftete, rückstellkraftfreie, kraftschlüssige Kupplung (Lastreibeinrichtung) ist also praktisch nur dann wirksam, wenn die zwischen den Schwungmassen auftretenden Schwingungen eine bestimmte Amplitude überschreiten, was z. B. beim Auftreten einer Resonanz oder beim Auftreten von Lastwechseln zwischen Schub- und Zugbetrieb des Fahrzeuges der Fall sein kann.
Bei entsprechender Anpassung an das Schwingungsverhalten der Brennkraftmaschine bzw. das Antriebssystems sowie Abstimmung auf die Dämpfungseinrichtung ermöglicht die zusätzliche Verwendung einer das übertragbare Moment begrenzenden Rutschkupplung, ein unzulässiges Hochschaukeln der Schwingungsausschläge durch Energievernichtung zu unterdrücken.
Für den Aufbau und die Funktion der Vorrichtung kann es besonders zweckmäßig sein, wenn die Lastreibeinrichtung parallel zur Dämpfungseinrichtung wirksam ist, so daß beim Auftreten größerer Schwingungsamplituden zwischen den beiden Schwungmassen, zumindest ein Teil der von den Kraftspeichern der Dämpfungseinrichtung gespeicherten Energie durch die von der Lastreibeinrichtung erzeugte Reibung gedämpft bzw. vernichtet wird.
Die eine spielbehaftete, kraftschlüssige Kupplung bildende Lastreibeinrichtung kann in einfacher Weise durch mindestens ein mit einer der Schwungmassen kraftschlüssig bzw. reibschlüssig gekoppeltes und mit der anderen Schwungmasse formschlüssig, jedoch mit Spiel in Umfangrichtung koppelbares Bauteil gebildet sein, das bei Überschreitung einer vorgegebenen bzw. vorbestimmten Auslenkung der Schwungmassen bzw. Schwungradteile gegenüber einer Mittel- bzw. Ausgangslage von der anderen Schwungmasse verdrehbar ist. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung kann dadurch ermöglicht werden, daß das mit Spiel in Umfangsrichtung mit einer der Schwungmassen formschlüssig koppelbare Bauteil ein ringscheibenförmiges Lastreibteil ist, das mit Armen in fensterartige Ausnehmungen eines mit dieser Schwungmasse antriebsmäßig koppelbaren Bauteils eingreift.
Zur besseren Anpassung der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen an den jeweiligen Anwendungsfall, kann es von Vorteil sein, wenn die zwischen den beiden Schwungmassen angeordneten Kraftspeicher mehrere Federstufen bilden und die spielbehaftete, kraftschlüssige Kupplung parallel zu mindestens einer dieser Federstufen wirksam ist. In vorteilhafter Weise können auch mehrere kraftschlüssige Kupplungen mit unterschiedlichem Spiel und/oder Moment zwischen den beiden Schwungmassen vorgesehen werden bzw. wirksam sein, wodurch eine progressive Dämpfung der Winkelausschläge zwischen den beiden Schwungradteilen gewährleistet werden kann.
Anhand der 1 bis 7 sei die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine im Schnitt teilweise dargestellte Einrichtung gemäß der Erfindung,
2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der 1,
3 eine Torsionskennlinie einer Einrichtung gemäß den 1 und 2, wobei jedoch die durch die Reib- bzw. Gleitmittel der Dämpfungseinrichtung bewirkte Hysterese nicht berücksichtigt wurde,
die 4 und 5 eine Ausgestaltungsmöglichkeit einer Rutschkupplung für eine erfindungsgemäße Einrichtung,
die 6 und 7 eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit einer Rutschkupplung für eine erfindungsgemäße Einrichtung.
Die in den 1 und 2 dargestellte Einrichtung 1 zum Kompensieren von Drehstößen besitzt ein Schwungrad 2, welches in zwei Schwungmassen 3 und 4 aufgeteilt ist. Die Schwungmasse 3 ist auf einer Kurbelwelle 5 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine über Befestigungsschrauben 6 befestigt. Auf der Schwungmasse 4 ist eine Reibungskupplung 7 über nicht näher dargestellte Mittel befestigt. Zwischen der Druckplatte 8 der Reibungskupplung 7 und der Schwungmasse 4 ist eine Kupplungsscheibe 9 vorgesehen, welche auf der Eingangswelle 10 eines nicht näher dargestellten Getriebes aufgenommen ist. Die Druckplatte 8 der Reibungskupplung 7 wird in Richtung der Schwungmasse 4 durch eine am Kupplungsdeckel 11 schwenkbar gelagerte Tellerfeder 12 beaufschlagt. Durch Betätigung der Reibungskupplung 7 kann die Schwungmasse 4 und somit auch das Schwungrad 2 über die Kupplungsscheibe 9 der Getriebeeingangswelle 10 zu- und abgekuppelt werden.
Zwischen der Schwungmasse 3 und der Schwungmasse 4 ist eine Dämpfungseinrichtung 13 sowie eine mit dieser in Reihe geschaltete Rutschkupplung 14 vorgesehen, welche eine Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 ermöglichen.
Die beiden Schwungmassen 3 und 4 sind relativ zueinander über eine Lagerung 15 verdrehbar gelagert. Die Lagerung 15 besteht aus zwei Wälzlagern 16, 17, die axial hintereinander angeordnet sind. Der äußere Lagering 16a des Wälzlagers 16 ist in einer Bohrung 18 der Schwungmasse 3 und der innere Lagerring 17a des Wälzlagers 17 ist auf einem zentralen, in Richtung der Kurbelwelle 5 axial sich erstreckenden zylindrischen Zapfen 19 der Schwungmasse 4 drehfest angeordnet. Der innere Lagerring 16b und der äußere Lagerring 17b der Wälzlager 16, 17 sind über ein Zwischenteil 20 drehfest miteinander verbunden. Das Zwischenteil 20 weist einen, in Richtung der Kurbelwelle 5 weisenden Ansatz 20a auf, auf dem der innere Lagerring 16b aufgenommen ist sowie einen den Zapfen 19 der Schwungmasse 4 umgreifenden hohlen Bereich 20b, in dem der äußere Lagerring 17b vorgesehen ist.
Um sicherzustellen, daß auch bei sehr kleinen Schwingungen, das heißt bei sehr geringen hin- und hergehenden Relativverdrehungen zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 die über das Zwischenstück 20 drehfest miteinander verbundenen Wälzlagerringe 16b, 17b gegenüber den mit den Schwungmassen 3, 4 drehfest verbundenen Wälzlagerringen 16a, 17a verdreht werden, sind Transportmittel 21, 22 vorgesehen. Diese Transportmittel 21, 22 bilden freilaufähnliche Sperrmittel, wobei die Sperrichtung der Transportmittel 21, 22 in bezug auf das Zwischenstück 20 bzw. auf die miteinander drehfest verbundenen Lagerringe 16b, 17b die gleiche ist. Die Schwungmasse 3 besitzt einen axialen ringförmigen Fortsatz 23, der eine Kammer 24 bildet, in welcher die Dämpfungseinrichtung 13 sowie die Rutschkupplung 14 im wesentlichen aufgenommen sind. Auf der Stirnfläche 23a des Fortsatzes 23 ist das Eingangsteil 25 der Rutschkupplung 14 mittels Schrauben 26 befestigt. Das Eingangsteil 25 besitzt radial verlaufende Bereiche 25a, 25b, die axial versetzt sind und über einen Bereich 25c, der in die Kammer 24 axial hineintaucht, miteinander verbunden sind. Der radial verlaufende und weiter innen liegende Bereich 25b weist Profilierungen in Form von nach innen weisenden Zähnen 27 auf. Diese Zähne 27 greifen in Gegenprofilierungen in Form von Ausschnitten 28, welche am Außenumfang des Ausgangsteiles 29 der Rutschkupplung 14 eingebracht sind. Zwischen den Zähnen 27 und den Ausschnitten 28 ist ein Spiel 30 + 30a vorhanden, welches den möglichen Verdrehwinkel zwischen dem Eingangsteil 25 und dem Ausgangsteil 29 der Rutschkupplung 14 definiert.
In 2 ist die Rutschkupplung in einer Zwischenposition dargestellt, das heißt, daß die Flanken 27a, 27b der Zähne 27 und die entsprechend zugeordneten Flanken 28a, 28b der Ausschnitte 28 nicht aneinander aufliegen, wodurch eine Relativverdrehung in beide Drehrichtungen möglich ist. Durch die Ausschnitte 28 werden am Außenumfang des Ausgangsteiles 29 der Rutschkupplung 14 Vorsprünge 29a gebildet, welche sich – in Umfangsrichtung betrachtet – zwischen die Zähne 27 erstrecken.
Zur Herstellung der Reibverbindung zwischen dem Eingangsteil 25 und dem Ausgangsteil 29 weist die Rutschkupplung 14 beidseits dieser Teile 25 und 29 vorgesehene Reibmittel 31, 31a auf. Die Reibmittel 31 und 31a sind am äußeren Umfang des Ausgangsteiles 29 der Rutschkupplung 14 drehfest, jedoch axial gegeneinander verlagerbar angeordnet. Das Reibmittel 31 ist durch einen Metallring gebildet, welcher über Stufenniete 32 mit dem Ausgangsteil 29 fest verbunden ist. Das Reibmittel 31a ist durch ein tellerfederähnliches Bauteil gebildet, welches mit radial äußeren Bereichen am Eingangsteil 25 zur Erzeugung einer Reibung sich abstützt und über die Stufenniete 32 axial verspannt gehalten wird. Hierfür besitzen die Stufenniete 32 Abstützköpfe 32a, an denen sich das tellerfederähnliche Bauteil 31a abstützen kann.
Zur Drehsicherung des tellerfederähnlichen Bauteils 31a greifen die Stufenniete 32 mit einem Schaft 33 durch entsprechend angepaßte Ausnehmungen des tellerfederähnlichen Bauteiles 31a hindurch. Die Vorspannung des tellerfederähnlichen Bauteiles 31a bewirkt, daß der radial verlaufende Bereich 25b des Eingangteiles 25 zwischen diesem tellerfederähnlichen Bauteil 31a dem Metallring 31 eingespannt wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform einer Rutschkupplung 14 ist eine Stahl-Stahl-Reibung vorhanden. Es kann jedoch ohne weiteres durch Zwischenlegen von organischen oder anorganischen Reibringen, z. B. zwischen dem Blechring 31 und dem radial verlaufenden Bereich 25b auch eine andere Reibpaarung verwendet werden.
Das Ausgangsteil 29 der Rutschkupplung 14 bildet gleichzeitig das flanschartige Eingangsteil 34 der Dämpfungseinrichtung 13. Beidseits des flanschartigen Eingangsteiles 34 sind Scheiben 35, 36 angeordnet, die über Abstandsbolzen 37 in axialem Abstand miteinander drehfest befestigt sind. Die Abstandsbolzen 37 dienen außerdem zur Befestigung der beiden Scheiben 35, 36 an der Schwungmasse 4. In den Scheiben 35 und 36 sowie im Eingangsteil 34 sind Ausnehmungen 35a, 36a sowie 34a eingebracht, in denen Kraftspeicher in Form von Schraubenfedern 38 aufgenommen sind. Die Kraftspeicher 38 wirken einer relativen Verdrehung zwischen dem Eingangsteil 34 und den beiden drehfesten Scheiben 35, 36 entgegen.
Die Dämpfungseinrichtung 13 besitzt weiterhin eine Reibeinrichtung 39, welche über den gesamten Relativverdrehwinkel zwischen Eingangsteil 34 und den beiden Scheiben 35 und 36 wirksam ist sowie eine Lastreibeinrichtung 40, die erst ab einem bestimmten Verdrehwinkel in Zug- und/oder Schubrichtung wirksam wird.
Die Reibeinrichtung 39 besitzt einen Reibring 39a, der zwischen dem flanschartigen Eingangsteil 34 und der Scheibe 36 angeordnet ist sowie einen durch eine Tellerfeder gebildeten Kraftspeicher 39b, der auf der anderen Seite des flanschartigen Eingangsteiles 34 angeordnet ist und zwischen diesem und der Scheibe 35 verspannt gehalten wird, wodurch der Reibring 39a zwischen der Scheibe 36 und dem flanschartigen Eingangsteil 34 verklemmt wird.
Die Lastreibeinrichtung 40 besitzt eine Lastreibscheibe 41, welche in Achsrichtung verlaufende Arme 41a an ihrem radial inneren Bereich aufweist. Die Arme 41a erstrecken sich durch Ausnehmungen 42 des Eingangsteiles 34, wobei diese Ausnehmungen 42 und die Ausnehmungen 34a ineinander übergehen. Die Ausnehmungen 42 sind derart ausgebildet, daß eine relative Verdrehung über einen Teilbereich des möglichen Verdrehwinkels der Dämpfungseinrichtung 13 zwischen dem Eingangsteil 34 und den Armen 41a der Lastreibscheibe 41 möglich ist. An den Armen 41a der Lastreibscheibe 41 stützt sich mit seinen radial inneren Bereichen ein zwischen dem Eingangsteil 34 und der Scheibe 35 vorgesehenes tellerfederartiges Bauteil 43 ab, welches sich mit seinem radial äußeren Bereich an der Scheibe 35 abstützt. Die Lastreibscheibe 41 wird dadurch in Richtung der Scheibe 36 beaufschlagt und stützt sich dort über einen angeformten Bereich ab. Zur Begrenzung des Winkelausschlages zwischen dem Eingangsteil 34 der Dämpfungseinrichtung 13 und der Schwungmasse 4 bzw. den beiden Scheiben 35, 36, welche das Ausgangsteil der Dämpfungseinrichtung 13 bilden, greifen die Abstandsbolzen 37 durch bogenförmige Ausnehmungen 34b des Eingangsteiles 34 hindurch, wobei die Relativverdrehung durch Anschlag der Bolzen 37 an den Endkonturen dieser bogenförmigen Ausnehmungen 34b erfolgt.
Die Ausnehmungen 35a, 36a der beiden Seitenscheiben 35, 36 und die Ausnehmungen 34a des Dämpfereingangs teiles 34 sowie die darin vorgesehenen Schraubenfedern 38 sind über den Umfang der Dämpfungseinrichtung 13 derart angeordnet und bemessen, daß eine mehrstufige Dämpfungskennlinie vorhanden ist, wie dies im folgenden im Zusammenhang mit der in 3 dargestellten Torsionskennlinie näher erläutert wird.
Bei der in 3 dargestellten Torsionskennlinie ist auf der Abszissenachse der relative Verdrehwinkel zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 dargestellt und auf der Ordinatenachse das zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 übertragene Moment. Durch den Pfeil 44 ist die Zugrichtung, das heißt also die Richtung angedeutet, bei der die durch die Kurbelwelle 5 einer Brennkraftmaschine angetriebene Schwungmasse 3 die Getriebeeingangswelle 10 und damit auch das Kraftfahrzeug über die Kupplungsscheibe 9 antreibt. Durch den Pfeil 45 ist die Schubrichtung gekennzeichnet.
Ausgehend von der Ruhestellung der Dämpfungseinrichtung 13, sowie der in 2 gezeigten mittleren Stellung der Zähne 27 des Eingangsteiles 25 gegenüber den Flanken 28a, 28b des Ausgangsteiles 29 der Rutschkupplung 14 wirkt bei einer Relativverdrehung der beiden Schwungmassen 3 und 4, in Zugrichtung betrachtet, im Bereich A zunächst die durch Federn 38 geringerer Steifigkeit gebildete erste Federstufe. Am Ende des Bereiches A kommt eine durch Federn 38 höherer Steifigkeit gebildete zweite Federstufe zusätzlich zur ersten Federstufe zur Wirkung. Bei Fortsetzung der Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 werden die Federn der ersten und der zweiten Federstufe über einen Bereich B solange komprimiert, bis das durch die Verspannung dieser Federn erzeugte Drehmoment das durch die Rutschkupplung 14 übertragbare Moment 46 erreicht, so daß bei Fortsetzung der Relativverdrehung in Zugrichtung die Rutschkupplung durchrutscht, bis die Flanken 27b der Zähne 27 des Eingangsteiles 25 an den Flanken 28b des Ausgangsteiles 29 zur Anlage kommen und somit eine weitere Relativverdrehung zwischen Eingangsteil 25 und Ausgangsteil 29 der Rutschkupplung 14 in gleicher Drehrichtung verhindern. Dieser Durchrutschbereich der Rutschkupplung 14 ist im Diagramm mit C bezeichnet. Bei Fortsetzung der Verdrehung können die Federn geringerer und höherer Steifigkeit der ersten und zweiten Federstufe über den Bereich D weiter komprimiert werden. An den Bereich D schließt sich ein Bereich E an, in welchem die Federn einer dritten Federstufe zusätzlich zu den Federn der ersten und zweiten Federstufe zur Wirkung kommen. Die Federn der drei Federstufen können solange zusammengedrückt werden, bis am Ende des Bereiches E die Bolzen 37 an den zugseitigen Endbereichen der bogenförmigen Ausnehmungen 34b zur Anlage kommen, wodurch in Zugrichtung eine starre Mitnahme erfolgt. Das durch die Dämpfungseinrichtung 13 übertragbare Moment ist mit 47 gekennzeichnet. Dieses Moment 47 ist zweckmäßigerweise etwas größer als das von der Brennkraftmaschine abgegebene Nominaldrehmoment, so daß die Bolzen 37 lediglich bei Lastwechselstößen an den Endbereichen der bogenförmigen Ausnehmungen 34b anschlagen.
Beim Rücklauf der Dämpfungseinrichtung 13 zur Ruhestellung hin, welche aufgrund des Durchrutschens der Rutschkupplung 14 um den Verdrehwinkelbereich C in Zugrichtung verlagert wurde und mit 48 auf der Abszissenachse gekennzeichnet ist, werden die Federn der einzelnen Stufen über den Bereich F entspannt. Der Bereich F entspricht der Addition der Bereiche E, D, B und A, wobei die Summe der Bereiche B und D den Verdrehwinkelbereich der zweiten Federstufe darstellt.
Bei Fortsetzung der Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungmassen 3 und 4 in Schubrichtung 45 werden über einen Bereich G Federn einer ersten Schubstufe gespannt. Am Ende des Bereiches G kommen zusätzlich Federn einer zweiten Schubstufe zur Wirkung. Die Federn der ersten und der zweiten Schubstufe werden solange gespannt, bis das von ihnen erzeugte Drehmoment das Rutschmoment 46a der Rutschkupplung 14 überwindet, so daß bei einer weiteren Relativverdrehung in Schubrichtung 45 die Rutschkupplung 14 durchrutscht, bis die Flanken 27a der Zähne 27 des Eingangsteiles 25 an den Flanken 28a des Ausgangsteiles 29 der Rutschkupplung 14 zur Anlage kommen. Der Winkelbereich, um den die Rutschkupplung 14 durchrutschen kann, ist im Diagramm mit I gekennzeichnet. Der Bereich H stellt den Winkel dar, um den die Federn der zweiten Schubstufe komprimiert werden können, bevor die Rutschkupplung 14 durchrutscht. Nach Anschlag der Flanken 27a des Eingangsteiles 25 an den Flanken 28a des Ausgangsteiles 29 der Rutschkupplung 14 werden bei Fortsetzung der Verdrehung in Schubrichtung die Federn der zweiten Schubstufe weiter komprimiert, bis nach einem Bereich K die Bolzen 37 an den schubseitigen Endbereichen der bogenförmigen Ausnehmungen 34b zur Anlage kommen. Das hierfür erforderliche Drehmoment ist mit 49 gekennzeichnet.
Bei Umkehrung der Drehrichtung werden die Federn der Dämpfungseinrichtung 13 zunächst über einen Bereich L entspannt und bei Überschreitung der Ruhestellung 50, welche jetzt um den Verdrehwinkelbereich I, um den die Rutschkupplung 14 durchgerutscht ist, in Schubrichtung versetzt ist, erneut zusammengedrückt, bis bei Erreichen des Punktes 51 die Rutschkupplung in Zugrichtung 44 wieder durchrutscht.
Wie aus dem Diagramm zu entnehmen ist, ist das Anschlagmoment 47 der Dämpfungseinrichtung 13 in Zugrichtung 44 größer als das Anschlagmoment 49 in Schubrichtung. Das Rutschmoment 46 der Rutschkupplung 14 entspricht ungefähr 20% des Anschlagmomentes 47 der Dämpfungseinrichtung 13. Weiterhin ist zu entnehmen, daß der mögliche Verdrehwinkel I der Rutschkupplung größer ist als der mögliche Verdrehwinkel F und L der Dämpfungseinrichtung 13 in Zug- und/oder in Schubrichtung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der mögliche Verdrehwinkel L der Dämpfungseinrichtung 13 in Schubrichtung kleiner als der mögliche Verdrehwinkel F in Schubrichtung.
Es sei nochmal darauf hingewiesen, daß bei der in 3 dargestellten Torsionskennlinie die durch die Reibeinrichtung 39 und die Lastreibeinrichtung 40 verursachte Reibungshysterese nicht berücksichtigt wurde. Die durch die Reibeinrichtungen 39 und 40 erzeugten Reibmomente überlagern sich in den Verdrehwinkelbereichen, in denen sie wirksam sind mit den durch die Federn der Dämpfungseinrichtung 13 erzeugten Momenten.
Wie in 2 schematisch dargestellt ist, können zwischen den Flanken 27a, 27b des Eingangsteiles 25 und den Flanken 28a, 28b des Ausgangsteiles 29 der Rutschkupplung 14 Kraftspeicher 52 vorgsehen sein, die einen zu harten Anschlag zwischen den Flanken 27a, 28a bzw. 27b, 28b vermeiden. Die Wirkung derartiger Kraftspeicher 52 wurde im Diagramm gemäß 3 nicht berücksichtigt. Der Verdrehwiderstand dieser Kraftspeicher 52 überlagert sich in den Verdrehwinkelbereichen, in denen die Kraftspeicher 52 wirksam sind mit dem Rutschmoment der Rutschkupplung.
Bei der in den 4 und 5 dargestellten Rutschkupplung 114 ist das Eingangsteil 125 durch eine Trägerplatte 53, die mehrere scheibenförmige Reiblamellen 54, 55, 56 trägt, gebildet. Die Reiblamellen 54, 55 und 56 weisen an ihrem äußeren Umfang radial gerichtete Zähne 54a, 55a, 56a auf, welche zur Drehsicherung der Reiblamellen in an der Innenperipherie der Trägerplatte 53 vorgesehene Ausschnitte 53a greifen.
Auf dem Ausgangsteil 129 der Rutschkupplung 114 sind ebenfalls Reiblamellen 57, 58, 59 vorgesehen, die mit den Eingangsreiblamellen 54, 55, 56 in axialer Richtung abwechselnd angeordnet sind. Die Reiblamellen 57, 58 und 59 besitzen an ihrer Innenperipherie Zähne 57a, 58a, 59a, welche in am Außenumfang des Ausgangsteil 129 eingebrachte Ausschnitte 129a eingreifen.
An der Trägerplatte 53 sind auf der einen Seite eine Abstützscheibe 60 und auf der anderen Seite mehrere, eine axiale Kraft in Richtung der Abstützscheibe 60 aufbringende Blattfederelemente 61 über Niete 62 befestigt. Die Reiblamellen 54, 55, 56 sowie 57, 58, 59 sind zwischen der Abstützscheibe 60 und den Blattfederelementen 61 verspannt, so daß bei einer Relativverdrehung des Eingangsteiles 125 gegenüber dem Ausgangsteil 129 zwischen den untereinander zusammenwirkenden Reiblamellen sowie zwischen der Reiblamelle 59 und der Abstützscheibe 60 eine Reibungsdämpfung erzeugt wird. Wie aus 4 ersichtlich ist, können die Zähne 57a, 58a, 59a der Reiblamellen 57, 58, 59 eine unterschiedliche Breite bzw. Bogenlänge aufweisen, so daß mehrere, nacheinander zur Wirkung kommende Reibstufen vorhanden sind. Es können also in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel zwischen dem Eingangsteil 125 und dem Ausgangsteil 129 unterschiedliche Reibmomente zur Wirkung kommen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel stehen die Reiblamellen 54, 55, 56 sowie die Abstützscheibe 60 mit den Reiblamellen 57, 58, 59 unmittelbar in Reibverbindung. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, zwischen zumindest einzelnen Reiblamellen organische oder anorganische Reibringe vorzusehen, wobei diese Reibringe untereinander wiederum verschiedene Reibwerte aufweisen können, so daß das über den gesamten Verdrehwinkel der Rutschkupplung erforderliche Reibmoment an den jeweiligen Anwendungs- bzw. Einsatzfall angepaßt werden kann.
Die in den 6 und 7 dargestellte Rutschkupplung 214 besitzt ein Eingangsteil 225 sowie ein Ausgangsteil 229. Das Ausgangsteil 229 ist durch Zusammennieten eines Blechformteiles 63 und einer Scheibe 64 gebildet. Das Blechformteil 63 besitzt an seiner Peripherie einen axial verlaufenden Bereich 63a, an dessen Ende ein radial nach außen verlaufender Bereich 63b sich anschließt. Auf dem axial verlaufenden Bereich 63a ist, in axialer Richtung betrachtet, zwischen der Scheibe 64 und dem radialen Bereich 63b eine Reibscheibe 65, das Eingangsteil 225, ein mit dem Eingangsteil 225 drehfester Reibring 66, ein mit dem Ausgangsteil 63 über eine Abstützscheibe 68 drehfester Reibring 67 sowie ein zwischen der Abstützscheibe 68 und dem radialen Bereich 63b angeordneter Kraftspeicher in Form einer Tellerfeder 69 angeordnet. Die Tellerfeder 69 stützt sich radial außen an dem radial verlaufenden Bereich 63b und radial innen an der Abstützscheibe 68 ab. Die Abstützscheibe 68 weist axial verlaufende Arme 68a auf, die zur Drehsicherung in entsprechende Ausschnitte des radialen Bereiches 63b eingreifen. Wie aus 7 ersichtlich ist, weisen die Reibringe 66, 67, in Umfangsrichtung betrachtet, axial gerichtete Profilierungen auf, die ineinander eingreifen. Die Profilierungen bilden dabei Auflauframpen 70, 71, so daß, ausgehend von der in 7 dargestellten Position, bei einer Relativverdrehung zwischen dem Eingangs teil 225 und dem Ausgangsteil 229 die Reibringe 66, 67 axial voneinander weggedrückt werden, wodurch die Verspannkraft des Kraftspeichers bzw. der Tellerfeder 69 in Abhängigkeit des Verdrehwinkels verändert wird. Die Veränderung der Verspannung der Tellerfeder 69 bewirkt eine Veränderung des Rutschmomentes der Rutschkupplung, wobei mit zunehmender Verspannung der Tellerfeder 69 dieses Rutschmoment größer wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt das Rutschmoment der Rutschkupplung, ausgehend von der in 7 dargestellten mittleren Position nach beiden Drehrichtungen mit zunehmendem Verdrehwinkel zu. Die Auflauframpen 70 und 71 können einen unterschiedlichen Aufstellwinkel aufweisen, so daß, ausgehend von der in 7 dargestellten Position über die entgegengesetzten Verdrehwinkel eine ungleiche Zunahme des Rutschmomentes stattfindet.
Das in 1 gezeigte Konstruktionsprinzip hat den Vorteil, daß die Schwungmasse 3 in üblicher Weise wie ein Schwungrad auf die Kurbelwelle 5 vormontiert werden kann und danach die durch die Schwungmasse 4, die Dämpfungseinrichtung 13, die Rutschkupplung 14 und gegebenenfalls die auf die Schwungmasse 4 vormontierte Kupplung 7 sowie die zwischen der Druckplatte 8 und der Schwungmasse 4 vorzentriert eingespannte Kupplungsscheibe 9 gebildete Einheit mittels der Schrauben 26 an der Schwungmasse 3 befestigt werden kann. Die durch die Wälzlager 16 und 17 gebildete Lagerung kann dabei bereits auf der Schwungmasse 3 vormontiert sein oder aber auch mit der erwähnten Einheit gemeinsam montiert werden.

Claims

Vorrichtung zur Absorption von Drehmomentschwankungen mit einer ersten, an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine befestigbaren, und einer zweiten, über eine Kupplung einem Getriebe zu- und abschaltbaren Schwungmasse, die über eine Lagerung relativ zueinander verdrehbar gelagert sind und zwischen denen eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, mit in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichern, gekennzeichnet durch die Anordnung der Lagerung (15) radial innerhalb des für die Verschraubungsbohrungen für die von der der Brennkraftmaschine abgewandten Seite der Schwungmasse (3) her einschraubbaren Schrauben (6) zur Befestigung der ersten Schwungmasse (3) an der Abtriebswelle (5) der Brennkraftmaschine benötigten Raumes, wobei zwischen den Schwungmassen sowohl eine mit den Kraftspeichern in Reihe wirksame Rutschkupplung (ein Drehmomentbegrenzungsorgan) (14) als auch eine Lastreibeinrichtung (40) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungslager für eine Getriebeeingangswelle (10) radial innerhalb des für die Lagerung (15) benötigten Raumes angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Schwungmassen (3, 4) eine weitere Reibeinrichtung (39) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (13) und die Rutschkupplung (das Drehmomentbegrenzungsorgan) (14) in Reihe wirkend angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (13) zumindest eine Federstufe (38) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung (das Drehmomentbegrenzungsorgan) (14) im Verdrehwinkel begrenzt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung durch wenigstens ein Wälzlager gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bestehend aus auf einer Antriebswelle (5) befestigten Antriebsmitteln (3), koaxial zu diesen und relativ zu diesen drehbar angeordneten Abtriebsmitteln (4), einem Hystereseorgan (40, 39a, 39b), einem Drehmomentbegrenzungsorgan (14, 114, 214) und einem Dämpferorgan (13), wobei die drei genannten Organe sich zwischen den Abtriebsmitteln (3) und den Antriebsmitteln (4) befinden.