DE3839436A1 - Drehschwingungsdaempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Außenkörper und mit einem im Außenkörper angeord­ neten Innenkörper, welche beiden Körper um eine theoretische Körperdrehachse entgegen einer Federkraft relativ zueinander drehbar sind, die in Gegen-Drehrichtung wirkt. Der Drehschwingungsdämpfer kann auch als drehelastische Kupplung verwendet werden.

Ein solcher Drehschwingungsdämpfer ist aus den österreichischen Patentschriften 3 65 752 und 3 58 884 und der deutschen Patentschrift 24 44 787 bekannt. Diese bekannten Drehschwingungsdämpfer und drehelastischen Kupplungen haben zwei konzentrisch zueinander angeordnete Körper und eine Vielzahl von Federpaketen, von welchen jedes Federpaket aus einer Vielzahl von radial zur theoretischen Drehachse angeordneten Blattfedern besteht. Die radial inneren Enden der Federpakete sind jeweils mit dem Innenkörper, und die radial äußeren Enden der Federpakete sind mit dem Außenkörper verbunden. Die Federpakete fangen Drehmomentstöße zwischen den beiden Körpern federnd auf. Die Reibkraft zwischen den aneinander anliegenden Blattfedern der einzelnen Federpakete bewirkt eine Dämpfung der aufgefangenen Drehstöße oder Drehschwingungen. Eine weitere Dämpfung von Drehstößen und Drehschwingungen wird dadurch erreicht, daß zwischen den Federpaketen radial verlaufende Stege angeordnet sind, so daß sich die Federpakete in Kammern befinden, welche in Umfangsrichtung durch je zwei radiale Stege, innen durch den Innenkörper und außen durch den Außenkörper begrenzt sind. Die Kammern sind an eine Ölumlaufanlage angeschlossen, welche durch die Kammern Öl hindurchleitet. Bei Relativdrehungen der beiden Kupplungskörper zueinander wird in den Kammern befindliches Öl von den Federpaketen verdrängt, so daß die Relativbewegungen durch das Öl gedämpft werden.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, einen Drehschwingungsdämpfer zu schaffen, welcher kleinere Außenmaße und ein geringeres Gewicht hat, und billiger hergestellt werden kann, als die bekannten Drehschwingungsdämpfer, ohne Einschränkung von Drehelastizität und Dämpfungseffekt. Der Drehschwingungsdämpfer soll aus wenigen Komponenten bestehen und nur wenige unterschiedliche Komponenten enthalten. Ferner soll er auch als drehelastische Kupplung verwendbar sein.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeich­ nenden Merkmale von Anspruch 1 dadurch gelöst,

• - daß zwischen den beiden Körpern mindestens zwei radial zur Drehachse einander gegenüberliegende Klemmflächen gebildet sind, von denen die eine Klemmfläche mit dem Außenkörper drehfest und die andere Klemmfläche mit dem Innenkörper drehfest ist,
• - daß die beiden Klemmflächen zwischen sich mindestens einen, in mindestens einer Umfangsrichtung um die Kör­ perdrehachse kleiner werdenden, Klemmspalt bilden,
• - daß mindestens eine der beiden Klemmflächen im wesent­ lichen in radialer Richtung federnd elastisch ist,
• - daß mindestens ein Klemmrollelement am weiten Ende des keilartigen Klemmspaltes zwischen den Klemmflächen mit einer bestimmten Einspannkraft in einer Ausgangsposi­ tion federelastisch eingespannt ist, in welcher das Klemmrollelement den Außenkörper und den Innenkörper in einer bestimmten Drehwinkel-Ausgangsposition zuein­ ander hält,
• - daß der eine Körper relativ zum anderen Körper in Keilrichtung des Klemmspaltes entgegen der Federkraft durch eine externe Kraft drehbar ist,
• - daß bei einer solchen Drehung die beiden Klemmflächen auf dem Klemmrollelement abrollen und dabei dieses Klemmelement im Klemmspalt in Richtung zu dessen engem Ende hin rollen,
• - daß die in Gegen-Drehrichtung wirkende Federkraft der Teil (Kraftkomponente) der Einspannkraft des Klemm­ rollelements ist, welcher vom Klemmrollelement in Ge­ gen-Drehrichtung auf die Klemmflächen wirkt,
• - und daß das Klemmrollelement zusammen mit den beiden Körpern von der Federkraft wieder in ihre Ausgangspo­ sitionen zurückbewegt werden, wenn die externe Kraft kleiner ist als die Federkraft.

Der Drehschwingungsdämpfer nach der Erfindung hat folgende Vorteile: Er kann auch als drehelastische Kupplung verwendet werden, benötigt weniger Einzelteile, ist verschleißarm durch Rollreibung statt Gleitreibung, hat kleine Außenmaße und geringes Gewicht, hat eine hohe Dämpfung, ist leicht montierbar, und benötigt nur eine geringe Wartung. Er ermöglicht große Verdrehwinkel zwischen Außenkörper und Innenkörper, weshalb Drehmomentstöße weicher absorbiert werden als beim Stand der Technik.

Der Drehschwingungsdämpfer oder die drehelastische Kupplung nach der Erfindung kann allgemein als Stoßminderer zur Reduzierung von Drehmomentstößen verwendet werden. Sie können in allen Rotationsantriebsanlagen verwendet werden, so beispielsweise in Werkzeugmaschinen, Bergwerksmaschinen, Pumpen, Kompressoren und Mühlen, außerdem auch in Antriebsanlagen für Schiffe, Fahrzeuge und Flugzeuge.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der folgenden Beschreibung enthalten.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnun­ gen anhand von mehreren Ausführungsformen als Beispiele be­ schrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Drehschwingungsdämpfers nach der Erfindung im Radialschnitt längs der Ebene I-I von Fig. 2,

Fig. 2 einen Axialschnitt längs der Ebene II-II von Fig. 1,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Radialschnitt von Fig. 1, jedoch für eine abgewandelte Ausfüh­ rungsform,

Fig. 4 einen Ausschnitt im Radialschnitt ähnlich Fig. 3, jedoch einer nochmals weiteren Aus­ führungsform nach der Erfindung,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung im Radialschnitt längs der Ebene V-V von Fig. 6,

Fig. 6 einen Axialschnitt längs der Ebene VI-VI von Fig. 5,

Fig. 7 einen Axialschnitt einer weiteren Aus­ führungsform der Erfindung mit dem Drehschwingungsdämpfer der Fig. 5 und 6 und einer Doppelgelenk-Zahnkupplung,

Fig. 8 eine weitere Ausführung der Erfindung im Längsschnitt, mit einem Drehschwingungsdämpfer der Fig. 5 und 6 und mit Federpaketen einer Doppel­ gelenkkupplung,

Fig. 9 eine weitere Ausführung der Erfindung im halben Radialschnitt längs der Ebene IX-IX in Fig. 10,

Fig. 10 einen halben Axialschnitt längs der Ebene X-X von Fig. 9.

Alle Drehschwingungsdämpfer nach der Erfindung können auch als drehelastische Kupplung verwendet werden. Der in Fig. 1 dargestellte Drehschwingungsdämpfer nach der Erfindung besteht aus einem Innenkörper in Form einer Nabe 2 und einem Außenkörper 4 in Form einer Ringfeder. Der Außenumfang des Innenkörpers 2 ist mit einer Vielzahl von ebenen Klemmflächen 6 versehen, die jeweils tangential ver­ laufen und um den Außenumfang herum gleichmäßig verteilt angeordnet sind, so daß der Innenkörper 2 an seinem Außen­ umfang die Form eines Vieleckes hat. Der Innenkörper 2 ist konzentrisch innerhalb des Außenkörpers 4 angeordnet. Die beiden Körper 2 und 4 sind um eine theoretische Körper­ drehachse 8 relativ zueinander um einen Verdrehwinkel von weniger als 90° zueinander verdrehbar. Der Verdrehwinkel liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 2° und 20° in jeder Drehrichtung, also in beiden Drehrichtungen zusammen zwi­ schen 4° und 40°. Die Ringfeder 4 umgibt mit radialem Ab­ stand konzentrisch den Innenkörper 2. Zwischen die Klemm­ flächen 6 und die gegenüberliegende Innenumfangsfläche 10 der Ringfeder 4 sind je Klemmfläche 6 je eine Klemmrolle 12 eingespannt. Dabei preßt die Ringfeder 4 mit einer bestimm­ ten Vorspannung die Klemmrollen 12 gegen die Klemmflächen 6 des Innenkörpers 2. Die Ringfeder 4 ist radial federnd nachgiebig. Wenn durch eine äußere Kraft der Innenkörper 2 relativ zum Außenkörper 4 verdreht wird, so rollen die Klemmrollen 12, in Folge ihrer Reibverbindung mit den Klemmflächen 6 und 10 ähnlich wie die Planetenräder eines Planetengetriebes, aus der in Fig. 1 dargestellten mittigen Ausgangsposition heraus. Wenn die Drehrichtung des Innen­ körpers 2 im Gegenuhrzeigersinn verläuft, dann rollen die Rollen 12 entsprechend der gestrichelt dargestellten Rol­ lenposition 14 in Richtung zum einen Ende der Klemmflächen 6 des Innenkörpers 2 hin. Da die Klemmflächen 6 des Innen­ körpers 2 tangential geradlinig sind, jedoch die jeweils gegenüberliegenden Klemmflächen 10/2, welche durch die In­ nenumfangsfläche 10 der Ringfeder 4 gebildet sind, bogen­ förmig um die Körperdrehachse 8 sich erstrecken, bilden die radial innen gelegenen Klemmflächen 6 des Innenkörpers 2 und die jeweils zugehörigen radial außen gelegenen Klemm­ flächen 10/2 der Ringfeder 4 Doppel-Klemmspalte 16. Diese Doppel-Klemmspalte 16 bestehen jeweils aus einem im Uhrzei­ gersinn keilartig kleiner werdenden Klemmspaltteil 18 und einem im Gegenuhrzeigersinn keilartig kleiner werdenden Klemmspaltteil 20, mit jeweils einem engen Spaltende 22 in Uhrzeigerdrehrichtung und einem entgegengesetzt weisenden, in Gegenuhrzeigerrichtung zeigenden engen Spaltende 24. Das weite Spaltende 26 der beiden Klemmspaltteile 22 und 24 liegt genau in der Mitte des Doppel-Klemmspaltes. In der Ausgangsposition, wenn auf die drehelastische Kupplung keine externe Drehkraft ausgeübt wird, befinden sich die Klemmrollen 12 jeweils genau an dem für beide Klemmspalt­ teile 16 und 18 gemeinsamen weiten Klemmspaltende 26 in der Mitte zwischen diesen beiden Klemmspaltteilen, wie dies in Fig. 1 durch ausgezogene Linien dargestellt ist. Wenn beim Verdrehen des Innenkörpers 2 relativ zum Außenkörper 4 durch eine externe Kraft die Klemmrollen 12 beispielsweise in Richtung zum engen Ende 22 rollen, wie dies durch eine gestrichelte Klemmrolle 14 in Fig. 1 auf der linken Seite dargestellt ist, wird die Ringfeder 4 stärker verspannt und radial aufgeweitet. Die in der Ringfeder 4 gespeicherte Fe­ derungsenergie dreht den Innenkörper 2 nach Wegfall des ex­ ternen Drehmomentes wieder in die in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellte Ausgangsstellung zurück. Die Aufweitung der Ringfeder 4 wird durch einen Außenring 28 begrenzt, welcher die Ringfeder 4 mit radialem Spiel 11 umgibt. Die Kupplung wird drehstarr, wenn die Ringfeder 4 so weit auf­ geweitet wird, daß sie am Innenumfang des Außenringes 28 anliegt. Zur Drehmomentübertragung zwischen der Ringfeder 4 und dem Außenring 28 ist die Ringfeder 4 an beiden Enden jeweils aneinander diametral gegenüberliegenden Stellen mit zwei axial-parallelen Vorsprüngen 30 versehen. Diese Vor­ sprünge greifen in radiale Nuten 32 von stirnseitigen Dec­ keln 34, welche mit dem Außenring 28 drehfest verbunden sind, jedoch über Dichtungen 36 drehbar auf dem Innenkörper 2 angeordnet sind. Dadurch sind die radial äußeren Klemm­ flächen 10/2, gebildet durch die Innenumfangsfläche der Ringfeder 4, zusammen mit dem Außenring 28 relativ zu den radial inneren Klemmflächen 6 drehbar, welche durch den In­ nenkörper 2 gebildet sind. Die von der Ringfeder 4 erzeugte Einspannkraft der Klemmrollen 12 erzeugt über die Klemmrol­ len 12 jeweils eine tangential zur Körperdrehachse 8 ge­ richtete Federkraft, welche einer Verdrehung des Innenkör­ pers 2 relativ zum Außenkörper bzw. der Ringfeder 4 entge­ genwirkt.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ragen zwischen benachbarten Klemmflächen 6 vom Innenkörper 2, mit ihm einstückig gebil­ dete, Stege 38 im wesentlichen radial nach außen bis in die Nähe der Innenumfangsfläche 10 der Ringfeder 12. Dadurch sind die Doppel-Klemmspalte 16 jeweils als Kammern ausge­ bildet, welche in Umfangsrichtung jeweils durch zwei Stege 38, innen durch eine innere Klemmfläche 6 und außen durch eine äußere Klemmfläche 10/2, sowie stirnseitig durch die Deckel 34 begrenzt sind. Diese als Kammern ausgebildeten Doppel-Klemmspalte 16 können mit Öl gefüllt sein. Dies hat den Vorteil, daß bei einer äußeren Torsionskraft zwischen dem Innenkörper 2 und dem Außenkörper 4 die Klemmrollen 12 gegen das im Doppel-Klemmspalt 16 vorhandene Öl gerollt werden und dadurch dieses Öl diese Bewegungen dämpft. Hier sind zwei Ausführungen möglich. Bei der einen Ausführungs­ form sind alle Doppel-Klemmspalte 16 mit Öl gefüllt. Bei einer Verdrehung der beiden Körper 2 und 4 relativ zueinan­ der verdrängen die Klemmrollen 12 je nach Verdrehrichtung das Öl im einen Klemmspaltteil 18 oder im anderen Klemmspaltteil 20. Die Stege 38 ragen bis zur Innenumfangs­ fläche 10 des Federringes 4 und stirnseitig bis zu den Deckeln 34, jedoch sind die Stege 38 gegenüber diesen Tei­ len nicht abgedichtet. Dadurch können die Klemmrollen 12 Öl zwischen den Grenzflächen dieser aneinander angrenzenden Elemente jeweils in den anderen Klemmspaltteil 20 oder 18 des jeweils in Umfangsrichtung benachbarten Doppel-Klemm­ spaltes 16 verdrängen. In anderer Ausführungsform können die als Kammern ausgebildeten Doppel-Klemmspalte 16 an eine externe Ölumlaufeinrichtung angeordnet sein, in welche die Klemmrollen 12 das Öl verdrängen und aus welcher auf der jeweiligen Bewegungsrückseite der Klemmrollen das Öl wieder zugeführt wird. Die Drosselwirkung der Strömungswege des Öles bewirkt, daß das Öl in den Doppel-Klemmspalten 16 nur verzögert ausgetauscht wird, so daß Relativbewegungen zwi­ schen Innenkörper 2 und Außenkörper bzw. Ringfeder 4 und dem damit drehfest verbundenen Außenring 28 gedämpft wer­ den.

Der Außenring 28 ist biegestarr. Dadurch kann als besondere Ausführungsform die Außenumfangsfläche des Außenringes 28 mit einer Verzahnung 42 versehen sein. Damit hat man ein Zahnrad in Form des Außenringes 28, in welches die drehela­ stische Kupplung integriert ist.

Federn, und damit auch der Federring 4, haben von Haus aus eine mit zunehmender Federverformung progressiv zunehmend stärkere Federkraft. Durch Veränderung der Keilform des Doppel-Klemmspaltes 16 kann die Federcharakteristik der drehelastischen Kupplung verändert werden. Da der Innenkör­ per 2 auf einfachere Weise bearbeitet werden kann als die Ringfeder 4, wird hierzu zweckmäßigerweise nicht die Innen­ umfangsfläche 10 der Ringfeder 4 besonders bearbeitet, son­ dern es wird der Klemmfläche 6 des Innenkörpers 2 eine an­ dere Form als die in Fig. 1 dargestellte ebene Form gege­ ben.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die am Auße­ numfang des Innenkörpers 2 gebildeten Klemmflächen 6/2 nicht eben sind, sondern je aus zwei schräg zueinander ver­ laufenden ebenen Teilen 6/3 und 6/4 bestehen. Dadurch wird die Federkraft noch progressiver bei relativer Verdrehung von Innenkörper 2 und Außenkörper 4 zueinander.

Eine weniger progressive Federkraft erreicht man dann, wenn entsprechend Fig. 4 die Klemmfläche 6/5 des Innenkörpers 2 bogenförmig der Bogenform der Ringfeder 4 angenähert wird. Da der Klemmspalt 16 ein Doppel-Klemmspalt ist, besteht die Klemmfläche 6/5 aus zwei bogenförmigen Klemmflächenteilen 6/6 und 6/7, die sich in der Mitte, d.h. am weiten Spal­ tende, kreuzen, wo sich in der Ausgangsstellung auch die Klemmrolle 12 befindet.

Falls in einem Wellenstrang nur Anfahrstöße in einer Dreh­ richtung federnd aufgefangen werden sollen, genügt es, an­ stelle eines Doppel-Klemmspaltes 16 nur einen Klemmspalt­ teil 18 oder 20 vorzusehen. Normalerweise sind jedoch Dreh­ schwingungsdämpfungen in beiden Drehrichtungen erforder­ lich. Solche Drehschwingungen und auch Drehstöße können in einem Antriebsstrang beispielsweise bei Zündaussetzern ei­ nes Antriebsmotors entstehen.

Anstelle von rollenförmigen Klemmrollelementen 12 können auch kugelförmige Klemmrollelemente verwendet werden. Damit könnte die drehelastische Kupplung auch winkelbeweglich ge­ staltet werden. Kugelförmige Klemmrollelemente haben jedoch den Nachteil, daß sie die Klemmflächen 6 und 10/2 nur punktförmig berühren, so daß an der punktförmigen Berüh­ rungsstelle eine sehr hohe Oberflächenbelastung entsteht.

Zur Bildung einer sowohl drehelastischen als auch winkelbe­ weglichen Kupplungsanordnung kann der Drehschwingungsdämpfer nach der Erfindung mit einer winkelbeweglichen Kupplung verbunden oder in eine winkelbewegliche Kupplung integriert werden, beispielsweise eine Doppelgelenkzahnkupplung oder eine Membrankupplung.

Alle Teile des Drehschwingungsdämpfers bestehen vorzugsweise aus Metall.

Der in den Fig. 5 und 6 dargestellte Drehschwingungsdämpfer oder Kupplung nach der Erfindung besteht aus einem Innenkörper 52 in Form einer Nabe, einem konzentrisch dazu angeordneten ringförmigen Außenkörper 54, einer Vielzahl von Blattfedern 56, einer gleichen Vielzahl von Klemmrollen 12, welche mit einer bestimmten Federvorspannung der Blattfedern 56 jeweils zwischen die Blattfedern 56 und die Innenumfangsfläche 60 des Außenkörpers 54 federnd eingespannt sind, und aus stirnseitigen Deckeln 62, welche am Außenkörper 54 befestigt sind und über Dichtungsringe 64 an ringförmigen Dichtflächen 66 des Innenkörpers 52 anliegen, so daß der Außenkörper 54 relativ zum Innenkörper 52 um eine gemeinsame theoretische Körperdrehachse 8 drehbar ist. Die Verdrehbarkeit der beiden Körper 52 und 54 relativ zueinander ist auf einen Verdrehwinkel im Bereich zwischen ungefähr 2° und 20° im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn begrenzt. Die Grenze des Verdrehwinkels ist dann erreicht, wenn das Ende des Federweges der Blattfedern 56 erreicht ist. Die Blattfedern 56 sind drehfest mit dem Innenkörper 52. Die drehfeste Verbindung ergibt sich dadurch, daß jede Blattfeder in eine Längsnut 68 eingefügt ist, die symmetrisch um den Umfang des Innenkörpers 52 herum parallel zur Körperdrehachse 8 angeordnet sind. Die Oberfläche 70 jeder Blattfeder 56 bildet eine innere Klemmfläche, welche einer radial äußeren Klemmfläche 72 des ringförmigen Außenkörpers 54 gegenüberliegt, die durch dessen Innenumfangsfläche 60 gebildet sind. Die beiden einander radial gegenüberliegen­ den Klemmflächen 70 und 72 bilden zusammen einen Doppel- Klemmspalt 76, bestehend aus zwei in entgegengesetzten Um­ fangsrichtungen bezüglich der Körperdrehachse 8 gerichteten Klemmspaltteilen 78 und 80 mit entgegengesetzt zueinander gerichteten engsten Klemmspaltenden 82 und 84 und einem mittig dazwischenliegenden gemeinsamen weiten Klemmspal­ tende 86. Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausgangsposition, bei welcher keine Drehmomente zwischen dem Innenkörper 52 und dem Außenkörper 54 wirken, befinden sich die Klemmrol­ len 58 jeweils an dem in der Mitte gelegenen weiten Klemm­ spaltende 86. Der auf diese Weise doppel-keilförmige Dop­ pel-Klemmspalt ist dadurch gebildet, daß die durch den ringförmigen Außenkörper 54 gebildeten radial äußeren Klemmflächen 72 bogenförmig um die Körperdrehachse 8 ver­ laufen, während die jeweils dazu gegenüberliegenden radial inneren Klemmflächen 70 im wesentlichen tangential zur Kör­ perdrehachse 8 verlaufen. Die radial inneren Klemmflächen 70, welche durch die Blattfedern 56 gebildet sind, können ebenfalls bogenförmig verlaufen oder die Form von mehrfach abgewinkelten einzelnen Teilstücken haben, solange sicher­ gestellt ist, daß die radial einander gegenüberliegenden Klemmflächen 70 und 72 jeweils eine keilförmige Verengung bilden, in welche die Klemmrollen 12 gerollt werden, wenn der Innenkörper 52 relativ zum Außenkörper 54 durch eine externe Kraft verdreht wird. Solche externe Kräfte können in einem Antriebsstrang durch Zündaussetzer eines Motors entstehen, oder durch Schaltvorgänge eines Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeuges, oder durch stoßartige Anfahrdrehmo­ mente von Schaltkupplungen, usw. Die doppel-keilförmigen Doppel-Klemmspalte 76 sind in Umfangsrichtung beidseitig jeweils durch im wesentlichen radiale Stege 88 begrenzt, welche die Seitenwände der Längsnuten 68 bilden und sich einstückig vom Innenkörper 52 bis zur Innenumfangsfläche 60 des ringförmigen Außenkörpers 54 erstrecken. Dadurch haben die Doppel-Klemmspalte 76 die Form von Kammern, welche in Umfangsrichtung beidseitig durch Stege 88, radial innen durch die Federn 70 und radial außen durch den Außenkörper 54 begrenzt sind.

Bei stoßartigen Drehmomenten oder bei Drehschwingungen zwi­ schen dem Innenkörper 52 und dem Außenkörper 54 werden diese Stöße oder Schwingungen durch die Blattfedern 70 auf­ gefangen, welche durch die Keilform der Klemmspalte 76 über die Klemmrollen 12 eine Federkraft tangential zur Körper­ drehachse erzeugen, die den Stößen oder Drehschwingungen entgegenwirkt. Bei solchen Stößen oder Drehschwingungen rollen die Klemmrollen 12 durch ihre Reibkraft mit den bei­ den Klemmflächen 70 und 72 auf diesen Klemmflächen ab, ähn­ lich wie die Planetenräder von Planetengetrieben zwischen einem äußeren Hohlrad und einem inneren Sonnenrad.

Zur Dämpfung von Rotationsstößen und Rotationsschwingungen besteht eine vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung darin, daß die Klemmspalte 76 mit Öl gefüllt sind. Die Klemmrollen 12 verdrängen jeweils das Öl aus dem einen Klemmspaltteil, z.B. 78, in den anderen Klemmspaltteil, z.B. 80, wenn der Innenkörper 52 relativ zum Außenkörper 54 durch Drehmomentstöße oder Drehmomentschwingungen gedreht wird. Dabei gelangt das verdrängte Öl über die nicht abge­ dichteten Grenzflächen zwischen den Stegen 88 des Innenkör­ pers 52 und der Innenumfangsfläche 60 des ringförmigen Außenkörpers 54 in den anderen keilförmigen Klemmspaltteil des jeweils benachbarten Doppel-Klemmspaltes 76. Gemäß ei­ ner besonderen Ausführungsform können die Doppel-Klemm­ spalte 76 auch an eine externe Ölumlaufeinrichtung ange­ schlossen werden, so daß das Öl des einen Klemmspaltteils 78 jeweils in den anderen Klemmspaltteil 80, oder umgekehrt je nach Drehrichtung der beiden Körper 52 und 54 zueinan­ der, des gleichen Doppel-Klemmspaltes 76 geleitet wird, an­ statt in den jeweils benachbarten Doppel-Klemmspalt 76.

Durch die Form oder durch Formänderung der einander radial gegenüberliegenden Klemmflächen 70 und 72 kann die Feder­ charakteristik der Blattfedern 56 verändert werden. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung haben die Blattfedern 56 eine brückenartige Form, wie dies insbeson­ dere aus Fig. 6 der Zeichnungen ersichtlich ist. Diese brückenartigen Blattfedern 56 sind jeweils nur an ihren als Stützen 90 ausgebildeten Enden, die in Richtung parallel zur Körperdrehachse 8 gesehen voneinander abgewandt sind, auf dem Innenring 52 abgestützt. Dadurch ist zwischen den Stützen 90 der Blattfedern 56 ein Zwischenraum 92 zwischen der Unterseite 94 jeder Blattfeder und dem Innenkörper 52 gebildet, in welchen der Stegteil 96 jeder brückenartigen Blattfeder 56 federelastisch radial nach innen zum Innen­ körper 52 hin durchbiegen kann. Die als Klemmfläche 70 die­ nende Oberseite jeder Blattfeder 56 hat zwischen ihren En­ den 90 einen bogenförmigen Verlauf in einer zur Körper­ drehachse 8 parallelen Richtung entsprechend Fig. 6. Da­ durch liegt die zugehörige Klemmrolle 56, im Längsschnitt in Fig. 6 gesehen, nur im mittleren Bereich, nicht aber über die gesamte Länge auf der Feder 56 auf. Die gleiche Blattfeder 56 hat im Radialschnitt von Fig. 5 gesehen eine zur Körperdrehachse 8 sehnenartig geradlinige Oberkante. Diese kann in abgewandelter Ausführungsform ebenfalls bo­ genförmig sein oder die Form von mehreren geradlinig anein­ ander anschließenden Teilstücken haben. Wesentlich ist je­ doch, daß die als Klemmfläche dienende Oberfläche 70 im Axialschnitt entsprechend Fig. 6 gesehen radial nach außen konvex geformt ist. Bei der dargestellten Ausgangslage drücken die Klemmrollen 58 die Blattfedern 56 nur wenig zu­ sammen, entsprechend der gewünschten Vorspannung in der Ausgangsposition, welche in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Beim Drehen der beiden Körper 52 und 54 relativ zuein­ ander werden die Rollen 58, je nach Drehrichtung der beiden Körper 52 und 54, im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeiger­ sinn in Richtung zu einem der engeren Enden 82 oder 84 der Doppel-Klemmspalte 76 gerollt. Dabei biegen sich die Blatt­ federn 56 radial nach innen in den Zwischenraum 92 in Rich­ tung zum Innenkörper 52 hin. Sobald die externe Kraft zum Verdrehen der beiden Körper 52 und 54 kleiner ist als die von den Blattfedern 56 erzeugte Rückstellkraft, werden die beiden Körper 52 und 54 und damit auch die Klemmrollen 12 wieder in die in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausgangspo­ sitionen zurückgedreht.

Alle Teile bestehen vorzugsweise aus Metall. Anstelle von Klemmrollen 12 können auch kugelförmige Klemmrollelemente 12 verwendet werden. Dadurch kann die drehelastische Kupp­ lung winkelbeweglich gestaltet werden. Kugelförmige Klemm­ rollelemente haben jedoch, im Gegensatz zu rollenförmigen Klemmrollelementen 12, den Nachteil, daß sie nur an punkt­ förmig kleinen Flächenbereichen an den Klemmflächen 70 und 72 anliegen, so daß dann sehr hohe Drücke entstehen.

Der Innenkörper 52 und der Außenkörper 54 sind jeweils bie­ gesteif. Dadurch können sie unmittelbar als Zahnräder aus­ gebildet werden. In Fig. 5 ist als Beispiel der ringförmige Außenkörper 54 mit Zähnen 98 versehen, so daß der Außenkör­ per 54 ein Zahnradring ist, welcher über die Klemmrollen 12 und die Blattfedern 56 drehelastisch mit dem Innenkörper 52 verbunden ist.

Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt einer besonderen Ausfüh­ rungsform der drehelastischen Kupplung 100 von Fig. 5 und 6. Ihr Innenkörper 52 ist mit einer Bogenzahnkupplung 102 verbunden, deren bogenförmige Kupplungszähne 104 zwei Kupp­ lungsteile 106 und 108 drehfest, jedoch winkelbeweglich miteinander verbinden. Der Außenkörper 54 der drehelasti­ schen Kupplung 100 ist mit einer weiteren Bogenzahnkupplung 110 verbunden, deren bogenförmige Kupplungszähne 112 zwei Kupplungsteile 114 und 116 drehfest, jedoch winkelbeweglich miteinander verbinden. Auf diese Weise ist eine Kupplungs­ einheit gebildet, welche baulich sehr klein ist, jedoch trotzdem doppelgelenk-winkelbeweglich ist, sehr hohe Dreh­ momente übertragen kann, und die Übertragung von Drehmo­ mentstößen von der einen Kupplung 102, 110 auf die andere Kupplung 110, 102, federelastisch auffängt und dämpft. Gleichzeitig werden unerwünschte Drehschwingungen zwischen den beiden Gelenkkupplungsteilen 102 und 110 vermieden oder gedämpft oder in eine unschädliche Schwingungsfrequenz um­ gewandelt.

Die gleichen Wirkungen ergeben sich bei der weiteren Aus­ führungsform nach der Erfindung, welche in Fig. 8 der Zeichnungen im Axialschnitt dargestellt ist. Hier handelt es sich wiederum um den in den Fig. 5 und 6 dargestellten Drehschwingungsdämpfer 100. Er ist, ähnlich wie die Aus­ führungsform nach Fig. 7, integrierter Bestandteil einer Doppelgelenkkupplung. Die Doppelgelenkkupplung ist in Fig. 8 durch eine Lamellenkupplung 122, welche an den Innenkör­ per 52 angeschlossen ist, und durch eine Lamellenkupplung 124 gebildet, welche an den Außenkörper 54 angeschlossen ist.

Der in den Fig. 9 und 10 dargestellte Drehschwingungsdämpfer nach der Erfindung unterscheidet sich von der Ausführung nach den Fig. 5 und 6 im wesentlichen nur dadurch, daß alle Klemmrollen 12 aneinander anliegen. Die Reibung der Klemmrollen 12 aneinander ergibt eine erhöhte Dämpfung von Drehmomentstößen. Bei allen Ausführungsformen der Fig. 1 bis 10 können die Klemmrollen 12 auch an den Deckeln 62 anliegen und durch Reibung daran ebenfalls Drehmomentstöße dämpfen.

In den Fig. 9 und 10 sind den Elementen der Fig. 5 und 6 entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszahlen versehen; nicht identische aber funktionsmäßig entsprechende Elemente sind mit gleichen Bezugszahlen und über einen Schrägstrich mit der Ergänzungszahl 9 bezeichnet. Zwischen dem steifen ringförmigen Innenkörper 52/9 und dem steifen ringförmigen Außenkörper 54/9 ist ein Ringraum 130 gebildet, der mit Klemmrollen 12 gefüllt ist, die in Umfangsrichtung des Ringraumes 130 aneinander anliegen. Die Außenumfangsfläche 132 des Innenkörpers 52/9 hat die Form eines Polygons oder Vieleckes. Zwischen die flachen Teilflächen 134 der Außenumfangsfläche 130 und die Klemmrollen 12 sind Blattfedern 56/9 eingespannt.

Claims (17)

1. Drehschwingungsdämpfer,

• - mit einem Außenkörper (4, 28; 54),
• - mit einem im Außenkörper (4, 28; 54) angeordneten In­ nenkörper (2; 52),
• - welche beiden Körper um eine theoretische Körper­ drehachse (8) entgegen einer Federkraft relativ zu­ einander drehbar sind, die in Gegen-Drehrichtung wirkt, dadurch gekennzeichnet,
• - daß zwischen den beiden Körpern (2, 4, 28; 52, 54) min­ destens zwei radial zur Körperdrehachse (8) einander gegenüberliegende Klemmflächen (6, 10/2; 70, 72) gebil­ det sind, von denen die eine Klemmfläche (10/2; 72) mit dem Außenkörper (4, 28; 54) drehfest und die an­ dere Klemmfläche mit dem Innenkörper drehfest ist,
• - daß die beiden Klemmflächen (6, 10/2; 70, 72) zwischen sich mindestens einen, in mindestens einer Umfangs­ richtung um die Körperdrehachse (8) keilartig klei­ ner werdenden, Klemmspalt (16, 18, 20; 76, 78, 80) bil­ den,
• - daß mindestens eine der beiden Klemmflächen (10/2; 70) im wesentlichen in radialer Richtung federnd elastisch ist,
• - daß mindestens ein Klemmrollelement (12) am weiten Ende (26; 86) des keilartigen Klemmspaltes (16, 18, 20; 76, 78, 20) zwischen den Klemmflächen (6, 10/2; 70, 72) mit einer bestimmten Einspannkraft in einer Aus­ gangsposition federelastisch eingespannt ist, in welcher das Klemmrollelement (12) den Außenkörper (4; 54) und den Innenkörper (2; 52) in einer be­ stimmten Drehwinkel-Ausgangsposition zueinander hält,
• - daß der eine Körper (2, 4, 28; 52, 54) relativ zum an­ deren Körper (28, 4, 2; 54, 52) in Keilrichtung des Klemmspaltes (16, 18, 20; 76, 78, 80) entgegen der Feder­ kraft durch eine externe Kraft drehbar ist,
• - daß bei einer solchen Drehung die beiden Klemm­ flächen (6, 10/2; 70, 72) auf dem Klemmrollelement (12) im Klemmspalt in Richtung zu dessen engem Ende (22, 24; 82, 84) hin rollen,
• - daß die in Gegen-Drehrichtung wirkende Federkraft der Teil (Kraftkomponente) der Einspannkraft des Klemmrollelements (12) ist, welcher vom Klemmroll­ element (12) in Gegen-Drehrichtung auf die Klemm­ flächen (6, 10/2; 70, 72) wirkt,
• - und daß das Klemmrollelement (12) zusammen mit den beiden Körpern (2, 4, 28; 52, 54) von der Federkraft wieder in ihre Ausgangspositionen zurückbewegt wer­ den, wenn die externe Kraft kleiner ist als die Federkraft.

2. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Klemmfläche (10/2) die federela­ stische Klemmfläche ist und sie durch eine Ringfeder (4) gebildet ist, welche die radial innere Klemmfläche (6) konzentrisch zur Körperdrehachse (8) umgibt (Fig. 1, 2).

3. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder (4) in einem biegesteifen Außenring (28) untergebracht ist unter Freilassung eines dazwi­ schenliegenden Ringspaltes (11) für radiale Federbewe­ gungen der Ringfeder (4), und daß die Ringfeder (4) mit dem Außenring (28) drehfest, jedoch relativ zuein­ ander radial beweglich verbunden (30, 32) ist (Fig. 1, 2).

4. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innere Klemmfläche (6) Teil eines In­ nenringes (2) ist, welcher konzentrisch zur Körper­ drehachse (8) innerhalb der Ringfeder (4) angeordnet ist (Fig. 1, 2).

5. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Innenringes (2) eine Vielzahl von radial inneren Klemmflächen (6) gebildet ist, die um den Außenumfang des Innenringes (2) herum symme­ trisch zueinander angeordnet sind, und daß zwischen jeder dieser radial inneren Klemmflächen (6) und einer gleichen Vielzahl von radial äußeren, durch die Ring­ feder (4) gebildeten federelastischen Klemmflächen (10/2) je ein Klemmrollelement (12) federelastisch eingespannt ist (Fig. 1, 2).

6. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radial äußere Klemmfläche (72) durch einen biegesteifen Außenring (54) gebildet ist, welcher die radial innere Klemmfläche (70) konzentrisch zur Kör­ perdrehachse (8) mit radialem Abstand umgibt, und daß die radial innere Klemmfläche (70) die federela­ stische Klemmfläche ist (Fig. 5, 6).

7. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innere Klemmfläche (70) durch eine Blattfeder (56) gebildet ist, welche am Außenumfang eines Innenringes (52) angeordnet ist (Fig. 5, 6).

8. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Innenringes (52) eine Vielzahl von Blattfedern (56), welche die federelastischen Klemmflächen (70) bilden, symmetrisch verteilt ange­ ordnet ist, und daß eine gleiche Vielzahl von radial äußeren Klemmflächen (72) durch die Innenumfangsfläche des steifen Außenringes (54) gebildet ist (Fig. 5, 6).

9. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Blattfeder (56) brückenartig nur an ihren En­ den (90), die in Richtung parallel zur Körperdrehachse (8) gesehen voneinander abgewandt sind, auf dem Innen­ ring (52) abgestützt ist und zwischen diesen Enden (90) ein Zwischenraum (92) zwischen der Unterseite (94) der Blattfeder (56) und dem Innenring (52) gebil­ det ist, der ein radiales federelastisches Durchbiegen der Blattfeder (56) erlaubt, und daß die als federela­ stische Klemmfläche (70) dienende Oberseite der Blatt­ feder (56) zwischen ihren beiden Enden (90) ballig ausgebildet ist mit einem bogenförmigen Verlauf in ei­ ner zur Körperdrehachse (8) im wesentlichen parallelen Richtung (Fig. 5, 6).

10. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Außenkörper (54/9) und dem Innenkörper (52/9) ein Ringraum (130) gebildet ist, welcher mit einer Vielzahl von Klemmrollelementen (12) gefüllt ist, die in Umfangsrichtung des Ringraumes gesehen aneinander anliegen, und daß eine der Vielzahl der Klemmrollelemente (12) entsprechende Vielzahl von Blattfedern (56/9) zwischen den Klemmrollelementen (12) und dem Innenkörper (52/9) angeordnet ist (Fig. 9, 10).

11. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmspalt ein Doppel-Klemmspalt (16; 76) ist, welcher aus einem in der einen Umfangsrichtung keilar­ tig kleiner werdenden Klemmspaltteil (18; 78) und einem in entgegengesetzter Umfangsrichtung keilartig kleiner werdenden Klemmspaltteil (20; 80) besteht, deren weite Spaltenden (22, 24; 82, 84) voneinander wegragen, und daß der Doppel-Klemmspalt (16; 76) ein für bei Klemmspalt­ teilen (18; 78) gemeinsames Klemmrollelement (12) ent­ hält.

12. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmspalt in beiden Umfangsrichtungen an sei­ nen beiden Umfangsenden durch Stege (38; 88) begrenzt ist, welche sich über die gesamte axiale Breite des Klemmspaltes (16; 76) erstrecken und vom einen Körper (4, 28; 54; oder 2; 52) im wesentlichen radial bis in die Nähe des anderen Körpers (2; 52; oder 4, 28; 54) ragen.

13. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmspalt (16; 76) mit Öl gefüllt ist, und daß Kanäle vorgesehen sind, über welche das Klemm­ rollelement (12) Öl aus dem Klemmspalt gedrosselt ver­ drängen kann und über welche Öl in den Klemmspalt als Ersatz für das verdrängte Öl einströmen kann.

14. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Klemmspalte (16; 76) symmetrisch um die Körperdrehachse (8) verteilt sind, und daß die Klemmspalte über die Kanäle miteinander ver­ bunden sind und je aus einem Klemmspalt verdrängtes Öl über die Kanäle einem anderen Klemmspalt zugeführt wird.

15. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle durch Zwischenräume zwischen benach­ barten Elementen (28, 34, 38; 54, 62, 88) gebildet sind.

16. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Körper (4, 28; 54) als Zahnradring ausgebildet ist.

17. Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkörper (2, 28; 54) mit einer axial zu ihm angeordneten winkelbeweglichen Kupplung (110; 124) verbunden ist, und daß der Innenkörper (2; 52) mit ei­ ner axial zu ihr angeordneten weiteren winkelbewegli­ chen Kupplung (102; 122) verbunden ist, welche beiden Kupplungen (102, 110; 122, 124) zusammen eine doppelge­ lenkige Kupplung bilden, zwischen welchen der drehelastische Drehschwingungsdämpfer (100) angeordnet ist (Fig. 7, 8).