DE4011496C2 - Torsionsschwingungsdämpfer für hohe Belastung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Torsionsschwingungsdämpfer im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Nabenteil, zu bei­ den Seiten des Nabenteiles fest angeordneten Deckblechen mit Fenstern zur Aufnahme von Schraubenfedern, einer zwischen den Deckblechen angeordneten Nabenscheibe, die ebenfalls Fenster für die Schraubenfedern aufweist und den Deckblechen gegenüber verdrehbar ist, wobei zwischen einem Außendurchmesser des Nabenteiles und dem ra­ dial inneren Bereich der Schraubenfedern eine Reibeinrichtung für den Lastbereich vor­ gesehen ist. Dabei ist die Nabenscheibe axial durch je ein Ringblech auf jeder Seite ge­ führt, welches durch eine Tellerfeder gegenüber der Innenseite des entsprechenden Deckbleches axial belastet ist und über am Innendurchmesser angebrachte und axial abstehende Lappen, die entsprechende Öffnungen in den Deckblechen durchdringen, drehfest, aber axial verschiebbar, gegenüber dem entsprechenden Deckblech angeord­ net ist.

Ein Torsionsschwingungsdämpfer der obengenannten Bauart ist beispielsweise aus der DE-PS 31 50 877 C2 bekannt. Dort werden zwei axial nebeneinander angeordnete Tor­ sionsdämpfungseinrichtungen gezeigt, die gleichzeitig angesteuert werden. Hierbei sind zwei Nabenscheiben vorgesehen, die das Drehmoment einleiten und radial innen auf der Nabe geführt sind. Beide Torsionsdämpfungseinrichtungen weisen jeweils eine Rei­ beinrichtung auf, die durch eine weitere radial innen eingespannte Scheibe voneinander getrennt sind, welche radial außen drehfest mit den beiden Nabenscheiben verbunden ist. Zwar werden durch diese Konstruktion die Reibungsplatten aller Dämpfungseinrich­ tungen gleichmäßig belastet, jedoch setzt die Reibung bereits bei kleinsten Verdrehwin­ keln ein. In vielen Fällen wird eine Reibeinrichtung erwünscht die bei großen Winkeln wirkt, während der zündungsbedingte kleine Schwingwinkel reibungsfrei bleibt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einfachem, gedrungenem Aufbau zu erstellen, der eine hoch belastbare Reibeinrichtung aufweist, die erst ab einem bestimmten Ver­ drehwinkel Reibung erzeugt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Torsionsschwingungsdämpfer im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit Brennkraftmaschine mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Die dort genannte Konstruktion ermöglicht eine soge­ nannte verschleppte Reibung, die erst bei Überschreiten eines festgelegten Verdrehwin­ kels einsetzt. Hierfür ist in der vorliegenden Konstruktion kein zusätzlicher Raumbedarf nötig, da die Nabenscheibe mit Nasen in Fenster des Reibringes eingreift, wobei die Na­ sen umfangsmäßig kürzer als die Fenster ausgeführt sind und somit den erwünschten einfachen und gedrungenen Aufbau aufweist. Dies kommt auch der Belastbarkeit der Reibeinrichtung zugute.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Nabenscheibe über ihre Nasen auf kreisförmigen Grundlinien geführt. Dieser Aufbau ermöglicht eine besonders einfache Realisierung der verschleppten Reibung.

Durch Anordnung der Nasen umfangsmäßig zwischen den Fenstern für die Schrauben­ federn ist es möglich, die Fenster in der Nabenscheibe nach radial innen hin offen aus­ zuführen und die Federführung nach radial innen hin durch den Reibring vorzunehmen. Eine solche Bauweise ist in radialer Richtung sehr raumsparend und ermöglicht zudem noch eine hohe Anzahl Schraubenfedern umfangsmäßig unterzubringen.

Durch Ausbildung des Reibringes mit einer größeren Materialstärke als die der Naben­ scheibe und durch den geringfügig größeren Außendurchmesser der Reibbleche gegen­ über dem Durchmesser der Grundlinie ist eine axiale Fixierung mit Spiel für die Naben­ scheibe geschaffen, welche dadurch gegenüber den Reibblechen völlig reibungsfrei ge­ halten ist. Der Reibring kann dabei aus Metall hergestellt sein und zur einfacheren Ver­ arbeitung aus mehreren deckungsgleichen Teilen bestehen.

Die Erfindung wird anschließend an Hand zweier Ausführungsbei­ spiele näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Torsionsschwingungsdämpfer;

Fig. 2 die Teilansicht von Nabenscheibe und Reibring gem. Fig. 1;

Fig. 3 den Längsschnitt durch die obere Hälfte eines Torsions­ schwingungsdämpfers, der als Kupplungsscheibe ausgebildet ist.

Die Konstruktion entsprechend den Fig. 1 und 2 zeigt einen Torsionsschwingungsdämpfer, der im Antriebsstrang eines Kraftfahr­ zeuges fest angeordnet ist. Zu diesem Zwecke weist das Nabenteil 3 mehrere am Umfang verteilte Gewinde 21 auf, über die der An­ schluß an eine Welle hergestellt wird. Desweiteren weist die Na­ benscheibe 7 im Bereich ihres Außenumfanges mehrere Bohrungen 20 auf, die zum Anschrauben der Nabenscheibe an ein nicht weiter dargestelltes Eingangsteil vorgesehen sind. Der Torsionsschwin­ gungsdämpfer besteht aus zu beiden Seiten des Nabenteiles 3 über Niete 19 angenietete Deckbleche 5, die deckungsgleich ausgebildet sind und Fenster zur Aufnahme von Schraubenfedern 15 aufweisen. Axial zwischen den Deckblechen 5 ist die Nabenscheibe 7 drehbar angeordnet, welche ebenfalls Fenster 9 zur Aufnahme der Schrau­ benfedern 15 aufweist. Die Nabenscheibe 7 ist mit inneren Berei­ chen drehbar auf zwei deckungsgleichen Reibringen 25 gelagert. Die Lagerung erfolgt über mehrere am Umfang verteilte Nasen 24 der Nabenscheibe 7, die nach radial innen weisen und in nach ra­ dial außen offene Fenster 23 in den Reibringen 25 eingreifen, wobei jedes der Fenster 23 eine kreisringförmige Grundlinie 26 aufweist, die der radialen Führung dient. Die Zweiteiligkeit des Reibringes 25 ist lediglich aus herstellungstechnischen Gründen gewählt. Im vorliegenden Fall ist Metall als Material vorgesehen, wobei sich beide Ringe durch Stanzen leichter herstellen lassen, wenn die Materialstärke relativ gering ist. Umfangsmäßig zwischen den Nasen 24 der Nabenscheibe 7 sind die Fenster 9 für die Anord­ nung der Schraubenfedern 15 vorgesehen, wobei diese Fenster nach radial innen hin offen ausgeführt sind und dadurch eine radiale Raumersparnis möglich ist. Die Führung der Schraubenfedern 15 nach radial innen hin erfolgt durch den Reibring 25 in seinen Be­ reichen umfangsmäßig zwischen den Fenstern 23. Der zweiteilige Reibring 25 ist zwischen den beiden Deckblechen über je ein Reib­ blech 11 und je eine Tellerfeder 14 verspannt. Die Reibbleche 11 sind dabei im Bereich ihres Innendurchmessers mit axial abstehen­ den Lappen 12 versehen, die in entsprechende Öffnungen 13 der Deckbleche 5 umfangsmäßig ohne Spiel eingreifen und somit dreh­ fest, aber axial verschiebbar gelagert sind. Zwischen jedem Reib­ blech 11 und der Innenseite des entsprechenden Deckbleches 5 ist eine Tellerfeder 14 angeordnet, die das Reibblech 11 in Richtung auf den Reibring 25 belastet. Der zweiteilige Reibring ist somit auf einem Außendurchmesser 10 des Nabenteiles 3 verdrehbar gela­ gert und in Achsrichtung mit einer Reibeinspannung gehalten. Durch die symmetrische Anordnung der Reibeinrichtung ist der Reibring 25 auch in Achsrichtung fixiert. Die Nabenscheibe 7 ist in ihrer Materialstärke so gewählt, daß der zweiteilige Reib­ ring 25 einen axial größeren Bauraum einnimmt. Die axiale Führung der Nabenscheibe 7 erfolgt durch die beiden Reibbleche 11, die im Außendurchmesser größer ausgeführt sind als die kreisringförmige Grundlinie 26 der Fenster 23.

Bei Drehmomenteinleitung beispielsweise über die Nabenscheibe 7 erfolgt eine Relativverdrehung dieser gegenüber den Deckblechen 5 sowie dem Reibring 25 um die Drehachse 27 allein gegen die Kraft einer oder mehrerer Schraubenfeder(n) 15 ohne Reibwirkung. Beim Überschreiten des umfangsmäßigen Spieles zwischen den Nasen 24 der Nabenscheibe 7 und den Fenstern 23 im Reibring 25 erfolgt die Mitnahme des Reibringes 25 zusammen mit der Nabenscheibe 7 gegen die Kraft der Reibeinrichtung, die durch die beiden Reibbleche 11 und die Tellerfedern 14 gebildet ist. Bei Drehrichtungsumkehr er­ folgt zuerst eine Bewegung ohne Reibung, bis das Spiel zwischen den Nasen 24 und den Fenstern 23 wieder aufgebraucht ist. Der axial feste Einbau des in Fig. 1 dargestellten Torsionsschwin­ gungsdämpfers 1 innerhalb des Antriebsstranges einer Brennkraft­ maschine wird dadurch erleichtert, daß ein axiales Spiel zwischen der Nabenscheibe 7 und dem Reibring 25 bzw. den beiden Reibble­ chen 11 vorgesehen ist. Dadurch kann auch bei geringfügigem Ver­ satz in Achsrichtung die Reibeinrichtung um ihre Mittellage herum reibungsfrei arbeiten. Durch die symmetrische Anordnung der Reib­ einrichtung ist auch gewährleistet, daß bei Verschleiß an den Reibflächen eine gleichmäßige Materialabtragung erfolgt und die zentrische Lage gegenüber der Nabenscheibe 7 erhalten bleibt.

In Fig. 3 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer 2 wiedergegeben, der in einer Kupplungsscheibe eingebaut ist. Diese Kupplungs­ scheibe ist in bekannter Weise mit der Innenverzahnung des Naben­ teiles 4 drehfest - aber axial verschiebbar - auf einer Getriebe­ welle angeordnet, und die Reibbeläge 16 können zwischen Schwung­ rad und einer Anpreßplatte zur Steuerung des Eingriffes während des Anfahrvorganges und zum Trennen während des Schaltvorganges eingespannt werden. Der Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers 2 ist praktisch mit dem entsprechend den Fig. 1 und 2 identisch. Die Nabenscheibe 8 ist an ihrem radial äußeren Bereich über Nie­ te 18 mit Federsegmenten 17 verbunden, welche die Reibbeläge 16 tragen. Nach radial innen hin weist die Nabenscheibe 8 Fenster 9 zur Aufnahme der Schraubenfedern 15 auf und die Nabenscheibe 8 ist entspr. Fig. 2 - wie bei der Nabenscheibe 7 dargestellt - über Nasen 24 in radial nach außen offene Fenster 23 des Reibrin­ ges 25 gelagert. Die Seitenführung übernehmen die beiden Reib­ bleche 11, die über Tellerfedern 14 axial vorgespannt sind und über ihre Lappen 12 drehfest - aber axial verschiebbar - gegen­ über den Deckblechen 6 gehalten werden. Die beiden Deckbleche 6 sind über Niete 19 fest mit dem Nabenteil 4 verbunden. Der Reib­ ring 25 ist auf einem Außendurchmesser 10 des Nabenteiles 4 dreh­ bar gelagert. Bei Drehmomenteinleitung über die Reibbeläge 16 erfolgt eine Relativverdrehung der Nabenscheibe 8 um die Drehach­ se 27 auf dem Reibring 25 gegen die Kraft einer oder mehrerer Schraubenfeder(n) 15. Nach Überwindung des Spieles zwischen den Nasen 24 und den Fenstern 23 wird der Reibring 25 gegen die Kraft seiner Reibeinspannung mitgenommen. Bei Verwendung des hier dar­ gestellten Torsionsschwingungsdämpfers in einer Kupplungsscheibe ergibt sich die Notwendigkeit der Axialverschiebung des Nabentei­ les 4 auf der Getriebewelle beim Luftvorgang und bei Verschleiß­ ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge 16. Diese Axialverschieb­ barkeit kann zumindest teilweise zwischen der Nabenscheibe 8 und dem Axialspiel zwischen den Reibblechen 11 vorgenommen werden und ist deshalb besonders vorteilhaft, weil er auf einem größeren mittleren Durchmesser stattfindet als bei der Verschiebung des Nabenteiles 4 auf der Getriebewelle. Zudem ist es möglich, ohne Beeinträchtigung der Funktion auch vorübergehend eine Axialbewe­ gung zwischen Nabenscheibe 8 und Nabenteil 4 zuzulassen und zu ermöglichen, welches größer ist als das axiale Spiel zwischen Nabenscheibe 8 und den Reibblechen 11. Bei axialer Verschiebung eines der beiden Reibbleche wandert nämlich das gegenüberliegende nach und die Reibwirkung bleibt im wesentlichen erhalten. Diese Wirkung kommt einmal durch die symmetrische Ausgestaltung der Reibeinrichtung zustande und zum anderen durch Verwendung von Tellerfedern, deren Federkennlinie über weite Bereiche einer Axialverspannung im wesentlichen konstant bleibt. Das Nachrücken des Nabenteiles 4 mit den Deckblechen 6 bei einer axialen Auslen­ kung der Reibeinrichtung erfolgt in jedem Falle bei einem an­ schließenden Lösevorgang der Kupplung, da dann die gesamte Anlage drehmomentfrei ist und nicht verspannt ist. Solche Verschiebepro­ bleme treten insbesondere bei derjenigen Kupplungsscheibe in ei­ ner Zweischeibenkupplung auf, welche der Druckplatte zugeordnet ist und einen wesentlich größeren Axialverschiebeweg ausführen muß. In einer solchen Situation ist die hier vorgeschlagene Kon­ struktion besonders vorteilhaft.

Die in den Fig. 1 bis 3 beschriebene Konstruktion ermöglicht einmal bei axial überbestimmten Befestigungsweisen einen Ausgleich durch das Spiel zwischen der Nabenscheibe und den beiden Reibble­ chen. Durch Verwendung einer doppelten und symmetrischen Reibein­ richtung sind gleiche und somit preiswerte Bauteile verwendbar, welche zusätzlich das Verschleißvolumen verdoppeln, ohne daß die Anpreßkraft der Tellerfedern eine wesentliche Änderung erfährt. Die in radialer Richtung offenen Fenster in Verbindung mit der radial gestaffelten Anordnung des Reibringes ermöglichen eine äußerst gedrungene Bauweise sowie die Verwirklichung einer ver­ schleppten Reibeinrichtung. Montage und Lagerhaltung werden durch die geringe Anzahl von Bauteilen, die untereinander zusätzlich austauschbar sind, erleichtert.

Claims (5)

1. Torsionsschwingungsdämpfer im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit Brenn­ kraftmaschine, bestehend aus einem Nabenteil, zu beiden Seiten des Nabenteiles fest angeordneten Deckblechen mit Fenstern zur Aufnahme von Schraubenfedern, einer zwischen den Deckblechen angeordneten Nabenscheibe, die ebenfalls Fenster für die Schraubenfedern aufweist und gegenüber den Deckblechen verdrehbar ist, wobei zwischen einem Außendurchmesser des Nabenteiles und dem radial inneren Bereich der Schraubenfedern eine Reibeinrichtung für den Lastbereich vorgesehen ist, und die Nabenscheibe (7, 8) axial durch je ein Reibblech (11) auf jeder Seite geführt ist, wobei jedes Reibblech (11) durch eine Tellerfeder (14) gegenüber der Innenseite des entsprechenden Deckbleches (5, 6) axial belastet ist und über am Innendurchmesser angebrachte und axial abstehende Lappen (12), die entsprechende Öffnungen (13) in den Deckblechen durchdringen, drehfest - aber axial verschiebbar - gegenüber dem entsprechenden Deckblech angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer verschleppten Reibung auf dem Außendurchmesser (10) des Nabenteiles (3, 4) ein Reibring (25) drehbar angeordnet ist, der von beiden Seiten her von den Reibblechen (11) beaufschlagt und axial fixiert ist, der ferner nach radial au­ ßen offene Fenster (23) aufweist, in die die Nabenscheibe (7, 8) mit Nasen (24) ein­ greift und wobei die Nasen umfangsmäßig kürzer als die Fenster ausgeführt sind.

2. Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenscheibe (7, 8) über ihre Nasen (24) auf den kreisförmigen Grundlini­ en (26) geführt ist.

3. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (24) umfangsmäßig zwischen den Fenstern (9) für die Schraubenfe­ dern (15) angeordnet und die Fenster nach radial innen offen ausgeführt sind, und die Federführung nach radial innen durch den Reibring (25) erfolgt.

4. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (25) eine größere Materialstärke als die Nabenscheibe (7, 8) aufweist und der Außendurchmesser der Reibbleche (11) zumindest geringfügig größer als der Durchmesser der Grundlinie (26) ausgeführt ist.

5. Torsionsschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibring (25) aus Metall hergestellt ist und aus mehreren deckungsgleichen Teilen besteht.