DE10052782A1

DE10052782A1 - Kupplungsmechanismus mit Zusatzmasse

Info

Publication number: DE10052782A1
Application number: DE2000152782
Authority: DE
Inventors: Cora Carlson; Reinhard Feldhaus; Juergen Weth; Paul Kraus; Bernd Peinemann; Hartmut Bach; Benedikt Schauder
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2002-05-08

Abstract

Die Erfindung ist gerichtet auf einen Kupplungsmechanismus mit einem Torsionsdämpfer mit einer ersten Seite mit einer Kupplungsscheibe (4), einer Anpressplatte (15) und einem Druckelement (14), welches die Anpressplatte (15) gegen die Kupplungsscheibe (4) drücken und diese dadurch axial verschieben kann, einem Zugelement (16), welches die Anpressplatte (15) von der Kupplungsscheibe (4) wegrücken kann; einer zweiten Seite, wobei erste und zweite Seite gemeinsam drehbar und über Federspeicher (10) elastisch miteinander verbunden sind, einer Zusatzmasse (17) und einem Elastikelement (22), welches die Zusatzmasse (17) gegen den Torsionsdämpfer drücken kann oder drückt; wobei die Anpressplatte (15) die Zusatzmasse (17) vom Torsionsdämpfer wegrücken kann oder wegrückt, wenn das Zugelement (16) die Anpressplatte (15) von der Kupplungsscheibe (4) wegrückt.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf einen Kupplungsmechanismus mit einem Torsionsdämpfer gerichtet, an den eine schwingungsdämpfende Zusatzmasse angekoppelt werden kann.

Torsionsdämpferscheiben werden verwendet, um Drehmoment schwankungen bzw. -spitzen eines Antriebs zu verringern und damit einer hinter der Torsionsdämpferscheibe liegenden Antriebswelle einen gleichmäßigeren Drehmomentverlauf zu vermitteln. Verwendung finden solche Torsionsdämpferscheiben beispielsweise in Kupplungs mechanismen und bei Zweimassenschwungrädern. Eine Torsionsdämpfer scheibe besteht aus einem Eingangsbereich, der üblicherweise scheibenförmig ausgebildet ist und auf den über die peripheren Bereiche der zumindest einen Scheibe ein Drehmoment eingeleitet wird, sowie aus einem Ausgangsbereich, der zumeist ebenfalls scheibenförmig ausgebildet ist, welcher an eine Nabe gekoppelt ist, die eine Ausgangsantriebsachse antreiben kann. Die meist am Ausgang sitzende Scheibe wird als Nabenscheibe bezeichnet und üblicherweise auf beiden Seiten von Abdeckblechen umgeben, welche fest mit der drehmomentübertragenden Scheibe der Eingangsseite verbunden sind. Es gibt ebenfalls Aus führungen mit einem Abdeckblech. Die eigentliche Drehmomentübertragung zwischen Ausgangsseite und Eingangsseite findet zwischen den Abdeckblechen eingangsseitig und der Nabenscheibe ausgangsseitig statt. Die beiden Elemente sind über Federelemente (Federspeicher) miteinander verbunden. Bei Drehung der Abdeckbleche üben spezielle Vorsprünge der Abdeckbleche eine Kraft auf die Federspeicher aus, welche diese an Bereiche der Nabenscheibe, die am anderen Ende der Federspeicher angeordnet sind, übertragen. Somit drehen Abdeckbleche und Nabenscheibe um eine gemeinsame Drehachse. Drehmoment schwankungen, welche vom eingangsseitigen Antrieb auf die Abdeckbleche übertragen werden, werden von den Federspeichern mehr oder weniger herausgefiltert, so dass der Drehmomentverlauf der ausgangsseitigen Nabenscheibe gleichförmiger ist. Bei anderen Bau formen bekannter Torsionsdämpferscheiben ist die oben beschriebene Anordnung umgekehrt, so daß die Abdeckbleche ausgangsseitig liegen und die Nabenscheibe eingangsseitig.

Ein Torsionsschwingungssystem in beispielsweise einem Kupplungs mechanismus oder einem Zweimassenschwungrad kann bezüglich seiner kritischen Resonanzdrehzahl n_k durch folgende Formel grob beschrieben werden:

n_k = SQRT((1/J₁ + 1/J₂).c.K).30/(π.Z)

wobei J₁ und J₂ die Trägheiten der Primär- bzw. Sekundärseite;
c die Federsteifigkeit(en);
K ein Korrekturfaktor mit K = 1, falls c in Nm/rad angegeben wird, und mit K = 180/π, falls c in Nm/Grad angegeben wird; und
Z die Zahl der Unrundereignisse (wie beispielsweise Zündvorgänge in einem Verbrennungsmotor) pro Umdrehung einer Antriebswelle auf der Eingangsseite sind.

Eine Entkopplung kann nur oberhalb dieser Drehzahl erreicht werden (als Richtwert ab SQRT(2)× n_k). Beim Zweimassenschwungrad sind beide Trägheiten etwa gleich groß. Damit erreicht der Term in Klammern ein Minimum. Bei der Kupplungsscheibe ist J₁ bis zu 100 × J₂. Damit stellt die Trägheit J₂ einen wesentlichen "Hebel" zur Absenkung der Eigenfrequenz eines Torsionsdämpfungssystems mit Kupplungsscheibe dar. Die Fig. 4 zeigt die Variation der kritischen Drehzahl durch Verschiebung der Trägheitsmomente des Terms in Klammern einschließlich der Wurzel von Primär- zu Sekundärseite. Punkt A kennzeichnet hierbei das typische Verhältnis bei einem Zweimassenschwungrad, welches beispielsweise bei etwa 60 : 40 liegen kann, während Punkt B eine typische Kupplungsscheibe wiedergibt. Wie ersichtlich, können sich beim Zweimassenschwungrad Veränderungen kaum auswirken, da ein sehr breites Minimum vorliegt. Bei einer Kupplungsscheibe kann die Resonanzstelle des Systems dagegen wesentlich beeinflusst werden.

Eine weitere Verbesserung des Drehmomentverhaltens kann erreicht werden, indem eine Zusatzmasse (zumeist über ein Dämpfungselement) an die Eingangs- oder die Ausgangsseite eines Torsionsdämpfers gekoppelt wird.

Dadurch wird das Massenträgheitsmoment (MTM) der Ausgangs- oder der Eingangsseite stark erhöht, so dass sich zumindest eine Eigenfrequenz des Gesamtsystems reduziert und sich so der sogenannte überkritische Drehzahlbereich des Antriebs deutlich erhöht. Die Erhöhung des Massenträgheitsmoments der Ausgangsseite einer Torsionsdämpfer scheibe ist besonders geeignet, da dort das Massenträgheitsmoment im Vergleich zum Massenträgheitsmoment der Eingangsseite sehr klein ist, so dass bereits eine kleine Zusatzmasse das Massenträgheitsmoment der Ausgangsseite im Verhältnis sehr stark erhöht. Die Anbindung der Zusatzmasse erfolgt vorzugsweise über ein Dämpfungselement. Bevorzugt wird ein Dämpfungselement verwendet, das mittels trockener Reibung ausgebildet ist, wobei jedoch ebenfalls eine viskose Flüssigkeitsdämpfung oder andere Dämpfungsprinzipien wie Magnetfelddämpfung oder Piezoelementdämpfung vorstellbar sind. Das wirksame Reibmoment zwischen der Zusatzmasse und der Ausgangs- oder Eingangsseite kann somit innerhalb großer Grenzen beliebig eingestellt werden.

Treten nun von der Eingangsseite beispielsweise einem Antrieb wie einem Motor bzw. von der Ausgangsseite beispielsweise einem Getriebe herkommend Momentenspitzen auf, die das eingestellte Reibmoment überschreiten, so rutscht die Zusatzmasse durch, wodurch Energie dissipiert wird. Auf diese Weise werden die Momentenspitzen in einem Antriebsstrang gekappt und dadurch die Drehungleichförmigkeit reduziert.

Insbesondere bei Kupplungsmechanismen besitzen Torsionsdämpfer scheiben in der Regel ein möglichst geringes Massenträgheitsmoment, da dies beim Auskuppeln und einem Schaltvorgang von der Synchronisiereinrichtung im Getriebe mitsynchronisiert werden muss. Wird unter solchen Voraussetzungen die Masse der Eingangs- oder Ausgangsseite einer Torsionsdämpferscheibe durch eine Zusatzmasse weiter erhöht, ist dies schädlich für die Synchronisiereinrichtung im Getriebe. Deshalb wird eine Trennvorrichtung an der Zusatzmasse positioniert, die dafür sorgt, dass im ausgekuppelten Zustand die Zusatzmasse von der Torsionsdämpferscheibe getrennt ist und somit nicht synchronisiert werden muss.

Herkömmliche Trennvorrichtungen zur Trennung der Zusatzmasse von der eigentlichen Torsionsdämpferscheibe können die axialen betätigungs abhängigen Wege der zum Kuppeln verwendeten Anpressplatte oder der die Anpressplatte antreibenden Membranfeder als Auslösungs mechanismus verwenden. So beschreibt beispielsweise die US 6,012,559 eine Kupplung, bei der an der Druckplatte zusätzlich ein Mechanismus angeordnet ist, welcher über ein System von Stiften und Blechen zugleich mit der Hauptkupplung eine Unterkupplung betätigen kann, welche die Zusatzmasse im wesentlichen zeitgleich an die ausgangsseitige Nabe der Kupplung koppelt.

Die DE 198 41 418 A1 beschreibt eine weitere zusatzmassenunterstützte Kupplungsvorrichtung, bei der durch das Einkuppeln die Kupplungsscheibe und mit dieser die gesamte Torsionsdämpferscheibe axial in Richtung auf die Eingangsseite verschoben wird. Die Verschiebung führt dazu, dass ein weiterer Ankuppelmechanismus zunächst durch Reibungskräfte eine Zusatzmasse, welche koaxial mit der Ausgangsnabe der Kupplung gelagert ist, beschleunigt und dann in Eingriff mit ihr gelangt.

Bei diesen im Stand der Technik bekannten Ansätzen sind jedoch die großen axialen Wege nachteilig sowie über die Zeit auftretender Verschleiß, der einen Betätigungsweg vergrößert, die Gefahr des Anrasselns, bei dem beim Wiedereinkuppeln der eigentlichen Kupplung die Trennvorrichtung später als die eigentliche Kupplung greift und die Gefahr des Mitsynchronisierens, bei dem beim Wiedereinkuppeln die eigentliche Kupplung später greift als die Trennvorrichtung.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kupplungsmechanismus bereitzustellen, bei dem die mögliche Ein koppelung einer Zusatzmasse verschleissunabhängig bewerkstelligt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Kupplungsmechanismus mit einem Torsionsdämpfer gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die in einem Kupplungsmechanismus ohnedies vorhandene Anpressplatte der Kupplungsscheibe beim Auskuppeln zugleich zum Abkoppeln einer entsprechend ausgestatteten und gelagerter Zusatzmasse mit zu verwenden.

Dementsprechend ist die Erfindung gerichtet auf einen Kupplungs mechanismus mit einem Torsionsdämpfer mit einer ersten Seite mit einer Kupplungsscheibe, einer Anpressplatte, und einem Druckelement, welches die Anpressplatte gegen die Kupplungsscheibe drücken und diese dadurch axial verschieben kann, einem Zugelement, welches die Anpressplatte von der Kupplungsscheibe wegrücken kann; einer zweiten Seite, wobei erste und zweite Seite gemeinsam drehbar und über Federspeicher elastisch miteinander verbunden sind, einer Zusatzmasse und einem Elastikelement, welches die Zusatzmasse gegen den Torsionsdämpfer drücken kann oder drückt; wobei die Anpressplatte die Zusatzmasse vom Torsionsdämpfer wegrücken kann oder wegrückt, wenn das Zugelement die Anpressplatte von der Kupplungsscheibe wegrückt.

Es handelt sich somit um einen Kupplungsmechanismus von im wesentlichen vorbekanntem Allgemeinaufbau, jedoch mit einer neuartig gestalteten Mechanik zur Betätigung der Zusatzmasse. Das die Anpress platte auskuppelnde Zugelement wirkt hier antagonistisch zum erfindungsgemäßen Elastikelement. Wird die Anpressplatte durch eine gegen sie wirkende Kraft, beispielsweise die Kraft einer Membranfeder, gegen die Kupplungsscheibe gedrückt, so wird zugleich auch die vom Zugelement ausgeübte Kraft überwunden, so dass das Elastikelement nunmehr eine hinreichende Kraft ausüben kann, um die Zusatzmasse gegen den Torsionsdämpfer drücken zu können.

Die zweite Seite kann beispielsweise eine Nabe und eine daran angeordnete Nabenscheibe aufweisen, was typisch für Kupplungs mechanismen ist. Die Zusatzmasse kann dann die Nabe radial umgeben und an der Nabe radial gelagert sein. Auch ansonsten wird eine Lagerung bevorzugt, welche eine Drehung der Zusatzmasse um eine zur Drehung des Torsionsdämpfers koaxiale Drehachse gestattet.

Weiterhin kann vorzugsweise die Anpressplatte die Kupplungsscheibe gegen ein Schwungrad pressen, wenn das Druckelement die Anpressplatte gegen die Kupplungsscheibe drückt.

Der erfindungsgemäße Kupplungsmechanismus verfügt über eine sog. Eingangsseite, also den durch die Federspeicher begrenzten Teil des Torsionsdämpfers, der mit einem Antrieb gekoppelt ist, und über eine Ausgangsseite, den auf der anderen Seite der Federspeicher liegenden Teil des Torsionsdämpfers, über den das Drehmoment weitergegeben wird. Bei der Erfindung kann die erste Seite eine Eingangsseite und die zweite Seite eine Ausgangsseite sein. Es kann jedoch gleichfalls die erste Seite eine Ausgangsseite und die zweite Seite eine Eingangsseite sein.

Bei den erfindungsgemäßen Kupplungsmechanismen ist es vorteilhaft, wenn die Kraft des Elastikelements kleiner ist als die Kraft des Zugelements.

Für die eigentliche Kontaktierung zwischen Torsionsdämpferscheibe und Zusatzmasse stehen verschiedene, dem Fachmann geläufige Möglichkeiten der Ausgestaltung zur Verfügung. So kann die Zusatz masse einen Bereich aufweisen, der so ausgebildet ist, dass er mit dem Torsionsdämpfer in reibenden Kontakt kommen kann. Dies kann beispielsweise ein Vorsprung sein, der sich zum Torsionsdämpfer hin erstreckt und an einem Bereich des Umfangs des Torsionsdämpfers sich anlagern kann. Weiterhin kann die Zusatzmasse einen Bereich aufweisen, der dem Torsionsdämpfer axial benachbart ist und an seiner dem Torsionsdämpfer zugewandten Seite einen Reibring aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Zusatzmasse gegen die zweite Seite des Torsionsdämpfers oder alternativ gegen die erste Seite des Torsionsdämpfers gedrückt werden. Der Torsionsdämpfer kann beispielsweise zumindest ein eingangsseitig gekoppeltes Abdeckblech sowie eine ausgangsseitig gekoppelte Nabenscheibe mit einer Nabe aufweisen. Erfindungsgemäß ist es möglich, die Zusatzmasse sowohl gegen die Nabenscheibe drücken zu lassen als auch gegen eines der Abdeckbleche. Entsprechend werden unterschiedliche Dämpfungsverhalten erzielt. Hierbei ist es möglich, die Abdeckbleche ausgangsseitig und die Nabenscheibe eingangsseitig oder umgekehrt zu legen.

Das Zugelement kann vorzugsweise eine Tangentialblattfeder aufweisen. Diese kann mit ihrem einen Ende gegen die Anpressplatte drücken und mit ihrem anderen Ende am Umfang beispielsweise eines Druck plattengehäuses, welches mit der ersten Seite, beispielsweise einem dort vorgesehenen Schwungrad, fest verschraubt ist, oder an eine solchen Schwungrad selbst befestigt sein. Das Druckelement kann eine Membranfeder aufweisen. Es wird darüber hinaus Elemente enthalten, welche der Lagerung dieser Membranfeder dienen. Es ist hierbei, wie dem Fachmann geläufig ist, möglich, eine Membranfeder vorzusehen, die im wesentlichen an einem ihrer Endpunkte in Kontakt mit der Anpressplatte steht. Es ist jedoch auch möglich, eine Membranfeder zu verwenden, die in einem mittleren Bereich mit der Anpressplatte in Kontakt steht und an einem ihrer Endpunkte mit dem Druckplattengehäuse in Verbindung steht (sogenannte gezogene Druckplatte).

Vorzugsweise ist das Elastikelement an einem Druckplattengehäuse angeordnet, welches wiederum am Schwungrad angeordnet ist. Grundsätzlich können hier aus dem Stand der Technik bekannte Druckplattengehäuse verwendet werden. Besonders bevorzugt wird es, wenn das Elastikelement an einem in Richtung auf die Kupplung vorspringenden Teil des Druckplattengehäuses angeordnet wird, beispielsweise dem zur Fixierung des Druckelements notwendigen Lager. Auf diese Weise ist der zwischen Zusatzmasse und Elastikelement zu überwindende Raum begrenzt und das Elastikelement kann als kleineres Bauteil ausgeführt sein.

Das Elastikelement kann beispielsweise eine Tellerfeder aufweisen bzw. eine solche sein. Am Elastikelement und/oder an der Kontaktstelle für das Elastikelement an der Zusatzmasse können verschleißmindernde Maßnahmen vorgesehen sein, beispielsweise eine Beschichtung. Ebenfalls kann an dieser Stelle ein Lager, insbesondere ein Gleitlager vorgesehen sein.

Um die Hin- und Herverschiebarkeit der Zusatzmasse (zum Torsionsdämpfer hin bzw. davon weg) zu gewährleisten, können verschiedene Maßnamen ergriffen werden. So kann die Zusatzmasse, beispielsweise auf der Ausgangsnabe axial, verschiebbar angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Zusatzmasse eine Eigenelastizität aufweist, so dass ihr eines Ende axial fixiert ist und der Bereich, der in Reibung mit dem Torsionsdämpfer kommen kann, gegen diesen gedrückt werden kann.

Um die Wahlfreiheit bei der Ausgestaltung der Form von Zusatzmasse und Anpressplatte weiter zu erhöhen, ist es darüber hinaus möglich, nicht einfach die glatt gestaltete Rückseite der Anpressplatte in Kontakt mit der Zusatzmasse zu bringen, sondern die Anpressplatte mit zumindest einem Rückholnocken zu versehen, der in Kontakt mit der Zusatzmasse kommen kann und die Zusatzmasse vom Torsionsdämpfer wegrücken kann, wenn die Anpressplatte durch das Zugelement von der Kupplungsscheibe weggerückt ist. Am Rückholnocken und/oder der Kontaktstelle an der Zusatzmasse können verschleißmindernde Maßnahmen, beispielsweise Beschichtungen vorgesehen sein. Das Vorsehen eines Lagers, beispielsweise eines Gleitlagers, ist ebenfalls denkbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand konkreter Ausführungsbeispiele weiter erläutert, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird in denen folgendes dargestellt ist:

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform des Kupplungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Kupplungs mechanismus der vorliegenden Erfindung mit einer gezogenen Druckplatte;

Fig. 3 zeigt ein allgemeines Schaltbild zur Kopplung der Zusatzmasse an die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung; und

Fig. 4 zeigt in einem Graphen die Beziehung zwischen den Trägheiten eines Torsionsdämpfungssystems und der kritischen Resonanz drehzahl.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Kupplungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Kraft einer beispielsweise von einem Motor stammenden Kurbelwelle (nicht dargestellt) wird über Kurbelwellenschrauben in Öffnungen 3 an ein Schwungrad 1 übertragen. An seinem Umfang weist das Schwungrad 1 einen Zahnkranz 2 auf. Fest mit dem Schwungrad 1 verbunden ist das Druckplattengehäuse 12, an dem über Distanzbolzen 13 eine Membranfeder 14 so befestigt ist, dass durch Hin- und Herverschieben der Membranfeder 14 eine Anpressplatte 15 gegen die Kupplungsscheibe 4, auf der Beläge 5 auf der eigentlichen Belagfeder 6 befestigt sind, gedrückt werden kann. Dadurch kommen Schwungrad 1, Beläge 5 und Anpressplatte 15 in einen reibenden Kontakt, der dazu führt, dass die Kupplungsscheibe 4 synchron mit dem Schwungrad 1 und damit der Kurbelwelle dreht. Zur Eingangsseite der Kupplung gehören im eingekuppelten Zustand das Schwungrad 1 samt Druckplatte 11 sowie als Teile der Kupplungsscheibe im wesentlichen die Beläge 5, die Belagfedern 6, die Abdeckbleche 7 und die Federspeicher 10. Zur Ausgangsseite der Kupplung gehören im wesentlichen Nabenscheibe 8 und Ausgangsnabe 9. Die Kupplungsscheibe kann auch einen Vordämpfer besitzen.

Eine tangentiale Blattfeder 16 sorgt dafür, dass sich die Anpressplatte 15 bei nachlassendem Druck der Membranfeder 14 wieder von den Belägen 5 entfernt. Die Kupplungsscheibe 4 ist in ihrem zentralen Bereich, in dem sie eine Öffnung aufweist, mit dem Torsionsdämpfer verbunden, welcher ein oder mehrere Abdeckbleche 7 aufweist, die beidseitig einer Nabenscheibe 8 angeordnet sind und mit diesen über die Federspeicher 10 in Verbindung stehen. Die von den Abdeckblechen 7 über die Federspeicher 10 an die Nabenscheibe 8 übertragenen Drehmomente werden von dieser an die Kupplungs- bzw. Ausgangsnabe 9 weitergeleitet. Eine erfindungsgemäße Zusatzmasse 17 ist in diesem Fall radial an der Ausgangsnabe 9 mittels eines Radiallagers 18 gelagert. Die Zusatzmasse 17 weist einen Bereich 17a auf, welcher als Vorsprung zur Nabenscheibe 8 des Torsionsdämpfers ragt. Eine am Distanzbolzen 13 angeordnete, als Elastikelement fungierende Tellerfeder 22 drückt die Zusatzmasse 17, mit ihrem Bereich 17a gegen den Torsionsdämpfer und wird aufgrund der zwischen Torsionsdämpfer und Zusatzmasse entstehenden Reibung von diesem Torsionsdämpfer mitgenommen. Zwischen Elastikelement und Zusatzmasse können verschleißmindernde Maßnahmen und/oder reibungsreduzierende Maßnahmen vorgesehen sein. Beispielsweise kann in diesem Bereich ein Lagerungselement vorgesehen sein. Im vorliegenden Beispiel greift die Zusatzmasse 17 an der Nabenscheibe 8 an. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass sie am Abdeckblech 7, welches der Zusatzmasse. 17 benachbart ist, angreift. Fig. 1 zeigt einen eingekuppelten Zustand, bei dem die Anpressplatte 15 die Kupplungsscheibe 4 gegen das Schwungrad 1 presst und dadurch mitrotieren lässt. In diesem Zustand ist auch die Zusatzmasse 17 in Kontakt mit dem Torsionsdämpfer. Wird die Kupplung ausgekuppelt, was durch Bewegen der Membranfeder 14 in der Zeichnung im Uhrzeigersinn geschieht, so wird die Anpressplatte 15 durch das Zugelement 16, welches zugleich die Tangentialblattfeder ist, nach rechts gezogen und drückt mit ihren Rückholnocken 28 gegen die Zusatzmasse 17. Da die Kraft der Tangentialblattfeder 16 größer ist als die Kraft des Elastikelements/Tellerfeder 22, wird die Zusatzmasse vom Torsionsdämpfer weggerückt (in der Abbildung nach rechts).

Durch die beschriebene Vorrichtung wird eine Zusatzmasse bereitgestellt, welche über trockene Reibung über die Primär- und Sekundärseite angebunden wird. Die Zusatzmasse 17 wird zu diesem Zweck auf der Ausgangsnabe 9 radial und möglichst reibungsfrei gelagert. Die Abschaltung der Zusatzmasse 17 beim Auskuppeln hat den Vorteil, dass sich die zu synchronisierende Masse der Ausgangsseite nicht erhöht. Die Zusatzmasse 17 kann entweder auf einer Eingangseiten-zugewandten Fläche der Ausgangsnabe 9 oder auf einer Ausgangseiten-zugewandten Seite der Kupplungsscheibe angeordnet sein. Eine Coulomb'sche Reibung findet zwischen der Nabenscheibe 8 und der Zusatzmasse 17 über einen mit der Nabenscheibe fest verbundenen Reibring 24 statt. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform kommt es darüber hinaus parallel auch zu einer Reibung zwischen der Zusatzmasse 17 und der Tellerfeder 22.

Der Torsionsdämpfer verfügt darüber hinaus über im unteren Bereich der Figur abgebildete, aus dem Stand der Technik bekannte Reibringvorrichtungen 26 zur Dämpfung der Bewegung von Nabenscheibe 8 und Abdeckblechen 7 bei Drehmomentschwankungen.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Kupplungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der eine gezogene Druckplatte 14 eingesetzt wird. Der allgemeine Aufbau des Kupplungsmechanismus entspricht dem in Fig. 1 dargestellten, so dass von einer detaillierten Beschreibung abgesehen werden kann und auf die Beschreibung der Fig. 1 Bezug genommen wird. Gleiche Elemente des Kupplungsmechanismus sind durch gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 gekennzeichnet.

Auch der Aufbau der erfindungsgemäßen Einkuppelvorrichtung für die Zusatzmasse entspricht weitgehend dem in Fig. 1 dargestellten. Aufgrund der veränderten Membranfederanordnung wird jedoch das Elastikelement 22 nicht an den Distanzbolzen angesetzt, sondern ist über einen speziellen Tellerfederhalter 29 und einen Klemmring 30 an der Membranfeder 14 angeordnet. Beim Öffnen der Kupplung wird die Membranfeder 14 von der Zusatzmasse weggezogen, wodurch zusätzlich das Elastikelement 22 entspannt wird und gegebenenfalls von der Zusatzmasse 17 abhebt. Bei dieser Ausführungsform kann die Kraft des Zugelements 16 kleiner gehalten werden, da der vom Elastikelement 22 gegen das Verschieben der Anpressplatte 15 geleistete Druck sich verkleinert oder ganz wegfällt. Durch die Verschiebung der Zusatzmasse 17 wird die Verbindung zum Torsionsdämpfer getrennt, wodurch eventuelle ansonsten auftretende Schleppmomente vermieden werden.

Fig. 3 zeigt ein allgemeines Schaltbild mit Kopplung der Zusatzmasse 17 mit dem Massenträgheitsmoment Θ_Z einerseits an die Eingangsseite mit dem Massenträgheitsmoment Θ_1,SR (= Schwungrad), andererseits über eine entkoppelbare Verbindung an die Ausgangsseite mit dem Massenträgheitsmoment Θ₃. Mit der Spitze auf einer Linie ruhende Dreiecke stellen dabei eine Ankopplung über Reibung dar, während Zickzacklinien eine gefederte Direktkopplung bedeuten. Wie weiterhin ersichtlich ist, ist das Massenträgheitsmoments Θ_1,KS (die Kupplungsscheibe) federnd mit dem Massenträgheitsmoment Θ₃ (die Nabenscheibe umfassend) verbunden. Zusätzlich tritt zwischen diesen beiden Massenträgheitsmomenten eine Reibungsübertragung durch den Reibringmechanismus des Torsionsdämpfers auf.

Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, eine betätigungswegabhängige Auslösung der Trennvorrichtung zu nutzen.

Dabei wird die Zusatzmasse durch eine Elastizität (Elastikelement) gegen eine Reibstelle an der Ausgangsseite der Torsionsdämpferscheibe vorgespannt. Die Elastizität stützt sich dabei eingangsseitig von der Trennstelle der Fahrkupplung ab. Wird die Kupplung geöffnet, befindet sich die Anpressplatte durch die Rückholkraft der Tangentialblattfedern (Zugelement 16) in Richtung Getriebe (vom Schwungrad 1 weg) und hebt die Zusatzmasse gegen die Vorspannung der Elastizität (Elastikelement 22) von der Reibstelle und somit auch von der Torsionsdämpferscheibe ab. Die Tangentialblattfedern 16 sind deshalb um den Betrag der Vorspannung der Elastizität stärker ausgelegt. Das gleiche gilt für die Membranfeder 14. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass diese Trennvorrichtung unempfindlich ist bezüglich der Verschleißnachstellung der Anpressplatte. Verschleißt jeder Belag der Kupplungsscheibe über die Betriebszeit um den Betrag V, so wandert die Anpressplatte um den Betrag 2 × V in Richtung Schwungrad. Gleichzeitig wandert aber die Torsionsdämpferscheibe um den Betrag V des schwungradseitigen Belags in Richtung Schwungrad. Verschleißt die Reibstelle zwischen Zusatzmasse und Ausgangsseite der Torsionsdämpferscheibe ebenso schnell wie die Beläge 5 der Kupplungsscheibe 4, so wandert die Zusatzmasse ebenfalls um den Betrag V in Richtung Schwungrad 1. Die Vorspannelastizität muss also einen Verschleißweg von 2 × V ausgleichen können, die Trennvorrichtung ist jedoch unabhängig vom Verschleißweg der Fahrkupplung.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass eine auch in den Fig. 1 und 2 gezeigte herkömmliche Reibeinrichtung in der Torsionsdämpferscheibe mit der zusätzlichen Reibstelle an der Zusatzmasse 17 gegebenenfalls zumindest teilweise ersetzt werden kann.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in einer Reduzierung der Eigenfrequenz, einem Kappen der Momentenspitzen im Antriebsstrang und einer damit verbundenen Reduzierung der Drehungleichförmigkeit, und der Problemlosigkeit von mit sich über die Betriebszeit ändernden Verschleißwegen zu sehen.

Weiterhin muß die Zusatzmasse durch das Getriebe nicht mitsynchronisiert werden und schließlich kann die Grundreibung der Torsionsdämpferscheibe gegebenenfalls weggelassen werden.

Claims

1. Kupplungsmechanismus mit einem Torsionsdämpfer mit einer ersten Seite mit einer Kupplungsscheibe (4), einer Anpressplatte (15), und einem Druckelement (14), welches die Anpressplatte (15) gegen die Kupplungsscheibe (4) drücken und diese dadurch axial verschieben kann, einem Zugelement (16), welches die Anpressplatte (15) von der Kupplungsscheibe (4) wegrücken kann; und einer zweiten Seite, wobei erste und zweite Seite gemeinsam drehbar und über Federspeicher (10) elastisch miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch eine Zusatzmasse (17) und ein Elastikelement (22), welches die Zusatzmasse (17) gegen den Torsionsdämpfer drücken kann oder drückt; wobei die Anpressplatte (15) die Zusatzmasse (17) vom Torsionsdämpfer wegrücken kann oder wegrückt, wenn das Zugelement (16) die Anpressplatte (15) von der Kupplungsscheibe (4) wegrückt.

2. Kupplungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Seite eine Nabe (9) und eine daran angeordnete Nabenscheibe (8) aufweist.

3. Kupplungsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse die Nabe (9) radial umgibt und an der Nabe (9) radial gelagert ist.

4. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (15) die Kupplungsscheibe (4) gegen ein Schwungrad (1) pressen kann, wenn das Druckelement (14) die Anpressplatte (15) gegen die Kupplungsscheibe (4) drückt.

5. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite eine Eingangsseite und die zweite Seite eine Ausgangsseite ist.

6. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite eine Ausgangsseite und die zweite Seite eine Eingangsseite ist.

7. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft des Elastikelements (22) kleiner ist als die Kraft des Zugelements (16).

8. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (17) einen Bereich (17a) aufweist, der so ausgebildet ist, das er mit dem Torsionsdämpfer in reibenden Kontakt kommen kann.

9. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse einen Bereich (17a) aufweist, der dem Torsionsdämpfer axial benachbart ist und an seiner dem Torsionsdämpfer zugewandten Seite einen Reibring (24) aufweist.

10. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (17) gegen die zweite Seite des Torsionsdämpfers gedrückt werden kann.

11. Kupplungsmechanismus nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Seite eine Nabe (9) und eine daran angeordnete Nabenscheibe (8) aufweist und die Zusatzmasse (17) gegen die Nabenscheibe (8) gedrückt werden kann.

12. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (17) gegen die erste Seite des Torsionsdämpfers gedrückt werden kann.

13. Kupplungsmechanismus nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (4) radial mit einer Anordnung von zumindest einem Abdeckblech (7) verbunden ist und die Zusatzmasse (17) gegen das Abdeckblech (7) gedrückt werden kann.

14. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugelement (16) eine Tangentialblattfeder aufweist.

15. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckelement (14) eine Membranfeder aufweist.

16. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastikelement (22) an einem Druck plattengehäuse (12) angeordnet ist, das wiederum an der ersten Seite angeordnet ist.

17. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastikelement (22) eine Tellerfeder aufweist.

18. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (17) axial verschiebbar ist.

19. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (17) eine Eigenelastizität aufweist, so dass ihr eines Ende axial fixiert ist und der Bereich, der in Reibung mit dem Torsionsdämpfer kommen kann, gegen diesen gedrückt werden kann.

20. Kupplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressplatte (15) zumindest einen Rückholnocken (28) aufweist, der in Kontakt mit der Zusatzmasse (17) kommen kann und die Zusatzmasse (17) vom Torsionsdämpfer wegrücken kann, wenn die Anpressplatte (15) mittels dem Zugelement (16) von der Kupplungsscheibe (4) weggerückt ist.