DE102008010994A1

DE102008010994A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102008010994A1
Application number: DE102008010994A
Authority: DE
Inventors: Steffen Lehmann; Uwe Weller
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2008-09-25
Also published as: CN101641531B; CN101641531A; DE112008000251A5; WO2008113316A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit zwei Seitenteilen, die drehfest miteinander verbunden und zwischen denen mindestens ein Zwischenteil, insbesondere zwei Zwischenteile, angeordnet ist beziehungsweise sind, das beziehungsweise die relativ zu den Seitenteilen entgegen der Federwirkung von Federeinrichtungen begrenzt verdrehbar sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Drehschwingungsdämpfer eine Vordämpfungseinrichtung umfasst, die bis zu einem Vordämpfungswinkel wirksam und nach Überschreiten des Vordämpfungswinkels unwirksam ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit zwei Seitenteilen, die drehfest miteinander verbunden und zwischen denen mindestens ein Zwischenteil, insbesondere zwei Zwischenteile, angeordnet ist beziehungsweise sind, das beziehungsweise die relativ zu den Seitenteilen entgegen der Federwirkung von Federeinrichtungen begrenzt verdrehbar sind.
Aus der europäischen Patentschrift EP 0 172 100 B1 ist ein Drehschwingungsdämpfer bekannt, der zwei koaxiale Teile umfasst, die innerhalb der Grenzen eines bestimmten Winkelbereichs im Verhältnis zueinander drehbar und gegen elastische Elemente angebracht sind. Ein erster Teil weist eine Nabe und einen Flansch auf, der als Nabenschale bezeichnet wird. Ein zweiter Teil weist ebenfalls einen Flansch auf, der als Führungsscheibe bezeichnet wird. Dem Flansch, der die Nabenschale des ersten Teils bildet, ist wenigstens ein weiterer Flansch zugeordnet, der als Nabengegenschale bezeichnet wird und im Verhältnis zur Nabe in der Richtung des Umfangs frei drehbar ist. Die elastischen, am Umfang angreifenden Elemente sind geeignet, zwischen der Nabengegenschale und der Führungsscheibe sowie zwischen der Nabenschale und dieser Führungsscheibe wirksam zu werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Dämpfungsverhalten eines Drehschwingungsdämpfers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Drehschwingungsdämpfer mit zwei Seitenteilen, die drehfest miteinander verbunden und zwischen denen mindestens ein Zwischenteil, insbesondere zwei Zwischenteile, angeordnet ist beziehungsweise sind, das beziehungsweise die relativ zu den Seitenteilen entgegen der Federwirkung von Federeinrichtungen begrenzt verdrehbar sind, dadurch gelöst, dass der Drehschwingungsdämpfer eine Vordämpfungseinrichtung umfasst, die bis zu einem Vordämpfungswinkel wirksam und nach Überschreiten des Vordämpfungswinkels unwirksam ist. Die Vordämpfungseinrichtung kann symmetrisch oder unsymmetrisch aufgebaut sein. Des Weiteren kann die Vordämpfungseinrichtung mehrere Vordämpfungsstufen umfassen. Die Vordämpfungseinrichtung entfaltet ihre Wirkung bis zu einem bestimmten Verdrehwinkel, der als Vordämpfungswinkel bezeichnet wird. Bei dem Vordämpfungswinkel wirkt ein bestimmtes Moment. Nach Überschreiten des Vordämpfungswinkels schaltet die Vordämpfungseinrichtung ab und die Federeinrichtungen, die auch als Hauptdämpfungseinrichtung bezeichnet werden, entfalten bis zu einem Hauptdämpfungswinkel ihre Hauptdämp fungswirkung. Durch die Kombination der Hauptdämpfungseinrichtung mit der Vordämpfungseinrichtung kann das Dämpfungsverhalten deutlich verbessert werden.
Vorzugsweise sind die Federeinrichtungen der Hauptdämpfungseinrichtung bei dem erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer innerhalb von Fenstern angeordnet, die sowohl in den Seitenteilen als auch in dem Zwischenteil beziehungsweise den Zwischenteilen ausgespart sind. Die Fenster in den Zwischenteilen weisen in Umfangsrichtung auf der einen Seite jeweils eine Führungsnase und auf der anderen Seite jeweils eine Ausnehmung auf, in der eine Führungsnase des jeweils anderen Zwischenteils angeordnet ist. Die Führungsnasen entfalten ihre Führungswirkung jeweils nur in einer Lastrichtung, das heißt bei Zug- oder Schubbelastung. Die Ausnehmungen ermöglichen auf einfache Art und Weise eine Bewegung der Zwischenteile mit den Führungsnasen relativ zueinander. Die Führungsnasen ermöglichen eine verschleißfreie Führung der Federeinrichtungen der Hauptdämpfungseinrichtung. Bei den Federeinrichtungen handelt es sich vorzugsweise um Druckfedern, die als Schraubendruckfedern ausgeführt sind. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird das Konzept der verschleißfreien Federführung mit einer Vordämpfungseinrichtung kombiniert.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass sich jeweils ein Abstandsbolzen, der fest mit den Seitenteilen verbunden ist, durch die Ausnehmungen der Fenster hindurch erstreckt. Die Abstandbolzen dienen dazu, die Seitenteile in axialer Richtung in einem definierten Abstand zueinander anzuordnen. Über die Abstandsbolzen wird ein Drehmoment von den Seitenteilen in Abhängigkeit von der Lastrichtung auf eines der Zwischenteile übertragen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsbolzen in Umfangsrichtung einen Anschlag für jeweils ein Zwischenteil bilden. Vorzugsweise ist die Gestalt der Ausnehmungen an die Gestalt der Abstandsbolzen angepasst.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenteile jeweils einen Nabenflansch umfassen, der mit einer Nabe gekoppelt ist. Vorzugsweise ist die Nabe drehfest mit einer Getriebeeingangswelle verbunden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe mit einer Außenverzahnung versehen ist, die mit einer Innenverzahnung der Zwischenteile zusammenwirkt. Dadurch wird die Übertragung eines Drehmoments von den Zwischenteilen auf die Nabe ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenverzahnung der Nabe und der Innenverzahnung der Zwischenteile in Umfangsrichtung ein definiertes Spiel vorhanden ist. Je nach Lastrichtung ist die Nabe mit ihrer Außenverzahnung mit dem einen oder dem anderen Zwischenteil drehfest verbunden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Führungsnasen jeweils aus einer Ebene, in der sich das zugehörige Zwischenteil ausdehnt, in Richtung einer Längsachse der zugehörigen Federeinrichtung erstreckt. Dadurch können Axialkraftkomponenten, die durch einen außermittigen Kraftangriff auf die Federeinrichtungen entstehen und zu einem seitlichen Auswandern/Ausknicken der Federeinrichtungen führen könnten, kompensiert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtungen jeweils mindestens ein Schraubenfederelement mit zwei Enden umfassen, in die jeweils eine der Führungsnasen eingreift. Alternativ kann das Schraubenfederelement auch außen von einem Führungselement umgriffen werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtungen jeweils ein äußeres und ein inneres Schraubenfederelement mit zwei Enden umfassen, in die jeweils eine der Führungsnasen eingreift. Das äußere Schraubenfederelement ist über das innere Schraubenfederelement durch die Führungsnasen geführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnasen einstückig mit dem zugehörigen Zwischenteil verbunden sind. Bei dem Zwischenteil handelt es sich vorzugsweise um ein Blechteil, aus dem die Führungsnasen herausgeprägt sind.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vordämpfungseinrichtung eine Zwischennabe umfasst, die mit einem definierten Vordämpfungsverdrehspiel drehfest mit einer beziehungsweise der Nabe verbindbar ist. Die Zwischennabe ist in radialer Richtung zwischen der Nabe und dem Zwischenteil beziehungsweise den Zwischenteilen angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Vordämpfungsverdrehspiel dem zweifachen Wert des Vordämpfungswinkels entspricht. Vorzugsweise ist der Vordämpfungswinkel in beiden Drehrichtungen gleich.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Vordämpfungsverdrehspiel zwischen einer Außenverzahnung der Nabe und einer Innenverzahnung der Zwischennabe vorgesehen ist. Nach Überwinden des definierten Vordämpfungsverdrehspiels kommen die Verzahnungen der Nabe und der Zwischennabe aneinander so in Anschlag, dass eine drehfeste Verbindung zwischen der Nabe und der Zwischennabe geschaffen wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischennabe mit einem definierten Freiwinkel drehfest mit mindestens einem der Zwischenteile verbindbar ist. Der Freiwinkel ergibt sich aus der Differenz zwischen dem beziehungsweise einem Hauptdämpfungswinkel und dem Vordämpfungswinkel.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Freiwinkel durch ein Hauptdämpfungsverdrehspiel zwischen einer Außenverzahnung der Zwischennabe und einer Innenverzahnung des mindestens einen Zwischenteils vorgegeben ist. Nach Überwinden des Freiwinkels beziehungsweise des Hauptdämpfungsverdrehspiels kommen die Verzahnungen der Zwischennabe und des mindestens einen Zwischenteils aneinander so in Anschlag, dass eine drehfeste Verbindung zwischen der Zwischennabe und dem mindestens einen Zwischenteil geschaffen wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vordämpfungseinrichtung ein Vordämpfungsgehäuse umfasst, in welchem ein Vordämpfungsflansch unter Zwischenschaltung von Vordämpfungsfederelementen mit dem Vordämpfungsgehäuse gekoppelt ist. Bei Verdrehwinkeln, die kleiner als der Vor dämpfungswinkel sind, wird das Moment von dem Vordämpfungsgehäuse über die Vordämpfungsfederelemente auf den Vordämpfungsflansch übertragen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Vordämpfungsflansch quasi umfangsspielfrei mit der Nabe verbunden ist. Dabei bedeutet quasi umfangsspielfrei, dass maximal ein geringes Fügespiel vorhanden ist. Bei Verdrehwinkeln, die größer als der Vordämpfungswinkel sind, wird das Moment direkt von der Zwischennabe auf die Nabe übertragen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Vordämpfungsflansch eine Innenverzahnung aufweist, die sich in Eingriff mit einer beziehungsweise der Außenverzahnung der Nabe befindet. Vorzugsweise sind die Zähne der Verzahnungen der Nabe und des Vordämpfungsflanschs gleichmäßig über den Umfang verteilt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vordämpfungsgehäuse quasi umfangsspielfrei mit der Zwischennabe verbunden ist. Dabei bedeutet quasi umfangsspielfrei, dass maximal ein geringes Fügespiel vorhanden ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vordämpfungsgehäuse zwei Vordämpfungskäfige umfasst, die drehfest miteinander verbunden sind. Die Vordämpfungskäfige sind vorzugsweise als Gleichteile ausgeführt, um Werkzeugkosten zu sparen. Die Vordämpfungskäfige können aber auch unterschiedlich ausgeführt sein und sind, zum Beispiel durch Stifte und Bohrungen, vorzugsweise formschlüssig miteinander verbunden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass einer der Vordämpfungskäfige eine Innenverzahnung aufweist, die sich in Eingriff mit einer Außenverzahnung der Zwischennabe befindet. Vorzugsweise sind die Zähne der Verzahnungen der Zwischennabe und des Vordämpfungskäfigs gleichmäßig über den Umfang verteilt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vordämpfungseinrichtung so zwischen einem der Seitenteile und dem Zwischenteil beziehungsweise einem der Zwischenteile angeordnet ist, dass in einem Hauptdämpfungsbetrieb in einer Lastrichtung, insbesondere bei Zugbelastung, mehr Reibstellen als in der anderen Lastrichtung, insbesondere bei Schubbelastung, wirksam sind. Dadurch wird im Zugbetrieb eine größere Reibungsdämpfung/Hysterese ermöglicht. Gleichzeitig wird im Schubbetrieb eine bessere Schwingungsisolation ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vordämpfungseinrichtung so zwischen einem der Seitenteile und dem Zwischenteil beziehungsweise einem der Zwischenteile angeordnet ist, dass in einem Hauptdämpfungsbetrieb in einer Lastrichtung, insbesondere bei Zugbelastung, doppelt so viele Reibstellen wie in der anderen Lastrichtung, insbesondere bei Schubbelastung, wirksam sind. Auf speziell integrierte Reibsteuerscheiben kann verzichtet werden. Vorzugsweise sind bei Zugbelastung vier und bei Schubbelastung zwei Reibstellen wirksam.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Kupplungsscheibe mit einem vorab beschrieben Drehschwingungsdämpfer. Die Erfindung eignet sich besonders für Kupplungsscheiben von Nutzfahrzeugen und von Personenkraftwagen mit schweren Hauptdämpferfedern.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 ein kartesisches Koordinatendiagramm, in dem eine Drehschwingungsdämpferkennlinie einer Kupplungsscheibe mit einer Vordämpfungseinrichtung dargestellt ist;
2 eine Kupplungsscheibe mit einem integrierten Drehschwingungsdämpfer und einer Vordämpfungseinrichtung in der Draufsicht;
3 die Kupplungsscheibe aus 2 im Schnitt;
4 einen vergrößerten Ausschnitt aus 3;
5 eine ähnliche Schnittansicht wie in 4 an einer anderen Stelle der Kupplungsscheibe;
6, 7, 10, 12 jeweils einen vergrößerten Ausschnitt aus 5;
8 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie VIII-VIII aus 7;
9 einen vergrößerten Ausschnitt aus 8;
11 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie XI-XI aus 10;
13 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie XIII-XIII aus 12;
14 einen vergrößerten Ausschnitt aus 13;
15 eine Explosionsdarstellung der Kupplungsscheibe;
16 eine Explosionsdarstellung der Vordämpfungseinrichtung;
17 eine ähnliche Schnittdarstellung wie in 5, wobei der Momentenfluss bei Verdrehwinkeln dargestellt ist, die kleiner als der Vordämpfungswinkel sind;
18 eine ähnliche Darstellung wie in 17, wobei der Momentenfluss bei Verdrehwinkeln dargestellt ist, die größer als der Vordämpfungswinkel und kleiner als der Hauptdämpfungswinkel sind;
19 eine ähnliche Schnittdarstellung wie in 5 mit Hervorhebung der zugseitigen Reibstellen und
20 eine ähnliche Darstellung wie in 19 mit Hervorhebung der schubseitigen Reibstellen.
In 1 ist in einem kartesischen Koordinatendiagramm das von der erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe übertragene Drehmoment M in Nm über dem Verdrehwinkel α in Grad in Form einer Kennlinie aufgetragen. Dabei ist die Kennlinie in einer Verdrehrichtung dargestellt. Die Kennlinie kann in beiden Drehrichtungen symmetrisch oder unsymmetrisch verlaufen. Die Kennlinie in der dargestellten Verdrehrichtung umfasst einen ersten Kennlinienabschnitt I, in dem eine Vordämpfungseinrichtung wirksam ist, die in die Kupplungsscheibe integriert ist. Die Vordämpfungseinrichtung entfaltet ihre Wirkung bis zu einem Vordämpfungswinkel α₁. Bei dem Vordämpfungswinkel α₁ wirkt das Moment M1, das auch als Vordämpfungsmoment bezeichnet wird. Bei Erreichen des Vordämpfungswinkels α₁ schaltet die Vordämpfungseinrichtung ab und wirkt eine in die Kupplungsscheibe integrierte Hauptdämpfungseinrichtung. Die Hauptdämpfungseinrichtung wirkt bis zu einem Hauptdämpfungswinkel α₂. Das zugehörige Anschlagmoment ist mit M2 bezeichnet.
In den 2 und 3 ist eine Kupplungsscheibe 1 mit verschleißfreier Hauptdämpferführung und integrierter Vordämpfungseinrichtung in der Draufsicht und im Schnitt dargestellt. In die Kupplungsscheibe 1 ist ein Drehschwingungsdämpfer 2 integriert. Radial innen umfasst die Kupplungsscheibe 1 eine Nabeneinrichtung 3, die eine Nabe 4 mit einer Innenverzahnung 5 umfasst. Die Innenverzahnung 5 dient dazu, die Kupplungsscheibe 1 im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs drehfest mit einer Getriebeeingangswelle zu verbinden. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung umfasst die Nabeneinrichtung 3 zusätzlich zu der Nabe 4 eine Zwischennabe 6. Die Zwischennabe 6 ist als separates Bauteil ausgeführt. Die Nabeneinrichtung 3 ist drehfest mit zwei Zwischenteilen 11, 12 verbindbar. Die Zwischenteile 11, 12 erstrecken sich flanschartig in radialer Richtung und werden daher auch als Nabenflansche oder kurz Flansche bezeichnet. Die Begriffe radial, axial und in Umfangsrichtung beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf eine Drehachse 13 der Kupplungsscheibe 1.
Durch Lagereinrichtungen 14, 15 sind zwei Seitenteile 21, 22 relativ zu der Nabeneinrichtung 3 beziehungsweise den Zwischenteilen 11, 12 gegen die Wirkung mindestens einer Federeinrichtung 23 begrenzt verdrehbar, die auch als Hauptdämpfungseinrichtung bezeichnet wird. Die Federeinrichtung 23 umfasst in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt vier Federelemente 24, 25, 26 und 27. Der Verdrehwinkel wird durch Abstandsbolzen 28 begrenzt, die an den Seitenteilen 21, 22 befestigt sind und sich durch die Zwischenteile 11, 12 hindurch erstrecken. Die Abstandsbolzen 28 sind vorzugsweise als Stufenbolzen ausgeführt und mit den Seitenteilen 21, 22 vernietet. Die Zwischenteile 11, 12 sind in axialer Richtung zwischen den Seitenteilen 21, 22 angeordnet. An dem Seitenteil 11 ist radial außen eine Belagträgerscheibe 30 mit zwei Reibbelaghälften 31, 32 befestigt. In der Schnittansicht der 3 sieht man, dass innerhalb des als Schraubendruckfeder ausgeführten Federelements 24 zwei weitere Schraubendruckfedern 34, 35 angeordnet sind. In der Nähe der Lagereinrichtung 15 ist eine Reibeinrichtung 40 in die Kupplungsscheibe 1 integriert. Die Reibeinrichtung 40 umfasst mindestens eine Tellerfeder und mindestens einen Reibring.
In den 4 bis 6 sind verschiedene Schnittansichten vergrößert dargestellt. In der Nähe der Lagereinrichtung 14 ist eine Vordämpfungseinrichtung 44 in die Kupplungsscheibe 1 beziehungsweise die Drehschwingungsdämpfungseinrichtung 2 integriert. Die Vordämpfungseinrichtung 44 umfasst ein Vordämpfungsgehäuse 45, das in axialer Richtung zwischen dem Seitenteil 21 und dem Zwischenteil 11 angeordnet ist. In dem Vordämpfungsgehäuse 45 ist ein Vordämpfungsflansch 46 angeordnet. Der Vordämpfungsflansch 46 ist relativ zu zwei Vordämpfungskäfigen 48, 49 drehbar, die das Vordämpfungsgehäuse 45 bilden. Der Vordämpfungsflansch 46 ist gegen die Wirkung einer Vordämpfungsfedereinrichtung 50 verdrehbar, die in dem Vordämpfungsgehäuse 45 angeordnet ist.
In 8 ist die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie VIII-VIII aus 7 dargestellt, die der 6 entspricht. In 8 sieht man, dass die Zwischennabe 6 eine Außenverzahnung 51 aufweist, die mit einer Innenverzahnung 52 zusammenwirkt, die an dem Zwischenteil 11 vorgesehen ist. An dem Zwischenteil 12 ist eine weitere Innenverzahnung 53 vorgesehen, die ebenfalls mit der Außenverzahnung 51 der Zwischennabe 6 zusammenwirkt.
In 9 ist ein Ausschnitt aus 8 vergrößert dargestellt. In 9 ist durch einen Doppelpfeil 55 das Verdrehspiel angedeutet, das zwischen der Außenverzahnung 51 der Zwischennabe 6 und der Innenverzahnung 52 des Zwischenteils 11 vorgesehen ist. Das Verdrehspiel 55 ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Hauptdämpfungswinkel α₂ und dem Vordämpfungswinkel α₁. Die Federn 24, 25, 26, 27 in 8 werden auch als Hauptdämpferdruckfedern bezeichnet und dienen dazu, das Moment je nach Drehrichtung auf eines der Zwischenteile 11, 12 zu übertragen. Die Zwischenteile 11, 12 sind durch die Hauptdämpferdruckfedern 24 bis 27 miteinander gekoppelt.
In 11 ist die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie XI-XI in 10 dargestellt, die der 6 entspricht. In 11 sieht man, dass die Vordämpfungsfedereinrichtung 50 vier Vordämpfungsfederelemente 56, 57, 58 und 59 umfasst. Bei Verdrehwinkeln, die kleiner als der Vordämpfungswinkel α₁ sind, wird das Moment über die Vordämpfungsfederelemente 56 bis 59, die vorzugsweise als Schraubendruckfedern ausgeführt sind, auf den Vordämpfungsflansch 46 übertragen, der quasi spielfrei drehfest mit der Nabe 4 verbunden ist. Bei Verdrehwinkeln, die größer als der Vordämpfungswinkel α₁ sind, wird das Moment direkt von der Zwischennabe 6 auf die Nabe 4 übertragen.
In 13 ist die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie XIII-XIII aus 12 vergrößert dargestellt. In dem Frontalschnitt durch den Vordämpferkäfig 49 ist erkennbar, dass der Vordämpferkäfig 49 eine Innenverzahnung 62 aufweist, die spielfrei auf die Außenverzahnung 51 der Zwischennabe 6 sitzt. Über diese drehfeste Verbindung wird das Vordämpfermoment M1 übertragen. Diese Verbindung könnte theoretisch auch als Verbindung Vordämpfungsflansch 46/Zwischennabe 6 ausgeführt sein. Das Vordämpfungsgehäuse 45 würde dann zum Beispiel das Moment auf die Nabe 4 übertragen.
In 14 ist ein Ausschnitt aus 13 vergrößert dargestellt. In der vergrößerten Darstellung sieht man, dass zwischen einer Innenverzahnung 63 der Zwischennabe 6 und einer Außenverzahnung 64 der Nabe 4 ein Freiwinkel vorgesehen ist, der den Vordämpfungswinkel α₁ darstellt.
15 zeigt eine Explosionsdarstellung der Kupplungsscheibe 1, wobei die Vordämpfungseinrichtung 44 nicht explodiert dargestellt ist und die Teile der Reibeinrichtung 40 nicht näher benannt sind.
16 zeigt eine Explosionsdarstellung der Vordämpfungseinrichtung 44. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die Vordämpfungskäfige 48 und 49 vorteilhaft als Gleichteile konstruiert, so dass nur ein Werkzeug benötigt wird. Die beiden Vordämpfungskäfige 48, 49 werden über Stifte und Bohrungen formschlüssig miteinander verbunden.
In 17 ist der Momentenfluss dargestellt, wenn der Verdrehwinkel kleiner als der Vordämpfungswinkel α₁ ist. Das Moment wird, wie durch einen Pfeil 71 angedeutet ist, von der Belagträgerscheibe 30 auf die Seitenteile 21, 22 übertragen, die durch den Abstandsbolzen 28 miteinander verbunden sind. Von dem Abstandsbolzen 28 wird das Moment in der einen Belastungsrichtung auf das Zwischenteil 12 übertragen, und von diesem über die noch nicht oder nur gering komprimierten Hauptdämpferfedern 25 auf das Zwischenteil 11, wie durch einen Pfeil 72 angedeutet ist. Von dem Zwischenteil 11 wird das Moment, wie durch einen Pfeil 73 angedeutet ist, auf die Zwischennabe 6 übertragen, und weiter, wie durch einen Pfeil 74 angedeutet ist, über die Vordämpfungskäfige 49, 48 auf die mit dem Vordämpfungsflansch 46 als Einheit wirkende Nabe 4, wie durch einen Pfeil 75 angedeutet ist.
In 18 ist der Momentenfluss bei Verdrehwinkeln dargestellt, die größer als der Vordämpfungswinkel α₁ und kleiner als der Hauptdämpfungswinkel α₂ sind. Nach Anschlagen der Verzahnungen zwischen der Zwischennabe 6 und der Nabe 4 wird, wie durch Pfeile 76, 77, 78, 79, 80 angedeutet ist, die Vordämpfungseinrichtung 44 überbrückt und es erfolgt ein direkter Momentenfluss von dem Zwischenteil 11 über die Zwischennabe 6 auf die Nabe 4.
In den 19 und 20 sind die verschiedenen Reibstellen dargestellt, die sich auf der Zugseite (19) beziehungsweise der Schubseite (20) ergeben, wenn der Hauptdämpfer wirkt. Die sich als Einheit bewegenden Teile sind entweder grau oder weiß eingefärbt. An ihren Kontaktzonen befinden sich Reibstellen 81 bis 84, deren Reibmoment durch das Wirken einer axialen Tellerfederkraft erzeugt wird. Wie man in 19 sieht, sind zugseitig vier Reibstellen 81 bis 84 wirksam. In 20 sieht man, dass schubseitig nur zwei Reibstellen 81, 83 wirksam sind. Je nach gewählter Reibpaarung kann ein deutlicher Unterschied zwischen zugseitiger und schubseitiger Hysterese eingestellt werden.
An der Reibstelle 81 befindet sich der Vordämpfungskäfig 48 des Vordämpfungsgehäuses 45 mit dem Seitenteil 21 in Reibeingriff. An der Reibstelle 82 befindet sich der Vordämpfungskäfig 49 des Vordämpfungsgehäuses 45 mit dem Zwischenteil 11 in Reibeingriff. An der Reibstelle 83 befindet sich das Zwischenteil 11 mit dem Zwischenteil 12 in Reibeingriff. An der Reibstelle 84 befindet sich das Zwischenteil 12 mit einem Teil der Reibeinrichtung 40 in Reibeingriff.
Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Zwischennabe 6, deren Außenprofil zusammen mit den Innenverzahnungen 52, 53 der Zwischenteile 11, 12 die Hauptdämpfungswinkel in den beiden Drehrichtungen steuert und deren Innenverzahnung 63 mit der Außenverzahnung 64 der Nabe 4 den Vordämpfungswinkel α₁ definiert. Gleichzeitig wird von der Zwischennabe 6 das Vordämpfungsdrehmoment auf die Vordämpfungseinrichtung 44 übertragen, welche dieses an die Nabe 4 weiterleitet.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung betrifft die mögliche Verdopplung der Anzahl der Reibflächen im Hauptdämpfer zugseitig im Vergleich zur Schubseite. Somit wird der höheren Schwingungsanregung durch einen Verbrennungsmotor im Zugbetrieb mit einer höheren angepassten Reibungsdämpfung/Hysterese Rechnung getragen, während schubseitig eine bessere Schwingungsisolation ermöglicht wird.

1: Kupplungsscheibe
2: Drehschwingungsdämpfer
3: Nabeneinrichtung
4: Nabe
5: Innenverzahnung
6: Zwischennabe
11: Zwischenteil
12: Zwischenteil
13: Drehachse
14: Lagereinrichtung
15: Lagereinrichtung
21: Seitenteil
22: Seitenteil
23: Federeinrichtung
24: Federelement
25: Federelement
26: Federelement
27: Federelement
28: Abstandsbolzen
30: Belagträgerscheibe
31: Reibbelaghälfte
32: Reibbelaghälfte
34: Schraubendruckfeder
35: Schraubendruckfeder
40: Reibeinrichtung
44: Vordämpfungseinrichtung
45: Vordämpfungsgehäuse
46: Vordämpfungsflansch
50: Vordämpfungsfedereinrichtung
51: Außenverzahnung
52: Innenverzahnung
53: Innenverzahnung
55: Doppelpfeil
56: Vordämpfungsfederelement
57: Vordämpfungsfederelement
58: Vordämpfungsfederelement
59: Vordämpfungsfederelement
62: Innenverzahnung
63: Innenverzahnung
64: Außenverzahnung
71: Pfeil
72: Pfeil
73: Pfeil
74: Pfeil
75: Pfeil
76: Pfeil
77: Pfeil
78: Pfeil
79: Pfeil
80: Pfeil
81: Reibstelle
82: Reibstelle
83: Reibstelle
84: Reibstelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 0172100 B1 [0002]

Claims

Drehschwingungsdämpfer mit zwei Seitenteilen (21, 22), die drehfest miteinander verbunden und zwischen denen mindestens ein Zwischenteil, insbesondere zwei Zwischenteile (11, 12), angeordnet ist beziehungsweise sind, das beziehungsweise die relativ zu den Seitenteilen (21, 22) entgegen der Federwirkung von Federeinrichtungen (23, 24–27) begrenzt verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer (2) eine Vordämpfungseinrichtung (44) umfasst, die bis zu einem Vordämpfungswinkel (α₁) wirksam und nach Überschreiten des Vordämpfungswinkels (α₁) unwirksam ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordämpfungseinrichtung (44) eine Zwischennabe (6) umfasst, die mit einem definierten Vordämpfungsverdrehspiel drehfest mit einer Nabe (4) verbindbar ist.
Drehschwingungsdämpfer nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Vordämpfungsverdrehspiel dem zweifachen Wert des Vordämpfungswinkels (α₁) entspricht.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Vordämpfungsverdrehspiel zwischen einer Außenverzahnung (64) der Nabe (4) und einer Innenverzahnung (63) der Zwischennabe (6) vorgesehen ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischennabe (6) mit einem definierten Freiwinkel drehfest mit dem Zwischenteil beziehungsweise mindestens einem der Zwischenteile (11, 12) verbindbar ist.
Drehschwingungsdämpfer nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Freiwinkel durch ein Hauptdämpfungsverdrehspiel zwischen einer Außenverzahnung (51) der Zwischennabe (6) und einer Innenverzahnung (52, 53) des mindestens einen Zwischenteils (11, 12) vorgegeben ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordämpfungseinrichtung (44) ein Vordämpfungsgehäuse (45) umfasst, in welchem ein Vordämpfungsflansch (46) unter Zwischenschaltung von Vordämpfungsfederelementen (56–59) mit dem Vordämpfungsgehäuse (45) gekoppelt ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vordämpfungsflansch (46) quasi umfangsspielfrei mit der Nabe (4) verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vordämpfungsflansch (46) eine Innenverzahnung aufweist, die sich in Eingriff mit einer beziehungsweise der Außenverzahnung (64) der Nabe (4) befindet.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vordämpfungsgehäuse (45) quasi umfangsspielfrei mit der Zwischennabe (6) verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Vordämpfungsgehäuse (45) zwei Vordämpfungskäfige (48, 49) umfasst, die drehfest miteinander verbunden sind.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Vordämpfungskäfige (48, 49) eine Innenverzahnung (62) aufweist, die sich in Eingriff mit einer Außenverzahnung (64) der Zwischennabe (6) befindet.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordämpfungseinrichtung (44) so zwischen einem der Seitenteile (21, 22) und dem Zwischenteil beziehungsweise einem der Zwischenteile (11, 12) angeordnet ist, dass in einem Hauptdämpfungsbetrieb in einer Lastrichtung, insbesondere bei Zugbelastung, mehr Reibstellen (81–84) als in der anderen Lastrichtung, insbesondere bei Schubbelastung, wirksam sind.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vordämpfungseinrichtung (44) so zwischen einem der Seitenteile (21, 22) und dem Zwischenteil beziehungsweise einem der Zwischenteile (11, 12) angeordnet ist, dass in einem Hauptdämpfungsbetrieb in einer Lastrichtung, insbesondere bei Zugbelastung, doppelt so viele Reibstellen (81–84) wie in der anderen Lastrichtung, insbesondere bei Schubbelastung, wirksam sind.
Kupplungsscheibe mit einem Drehschwingungsdämpfer (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.