DE3636014A1 - Torsions-schwingungsdaempfer mit nebeneinander angeordneten torsionsfedern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Torsions-Schwingungsdämpfer, insbesondere zum Einbau in den Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschine, bestehend aus Eingangsteilen, die mit der Kurbelwelle verbindbar sind, und Ausgangsteilen, die mit der Ge­ triebewelle verbindbar sind, und dazwischen angeordneten Schrau­ benfedern als Torsionsfedern, wobei die Torsionsfedern aus zwei radial übereinander angeordneten Federsätzen bestehen, die in Reihe geschaltet sind.

Ein Torsions-Schwingungsdämpfer der obengenannten Bauart ist bei­ spielsweise durch die DE-PS 35 05 069 bekannt. Torsions-Schwin­ gungsdämpfer dieser Art ermöglichen wünschenswerte, flache Feder­ kennlinien, wobei diese Eigenschaften noch verbessert werden kön­ nen, wenn große Federvolumen verwirklicht werden können. Große Federvolumen setzen allerdings räumlich große Federn voraus. Räumlich große und somit schwere Federn - noch dazu im Federsatz auf dem größeren Durchmesser - bringen bei mittleren und hohen Drehzahlen große Verschleißprobleme zwischen Federn und Fenstern in den entsprechenden Führungsteilen mit sich.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei Torsions- Schwingungsdämpfern der obengenannten Bauart eine Verbesserung dieser Verschleißprobleme herbeizuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. - Durch die Aufteilung zumindest des ra­ dial äußeren Federsatzes in zwei Federsätze, die auf gleichem mittlerem Durchmesser nebeneinander angeordnet sind und parallel wirken, ist es möglich, die einzelnen Federn ganz erheblich klei­ ner und leichter auszuführen. Demzufolge werden an diesen Federn auch erheblich geringere Fliehkräfte wirksam.

Dabei kann es genauso vorteilhaft sein, auch den Federsatz auf dem kleineren Durchmesser durch zwei nebeneinander angeordnete Federsätze zu ersetzen. Auch hier werden prinzipiell die obenge­ nannten Vorteile wirksam.

Der so verbesserte Torsions-Schwingungsdämpfer kann nun Teil ei­ ner Kupplungsscheibe für eine Reibungskupplung sein, es ist je­ doch auch möglich, ihn in ein System eines Zwei-Massen-Schwungra­ des zu integrieren. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen 4 bis 8.

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

Fig. 1 und 2 Teillängsschnitt und -ansicht einer Kupplungsscheibe mit entsprechend ausgebildeten Torsionsfedern;

Fig. 3 den Teillängsschnitt eines Zwei-Massen-Schwungrades mit einem entsprechenden Torsions-Schwingungsdämpfer;

Fig. 4 eine Variante, bei welcher ebenfalls die radial innen an­ geordneten Federn in doppelter Ausführung vorgesehen sind.

Fig. 1 zeigt den Teilschnitt I-I einer Kupplungsscheibe 1 für ei­ ne Reibungskupplung. Die Kupplungsscheibe 1 weist in herkömmli­ cher Ausführung radial außen angeordnete Reibbeläge 5 auf, die mit einem Belagträger 6 verbunden sind. Radial innen ist die Kupplungsscheibe 1 mit einer Nabe 4 verbunden, die über eine ent­ sprechende Verzahnung drehfest, aber axial verschiebbar auf einer nicht dargestellten Getriebewelle angeordnet ist. Die Kupplungs­ scheibe 1 ist um eine Drehachse 37 drehbar angeordnet. Zwischen dem Belagträger 6 und der Nabe 4 sind verschiedene Sätze von Torsionsfedern angeordnet. Dabei ist ein Satz Torsionsfedern 9 auf einem kleineren Durchmesser angeordnet und zwei Sätze Tor­ sionsfedern 7 und 8 auf einem gleichen mittleren Durchmesser, der größer als der mittlere Durchmesser der Torsionsfedern 9 ist. Im vorliegenden Falle ist der Belagträger 6 über Niete 20 mit zwei inneren Scheiben 12 und 13 fest verbunden, welche deckungsgleich ausgeführt sind und im Bereich der Federn 7 bzw. 8 mit geringem Abstand voneinander parallel verlaufen. Ferner sind zwei außen­ liegende Scheiben 14 und 15 vorgesehen, welche ebenfalls deckungs­ gleich und im Abstand von den Scheiben 12 und 13 an diesen gehal­ ten und mit diesen drehfest verbunden sind. Diese vier Scheiben 12 bis 15 weisen entsprechende Fenster zur Aufnahme der Torsions­ federn 7 und 8 auf und dienen als Drehmoment-Eingangsteile für den Torsions-Schwingungsdämpfer. Zwischen den beiden seitlichen Scheiben 12 und 14 einerseits und 13 und 15 andererseits sind je­ weils zentrische Scheiben 16 und 17 angeordnet, welche ebenfalls Fenster zur Aufnahme der Torsionsfedern 7 und 8 aufweisen und das eingeleitete Drehmoment auf den radial innen angeordneten Feder­ satz weiterleiten. Dabei sind die Scheiben 16 und 17 im Bereich der Torsionsfedern 9 aufeinander zu abgekröpft und verlaufen dort parallel in gegenseitiger Anlage. Sie bilden hier den zentrischen Teil und sind mit entsprechenden Fenstern zur Aufnahme der Tor­ sionsfedern 9 ausgerüstet. Die seitlichen Scheiben 18 und 19 im Bereich der Torsionsfedern 9 sind neben den Scheiben 16 und 17 an­ geordnet und radial innerhalb der Torsionsfedern 9 über Niete 21 fest mit der Nabe 4 verbunden. Sie weisen ebenfalls entsprechende Fenster für die Torsionsfedern 9 auf.

Die Funktionsweise der Kupplungsscheibe 1 ist nun folgende: Unter der Annahme einer drehfest eingespannten Nabe 4 und einer Drehmo­ mentbeaufschlagung über die Reibbeläge 5 erfolgt eine unter­ schiedlich starke Verdrehung der Einzelteile des Torsions-Schwin­ gungsdämpfers gegenüber der Nabe 4. Die größte Verdrehung führen die Scheiben 12 bis 15 aus, welche das Drehmoment zu gleichen Tei­ len in die Tosionsfedern 7 und 8 einleiten. Diese leiten ihr Drehmoment in die beiden Scheiben 16 und 17, welche die Torsions­ federn 9 beaufschlagen. Durch diese Anordnung sind die Torsionsfe­ dern 7 und 8 parallel geschaltet, die beiden Federsätze 7 und 8 sind jedoch in Reihe mit dem Federsatz der Torsionsfedern 9 ge­ schaltet. Durch die Reihenschaltung kann einerseits ein großer Verdrehwinkel realisiert werden, andererseits können die Torsions­ federn 7 und 8 durch ihre Parallelschaltung sehr klein ausgeführt werden, so daß ihre Fliehkraftbeaufschlagung gering und somit ihr Verschleiß gegenüber den Scheiben 12 bis 17 minimal ist.

Fig. 2 zeigt zur Verdeutlichung den Schnitt II-II gem. Fig. 1. In dieser Darstellung sind Verdrehwinkelanschläge zu sehen, welche die jeweils maximale Kompression der Torsionsfedern 7, 8 bzw. 9 festlegen. Diese Verdrehwinkelanschläge bestehen beispielsweise aus Bolzen 22, welche die Scheiben 12 und 14 bzw. 13 und 15 unter­ einander fest verbinden und in entsprechenden Langlöchern 25 der Scheiben 16 bzw. 17 verlaufen und mit diesen zusammenwirken. Die gleiche Anordnung ist im Bereich der Torsionsfedern 9 getroffen - durch Bolzen 23, die in den Scheiben 18 und 19 fest verankert sind und mit Langlöchern 24 in den Scheiben 16 bzw. 17 zusammen­ wirken.

Fig. 3 zeigt den Teillängsschnitt durch ein Zwei-Massen-Schwung­ rad 2. Dieses weist eine Primärmasse 26 und eine Sekundärmasse 27 auf, wobei die Primärmasse 26 über Schrauben 42 fest mit der Kur­ belwelle 40 einer Brennkraftmaschine verbunden ist. Die Sekundär­ masse 27 ist über ein Lager 34 gegenüber der Primärmasse 26 dreh­ bar gelagert. Die Sekundärmasse 27 ist in nicht dargestellter Weise mit einer Reibungskupplung zur Weiterleitung des Drehmomen­ tes verbunden. Zwischen beiden Massen 26 und 27 ist ein Torsions- Schwingungsdämpfer angeordnet. Dieser weist den prinzipiellen Aufbau von Fig. 1 auf, und zwar sind zwei Sätze Torsionsfedern 7 und 8 auf dem gleichen mittleren Durchmesser parallel wirkend an­ geordnet und auf einem kleineren mittleren Durchmesser ist ein Satz Torsionsfedern 9 in Reihe mit den beiden Torsionsfedern 7 und 8 geschaltet. Die zentrischen Scheiben 43 und 44 dienen als Ein­ gangsteile für den Torsions-Schwingungsdämpfer und sind im Bereich ihres Außendurchmessers über Niete 32 untereinander fest verbun­ den, auf Abstand gehalten und an der Primärmasse 26 vernietet. Sie sind mit Fenstern zur Aufnahme der Torsionsfedern 7 und 8 versehen. Die beiden inneren Scheiben 45 und 46 dienen zusammen mit den beiden äußeren Scheiben 47 und 48 als seitliche Scheiben für die Torsionsfedern 7 und 8 und sind untereinander fest ver­ bunden. Dabei sind die inneren Scheiben 45 und 46 im Bereich der Torsionsfedern 7 und 8 etwas voneinander wegweisend ausgewölbt und reichen nach radial innen bis zu den Torsionsfedern 9. Sie übertragen das in die Torsionsfedern 7 und 8 eingeleitete Drehmo­ ment auf die Torsionsfedern 9. Diese sind weiterhin in den beiden seitlichen Scheiben 30 und 31 gehalten, welche über Niete 33 fest mit dem Bund 39 der Sekundärmasse 27 verbunden sind. Dabei weist der Bund 39 eine Kante 41 auf, welche die axiale Fixierung des Außenringes 36 des Lagers 34 in die Einrichtung darstellt, und der Innendurchmesser der Scheibe 30 bildet die Fixierung des Außen­ ringes 36 in die andere Richtung. Der Innenring 35 des Lagers 34 ist auf ähnliche Weise auf dem Bund 38 der Primärmasse 26 zwi­ schen einer Kante und einer Scheibe 49 axial gesichert. Die Kraft­ einleitung in den Torsions-Schwingungsdämpfer erfolgt über die beiden zentrischen Scheiben 43 und 44 auf die Federn 7 und 8, welche parallel angeordnet sind. Diese übertragen das Drehmoment auf die jeweils fest untereinander verbundenen seitlichen Schei­ ben 45 und 47 auf der einen sowie 46 und 48 auf der anderen Sei­ te. Von da wird das Drehmoment über die beiden Scheiben 45 und 46 auf die in Reihe geschalteten Torsionsfedern 9 übertragen. Diese wiederum stützen sich über die beiden Scheiben 30 und 31 am Bund 39 der Sekundärmasse 27 ab. Die beiden Sätze Torsionsfedern 7 und 8 können durch ihre parallele Ansteuerung so kompakt ausgeführt werden, daß die auf sie einwirkende Fliehkraft erheblich abge­ senkt werden kann. Dadurch kann der Verschleiß zwischen diesen Fe­ dern und den entsprechenden Fenstern in den Scheiben ganz erheb­ lich herabgesetzt werden.

Fig. 4 zeigt den Teillängsschnitt durch ein Zwei-Massen-Schwung­ rad 3, bei welchem im Gegensatz zu Fig. 3 auch der radial innen angeordnete Satz Federn durch zwei nebeneinander angeordnete Fe­ dersätze 10 und 11 dargestellt ist. Somit bestehen sowohl die radial innen als auch außen angeordneten Federsätze aus jeweils zwei parallel wirkenden Torsionsfedern 7 und 8 bzw. 10 und 11, wobei - wie in Fig. 3 - die auf dem größeren Durchmesser angeord­ neten Federsätze mit den auf einem kleineren Durchmesser angeord­ neten Federsätzen in Reihe geschaltet sind. Durch diese Anordnung ergeben sich geringfügige konstruktive Unterschiede zu Fig. 3, wobei nachfolgend lediglich auf diese konstruktiven Unterschiede eingegangen wird. - Die beiden Scheiben 28 und 29 sind in bekann­ ter Weise drehfest mit der Primärmasse 26 verbunden und stellen die Eingangsteile für den Torsions-Schwingungsdämpfer dar. Die Weiterleitung des Drehmomentes von den Torsionsfedern 7 und 8 er­ folgt über jeweils zwei seitliche Scheiben, und zwar über die Scheiben 50 und 52 auf der einen sowie über die Scheiben 51 und 53 auf der anderen Seite. Diese vier Scheiben reichen radial bis hinunter zu den beiden Torsionsfedersätzen 10 und 11 auf dem klei­ neren Durchmesser. Sie übertragen das Drehmoment auf diese beiden Torsionsfedersätze 10 und 11 und diese wiederum leiten es über die Scheiben 30 und 31 an den Bund 39 der Sekundärmasse 27 wei­ ter. Die Fixierung des Lagers 34 erfolgt dabei auf die gleiche Weise wie bei Fig. 3. Im vorliegenden Falle ergibt sich für die beiden Torsionsfedersätze 10 und 11 die gleiche Situation hin­ sichtlich der Vorteile bezüglich Fliehkraftbelastung und dem damit in Zusammenhang stehenden Verschleißverhalten, wie bereits in Verbindung mit Fig. 3 bezüglich der Torsionsfedern 7 und 8 ausgeführt.

Es sei lediglich am Rande erwähnt, daß der Aufbau der Torsions- Schwingungsdämpfer gemäß den Fig. 1, 2, 3 und 4 untereinander ohne weiteres austauschbar ist. So kann ohne weiteres eine Kon­ struktion gem. Fig. 1 auch bei den Zwei-Massen-Schwungrad-Systemen Verwendung finden und umgekehrt.

Claims (8)

1. Torsions-Schwingungsdämpfer, insbesondere zum Einbau in den Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschinen, bestehend aus Eingangsteilen, die mit der Kurbelwelle verbind­ bar sind, und Ausgangsteilen, die mit der Getriebewelle ver­ bindbar sind, und dazwischen angeordneten Schraubenfedern als Torsionsfedern, wobei die Torsionsfedern aus zwei radial über­ einander angeordneten Federsätzen bestehen, die in Reihe ge­ schaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der radial äußere Federsatz in zwei Federsätze (7, 8) aufgeteilt ist, die auf gleichem mittlerem Durchmesser nebeneinander und parallel wirkend angeordnet sind.

2. Torsions-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der radial innere Federsatz ebenfalls in zwei nebeneinander angeordnete Federsätze (10, 11) aufgeteilt ist.

3. Torsions-Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß dieser Teil einer Kupplungsscheibe (1) einer Reibungskupplung ist.

4. Torsions-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Eingangsteile vorzugsweise aus vier axial ge­ staffelten Scheiben (12 bis 15) mit Fenstern für die radial äußeren Torsionsfedern (7, 8) bestehen, deren beide innere (12, 13) im Durchmesserbereich der Torsionsfedern (7, 8) einen geringen axialen Abstand voneinander aufweisen und die radial außerhalb der Torsionsfedern aneinander anliegen, untereinander fest verbunden sind und mit dem Belagträger (6) der Reibbeläge (5) fest verbunden sind, wobei die beiden außenliegenden Scheiben (14, 15) im Abstand von den inneren gehalten und fest mit diesen verbunden sind und als seitliche Scheiben fungieren und die jeweils dazwischen angeordneten zentrischen Scheiben (16, 17) mit entsprechenden Fenstern angeordnet und die als Übertragungsteile zwischen den radial äußeren (7, 8) und inne­ ren Torsionsfedern (9) ausgebildet sind.

5. Torsions-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden zentrischen Scheiben (16, 17) radial innerhalb der radial äußeren Torsionsfedern (7, 8) aufeinander zu abgewinkelt und parallel aneinander anliegend nach radial innen verlaufen und dort die zentrische Scheibe bilden und die beiden seitlichen Scheiben (18, 19) als Ausgangsteile fest mit der Nabe (4) der Kupplungsscheibe (1) verbunden sind.

6. Torsions-Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß dieser Teil eines Zwei-Massen-Schwung­ rades (2, 3) ist, wobei vorzugsweise die Eingangsteile (28, 29) der radial äußeren Torsionsfedern (7, 8) mit der Primärmasse (26) und die Ausgangsteile (30, 31) der radial inneren Federn (9; 10, 11 ) mit der Sekundärmasse (27) verbunden sind.

7. Torsions-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Bereich radial innerhalb desselben ein Lager (34) zwischen einem axial abstehenden Bund (38) der Primärmas­ se (26) und einem axial abstehenden Bund (39) der Sekundärmas­ se (27) derart angeordnet ist, daß der Bund (39) der Sekundär­ masse (27) auf die Primärmasse (26) zu gerichtet ist und den Außenring (36) des Lagers (34) aufnimmt, wobei die axiale Fixierung des Außenringes (36) von der Primärmasse (26) weg­ weisend durch eine Kante (41) des Bundes (39) der Sekundärmas­ se (27) und die axiale Fixierung in entgegengesetzter Richtung durch eine Scheibe (30) des Torsions-Schwingungsdämpfers er­ folgt, die Fenster für die radial inneren Torsionsfedern (9; 10, 11) aufweist und deren Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Außenringes (36) des Lagers (34) ist.

8. Torsions-Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden als Ausgangsteile des Torsions-Schwin­ gungsdämpfers dienenden Scheiben (30, 31) über Niete (33) un­ tereinander fest verbunden und auf Abstand gehalten und gleichzeitig über die gleichen Niete (33) fest mit der Sekun­ därmasse (27) verbunden sind.