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DE10052786B4 - Torsionsdämpfungsmechanismus mit Zusatzmasse - Google Patents

Torsionsdämpfungsmechanismus mit Zusatzmasse Download PDF

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DE10052786B4 DE10052786A DE10052786A DE10052786B4 DE 10052786 B4 DE10052786 B4 DE 10052786B4 DE 10052786 A DE10052786 A DE 10052786A DE 10052786 A DE10052786 A DE 10052786A DE 10052786 B4 DE10052786 B4 DE 10052786B4
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Abstract

Torsionsdämpfungsmechanismus mit einem Torsionsdämpfer, der eine Eingangsseite und eine gemeinsam mit dieser drehbare und über Federspeicher (15) mit dieser elastisch verbundene Ausgangsseite aufweist und der weiter eine Schwungradanordnung und eine Zusatzmasse (6) umfasst, welche koaxial mit dem Torsionsdämpfer drehen kann, wobei die Zusatzmasse (6) radial an einem Schwungrad (12) der Schwungradanordnung gelagert und über einen Reibbereich axial mit dem Schwungrad (12) durch ein vorgegebenes Reibmoment reibend gekoppelt ist, bei dessen Überschreitung während des Auftretens von Momentenspitzen am Torsionsdämpfungsmechanismus die Zusatzmasse (6) durchrutschen kann oder durchrutscht, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad (12) an einer Nabenscheibe (11) angeordnet ist und sich die Zusatzmasse (6) zwischen dem Schwungrad (12) und der Nabenscheibe (11) erstreckt und axial zwischen der Zusatzmasse (6) und der Eingangs- oder Ausgangsseite des Torsionsdämpfers, zu der die Nabenscheibe nicht gehört, ein Elastikelement (9) angeordnet ist, welches die Zusatzmasse (6) gegen das Schwungrad (12) presst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsdämpfungsmechanismus gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Torsionsdämpfungsmechanismen werden verwendet, um Drehmomentschwankungen bzw. -spitzen eines Antriebs zu verringern und damit einer hinter dem Torsionsdämpfungsmechanismus liegenden Antriebswelle einen gleichmäßigeren Drehmomentverlauf zu vermitteln. Verwendung finden solche Torsionsdämpfungsmechanismen beispielsweise in Kupplungsmechanismen und bei Zweimassenschwungrädern. Ein Torsionsdämpfungsmechanismus besteht aus einem Eingangsbereich, der üblicherweise scheibenförmig ausgebildet ist und auf den über die peripheren Bereiche der zumindest einen Scheibe ein Drehmoment ausgeübt wird, sowie aus einem Ausgangsbereich, der zumeist ebenfalls scheibenförmig ausgebildet ist, welche im Falle eines Kupplungsmechanismus 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 Torsionsdämpfungsmechanismen mit einem Abdeckblech. Zweimassenschwungräder weisen anstelle der Abdeckbleche die vergleichbar funktionierenden Elemente eines Primärschwungrads und eines damit verbundenen Deckblechs auf. Die eigentliche Drehmomentübertra gung zwischen Ausgangsseite und Eingangsseite findet zwischen dem oder den Abdeckblechen bzw. der Schwungrad/Deckblech-Kombination eingangsseitig und der Nabenscheibe ausgangsseitig statt. Die beiden Elemente sind über Federelemente (Federspeicher) elastisch miteinander verbunden. Bei Drehung der Abdeckbleche bzw. der Schwungrad/Deckblech-Kombination üben spezielle Vorsprünge daran eine Kraft auf die Federspeicher aus, welche diese an Bereiche der Nabenscheibe, die am anderen Ende der Federspeicher angeordnet sind, übertragen. Somit drehen Abdeckbleche bzw. die Schwungrad/Deckblech-Kombination und Nabenscheibe um eine gemeinsame Drehachse. Drehmomentschwankungen, 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.
  • Ein Torsionsschwingungssystem in beispielsweise einem Kupplungsmechanismus oder einem Zweimassenschwungrad kann bezüglich seiner kritischen Resonanzdrehzahl nk durch folgende Formel grob beschrieben werden: nk = 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) × nk). 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 5 zeigt die Variation der kritischen Drehzahl durch Verschiebung der Trägheitsmomente des Terms in Klammern einschließlich der Wurzel von Pri mär- 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 eines Torsionsdämpfungsmechanismus 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.
  • Insbesondere bei Kupplungsmechanismen besitzen Torsionsdämpferscheiben 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 aus gekuppelten Zustand die Zusatzmasse von der Torsionsdämpferscheibe getrennt ist und somit nicht synchronisiert werden muss.
  • Ein Torsionsdämpfungsmechanismus kann in eine Eingangsseite (Primärseite) und eine Ausgangsseite (Sekundärseite) unterteilt werden. Die Eingangsseite umfasst alle Elemente des Torsionsdämpfungsmechanismus bis zu den Federspeichern, an denen eine externe Antriebskraft angreift. Demgegenüber umfasst die Ausgangsseite alle Elemente, welche auf der anderen Kraftkopplungsseite der Federspeicher liegen und welche die Antriebskraft weitergeben, beispielsweise über eine Ausgangsnabe an eine Ausgangsantriebswelle. In der Regel ist die Nabenscheibe eines der Ausgangselemente, während die Abdeckbleche zur Eingangsseite gehören. Es ist jedoch grundsätzlich auch möglich und soll von der Erfindung miterfasst werden, die Anordnung dieser Elemente zu invertieren, so dass die Nabenscheibe zur Eingangsseite gehört.
  • Ein Anwendungsgebiet von Torsionsdämpfungsmechanismen sind Zweimassenschwungräder. Bei diesen handelt es sich um Schwungräder, welche zur Verbesserung des Gleichlaufs an ungleichförmig laufende Antriebe, beispielsweise Verbrennungsmotoren, angekoppelt werden und im allgemeinen einer Kupplung vorgeschaltet sind. Zweimassenschwungräder bestehen zumeist aus zwei koaxial fluchtenden Schwungrädern, welche über einen Torsionsdämpfer miteinander verbunden sind.
  • Im Unterschied zu einem Kupplungsmechanismus, bei dem eine Kupplungsscheibe mit den seitlich des Torsionsdämpfers angeordneten Abdeckblechen (oder mit der Nabenscheibe) verbunden ist, tritt bei üblichen Zweimassenschwungrädern eines der Schwungräder und ein Deckblech an deren Stelle, welche daher alle im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als Seitenelemente bezeichnet werden sollen. Das auf der anderen Seite der Nabenscheibe befindliche Seitenelement, das Deckblech, hat eine dem zweiten Abdeckblech bei einem Kupplungsmechanismus vergleichbare Funktion, indem es den gesamten Mechanismus, insbesondere die Federspeicher, abschließt. Bei Zweimassenschwungrädern kann für dieses zweite Seitenblech die weitere Funktion hinzutreten, als ein Dichtelement bei sogenannten nasslaufenden Zweimassenschwungrädern zu fungieren.
  • Die Nabenscheibe ist über entsprechende Befestigungselemente, beispielsweise Bolzen, mit dem zweiten Schwungrad verbunden.
  • In vielen Konstruktionen dient eines der beiden Schwungräder des Zweimassenschwungrads zugleich als Schwungrad eines Kupplungsmechanismus, der dem Zweimassenschwungrad nachgeschaltet ist.
  • Ein Torsionsdämpfungsmechanismus gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 ist bereits mit der DE 37 41 701 A1 bekannt geworden. Die Zusatzmasse ist dort am radial äußeren Bereich der ausgangsseitigen Schwungmasse eines Zweimassenschwungrades angeordnet und axial beidseitig reibend zu dieser Schwungmasse angekoppelt. Zur Erreichung einer axial beidseitigen Lagerung bedingt diese Anordnung eine aufwändige Formgebung von Schwung- und Zusatzmasse, welche hohe Herstellungskosten eines solchen Zweimassenschwungrades zur Folge hat.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsdämpfungsmechanismus mit Zusatzmasse zur Dämpfung von Momentenspitzen bereitzustellen, welcher einfach aufgebaut ist und kostengünstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Bereitstellung eines Torsionsdämpfungsmechanismus gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Details und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
  • Die Erfindung ist gerichtet auf einen Torsionsdämpfungsmechanismus mit einem Torsionsdämpfer, der eine Eingangsseite und eine gemeinsam mit dieser drehbare und über Federspeicher mit dieser elastisch verbundene Ausgangsseite aufweist und der weiter eine Schwungradanordnung und eine Zusatzmasse umfasst, welche koaxial mit dem Torsionsdämpfer drehen kann, wobei die Zusatzmasse radial an einem Schwungrad der Schwungradanordnung gelagert und über einen Reibbereich axial mit dem Schwungrad durch ein vorgegebenes Reibmoment reibend gekoppelt ist, bei dessen Überschreitung während des Auftretens von Momentenspitzen am Torsionsdämpfungsmechanismus die Zusatzmasse durchrutschen kann oder durchrutscht.
  • Gemäß der Erfindung ist der Torsionsdämpfungsmechanismus dadurch kennzeichnet, dass das Schwungrad an einer Nabenscheibe angeordnet ist und sich die Zusatzmasse zwischen dem Schwungrad und der Nabenscheibe erstreckt und axial zwischen der Zusatzmasse und der Eingangs- oder Ausgangsseite des Torsionsdämpfers, zu der die Nabenscheibe nicht gehört, ein Elastikelement angeordnet ist, welches die Zusatzmasse gegen das Schwungrad presst.
  • Durch die per Reibung an den Torsionsdämpfungsmechanismus angekoppelte Zusatzmasse wird das Massenträgheitsmoment entweder an einer Eingangs- oder Ausgangsseite erhöht (in Abhängigkeit von der Ankopplung der Zusatzmasse an die Eingangs- oder Ausgangsseite), so dass sich zumindest eine Eigenfrequenz des Systems reduziert und sich so der überkritische Drehzahlbereich deutlich erweitert.
  • Im "Normalbetrieb", das heißt ohne das Auftreten von Momentenspitzen, läuft die Zusatzmasse mit gleicher Umdrehungsgeschwindigkeit wie der Torsionsdämpfungsmechanismus, da die Zusatzmasse am Reibbereich haftet. Beim Auftreten von Momentenspitzen, die ein vorgegebenes Maß überschreiten, reicht das Reibmoment des Reibbereichs nicht mehr aus, um die Zusatzmasse zu halten, so dass diese anfängt durchzurutschen, womit es zu einer Relativbewegung zwischen Reibbereich des Torsionsdämpfungsmechanismus und der Zusatzmasse kommt. Auf diese Weise wird Energie dissipiert, wodurch die Momentenspitzen in einem Antriebsstrang, in den der erfindungsgemäße Torsionsdämpfungsmechanismus eingebaut ist, gekappt werden, so dass die Drehungleichförmigkeit reduziert wird.
  • Der Einfluss einer in Reihe zur Coulomb'schen Reibung angeordneten Elastizität wird hierbei vorzugsweise gering gehalten, indem die Elastizität vorzugsweise zumindest einen Wert von 100 Nm pro Grad aufweist. Darüber hinaus entspricht das in die Zusatzmasse eingeleitete Moment im wesentlichen dem am Reibbereich wirkenden Reibmoment, das heißt eine parallel zur Reibung zwischen Torsionsdämpfer und der Zusatzmasse angeordnete Elastizität (Elastikelement) wird weitestgehend ausgeschlossen.
  • Der Torsionsdämpfungsmechanismus umfasst ggfs. neben dem eigentlichen Torsionsdämpfer weitere Elemente wie ein Schwungrad oder einen Zahnkranz. Bei Zweimassenschwungrädern ist eines der Schwungräder Bestandteil der Seitenteile, kann in diesem Fall also auch zum Torsionsdämpfer gerechnet werden.
  • 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.
  • Die koaxiale Drehbarkeit von Torsionsdämpfer und Zusatzmasse kann beispielsweise. dadurch erzielt werden, dass die Zusatzmasse an einem Teil des Torsionsdämpfers radial gelagert ist, beispielsweise an einer Nabe oder an einem Schwungrad.
  • Die Schwungradanordnung kann zur Eingangs- oder zur Ausgangsseite des Torsionsdämpfers gehören.
  • Unter einer "radialen" Richtung ist in der vorliegenden Erfindung eine Richtung zu verstehen, die sich von der Rotationsachse entfernt oder auf diese zukommt. Unter "axial" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zu verstehen, dass die Elemente längs einer Parallelen der Rotationsachse angeordnet sind.
  • Die Seitenelemente können weiterhin ein zweites Schwungrad an der Seite aufweisen, zu der die Nabenscheibe nicht gehört und welches sich weiter radial nach außen erstreckt als die Nabenscheibe, wobei das Elastikelement axial zwischen der Zusatzmasse und diesem zweiten Schwungrad angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform stützt sich also das Elastikelement und damit die Zusatzmasse an dem weiteren Schwungrad ab. Da dieses weiter nach außen reicht als die Nabenscheibe, ist das Schwungrad bei Aufsicht an seinem Umfangsbereich zugänglich, da die Nabenscheibe bei dieser Ausführungsform nicht im Wege ist. Gegen diesen Umfangsbereich des Schwungrads kann sich damit das Elastikelement und indirekt die Zusatzmasse abstützen.
  • Bei den bisher beschriebenen Aspekten der vorliegenden Erfindung wurde nicht darauf eingegangen, wie die Zusatzmasse sich um ihr Lager und bezüglich ihres Reibbereichs drehen kann. Es ist möglich, dass die Zusatzmasse sich frei drehen kann, also eine volle Umdrehung um 360 Grad grundsätzlich möglich ist. Es kann jedoch für bestimmte Ausführungsformen auch bevorzugt sein, dass die Drehung der Zusatzmasse um ihr radiales Lager durch Anschläge tangential begrenzt ist, sich diese also nicht um 360 Grad frei drehen kann. Unter "tangential" ist hierbei zu verstehen, dass tangential benachbarte Punkte einer Rotationsebene durch Rotation ineinander überführt werden können. Eine tangentiale Bewegung ist also eine Bewegung eines Punkts in einer Drehrichtung, ohne dass sich sein radialer Abstand verändern würde.
  • Die Anschläge können hierbei zumindest ein Anschlagelement aufweisen, welches mit einem ersten Bereich am Torsionsdämpfungsmechanismus angeordnet ist und mit einem zweiten Bereich in Eingriff mit Aussparungen der Zusatzmasse ist, welche die relative Bewegung des Anschlags in der Aussparung durch deren tangentiale Enden begrenzen. Es handelt sich hier also im Grundsatz um ein Nutsystem, in das ein Vorsprung eingreifen kann, der jedoch nur innerhalb der Nutenumrandung beweglich ist.
  • Der erste Bereich des zumindest einen Anschlags kann an einem Schwungrad des Torsionsdämpfers angeordnet sein. Befinden sich die Kopplung der Zusatzmasse und die Befestigung der Anschläge auf derselben Seite des Torsionsdämpfungsmechanismus, ist die Zusatzmasse in ihrer Bewegung begrenzt. Dadurch kann die Zusatzmasse keine großen Differenzdrehzahlen zu der angekoppelten Seite erreichen, so dass die durch Relativbewegung dissipierte Energie reduziert und der Verschleiß minimiert wird. Befinden sich hingegen die Kopplung der Zusatzmasse und die Befestigung der Anschläge auf verschiedenen Seiten des Torsionsdämpfungsmechanismus, so wirkt die Zusatzmasse wie ein verschleppter Massenträgheitsmomentbehafteter Reibring.
  • Zu dem oben beschriebenen Vorteil wird besonders das Resonanzverhalten durch die zusätzliche verschleppte Reibung zwischen Eingangs- und Ausgangsseite verbessert. Entsprechend kann der erste Bereich des zumindest einen Anschlags an demjenigen Schwungrad angeordnet sein, mit dem die Zusatzmasse nicht reibend gekoppelt ist, oder der erste Bereich des zumindest einen Anschlags kann am selben Schwungrad angeordnet sein wie die Zusatzmasse.
  • Die bislang vorgestellten erfindungsgemäßen Torsionsdämpfungsmechanismen können insbesondere als Teil eines Zweimassenschwungrads eingesetzt werden.
  • Um Kosten sparen zu können, wird ein ggfs. verwendetes Radiallager der Zusatzmasse vorzugsweise möglichst weit radial innen angeordnet, insbesondere radial innerhalb der Kurbelwellenschrauben. Hierzu kann an den Seitenelementen oder der Nabenscheibe eine Antriebswelle mit einer Mehrzahl von radial angeordneten Befestigungselementen befestigt sein, und die Zusatzmasse radial innerhalb des Radius der Befestigungselemente gelagert sein.
  • Die Wirkung der Zusatzmasse ist abhängig vom Verhältnis der Massenträgheitsmomente zwischen Zusatzmasse und derjenigen Seite des Torsionsdämpfungsmechanismus, an welche die Zusatzmasse über Reibung angekoppelt ist. Insbesondere wird bevorzugt, dass das Verhältnis der Massenträgheitsmomente zwischen der Zusatzmasse und dem Teil des Torsionsdämpfungsmechanismus, an den die Zusatzmasse gekoppelt ist, mindestens 0, 1 beträgt.
  • Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines konkreten Ausführungsbeispiels gemäß der 3 und 4 erläutert. Die weiteren 1 und 2 und deren Beschreibung zeigen Ausführungsbeispiele, welche nicht von der Erfindung erfasst sind und welche lediglich der Erläuterung einzelner Details des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dienen.
  • 1 zeigt eine Ausführungsform eines Torsionsdämpfungsmechanismus, bei der die Zusatzmasse radial außen am Torsionsdämpfungsmechanismus angeordnet ist;
  • 2 zeigt eine Ausführungsform eines Torsionsdämpfungsmechanismus, bei der die Zusatzmasse zwischen Schwungrad und Torsionsdämpfer angeordnet ist;
  • 3 zeigt eine Ausführungsform eines Torsionsdämpfungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der das Elastikelement sich an einem zweiten Schwungrad abstützt;
  • 4 zeigt ein allgemeines Kopplungschaltbild eines Torsionsdämpfungsmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Zusatzmasse sowohl an die Eingangs- als auch an die Ausgangsseite gekoppelt ist;
  • 5 zeigt in einem Graphen die Beziehung zwischen den Trägheiten eines Torsionsdämpfungssystems und der kritischen Resonanzdrehzahl.
  • Dargestellt ist in 1 ein Zweimassenschwungrad, das auf der Eingangsseite ein Primärschwungrad 1, einen Zahnkranz 2 (zum Antrieb des Schwungrads über einen Startermotor während des Anlassens eines daran gekoppelten Motors), ein Deck blech 3 und ein Unterlegblech 4 umfasst, auf der Ausgangsseite ein Sekundärschwungrad 12 und eine Nabenscheibe 11. Nabenscheibe 11 und Sekundärschwungrad 12 sind über radial angeordnete Bolzen 23 miteinander fest verbunden.
  • Die Kraftübertragung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite erfolgt über entsprechend ausgeformte Elemente, die sich auf den beiden Seiten der Federn 15 abstützen und somit das Drehmoment elastisch weiterreichen. Die Ausgangsseite ist an der Eingangsseite gelagert, wozu ein Axiallager 13 und ein am Unterlegblech 4 angeordnetes Radiallager 14 dienen. Die Axiallagerung mit dem Axiallager 13 übernimmt beispielsweise eine Anlaufscheibe zwischen Primärschwungrad und Nabenscheibe.
  • Wird das Zweimassenschwungrad in einem Kupplungsmechanismus verwendet, kann das Sekundärschwungrad zugleich das Eingangsschwungrad des Kupplungsmechanismus sein, so dass zur Ausgangsseite dann auch die Kupplungsscheibe sowie die ebenfalls nicht dargestellte Druckplatte gehören kann. Eine solche Kupplungsscheibe kann auch einen Vordämpfer besitzen.
  • Es wird eine Zusatzmasse 6 vorgesehen, welche in diesem Ausführungsbeispiel über trockene Reibung an die Eingangsseite angebunden ist.
  • Die Zusatzmasse 6 wird außen am Umfang des Deckblechs 3 mittels eines Radiallagers 10 gelagert. Am Deckblech 3 ist weiterhin ein axial befestigtes, zunächst axial vom Deckblech weg reichendes und dann radial nach außen umgebogenes, insgesamt S-förmiges Reibblech 7 befestigt, gegen das der an der Zusatzmasse 6 angeordnete Reibring 8 reibt. Gegenüber der Oberfläche der Zusatzmasse 6, an der der Reibring 8 angeordnet ist und somit die Reibung erfolgt, ist ein Elastikelement 9, beispielsweise eine Tellerfeder, angeordnet, das eingespannt ist zwischen der Zusatzmasse 6 und dem Zahnkranz 2. Es ist jedoch genau so vorstellbar, dass eine Ausbuchtung des Deckblechs als Gegenlager der Tellerfeder 9 dient oder eine nach außen radial hinausweisende Verlängerung des eigentlichen Schwungrads 1.
  • In diesem Ausführungsbeispiel sind also Radiallager 10 der Zusatzmasse 6, der Reibbereich in Form des Reibblechs 7 der Zusatzmasse 6 und das Elastikelement 9 allesamt auf einer Seite, in der Regel der Eingangsseite bei der gezeigten Ausfüh rungsform des Zweimassenschwungrads angeordnet. Bei einer Relativbewegung zwischen Zusatzmasse 6 und der Eingangsseite entsteht Coulomb'sche Reibung zwischen dem mit dem Deckblech 3 fest verbundenem Reibblech 7 mit Reibring 8 und der Zusatzmasse 6. Das Elastikelement 9 in Form der an dem Primärschwungrad beziehungsweise Zahnkranz 2 abgestützten Tellerfeder 9 übernimmt die axiale Anpresskraft in Richtung auf das Reibblech. Auch am Elastikelement 9 entsteht im übrigen auf beiden Seiten Reibung, wie auch bei der Tellerfeder. Man kann somit sagen, dass der Kraftschluss bei dieser Anordnung primärseitig geschlossen ist.
  • Über die Tellerfeder 9 und den Reibring 8 wird zwischen der Zusatzmasse 6 und der Eingangsseite des Torsionsdämpfungsmechanismus eine definierte Reibkraft aufgebracht. Dadurch wird das Massenträgheitsmoment der Zusatzmasse 6 an die Eingangsseite angekoppelt. Wenn nun im Betrieb Drehmomentspitzen auftreten, die größer sind als das zwischen Eingangsseite und Zusatzmasse 6 wirkende Reibmoment, wird die Zusatzmasse 6 auf Grund ihrer Trägheit versuchen, stehen zu bleiben. Dadurch entsteht Relativbewegung und gleichzeitig Reibung zwischen der Zusatzmasse 6 und der eingangsseitigen Anordnung, so dass die Momentenspitzen gedämpft und nicht weitergeleitet werden.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Torsionsdämpfungsmechanismus bei Anwendung in einem weiteren Zweimassenschwungrad.
  • Der grundsätzliche Aufbau des hier dargestellten Zweimassenschwungrads entspricht dem der 1. Gleiche Bezugszeichen sollen gleiche Elemente kennzeichnen, so dass für den allgemeinen Aufbau des Torsionsdämpfungsmechanismus bei dieser Ausführungsform auf die Beschreibung der 1 Bezug genommen wird. Das Radiallager 14, welches die Nabenscheibe 11 lagert, ist in diesem Fall nicht auf einem Unterlegblech angeordnet, sondern auf einer Kröpfung bzw. einer Nabe des Primärschwungrads 1. Die Kurbelwellenschraube 5 ist hier mittels einer Unterlegscheibe 24 am Primärschwungrad 1 fixiert. Die Zusatzmasse 6 wird abweichend vom Ausführungsbeispiel der 1 über trockene Reibung an die Ausgangsseite angekoppelt. Hierzu wird sie zwischen eingangsseitigem Primärschwungrad 1 beziehungsweise Deckblech 3 einerseits und einem entsprechend ausgeformten Sekun därschwungrad 12 andererseits angeordnet und am Sekundärschwungrad 12 mittels eines Radiallagers 10 gelagert.
  • Hier reicht die Zusatzmasse 6 sehr weit in den Torsionsdämpfungsmechanismus hinein, weist also eine große radiale Ausdehnung auf. Axial wird die Zusatzmasse 6 zwischen dem Sekundärschwungrad 12 und der Eingangsseite über einen Reibring 8 eingespannt. Die Vorspannkraft wird durch eine zwischen der Eingangsseite, im vorliegenden Fall der Nabenscheibe 11, und der Zusatzmasse 6 angeordnete Tellerfeder 9 aufgebracht.
  • 3 zeigt eine gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Ausführungsform eines Torsionsdämpfungsmechanismus, welche in ihrem Aufbau zum Teil mit dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass bezüglich der allgemeinen Beschreibung wieder auf dieses Bezug genommen wird.
  • Im Unterschied zur Ausführungsform der 2 ist hier die Tellerfeder 9 radial außen zwischen dem Primärschwungrad 1 und der Zusatzmasse 6 angeordnet, so dass die Zusatzmasse 6 also zwischen Eingangs- und Ausgangsseite des Torsionsdämpfungsmechanismus eingespannt ist.
  • Wie aus 4 ersichtlich ist, übt auch die Tellerfeder eine Reibung aus, so dass das Massenträgheitsmoment der Eingangsseite Θ1 sich auch über Reibung auf das Massenträgheitsmoment Θ2 der Zusatzmasse 6 einkoppelt, und dieses wiederum in reibendem Kontakt mit dem ausgangsseitigen Massenträgheitsmoment Θ2 des Sekundärschwungrads gekoppelt ist.
  • Bei Anwendung der erläuterten Prinzipien auf einen Torsionsdämpfungsmechanismus wird bewirkt, dass vom Motor beziehungsweise vom Getriebe her kommende Momentenspitzen, die das eingestellte Reibmoment zwischen Zusatzmasse und Torsionsdämpfer überschreiten, dazu führen, dass die Zusatzmasse durchrutscht, woraufhin Energie dissipiert wird. Auf diese Weise werden die Momentenspitzen in einem Antriebsstrang gekappt und dadurch die Drehungleichförmigkeit reduziert.
  • Vorteile der Erfindung sind in einer Reduzierung der Eigenfrequenz zu sehen, im gerade erwähnten Kappen der Momentenspitzen, sowie in einer Kostenreduzierung durch kleinere, verwendbare Lager.

Claims (10)

  1. Torsionsdämpfungsmechanismus mit einem Torsionsdämpfer, der eine Eingangsseite und eine gemeinsam mit dieser drehbare und über Federspeicher (15) mit dieser elastisch verbundene Ausgangsseite aufweist und der weiter eine Schwungradanordnung und eine Zusatzmasse (6) umfasst, welche koaxial mit dem Torsionsdämpfer drehen kann, wobei die Zusatzmasse (6) radial an einem Schwungrad (12) der Schwungradanordnung gelagert und über einen Reibbereich axial mit dem Schwungrad (12) durch ein vorgegebenes Reibmoment reibend gekoppelt ist, bei dessen Überschreitung während des Auftretens von Momentenspitzen am Torsionsdämpfungsmechanismus die Zusatzmasse (6) durchrutschen kann oder durchrutscht, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad (12) an einer Nabenscheibe (11) angeordnet ist und sich die Zusatzmasse (6) zwischen dem Schwungrad (12) und der Nabenscheibe (11) erstreckt und axial zwischen der Zusatzmasse (6) und der Eingangs- oder Ausgangsseite des Torsionsdämpfers, zu der die Nabenscheibe nicht gehört, ein Elastikelement (9) angeordnet ist, welches die Zusatzmasse (6) gegen das Schwungrad (12) presst.
  2. Torsionsdämpfungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsdämpfer ein zweites Schwungrad (1) an der Eingangs- oder Ausgangsseite aufweist, zu der die Nabenscheibe nicht gehört und welches sich weiter radial nach außen erstreckt als die Nabenscheibe (11), wobei das Elastikelement (9) axial zwischen der Zusatzmasse (6) und diesem zweiten Schwungrad (1) angeordnet ist.
  3. Torsionsdämpfungsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehung der Zusatzmasse (6) um ihr radiales Lager (10) durch Anschläge tangential begrenzt ist.
  4. Torsionsdämpfungsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge zumindest ein Anschlagelement (22) aufweisen, welches mit einem ersten Bereich am Torsionsdämpfungsmechanismus angeordnet ist und mit einem zweiten Bereich (20) in Eingriff mit Aussparungen (21) der Zusatzmasse (6) ist, welche die relative Bewegung des Anschlags in der Aussparung (21) durch deren tangentiale Enden begrenzen.
  5. Torsionsdämpfungsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich des zumindest einen Anschlagelements (22) an einem Schwungrad (1, 12) des Torsionsdämpfers angeordnet ist.
  6. Torsionsdämpfungsmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich des zumindest einen Anschlagelements (22) an demjenigen Schwungrad (1, 12) angeordnet ist, mit dem die Zusatzmasse (6) nicht reibend gekoppelt ist.
  7. Torsionsdämpfungsmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich des zumindest einen Anschlagelements (22) am selben Schwungrad (1, 12) angeordnet ist wie die Zusatzmasse.
  8. Torsionsdämpfungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsdämpfungsmechanismus Teil eines Zweimassenschwungrads ist.
  9. Torsionsdämpfungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Eingangsseite des Torsionsdämpfers eine Antriebswelle mit einer Mehrzahl von radial angeordneten Befesti gungselementen (5) befestigt ist und die Zusatzmasse (6) radial innerhalb des Radius der Befestigungselemente (5) gelagert ist.
  10. Torsionsdämpfungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Massenträgheitsmomente zwischen der Zusatzmasse (6) und dem Teil des Torsionsdämpfungsmechanismus, an den die Zusatzmasse (6) gekoppelt ist, mindestens 0.1 beträgt.
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