DE3841692C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Kupplung, insbesondere für ein Zweimassenschwungrad für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine aus der DE-PS 28 48 748 bekannte Kupplung weist am Umfang des Innenraumes mehrere im Volumen veränderliche Verdrängungs­ kammern auf, in denen bei lastbedingter Verdrehung der beiden Kupplungshälften ein Dämpfungsmedium durch Drosselspalte ge­ drückt wird. Der damit verbundene Dämpfungseffekt von Dreh­ schwingungen ist über den Verdrehwinkel im wesentlichen kon­ stant. Zwar ist auch dort schon an die Möglichkeit einer An­ passung der Dämpfungsarbeit an den Verdrehwinkel gedacht. Je­ doch hat sich in der Praxis gezeigt, daß dies in kritischen Anwendungsfällen nicht ausreichend ist. Ein Hauptproblem ist die Realisierung einer optimalen Leerlauf- und Teillastabstim­ mung bei gleichzeitig gutem Resonanzverhalten. Gefordert ist eine geringe Dämpfung im gesamten Betriebsbereich, also bei Leerlauf, Teil- und Vollast, Zug und Schub, hohe Dämpfung jedoch beim Durchfahren der Resonanzdrehzahl und bei Last­ wechsel.

Um die Dämpfung der Kupplung besser an die Lastverhältnisse des Motors anzupassen, wurde schon vorgeschlagen (DE-PS 38 20 998 bzw. DE-GM 88 08 004), die Mittelscheiben seitlich abzuschotten und mittels variabler Axialspalte eine vom Verdrehwinkel ab­ hängige Dämpfungskennung zu erzielen. Diese Maßnahmen sind je­ doch für Verbrennungsmotoren mit besonders ungünstigem Schwin­ gungsverhalten immer noch nicht wirksam genug, insbesondere beim Durchfahren der Resonanzdrehzahl.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Torsionsdämpfung bei einer Kupplung gemäß dem Gattungsbegriff vor allem im Re­ sonanzbereich zu intensivieren, ohne den übrigen Betriebs­ bereich negativ zu beeinflussen.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspru­ ches 1 gelöst. Die Verdrängungskammer ist seitlich von Trenn­ wänden begrenzt, die beiderseits der Mittelscheibe nach radial innen ragen und gegenüber der Mittelscheibe nach radial innen wirksame Dichtungen aufnehmen. Dadurch wird das sich in der Verdrängungskammer befindliche Dämpfungsmedium durch hohen Strömungswiderstand an einem Ausweichen in den radial inneren Kupplungsraum gehindert und gleichzeitig gezwungen, entweder größtenteils in der Verdrängungskammer zu bleiben und nur über die zum Abströmen vorgesehenen Querschnitte zu entweichen. Da­ mit wird erreicht, daß vor allem bei den im Resonanzbereich auftretenden großen Verdrehwinkeln eine hohe Dämpfung erzielt wird und die Dämpfungskammer eine genügende Menge an Dämpfungs­ medium enthält und die angestrebte Dämpfung hervorruft. Durch Fliehkraft ist der äußere Ringbereich der Kupplung vor den Ver­ drängungskammern immer mit Medium gefüllt, ohne daß bestimmte Mengen vom radial inneren Bereich verzögert nachströmen müssen bzw. im Falle des Auftretens einer Resonanz-Amplitude nicht zur Verfügung stehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen beschrieben. Wird gemäß den Merkmalen des Anspruches 2 die Dichtung als berührungsfreie Labyrinthdichtung ausgebildet, so entfällt Verschleiß und unerwünschte Reibdämpfung bei klei­ nen Verdrehwinkeln, bei denen geringe Dämpfung angestrebt wird. Gemäß Anspruch 3 kann die Mittelscheibe aus zwei im wesentli­ chen gleichen Hälften mit je einer Ringnut für die berührungs­ freie Dichtung zusammengesetzt sein. Dies ermöglicht einfache rationelle Herstellung. Die Trennwände können gemäß Anspruch 4 aus Kunststoff mit angeformten Vorsprüngen für die Labyrinth­ dichtung zur Mittelscheibe bestehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Ver­ drängungskammer;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt entlang der Linie II-II in der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt schematisch in einem Teilschnitt die Ver­ drängungskammer einer elastischen Kupplung. Eine erste Kupp­ lungshälfte 1, verbunden mit einer nicht dargestellten Arbeits­ maschine oder dem Getriebe in einem Fahrzeug, ist als eine auf einer Nabe befestigte Mittelscheibe 6 ausgebildet. Eine zweite Kupplungshälfte 2, die mit einer nicht dargestellten Antriebs­ maschine verbunden ist, besteht aus zwei untereinander dreh­ starr verbundenen und beiderseits der Mittelscheibe 6 angeord­ neten Seitenscheiben 7, 8. Die Seitenscheiben 7, 8 bilden einen flüssigkeitsdichten Innenraum 11 der mit einem Dämpfungsmedium gefüllt ist. Die Seitenscheiben 7, 8 sind in an sich bekannter Weise über Federn mit der Mittelscheibe 6 verbunden, so daß das übertragene Drehmoment eine relative Verdrehung hervorrufen kann.

Die Mittelscheibe 6 ist an ihrem äußeren Umfang mit Ausnehmun­ gen 40 versehen, so daß dadurch Nocken 41 gebildet sind, die radiale Wände darstellen und in Umfangsrichtung wirksam sind.

Im Bereich der Ausnehmungen 40 befindet sich eine z. B. als Bol­ zen 19 ausgebildete Querwand, wobei zwischen dem Bolzen 19 und der radial äußeren, im wesentlichen kreisförmig ausgebildeten Kontur der Ausnehmung 40 Drosselspalte 15 angeordnet sind, die sich mit der relativen Verdrehung ändern. Zwischen der Mittel­ scheibe 6 und den Seitenscheiben 7, 8 befindet sich ein Axial­ spalt 33. In diesem bis in den radial äußeren Bereich des In­ nenraumes 11 reichenden Axialspalt befindet sich eine Trennwand 17 a, die im Bereich des Bolzens 19 befestigt ist. Durch eine Erstreckung der Trennwand 17 a in beiden Umfangsrichtungen ist eine Verdrängungskammer 16 gebildet, deren axiale Weite der Dicke der Mittelscheibe 6 entspricht. Beim Eintauchen einer der Nocken 41 in die Verdrängungskammer 16 infolge lastbedingter Verdrehung wird Dämpfungsmedium, das sich im Innenraum 11 be­ findet, durch die radialen Spalte 15 und Axialspalte zwischen Trennwand 17 a und der Mittelscheibe 6 verdrängt. Um die Dämpfung dieser Hubbewegung zu intensivieren, ist erfindungsge­ mäß an der Trennwand 17 a eine berührungsfreie Labyrinthdichtung 30 vorgesehen. Dazu weisen die Trennwände 17 a Vorsprünge 31 auf, die zur Kupplungsachse 50 konzentrisch verlaufen und in ebensolche Ringnuten 32 in den Radialflächen der Mittelscheibe 6 berührungsfrei eintauchen. Dadurch ist der Strömungswider­ stand für das Dämpfungsmedium zum radial innenliegenden Bereich der Kupplung so stark erhöht, daß eine stärkere Dämpfung der relativen Verdrehung der Kupplungshälften 1, 2 eintritt. Dabei handelt es sich um eine hydrodynamische Dämpfung, die nur von den auftretenden Drehstößen bestimmt wird. Eine insbesondere bei niedrigen Drehzahlen und niedrigem Drehmoment unerwünschte Reibungsdämpfung tritt infolge Berührungsfreiheit des Laby­ rinths nicht ein, so daß sich die Wirkung der Abdichtung auf­ gabengemäß hauptsächlich im Betriebsbereich und großen Verdreh­ winkeln entfaltet.

Die Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Kupplung entlang der Linie II-II der Fig. 1. Zu erkennen ist der Spalt 33 zwi­ schen der Mittelscheibe 6 und den Seitenscheiben 7, 8. Die Trennwände 17 a sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemein­ sam mit dem Bolzen 19 zwischen den Seitenscheiben 7, 8 befe­ stigt.

Um die Herstellung der Mittelscheibe 6 zu vereinfachen, kann diese aus zwei Hälften 6 a, 6 b zusammengesetzt sein. Dadurch ist es nicht notwendig, die Mittelscheibe auf beiden Seiten mit Ringnuten 32 zu versehen. Stattdessen werden zwei einseitig bearbeitete Hälften 6 a, 6 b konzentrisch zusammengefügt.

Claims (5)

1. Elastische Kupplung in Scheibenbauweise, insbesondere für ein Zweimassenschwungrad für eine Brennkraftmaschine, mit den folgenden Merkmalen:

• a) eine erste Kupplungshälfte (1) ist durch mindestens eine, einer Nabe (3) zugeordnete Scheibe (Mittelschei­ be 6) gebildet;
• b) eine zweite Kupplungshälfte (2) besteht aus zwei un­ tereinander drehstarr verbundenen, zu beiden Seiten der Mittelscheibe (6) angeordneten und diese am Außen­ umfang umhüllenden Seitenscheiben (7, 8);
• c) beide Kupplungshälften (1, 2) sind begrenzt gegen­ einander verdrehbar und über elastische Kupplungsele­ mente (9) miteinander verbunden;
• d) die Seitenscheiben (7, 8) begrenzen einen die Mittel­ scheibe (6) aufnehmenden flüssigkeitsdichten Innenraum (11), der mit einem Dämpfungsmedium gefüllt ist;
• e) im radial äußeren Bereich des zwischen den Seiten­ scheiben (7, 8) befindlichen Innenraumes (11) befindet sich wenigstens eine, beim gegenseitigen Verdrehen der Kupplungshälften (1, 2) in Volumen veränderliche, mit dem Dämpfungsmedium füllbare und eine Drosselöffnung (15) aufweisende Verdrängungskammer (16), die zum Teil aus sich radial erstreckenden und in Umfangsrichtung wirksamen Flächen (13, 14) an den beiden Kupplungs­ hälften (1, 2) gebildet ist;
• f) zwischen der Mittelscheibe und den beiden Seitenschei­ ben besteht jeweils ein Axialspalt, der ein Abströmen von Dämpfungsmedium radial nach innen erlaubt,
• g) die verfügbaren (wirksamen) Querschnitte für das ra­ diale Abströmen sind bei- unterschiedlichem Verdrehwin­ kel unterschiedlich groß, nach Patent 38 20 998,

dadurch gekennzeichnet, daß

• h) zumindest auf einer Seite der Mittelscheibe (6) im Bereich der Verdrängungskammer (16) zwischen der Trennwand (17 a) und der Mittelscheibe (6) eine nach radial innen wirksame Dichtung (30) vorgesehen ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei­ derseits der Mittelscheibe Trennwände (17 a) angeordnet sind, welche ringförmige Vorsprünge (31) aufweisen, die zur Kupplungsdrehachse konzentrisch verlaufen und in ebensolche Ringnuten (32) in den Radialflächen der Mittelscheibe (6) labyrinthähnlich berührungsfrei eintauchen.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelscheiben (6) aus zwei im wesentlichen glei­ chen Teilen (6 a, 6 b) bestehen, die jeweils mit einer Ring­ nut (32) versehen sind und mit denjenigen Seiten aneinan­ derstoßend zusammengesetzt sind, die frei von Ringnuten (32) sind.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trennwände (17 a) aus Kunststoff mit ange­ formten Vorsprüngen (31) bestehen.