DE4225304B4

DE4225304B4 - Scheibenförmiges Bauteil

Info

Publication number: DE4225304B4
Application number: DE4225304A
Authority: DE
Inventors: Helmut Braun; Peter Klein; Dietmar Strauss; Stefan Valtwies
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
Priority date: 1991-08-07
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2012-08-01
Also published as: GB2258713B; ES2082680B1; FR2680851A1; DE4225314B4; BR9203051A; US5352156A; US5393266A; FR2680851B1; DE4225304A1; DE4225314A1; ITMI921948A0; BR9203052A; GB9216636D0; FR2680218A1; ITMI921948A1; GB9216637D0; FR2680218B1; GB2258517A; IT1255799B; GB2258517B

Abstract

Scheibenförmiges Bauteil für einen Riementrieb, wie zum Antrieb von Nebenaggregaten einer Brennkraftmaschine, das auf einer Welle der Brennkraftmaschine, wie der Kurbelwelle, befestigbar ist, wobei das scheibenförmige Bauteil eine Dämpfungseinrichtung enthält, die zwischen einem an der Welle befestigbaren Eingangsteil und einem relativ dazu verdrehbaren, einen Riemenlaufring tragenden Ausgangsteil vorgesehen ist, und wobei Eingangs- und Ausgangsteil zueinander verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (201) mindestens zwei aus Stahl bestehende und Windungen aufweisende Kraftspeicher, wie zum Beispiel Schraubendruckfedern (205), enthält, die sich an Anlenkbereichen sowohl des Eingangs- (210) als auch des Ausgangsteiles (207, 208) abstützen und wobei die Kraftspeicher (205) innerhalb eines im Wesentlichen abgedichteten Gehäuses (209) untergebracht sind, das zumindest teilweise mit einem viskosen, pastösen Medium, wie Fett, gefüllt ist und wobei das Ausgangsteil (207, 208) durch Blechteile gebildet ist, die das Gehäuse (209) und den einstückig mit einem der Blechteile ausgebildeten Riemenlaufring bilden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein scheibenförmiges Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige scheibenförmige Bauteile sind bereits durch die DE-OS 34 02 001 für die Verwendung als Riemenscheibendämpfer bekannt geworden. Dabei besteht der zwischen Ein- und Ausgangsteil vorgesehene Kraftspeicher aus Gummi. Derartige, aus Gummi bestehende Dämpfungseinrichtungen haben jedoch erhebliche Nachteile. So z. B. ist die Lebensdauer relativ gering, weil Einwirkungen von Hitze und die auftretenden Momente den Werkstoff altern lassen und damit die Funktionsfähigkeit nicht mehr vorhanden ist. Außerdem sind die erzielbaren Verdrehwinkel von Ein- und Ausgangsteil relativ klein, weil die Federraten relativ hoch sind und somit ist auch ein Betrieb im kritischen Bereich nicht zu vermeiden. Darüber hinaus ist aufgrund der hohen Reibung im Gummi die Isolationswirkung im überkritischen Bereich relativ gering, so dass eine optimale Entkoppelung nicht möglich ist. Aus diesen Gründen muß der Keilriemen relativ groß dimensioniert werden und es sind aufwendige Riemenspannvorrichtungen und hohe Vorspannkräfte erforderlich, des weiteren beansprucht eine derartige Konstrukti on relativ großen axialen Bauraum. Die gleichen oben angeführten Nachteile treffen auch auf derart ausgebildete scheibenförmige Bauteile zu, die als Tilger Verwendung finden.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, derartige scheibenartige Bauteile zu verbessern, insbesondere deren Funktion und Lebensdauer, so dass ein optimaler Betrieb von Nebenaggregaten, wie Lüfter, Servopumpen, Klimaanlagen usw. ermöglicht ist, und zwar über den gesamten, während des Betriebes einer Brennkraftmaschine bzw. des Kraftfahrzeuges auftretenden Drehzahlbereich, und möglichst über das gesamte Drehzahlspektrum von zumindest Leerlaufdrehzahl bis zulässiger Maximaldrehzahl der Brennkraftmaschine, da gemäß der Erfindung die Einrichtung derart ausgebildet werden kann, dass der Betrieb im überkritischen Bereich erfolgt. Darüber hinaus soll das Schwingungsverhalten der Nebenabtriebe auch bei Start- und Stopvorgängen verbessert werden. Weiterhin soll durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Riemenscheibe bei einer gegebenen Auslegung einer solchen Scheibe die Einsatzmöglichkeit für Riementriebe mit unterschiedlichem Schwingungsverhalten möglich sein. Darüber hinaus soll das scheibenförmige Bauteil, als auch der Riementrieb selbst, in besonders einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellbar sein. Auch soll die Erfindung ermöglichen, die Leerlaufdrehzahl von Brennkraftmaschinen herabzusetzen und damit den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren und Geräusche zu verringern. Diese Aufgabe wird mittels der im Anspruch 1 angeführten Merkmale gelöst.
Zweckmäßige Weiterbildungen, Verbesserungen und weitere erfinderische Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der Figurenbeschreibung.
Dabei zeigen die 1 bis 3b die Erfindung anhand eines Riemenscheibendämpfers
und die 4 und 4a anhand eines Tilgers.
Die in 1 dargestellte Riemenscheibe ist auf einer Abtriebswelle eines Motors, wie zum Beispiel der Kurbelwelle 2 einer Brennkraftmaschine mittels einer Schraube, drehfest aufgenommen. Die Riemenscheibe 1 ist in zwei Massenteile 3 und 4 aufgeteilt, wobei zwischen diesen beiden Massenteilen 3 und 4 ein drehelastischer Dämpfer 5 angeordnet ist. Das Massenteil 3 besteht aus einer Nabe 6, die auf der Welle 2 drehfest ist sowie aus zwei Gehäuseteilen 7, 8, die eine ringförmige Kammer 9 begrenzen, in der der Dämpfer 5 aufgenommen ist. Die beiden Gehäuseteile 7 und 8 sind durch Blechformteile gebildet, welche radial außen miteinander verschweißt sind, wodurch die Kammer 9 nach radial außen abgedichtet ist. Das Gehäuse bildet hier das Eingangsteil der Dämpfungseinrichtung 5. Das Massenteil 4 besteht aus einem Flansch 10, der gleichzeitig das Ausgangsteil des Dämpfers 5 bildet sowie aus dem mit dem Flansch 10 fest verbundenen Riemenlaufring 11, welcher bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel für die Aufnahme von zwei Riemen ausgebildet ist. Die beiden Massenteile 3 und 4 sind zueinander relativ verdrehbar über ein Wälzlager 12 gelagert und zentriert.
Der Flansch 10 besitzt an seinem Außenumfang radiale Ausleger 10a, welche Abstütz- bzw. Beaufschlagungsbereiche für die Kraftspeicher in Form von Schraubenfedern 13 des Dämpfers 5 bilden. Die weiteren Abstütz- bzw. Beaufschlagungsbereiche für diese Federn 13 sind durch Anformungen an den Gehäuseteilen 7, 8 oder durch Befestigung von Anschlagmitteln an diesen Gehäuseteilen 7, 8, und zwar in Umfangsrichtung betrachtet zwischen den Federn 13, gebildet. Der sich zwischen den beiden Gehäuseteilen 7 und 8 radial erstreckende Flansch 10 ist an seinem radial inneren Bereich mit dem Riemenlaufring 11 vernietet, wobei das Gehäuseteil 8 sich axial zwischen den radial verlaufenden Bereichen der Riemenscheibe 11 und dem Flansch 10 befindet.
Zur Verringerung des Verschleißes an den radialen Abstützbereichen der ringkanalartigen Aufnahme 9 für die Federn 13, ist eine eine höhere Härte aufweisende Einlage 14, zum Beispiel aus Stahlband, vorgesehen, die sich über den Umfang der ringkanalartigen Aufnahme 9 erstreckt und die Federn 13 im radial äußeren Bereich zumindest teilweise umschließt. Bei rotierender Einrichtung stützen sich die Federn 13 infolge der auf sie einwirkenden Fliehkraft über ihre Windungen an dem Stahlband 14 ab.
Über den Umfang der Einrichtung 1 betrachtet, sind zweckmäßigerweise zwei Schraubenfedern 13 vorgesehen, die sich jeweils, zumindest annähernd, über 90–175°, vorzugsweise zwischen 130 und 170° Winkelgraden erstrecken. Die Anzahl der Federn und die winkelmäßige Erstreckung derselben können zur besseren Anpassung des Schwingverhaltens der Riemenscheibe 1 an die jeweiligen Einsatzbedingungen variiert werden. So kann es für bestimmte Anwendungsfälle zweckmäßig sein, wenn nicht mehr als vier Federn verwendet werden. Durch den Einsatz derart dimensionierter Federn kann die von allen Federn 13 des Dämpfers 5 aufgebrachte Drehmomentrate bzw. Verdrehwiderstandsrate sehr gering gehalten werden, nämlich zweckmäßigerweise in einem Bereich zwischen 0,5 bis 2,5 Nm pro Grad, wobei für viele Anwendungsfälle Drehmomentraten in der Größenordnung zwischen 1,2 bis 1,8 Nm pro Grad bei der Anwendung als Riemenscheibendämpfer von Vorteil sind.
Bei einer Tilgerabstimmung können abhängig von der Frequenz höhere Federraten verwendet werden.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Riemenscheibe 1 können große Verdrehwinkel zwischen den beiden Massenteilen 3 und 4 erzielt werden, wodurch eine bessere Dämpfung der auftretenden Schwingungen erzielt werden kann, da aufgrund der möglichen großen Relativverdrehung zwischen den beiden Massenteilen 3 und 4 die zwischen diesen wirksame Dämpfungsrate über einen großen oder gar über fast den gesamten Verdrehwinkel niedrig sein kann. Die Relativverdrehung zwischen den beiden Massenteilen 3 und 4 wird durch auf-Block-gehen der Windungen der Federn 13 begrenzt. Zur einfacheren Montage und zur Reduzierung der in den Schraubenfedern 13 auftretenden Spannungen aufgrund der Verformungen, sind die langhubigen und jeweils einstückigen Schraubenfedern 13 zumindest annähernd auf den Krümmungsradius, der ihrer Einbaulage entspricht, vorgekrümmt bzw. vorgebogen. Das bedeutet also, daß die Federn im entspannten Zustand bereits kreisbogenförmig ausgebildet sind. Die als langhubige Federn wirksamen Federn können aber auch aus mehreren kürzeren Einzelfedern zusammengesetzt sein, wobei zwischen den Einzelfedern Zwischenstücke vorgesehen sind, derart, daß die so zusammengesetzte Feder zwar aus einzelnen geraden Abschnitten besteht, insgesamt jedoch eine gekrümmte Form gebildet ist. Dabei können die Federn über die Zwischenstücke fliehkraftmäßig abgestützt sein.
Zur Reduzierung des Verschleißes, ist in der nach außen hin abgedichteten Kammer 9 ein viskoses Medium, wie zum Beispiel Fett, enthalten, wobei die Füllung derart vorgenommen werden kann, daß lediglich die äußeren Bereiche der Schraubenfedern 13 in das Fett eintauchen.
Das viskose Medium, wie Öl, Fett od. dgl. kann aber auch zur Erzielung einer hydraulischen Dämpfung herangezogen werden, z. B. so, wie dies im Zusammenhang mit 4 gezeigt ist, wobei die hydraulische Dämpfung zwischen Ein- und Ausgangsteil und parallel zu den Federn wirksam ist. Dabei kann die Dämpfung eine hydrostatische und/oder eine hydrodynamische und/oder eine auf Schwerwirkung arbeitende Dämpfung sein.
Die Kammer 9 ist abgedichtet durch ein axial federndes, scheibenartiges Bauteil 15, das membranartig ausgebildet ist. Das membranartige Bauteil 15 besitzt einen radial inneren Bereich, der axial eingespannt ist zwischen inneren Bereichen des Flansches 10 und radial inneren Bereichen des Riemenlaufringes 11, sowie einen radial äußeren federnd verspannten Bereich, der sich an radial inneren Bereichen des Gehäuseteiles 8 axial abstützt.
Um besonders hohe Drehmomentspitzen abzubauen, kann zwischen den beiden Massenteilen 3 und 4, zusätzlich zu dem drehelastischen Dämpfer 5, noch eine mit diesem in Reihe geschaltete Rutschkupplung bzw. Drehmomentbegrenzungskupplung vorgesehen werden. Hierfür können beispielsweise die radial inneren Bereiche des Flansches 10 zwischen Reibflächen, die vom Riemenlaufring 11 getragen werden, axial eingespannt werden.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiterhin eine Tilgermasse 16 vorgesehen, die über einen Kraftspeicher in Form eines Gummiringes 17 auf den äußeren Bereichen der Nabe 6 aufgenommen ist.
Radial innen ist die Kammer 9 durch das Lager 12 abgedichtet bzw. es ist die dem Innenraum der Kammer zugewandte Lagerdichtung gleichzeitig die zweite Dichtung für die Kammer.
Der erfindungsgemäße Aufbau ermöglicht eine sehr kompakte Bauweise der Riemenscheibe 1, da der Dämpfer 5 sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung im wesentlichen innerhalb des Riemenlaufringes 11 aufgenommen ist.
Die Abdichtung 15 erzeugt weiterhin eine Reibungshysterese zwischen den beiden Massenteilen 3 und 4, welche parallelgeschaltet ist zu den Federn 13. Eine weitere Reibungsdämpfung kann durch entsprechende Auslegung des Lagers 12 erzielt werden. Für manche Einsatzfälle kann es weiterhin zweckmäßig sein, wenn zusätzliche Reibmittel vorgesehen werden, die eine Reibungshysterese erzeugen und die parallel oder in Reihe zu den Federn 13 wirksam sind. Dabei können die Reibungseinrichtungen über den gesamten Bereich, über den die Kraftspeicher 13 wirksam sind, wirken, oder diese Reibungseinrichtungen können lediglich über einen Teilbereich des zwischen den beiden Massenteilen 3 und 4 möglichen Gesamtverdrehwinkels wirksam sein. Hierfür können sich sogenannte Lastreibeinrichtungen, die mit wenigstens einem Kraftspeicher 13 zusammenwirken oder sogenannte verschleppte Reibeinrichtungen, welche einen Freiwinkel aufweisen, über den sie nicht wirksam sind, eignen.
Vorteilhaft ist es, wenn das Verhältnis zwischen dem Massenträgheitsmoment aller von der Riemenscheibe 1/4 angetriebenen Aggregate bzw. Nebenaggregate einschließlich der Riemenscheibe 1/4 selbst und dem Massenträgheitsmoment des Eingangsteils (6, 7, 3, 17, 16) ≥ 10 ist.
Die in 2 dargestellte Riemenscheibe 101 unterscheidet sich gegenüber der in 1 gezeigten im wesentlichen dadurch, daß der Flansch 110 das Eingangsteil für den drehelastischen Dämpfer 105 bildet und die schalenartigen Körper 107, 108, welche die im wesentlichen abgedichtete Kammer 109 begrenzen, als Ausgangsteil für den Dämpfer 105 ausgebildet sind. Der Flansch 110 ist mit der Nabe 106 über eine Drehmomentbegrenzungskupplung 118 verbunden. Die Drehmomentbegrenzungskupplung 118 umfaßt zwei scheibenartige Teile 119, 120, die über Nietverbindungen 106a mit der Nabe 106 fest verbunden sind. Die radial innerhalb des Dämpfers 105 befindlichen Bereiche des Flansches 110 sind axial zwischen den Reibbereichen 119a, 120a der beiden scheibenartigen Teile 119, 120 verspannt. Zur Abdichtung der Kammer 109 ist die in axialer Richtung elastisch verspannte Membran 115 zwischen dem Teil 119 und radialen Bereichen der Nabe 106 axial eingespannt und stützt sich weiterhin mit radial äußeren Bereichen an radial inneren Bereichen des dem Motor zugewandten Gehäuseteiles 108 ab.
Das Gehäuseteil 107 ist radial innen mit einem Nabenkörper 107a fest verbunden. Dieser Nabenkörper 107a dient zur Lagerung des den Riemenlaufring 111 aufweisenden Massenteiles 104 auf der Nabe 106 des anderen Massenteiles 103. Die Lagerung 112 umfaßt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 zwei axial hintereinander bzw. nebeneinander angeordnete Wälzlager. Der Riemenlaufring 111 umgreift die schalenartigen Körper 107, 108, welche die Kammer 109 begrenzen.
Die in 3 dargestellte Riemenscheibe 201 unterscheidet sich im wesentlichen dadurch von der in 2 dargestellten Riemenscheibe 101, daß das Gehäuseteil 207 einstückig mit dem Riemenlaufring 211 ausgebildet ist. Die im wesentlichen abgedichtete Kammer 209 wird weiterhin begrenzt von dem Gehäuseteil 208, das mit dem Gehäuseteil 207 bzw. dem Riemenlaufring 211, mittels einer Schweißverbindung, verbunden ist.
Ähnlich wie in 2 ist auch bei der hier dargestellten Riemenscheibe 201 der Flansch 210 das Eingangsteil für den drehelastischen Dämpfer 205, und die die im wesentlichen abgedichtete Kammer 209 begrenzenden Gehäuseteile 207 und 208 sind als Ausgangsteil für den Dämpfer 205 ausgebildet. Der Flansch 210 ist mit der Nabe 206 drehfest verbunden. Der Flansch 210 kann auch derartig ausgeführt sein, daß ein radial innenliegender, sich axial erstreckender Bereich den inneren Laufring der in diesem Ausführungsbeispiel als Wälzlager ausgeführten Lagerung bildet, daß also der Flansch 210 einstückig mit dem inneren Lagerring der Lagerung bzw. des Wälzlagers 212 ausgebildet ist. Zur Abdichtung der Kammer 209 ist die in axialer Richtung elastisch verspannte Membran 215 zwischen einem radial sich erstreckenden Bereich des Flansches 210 und dem Gehäuseteil 208 axial eingespannt und stützt sich weiterhin mit radial äußeren Bereichen an radial inneren Bereichen des dem Motor M abgewandten Gehäuseteils 208 ab. Das Gehäuseteil 207 ist radial innen vom äußeren Lagerring der hier als Wälzlager dargestellten Lagerung 212 getragen. Die Abdichtung der Lagerung 212 dient gleichzeitig zur radial inneren Abdichtung der Kammer 209.
Gemäß 3 enthält die Riemenscheibe 201 eine Reibeinrichtung 221. Zur Bildung dieser Reibeinrichtung wird eine Reibscheibe 222 von einem in Axialrichtung elastisch federnden Element, wie einer Tellerfeder 224, axial in Richtung Gegenscheibe 223 beaufschlagt und gegen diese gepreßt. Die Gegenscheibe 223 ist drehfest zwischen dem Innenring der als Wälzlager dargestellten Lagerung 212 und einem radial sich erstreckenden Abschnitt der Nabe gehalten. An einem weiteren sich radial erstreckenden Abschnitt der Nabe 206 stützt sich die Tellerfeder 224 mit ihrem radial inneren Bereich ab. Die zwischen Tellerfeder 224 und Gegenscheibe 223 eingespannte Reibscheibe 222 wird zur Erzeugung einer Relativbewegung und damit einer Reibungskraft in ihrem radial äußeren Bereich an dem Gehäuseteil 207 angelenkt.
Die Ansteuerung der Reibscheibe 222 erfolgt über axial aus der Kontur des Gehäuseteils 207 hervortretende Beaufschlagungsbereiche 225, in Form einer aus dem Gehäuseteil 207 herausgeprägten Warze. Die so ausgebildete Reibeinrichtung 221 kann durch eine drehfeste Verbindung der Reibscheibe 222 mit dem Gehäuseteil 207 derart ausgebildet werden, daß sie bei jeder Relativbewegung des Eingangs- und Ausgangsteils zueinander wirksam wird. Es ist jedoch auch möglich, die Reibeinrichtung 221 als Lastreibeinrichtung bzw. als verschleppte Reibeinrichtung auszuführen. Dazu ist es lediglich erforderlich, zwischen den Beaufschlagungsbereichen 225 des Gehäuseteils 207 und den in Umfangsrichtung mit diesen in Kontakt kommenden Anschlagbereichen der Reibscheibe 222 entsprechende Freiwinkel vorzusehen.
Die 3a und 3b zeigen weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten der Reibeinrichtung 221. In 3a ist die Tellerfeder 224 axial zwischen den Gehäuseteilen 207 und 208 verspannt und erstreckt sich mit ihrem Zungenbereich 226 axial durch Ausnehmungen im Flansch 210 hindurch. Die in Umfangsrichtung die Ausnehmungen des Flansches 210 begrenzenden Wandungsabschnitte dienen als Steuerungsmittel, die in ihrer Funktion den Steuerungsmitteln 225 in 3 gleichen.
In 3b ist die Reibeinrichtung 221 ebenfalls axial zwischen den Gehäuseteilen 207 und 208 eingespannt. Der Reibflansch 227 ist auf dem Gehäuseteil 208 drehbar gelagert und wird in axialer Richtung durch die Membrane 215, die sich am Flansch 210 abstützt, und die Tellerfeder 224, die sich am Gehäuseteil 207 abstützt, gegen das Gehäuseteil 208 gedrückt. In der Funktion und in den Variationsmöglichkeiten gleicht die in 3b dargestellte Reibeinrichtung 221 mit ihrem vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Reibflansch 227 den bisher dargestellten und beschriebenen Reibeinrichtungen.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines als Tilger wirksamen scheibenförmigen Bauteiles 301. Bei dem dargestellten Tilger ist der Flansch 310 das Eingangsteil für den drehelastischen Dämpfer 305 und die die im wesentlichen abgedichtete Kammer 309 in Axialrichtung begrenzenden Gehäuseteile 307 und 308 sind als Ausgangsteil für den drehelastischen Dämpfer 305 ausgebildet. Der Flansch 310 ist mit der Nabe 306 drehfest verbunden. Im dargestellten Beispiel ist die Nabe 306 direkt zur Bildung des inneren Laufrings der als Wälzlager dargestellten Lagerung 312 herangezogen. Es ist jedoch auch möglich – ähnlich wie im Zusammenhang mit 3 beschrieben – den Flansch 310 und den inneren Laufring des Lagers 312 einstückig auszuführen. Zur Abdichtung der Kammer 309 ist die in axialer Richtung elastisch verspannte Membrane 315 zwischen einem radial sich erstreckenden Bereich des Flansches 310 und dem Gehäuseteil 308 axial eingespannt und stützt sich weiterhin mit radial äußeren Bereichen an radial inneren Bereichen des dem Motor M abgewandten Gehäuseteils 308 ab. Das Gehäuseteil 307 bildet radial innen mit einem in Axialrichtung sich erstreckenden Bereich 307a den äußeren Laufring der hier als Wälzlager dargestellten Lagerung 312. Der in Axialrichtung sich erstreckende Bereich 307a des Gehäuseteils 307 kann jedoch auch drehfest mit dem äußeren Lagerring eines Wälzlagers der Lagerung 312 verbunden sein. Die Abdichtung der Lagerung 312 dient gleichzeitig zur radial inneren Abdichtung der Kammer 309.
Die radial äußere Begrenzung der im wesentlichen abgedichteten Kammer 309 ist durch die Tilgermasse 330 gebildet. Die in der 4 dargestellte Tilgermasse 330 ist aus zwei Teilen 328, 329 hergestellt, die z. B. mittels einer Schweißverbindung zusammengefügt sind, wobei die Tilgermasse 330 mit ihrer Teilmasse 328 mit dem dem Motor M zugewandten Gehäuseteil 307 und mit ihrer Teilmasse 329 mit dem dem Motor abgewandten Gehäuseteil 308 verbunden ist, was wiederum über eine Schweißverbindung erfolgen kann. Bei einem einfacheren Ausführungsbeispiel kann die Tilgermasse 330 auch einstückig ausgebildet sein und an ihren jeweiligen Kontaktbereichen mit den Gehäuseteilen 307, 308 verbunden sein.
Bei dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eines als Tilger wirksamen scheibenförmigen Bauteils wurde eine mehrteilige Bauweise der Tilgermasse 330 gewählt, um eine zusätzliche hydraulische Dämpfungseinrichtung 331 integrieren zu können – wie im Zusammenhang mit 4a sichtbar ist – die zusätzlich zu den Federn 313 des drehelastischen Dämpfers 305 wirksam ist. Diese hydraulische Dämpfungseinrichtung 331 besteht aus in der Tilgermasse 330 vorgesehenen, mit einem viskosen, pastösen Medium, wie Fett, gefüllten Kammern 332, in die der Flansch 310 mit radial außen angeordneten Auslegerarmen bzw. Beaufschlagungsbereichen oder Verdrängerarmen 310b eingreift. Eine Abstimmung der Dämpfungscharakteristik der hydraulischen Dämpfungseinrichtung 331, beispielsweise bezüglich der Schraubenfedern 313 des drehelastischen Dämpfers 305, ist z. B. über eine entsprechende Dimensionierung der Verdrängungs- oder Drosselquerschnitte in einfacher Weise realisierbar. Weiterhin können die die Kammern 332 in Umfangsrichtung begrenzenden, sich radial erstreckenden Wandungsabschnitte 333 der Tilgermasse 330 als Anschlagbereiche für die Verdrängerarme 310b des Flansches 310 ausgebildet sein, wodurch der relative Verdrehwinkelbereich zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil so begrenzt werden kann, daß die Schraubenfedern 313 der in Umfangsrichtung elastischen Dämpfungseinrichtung 305 nicht auf Block gehen und so z. B. Spannungsspitzen in den Schraubendruckfedern 313 abgebaut werden können.
Bezüglich weiterer vorteilhafter Merkmale, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung Anwendung finden können, wird auf die Anmeldung DE-P 41 39 730.4 verwiesen, deren Inhalt zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung mit übernommen wird. Dies gilt insbesondere für die Auslegung bzw. Dimensionierung und Anordnung der Wälzlagerung, des die Profilierung für den Riemen aufweisenden Teils und der Tilgermasse. Die Erfindung ist also nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt insbesondere auch Varianten, die durch Kombination von einzelnen, in Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und/oder mit den Anmeldungen DE-P 41 39 730.4 beschriebenen Merkmalen bzw. Elementen gebildet werden können. Weiterhin können einzelne, in Verbindung mit den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale bzw. Funktionsweisen für sich alleine genommen eine selbständige Erfindung darstellen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Riemenscheibendämpfers wird erzielt, daß die Eigenresonanz des Systems, welches die Riemenscheibe und die anzutreibenden Aggregate des Antriebes umfaßt, unter die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine verlagert werden kann, so daß ein überkritischer Betrieb des Riementriebs ermöglicht wird. In Kraftfahrzeugen kann durch die erfindungsgemäße Auslegung die Resonanzdrehzahl des die Riemenscheibe und die anzutreibenden Aggregate umfassenden Systems weit unter die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine gedrückt werden, so daß während des normalen Betriebes des Kraftfahrzeuges im Riementrieb keine Resonanz auftreten kann. Die Resonanzdrehzahl des Riementriebs kann in die Größenordnung von 100 bis 300 Umdrehungen gelegt werden, so daß bereits beim Anlassen der Brennkraftmaschine diese Resonanzdrehzahl durchfahren wird, wobei die Anlassermaschine gewährleistet, daß das System nicht in der Resonanz hängenbleibt. Da die Drehungsgleichförmigkeit mit den scheibenförmigen Bauteilen der Erfindung um bis zu 90% reduziert werden kann, werden die Belastungen des Riemens erheblich reduziert, wodurch der Riemen schwächer dimensioniert und preiswerter hergestellt werden kann und/oder es kann die Lebensdauer nicht nur des Riemens, sondern auch die der anderen Aggregate erhöht werden. Außerdem kann die Vorspannkraft des Riemens verringert werden, was wiederum Vereinfachungen und Verbilligungen beim Riemen selbst, als auch bei den anderen Aggregaten sowie der Riemenspannvorrichtung und des Riemendämpfers ermöglicht.
Wird die erfindungsgemäße Einrichtung als Tilger verwendet, so kann die Abstimmung der Federsteifigkeit und der Dämpfung auf zu tilgende Frequenzen erfolgen, die auch bei niedrigeren Motordrehzahlen liegen können. Diese kann man mit gummiartigen Kraftspeichern auf wirtschaftliche Weise nicht mehr erreichen.

Claims

Scheibenförmiges Bauteil für einen Riementrieb, wie zum Antrieb von Nebenaggregaten einer Brennkraftmaschine, das auf einer Welle der Brennkraftmaschine, wie der Kurbelwelle, befestigbar ist, wobei das scheibenförmige Bauteil eine Dämpfungseinrichtung enthält, die zwischen einem an der Welle befestigbaren Eingangsteil und einem relativ dazu verdrehbaren, einen Riemenlaufring tragenden Ausgangsteil vorgesehen ist, und wobei Eingangs- und Ausgangsteil zueinander verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungseinrichtung (201) mindestens zwei aus Stahl bestehende und Windungen aufweisende Kraftspeicher, wie zum Beispiel Schraubendruckfedern (205), enthält, die sich an Anlenkbereichen sowohl des Eingangs- (210) als auch des Ausgangsteiles (207, 208) abstützen und wobei die Kraftspeicher (205) innerhalb eines im Wesentlichen abgedichteten Gehäuses (209) untergebracht sind, das zumindest teilweise mit einem viskosen, pastösen Medium, wie Fett, gefüllt ist und wobei das Ausgangsteil (207, 208) durch Blechteile gebildet ist, die das Gehäuse (209) und den einstückig mit einem der Blechteile ausgebildeten Riemenlaufring bilden.
Scheibenförmiges Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsteifigkeit 0,5 bis 2,5 Nm pro Grad beträgt.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Federn (205) jeweils über 90 bis 175 Winkelgrade erstrecken.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung der Relativverdrehung von Eingangs- (210) und Ausgangsteil (207, 208) durch auf Block gehende Schraubenfedern (205) erzielt wird.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (205) langhubige Federn sind, die entweder einstückig und zumindest annähernd auf den Krümmungsradius, der ihrer Anordnung entspricht, vorgebogen sind oder aber aus mehreren kürzeren Einzelfedern zusammengesetzt sind, wobei zwischen den Einzelfedern Zwischenstücke vorgesehen sind.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (205) radial außen gegen Fliehkraft unter Anwendung verschleißmindernder Mittel abgestützt sind.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung mittels schalenartig ausgebildeter, zwischen Gehäuse und Federn gelegter Elemente erfolgt.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (209) durch eine wenigstens an einem der Teile zumindest geführte und am anderen Teil anliegende Dichtung (215) abgedichtet ist.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (215) reibend an dem anderen Teil anliegt.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (215) eine Reibungsdämpfung erzeugt.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftübertragungsweg zwischen Ein- und Ausgangteil eine Drehmomentbegrenzungskupplung vorgesehen ist.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Eingangs- und Ausgangsteil eine hydraulische Dämpfung wirksam ist.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Massenträgheitsmoment
ist.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus zwei Teilen (207, 208) gebildet ist, wobei das zweite Gehäuseteil (208) am Riemenlaufring befestigt ist, welcher einstückig gefertigt ist mit dem ersten Gehäuseteil (207).
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Teile Blechformteile (207, 208) sind, die am Außenumfang miteinander verschweißt sind.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch das Eingangsteil ein Blechformteil (210) aufweist.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Ein- und Ausgangsteil eine Reibeinrichtung (221) vorgesehen ist.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (221) spielbehaftet ist.
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdichtung der Kammer gebildet ist durch eine zwischen dem Eingangsteil (210) und der dem Motor abgewandten Gehäusewandung (208) vorgesehene Dichtung (215).
Scheibenförmiges Bauteil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenträgheitsmoment des Ausgangsteiles erheblich höher ist als das des Eingangsteiles.