Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad zum Antreiben eines

Nebenaggregats eines Fahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad zum Antreiben eines Nebenaggregats eines Fahrzeuges mit einer Dämpfungseinrichtung an dem auf einer Nabe gelagerten Triebrad.

Aus der Druckschrift DE 195 35 889 A1 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in einem Zugmitteltrieb bekannt. Der Zugmitteltrieb ist für einen Aggregatriementrieb einer Brennkraftmaschine vorgesehen, wobei eine Freilaufkupplung vorgesehen ist, die zwischen einer Riemenscheibe und einer Welle angeordnet ist. Die bekannte Freilaufeinheit eignet sich besonders zum Antrieb eines Generators. Die Freilaufeinheit ist Bestandteil einer Riemenscheibe, welche zum Antrieb des Generators dient. Durch den Einsatz der Freilaufeinheit wird eine Eigendämpfung ermöglicht, so dass die Drehmomentübertragung des Zugmitteltriebes verbessert wird.

Aus der Druckschrift EP 0 980 479 B1 ist ein weiteres Riemenantriebssystem mit einer Generatorverbindungsfreilaufkupplung bekannt. Das Antriebssystem schafft eine Torsionswickelfeder und einen Einweg-Kupplungsmechanismus, so dass der geschaffene Mechanismus in Form einer schraubenförmigen Wicklung eine Doppelfunktion hat. Zum einen können die Antriebsdrehmomente der Generator-Riemenscheibe auf die Nabe nachgiebig übertragen werden und zum anderen kann die Riemenscheibe des Generators von der Nabe in eine Richtung abgekoppelt werden.

Im Allgemeinen sind Riementriebe zum Antrieb der Nebenaggregate, wie z.B. eines Generators, einer Wasserpumpe, eines Klimakompressors, einer Lenkhilfpumpe oder dergleichen, bei einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Aufgrund der Drehungleichförmigkeiten des Kurbeltriebes des Verbrennungsmotors können hohe Belastungen von dem Riementrieb auf das Nebenaggregat übertragen werden. Diese Belastungen sind abhängig von der Höhe der Anregungsamplitude, der Steifigkeiten von Riemen und Riemenspanner und den Massenträgheitsmomenten der Nebenaggregate, wobei das Massenträgheitsmoment von der Lichtmaschine bzw. dem Generator einen relativ hohen Anteil am Gesamtmassenträgheitsmoment besitzt. Deshalb ist es erforderlich, das Nebenaggregat von dem Riementrieb zu entkoppeln.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen der eingangs genannten Gattung weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird z. B. durch eine Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad zum Antreiben eines Nebenaggregats eines Fahrzeuges mit einer Dämpfungseinrichtung an dem auf einer Nabe gelagerten Triebrad gelöst, bei der die Nabe mit einer Antriebswelle des Nebenaggregats verbunden ist, wobei als Dämpfungseinrichtung ein mit einer Rutschkupplung kombinierter Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen ist und wobei die Rutschkupplung zumindest eine nabenseitige Reibfläche und zumindest eine reibringseitige Reibfläche umfasst, um das Triebrad über den Dämpferkäfig des Torsionsschwingungsdämp- fers mit der Nabe kraftschlüssig und/oder formschlüssig zu koppeln, so dass eine schwingungsgedämpfte Drehmomentübertragung vom Triebrad über den Dämpferkäfig auf die Nabe ermöglicht wird. Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die reibringseitige Reibfläche zwischen der Tellerfeder und einer Stützscheibe vorgesehen ist, wobei die Tellerfeder mit dem Dämpferkäfig und die Stützscheibe mit der Nabe verbunden sind.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass die bei den bekannten Anordnungen verwendete Rutschkupplung thermisch hochbelastet wird. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Anordnung durch die Verlegung zumindest des reibringseitigen Reibkontaktes bzw. der reibringseitigen Reibfläche verhindert. Die reibringseitige Reibfläche ist nämlich bei der erfindungsgemäßen Anordnung zwischen der Tellerfeder und der Stützscheibe vorgesehen. Dadurch, dass die Tellerfeder zwischen dem Reibring und dem Dämpferkäfig angeordnet wird, kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein verbesserter Wärmetransport ermöglicht werden, so dass dadurch thermische überbelastungen insbesondere im Bereich der Reibflächen der Rutschkupplung sicher vermieden werden.

Im Rahmen einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Tellerfeder und die Stützscheibe aus einem Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Stahl oder dergleichen, gefertigt. Somit kann die entstehende Reibungswärme an der Reibfläche der Rutschkupplung in axialer Richtung beidseitig durch die z. B. aus Stahl gefertigten Bauteile, nämlich von der Tellerfeder und der Stützscheibe, optimal aufgenommen und abtransportiert werden. Dadurch wird die bei der bekannten Anordnung vorgesehene Wärmeisolation durch den üblicherweise aus Kunststoff gefertigten Dämpferkäfig vermieden.

Zudem kann durch das direkte Anliegen der Tellerfeder an dem Dämpferkäfig in vorteilhafter Weise ein Durchbiegen des Dämpferkäfigs, wie es bei den bekannten Anordnungen üblich ist, verhindert werden. Dadurch kann die Federkraft der Tellerfeder ohne zusätzlichen Hebelarm direkt auf den Konus weitergeleitet werden.

Gemäß einer nächsten Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Tellerfeder über am Innendurchmesser des Dämpferkäfigs vorgesehene in axiale Richtung vorstehende Nasen

drehfest gehalten ist. Die Stützscheibe dagegen kann mittels einer Verstemmung oder einer Verzahnung drehfest mit der Nabe verbunden werden. Es sind auch andere konstruktive Ausführungen denkbar, um die Tellerfeder und die Stützscheibe jeweils drehfest anzuordnen. Als axiale Sicherung der einzelnen Bauteile kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Reibring mit der Stützscheibe axial verspannt wird.

Vorzugsweise bilden bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Dämpferkäfig zusammen mit dem Triebrad Aufnahmebereiche für die Bogenfedern des als Bogenfederdämpfer ausgebildeten Torsionsschwingungsdämpfers. Der Verdrehwinkel der Bogenfedern des Bogenfeder- dämpfers kann durch korrespondierende Anschläge begrenzt werden. Diese Anschläge sind bevorzugt zwischen der Riemenscheibe und dem Dämpferkäfig vorgesehen.

Die vorbeschriebene Ausführungsform der Anordnung kann auch mit zumindest einer der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad zum Antreiben eines Nebenaggregats eines Fahrzeuges mit einer Dämpfungseinrichtung an dem auf einer Nabe gelagerten Triebrad gelöst, bei der die Nabe mit einer Antriebswelle des Nebenaggregates verbunden ist, wobei die Dämpfungseinrichtung mit einer Rutschkupplung kombiniert ist, so dass eine schwingungsgedämpfte Drehmomentübertragung vom Triebrad auf die Nabe vorgesehen ist. Erfindungsgemäß um- fasst die Dämpfungseinrichtung mehrere Torsionsschwingungsdämpfer oder dergleichen zum Erreichen einer vorbestimmten Dämpferkapazität bei der Drehmomentübertragung zwischen dem Triebrad und der Nabe.

Es ist möglich, diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit der vorgenannten Ausführungsform oder auch unabhängig von dieser auszuführen.

Durch diese weitere Anordnung kann die Dämpferfedersteifigkeit der verwendeten Torsionsschwingungsdämpfer an gewünschte Motoranwendungen angepasst werden. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass der Verdrehwinkel der Torsionsschwingungsdämpfer durch entsprechende Kombination der verschiedenen Torsionsschwingungsdämpfer verändert werden kann.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei Torsionsschwingungsdämpfer zwischen dem Triebrad und der Nabe in Reihe geschaltet sind. Beispielsweise ist es auch denkbar, dass die Torsionsschwingungsdämpfer parallel geschaltet werden. Es sind auch andere Anordnungsmöglichkeiten der ein-

zelnen Torsionsschwingungsdämpfer möglich, bei denen die Dämpfer sowohl in Reihe als auch parallel geschaltet werden können.

Es hat sich gezeigt, dass eine Reihenschaltung der Torsionsschwingungsdämpfer bei bestimmten Motorenanwendungen von Vorteil ist, die eine deutlich geringere Dämpferfederstei- figkeit erfordern. Durch die Reihenschaltung der Torsionsschwingungsdämpfer kann nämlich die Federsteifigkeit z. B. halbiert werden.

Eine mögliche konstruktive Ausführung einer Reihenschaltung von Torsionsschwingungs- dämpfern kann dadurch realisiert werden, dass zwei in axialer Richtung hintereinander angeordnete Dämpferkäfige oder dergleichen vorgesehen sind, um die Federelemente der jeweiligen Torsionsschwingungsdämpfer aufnehmen zu können. Vorzugsweise kann als Torsionsschwingungsdämpfer ein Bogenfederdämpfer eingesetzt werden. Es sind aber auch andere Torsionsschwingungsdämpfer verwendbar.

Die in axialer Richtung hintereinander angeordneten Dämpferkäfige bilden Aufnahmebereiche für die jeweiligen Bogenfedern der Bogenfederdämpfer, wobei der Verdrehwinkel der Bogen- federn jedes Bogenfederdämpfers durch Anschläge begrenzt ist. Durch die Reihenschaltung der Bogenfederdämpfer ergibt sich eine Verdoppelung des maximalen Verdrehwinkels durch die Addition der beiden Verdrehwinkel der einzelnen Bogenfederdämpfer. Durch die Veränderung der Anzahl der verwendeten Bogenfederdämpfer kann somit der Gesamtverdrehwinkel an eine bestimmte Anwendung angepasst werden.

Unabhängig davon, ob nun ein Torsionsschwingungsdämpfer bzw. ein Bogenfederdämpfer oder dergleichen Dämpfer eingesetzt wird, kann die erfindungsgemäße Anordnung mittels der Dämpferkäfige in zumindest eine Drehrichtung des Triebrades wirkendes Rutschkupplungselement zum Aufnehmen der Schwingungsamplituden bei der Drehmomentübertragung von dem Triebrad auf die Nabe realisieren. Dabei werden die vorgesehenen Dämpferkäfige axial über zumindest eine erste Reibfläche gegen die Nabe zur kraftschlüssigen Drehmomentübertragung gepresst. Beispielsweise kann die erste Reibfläche zur kraftschlüssigen Drehmomentübertragung als Kegelfläche oder dergleichen ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass die Reibfläche zur formschlüssigen Drehmomentübertragung als axial verzahnte Fläche ausgebildet ist.

Um die erfindungsgemäße Anordnung in axialer Richtung abzudichten, kann als Abdichtung eine Abdeckkappe zumindest stützscheibenseitig vorgesehen sein.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad zum Antreiben eines Nebenaggregats eines Fahrzeuges mit einer Dämpfungseinrichtung an dem auf einer Nabe gelagerten Triebrad gelöst, bei der die Nabe mit einer Antriebswelle des Nebenaggregats verbunden ist, wobei die Dämpfungseinrichtung einen Torsionsschwingungsdämpfer umfasst, so dass eine schwingungsgedämpfte Drehmomentübertragung vom Triebrad auf die Nabe vorgesehen ist. Erfindungsgemäß sind bei der Anordnung an dem Triebrad und an der Nabe jeweils korrespondierende Festanschläge oder dergleichen vorgesehen, welche den Verdrehwinkel des Torsionsschwin- gungsdämpfers begrenzen. Diese Festanschläge werden auch als Kennlinienanschläge bezeichnet, welche zur übertragung für hohe Motorstartmomente besonders geeignet sind.

Diese weitere mögliche Ausführungsform kann unter Umständen mit den vorgenannten Ausführungsformen zumindest teilweise kombiniert werden, aber auch eigenständig eingesetzt werden.

Insbesondere bei Starter-Generatoren, bei so genannten Hybridsystemen, kann es erforderlich sein, dass im Generatorbetrieb ein relativ niedriges Antriebsmoment benötigt wird, während beim Start des Verbrennungsmotors, also im Motorbetrieb, ein deutlich höheres Drehmoment übertragen werden muss. Insbesondere bei diesen Anwendungen ist es vorteilhaft, anstelle einer Rutschkupplung massive Festanschläge bei der erfindungsgemäßen Anordnung zu verwenden.

Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das als Riemenscheibe oder dergleichen ausgebildete Triebrad eine erste Dämpferkäfighälfte umfassen, die mit einer zweiten Dämpferkäfighälfte Aufnahmeräume für die Federspeicher des z. B. als Bogenfederdämpfer ausgebildeten Torsionsschwingungsdämpfers bilden.

Vorzugsweise kann die erste Dämpferkäfighälfte in die Riemenscheibe eingepresst werden. Um eine formschlüssige Verbindung zwischen der ersten Dämpferkäfighälfte und der Riemenscheibe zu realisieren, kann die erste Dämpferkäfighälfte an Ihrem Außendurchmesser mehrere Anformungen oder dergleichen aufweisen, welche formschlüssig in Ausnehmungen zwischen den Festanschläge der Riemenscheibe eingreifen können. Es ist auch möglich, dass die zweite Dämpferkäfighälfte z. B. eine Innenverzahnung aufweist, die mittels einer Außenverzahnung oder dergleichen mit der Nabe gekoppelt ist. Somit besteht eine drehfeste Verbindung zwischen der ersten Dämpferkäfighälfte und der Riemenscheibe.

AIs drehfeste Verbindung zwischen der zweiten Dämpferkäfighälfte und der Nabe kann gemäß einer nächsten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass die zweite Dämpferkäfighälfte über eine Zwischenverzahnung mit der Nabe formschlüssig gekoppelt ist.

Eine nächste Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass bei der erfindungsgemäßen Anordnung in axialer Richtung zwischen der ersten Dämpferkäfighälfte und der zweiten Dämpferkäfighälfte eine Distanzscheibe oder dergleichen vorgesehen ist. Die Distanzscheibe verhindert somit einen direkten Kontakt zwischen den beiden Dämpferkäfighälften, die beispielsweise aus einem Kunststoff gefertigt sind. Da die Distanzscheibe vorzugsweise aus Stahl gefertigt ist, wird somit ein Kunststoff/Kunststoff-Reibkontakt vermieden.

Zur axialen Befestigung kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung beispielsweise eine Stützscheibe und/oder ein Sicherungsring vorgesehen sein, die die beiden Gehäusehälften bzw. Dämpferkäfighälften gegeneinander pressen. Zur axialen Abdichtung können an jeder Seite der Anordnung Abdeckkappen oder dergleichen vorgesehen sein.

Die korrespondierenden Festanschläge an der Nabe und der Riemenscheibe bewirken, dass das Startmoment des Verbrennungsmotors direkt über diese Anschläge übertragen wird. Diese Ausführungsform der Anordnung kann mit den vorbeschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden. Es ist aber auch möglich, dass die beschriebene Ausführungsform separat eingesetzt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch eine Anordnung gelöst, bei der die vorbeschriebene Ausführungsform durch zumindest eine Reibungsdämpfungseinrichtung oder dergleichen ergänzt wird. Dadurch kann die vorbeschriebene Ausführungsform mit den Festanschlägen derart verbessert werden, dass so genanntes Riemenquietschen und ungewollte Resonanzen an der Anordnung durch die zusätzliche Reibungsdämpfungseinrichtung verhindert wird.

Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Anordnung kann bei dieser weiteren Ausführungsform die Reibungsdämpfungseinrichtung eine Tellerfeder oder dergleichen umfassen, deren Federkraft sich einerseits auf die Stützscheibe und andererseits auf die zweite Dämpferkäfighälfte abstützt bzw. darauf jeweils wirkt. Dadurch werden zumindest zwei Reibflächen zur Reibungsdämpfung zwischen der Riemenscheibe und der Nabe realisiert. Insbesondere wird eine erste Reibfläche zwischen der ersten Dämpferkäfighälfte und der Nabe gebildet und eine zweite Reibfläche zwischen der Distanzscheibe und zumindest einer der beiden Dämpferkäfighälften vorgesehen. Somit kann die zusätzliche Reibungsdämpfung der Anordnung über die Tellerfederkraft entsprechend eingestellt werden.

Die vorbeschriebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung kann bevorzugt mit der Ausführungsform kombiniert werden, bei der Festanschläge zwischen der Riemenscheibe und der Nabe zur schwingungsgedämpften Drehmomentübertragung verwendet werden. Es sind aber auch andere Kombinationen mit den weiteren beschriebenen Ausführungsformen der Anordnung denkbar.

Vorzugsweise unabhängig von den beschriebenen Ausführungsformen können als Torsionsschwingungsdämpfer ohne zusätzliche Schmiermittel arbeitende Bogenfederdämpfer verwendet werden. Des Weiteren kann das beschriebene Triebrad vorzugsweise als Riemenscheibe zum Antreiben eines Nebenaggregates ausgebildet sein und z. B. über ein Gleitlager oder auch über ein Wälzlager auf der Nabe drehbar gelagert sein. Um möglichst geringe Reibungen innerhalb der Aufnahmebereiche der Federelemente bzw. der Bogenfedern und somit eine möglichst lange Lebensdauer zu realisieren, kann vorgesehen sein, dass die den Aufnahmebereich jeweils bildenden Dämpferkäfige oder dergleichen aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt sind. Vorzugsweise kann der faserverstärkte Kunststoff einen Trockenschmierstoff oder dergleichen umfassen. Somit sind zusätzliche Schmierstoffe nicht erforderlich. Um eine optimale Abdichtung der erfindungsgemäßen Anordnung zu realisieren, kann als Dichtelement eine Spaltdichtung oder eine Labyrinthdichtung vorzugsweise im Bereich der vorgesehenen Anschläge vorgesehen sein.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine geschnittene Teilansicht einer ersten Ausführungsform einer Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad;

Fig. 2 eine geschnittene Ansicht der entlang der Schnittlinie A-A gemäß Fig. 1 der erfindungsgemäßen Anordnung;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Funktionsschema gemäß der ersten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 5 ein Diagramm mit einem Verlauf des zu übertragenen Drehmomentes über den

Verdrehwinkel als Kennlinie gemäß der ersten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht gemäß Fig. 1 mit den Reibflächen der Rutschkupplung;

Fig. 7 eine geschnittene Teilansicht einer zweiten Ausführungsform einer Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad;

Fig. 8 eine geschnittene Ansicht entlang der Schnittlinie B-B gemäß Fig. 7 der Anordnung;

Fig. 9 eine Explosionsdarstellung der zweiten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 10 ein Funktionsschema der zweiten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 11 ein Diagramm mit einem Verlauf des übertragenen Drehmoment über dem

Verdrehwinkel als Kennlinie der zweiten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 12 eine vergrößerte Teilansicht gemäß Fig. 7 mit den jeweiligen Reibflächen der

Anordnung;

Fig. 13 eine geschnittene Teilansicht einer dritten Ausführungsform einer Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad;

Fig. 14 eine geschnittene Ansicht entlang der Schnittlinie C-C gemäß Fig. 13 der dritten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 15 eine Explosionsdarstellung der dritten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 16 ein Funktionsschema der dritten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 17 ein Diagramm mit einem Verlauf des übertragenen Drehmoments über den

Verdrehwinkel als Kennlinie der dritten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 18 eine vergrößerte Teilansicht der dritten Ausführungsform der Anordnung mit dem beispielhaft angedeuteten Festanschlag;

Fig. 19 eine weitere Teilansicht der dritten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 20 eine geschnittene Ansicht entlang der Schnittlinie D-D gemäß Fig. 19 der dritten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 21 eine weitere Teilansicht der dritten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 22 eine geschnittene Ansicht entlang der Schnittlinie E-E gemäß Fig. 21 der dritten

Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 23 eine geschnittene Teilansicht einer vierten Ausführungsform einer Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad;

Fig. 24 eine geschnittene Ansicht entlang der Schnittlinie F-F gemäß Fig. 23 der vierten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 25 eine Explosionsdarstellung der vierten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 26 ein Funktionsschema der vierten Ausführungsform der Anordnung;

Fig. 27 ein Diagramm mit einem Verlauf des übertragenen Drehmomentes über den

Verdrehwinkel als Kennlinie der vierten Ausführungsform der Anordnung; und

Fig. 28 eine weitere geschnittene Teilansicht der vierten Ausführungsform der Anordnung mit den Reibflächen der Anordnung.

In den Figuren 1 bis 28 sind vier verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Anordnung zum Dämpfen von Schwingungen an einem Triebrad zum Antreiben eines nicht weiter gezeigten Nebenaggregats eines Fahrzeuges mit einer Dämpfungseinrichtung dargestellt.

Figuren 1 bis 6 zeigen eine erste Ausführungsform, Figuren 7 bis 12 zeigen eine zweite Ausführungsform, Figuren 13 bis 22 zeigen eine dritte Ausführungsform und Figuren 23 bis 28 eine vierte Ausführungsform der Anordnung. Bei den beispielhaft dargestellten Ausführungsformen ist das Triebrad als Riemenscheibe 2 ausgebildet und auf einer Nabe 1 drehbar gelagert ist. Die Nabe 1 ist mit einer Antriebswelle 12 eines als z. B. Lichtmaschine bzw. Generator oder dergleichen ausgebildeten Nebenaggregats eines Verbrennungsmotors verbunden.

Die Nabe 1 ist vorzugsweise über ein Innengewinde an der Antriebswelle 12 verschraubt, wobei das Anzugsmoment mittels eines Innensechskantes oder einer anderweitig gestalteten Vielzahlverzahnung (z. B. Kerbverzahnung) eingeleitet wird. Ferner wird bei den gezeigten Ausführungsformen als Torsionsschwingungsdämpfer ein ohne Schmiermittel arbeitender Bo- genfederdämpfer vorzugsweise eingesetzt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform umfasst die Dämpfungseinrichtung neben dem Bogenfederdämpfer auch eine Rutschkupplung, die mit dem Bogenfederdämpfer kombiniert ist. Der Bogenfederdämpfer weist einen Dämpferkäfig 4 auf, wobei die Riemenscheibe 2 und der Dämpferkäfig 4 derart miteinander korrespondieren, dass sie gemeinsam mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Aufnahmeräume für die Bogenfedern 3 bilden. Die über den Umfang verteilt angeordneten Aufnahmebereiche für die Bogenfedern 3 werden durch korrespondierende Anschläge C sowohl an dem Dämpferkäfig 4 als auch an der Riemenscheibe 2 begrenzt, sodass ein vorbestimmter maximaler Verdrehwinkel α des Bogenfe- derdämpfers vorgegeben wird, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

In Fig. 3 ist eine Explosionsdarstellung der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung gezeigt, aus der der Aufbau der Anordnung gemäß der ersten Ausführungsform verdeutlicht wird. Die mit der Antriebswelle 12 des Nebenaggregats verschraubte Nabe 1 nimmt die zentrierte Riemenscheibe 2 verdrehbar auf, wobei die Riemenscheibe 2 wiederum einen Riemen oder dergleichen Zugmittel zum Koppeln mit dem Kurbelwellenantrieb des Verbrennungsmotors ausgestattet ist. In axialer Richtung schließt sich an den Dämpferkäfig 4 eine Tellerfeder 6 an, die an dem Dämpferkäfig 4 drehfest gehalten ist. Dies wird dadurch realisiert, dass am Innendurchmesser des Dämpferkäfigs 4 in radialer Richtung vorstehende Nasen angeordnet sind, die mit dem Innendurchmesser der Tellerfeder 6 in Eingriff stehen. Der Innenkontakt der Tellerfeder 6 an dem Dämpferkäfig 4 verhindert in vorteilhafter weise auch ein starkes Durchbiegen des Dämpferkäfigs 4, da die Federkraft der Tellerfeder 6 ohne Hebelarm direkt auf den Konus weitergeleitet wird. An der dem Dämpferkäfig 4 abgewandten Seite der Tellerfeder 6 liegt der Reibring 5 an, der durch eine Stützscheibe 7 gegen den Dämpferkäfig 4 gepresst wird. Die Stützscheibe 7 ist mit der Nabe 1 drehfest verstemmt. Als äußerer Schutz ist schließlich eine Abdeckkappe 9 auf der Stützscheibe vorgesehen.

In Fig. 4 wird das Funktionsprinzip anhand des dargestellten Funktionsschemas erläutert. Daraus ist ersichtlich, dass die Riemenscheibe 2 über die Bogenfedern 3 des Bogenfeder- dämpfers in Abhängigkeit des gewählten Verdrehwinkels α mit dem Dämpferkäfig 4 gekoppelt sind, wobei der Dämpferkäfig 4 als Rutschkupplungselement wiederum über Reibflächen A1 und A2 mit der Nabe 1 zur schwingungsgedämpften Drehmomentübertragung gekoppelt ist.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm mit der resultierenden Kennlinie bei der Drehmomentübertragung gemäß der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung in Form eines Diagramms. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, dass das Drehmoment in Abhängigkeit des Verdrehwinkels linear ansteigt bis schließlich ein maximales zu übertragendes Drehmoment erreicht wird.

In Fig. 6 ist eine vergrößerte geschnittene Teilansicht gemäß Fig. 1 gezeigt, aus der die Funktionsweise insbesondere der Rutschkupplung bei der erfindungsgemäßen Anordnung ersichtlich ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird der reibringseitige Reibkontakt durch die Reibfläche A2 zwischen dem Reibring 5 und der Stützscheibe 7 gebildet. Somit kann die durch die Rutschkupplung entstehende Reibungswärme beidseitig durch Stahlteile aufgenommen werden, da die Reibfläche A2 zwischen den üblicherweise aus Stahl gefertigten Bauteilen, nämlich der Tellerfeder 6 und der Stützscheibe 7 vorgesehen ist. Auf diese Weise kann eine ausreichende Wärmeleitung realisiert werden, so dass thermische Belastung vermieden werden können.

Neben der Reibfläche A2 steht der Dämpferkäfig 4 über eine weitere Reibfläche A1 mit der Nabe 1 in kraftschlüssiger Verbindung. Die Reibfläche A1 kann z. B. als Kegelfläche wie in Fig. 6 gezeigt, ausgeführt sein. Es sind aber auch formschlüssige Verbindungen zwischen dem Dämpferkäfig 4 und der Nabe 1 beispielsweise in Form eines Ratschenprinzips oder dergleichen möglich. Damit der Dämpferkäfig 4 als Rutschkupplungselement dienen kann, wird der Dämpferkäfig 4 über die Reibfläche A2 gegen die Nabe 1 über die Reibfläche A1 verspannt. Dies wird insbesondere durch die Tellerfeder 6 realisiert. Auf diese Weise kann bei einer vorbestimmten Schwingungsamplitude die Drehmomentübertragung durch die überlastrutschkupplung zeitweise reduziert bzw. unterbrochen werden, so dass die Schwingungen nicht an das Nebenaggregat übertragen werden.

In Fig. 7 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Bei dieser Anordnung wird durch eine Reihenschaltung zweier Bogenfederdämpfer eine Verdoppelung der Dämpferkapazität ermöglicht. Dies ist deshalb notwendig, da bei einigen Motorenanwendungen eine deutlich geringere Dämpferfedersteifigkeit gefordert wird. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung kann auf einfachste Weise eine reduzierte, z. B. halbierte Feder- steifigkeit realisiert werden.

Im Wesentlichen umfasst die Anordnung gemäß der zweiten Ausführungsform die gleichen Bauteile wie bei der ersten Ausführungsform. Jedoch sind im Bereich des Dämpferkäfigs 4 Veränderungen vorgenommen worden, um die Reihenschaltung der beiden Bogenfederdämpfer zu realisieren. Dazu wird die Nabe 1 in axialer Richtung verlängert, so dass in axialer Rieh-

tung zwei hintereinander angeordnete Dämpferkäfige 4, 10 angeordnet werden können. Durch die beiden Dämpferkäfige 4 und 10 können zwei Reihen Bogenfedem 3a, 3b in den durch die beiden Dämpferkäfige 4, 10 gebildeten Aufnahmeräumen aufgenommen werden. Zwischen den einzelnen Dämpferkäfigen 4, 10 sind Anschläge C1 , C2 vorgesehen, wie dies aus Fig. 8 ersichtlich ist.

Die korrespondierenden Anschläge C1 sind zwischen der Riemenscheibe 2 und dem Dämpferkäfig 10 vorgesehen. Dagegen sind die korrespondierenden Anschläge C2 zwischen dem Dämpferkäfig 10 und dem Dämpferkäfig 4 angeordnet. Somit begrenzen die Anschläge C1 , C2 jeweils den maximalen Verdrehwinkel α jedes Bogenfederdämpfers und können das überschüssige Drehmoment aufnehmen, das in der Rutschphase der Rutschkupplung auftreten kann.

In Fig. 9 ist eine Explosionsdarstellung der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Neben den bereits bezüglich der ersten Ausführungsform beschriebenen Bauteilen sind hier der zusätzliche Dämpferkäfig 10 und die zusätzlichen Bogenfedem 3a zu sehen. Um die beiden Dämpferkäfige 4, 10 aufnehmen zu können, ist die Nabe 1 in axialer Richtung verlängert worden. Ansonsten kann im Wesentlichen auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen werden.

Das Funktionsschema der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung wird in Fig. 10 gezeigt. Aus diesem Funktionsschema wird ersichtlich, dass zwischen der Riemenscheibe 2 und der Nabe 1 zwei Bogenfederdämpfer mit ihren Bogenfedem 3a, 3b geschaltet sind, so dass sich die jeweils maximalen Verdrehwinkel α zusammenaddieren. Folglich wird bei zwei gleichen Bogenfederdämpfem der doppelte Verdrehwinkel (2α) erreicht. Auch bei der zweiten Ausführungsform ist eine Rutschkupplung vorgesehen, welche durch die beiden Reibflächen A1 und A2 gebildet wird.

In Fig. 11 ist die resultierende Kennlinie bei der Drehmomentübertragung gemäß der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung in einem Diagramm dargestellt. Im Wesentlichen entspricht diese Kennlinie der Kennlinie der ersten Ausführungsform, jedoch mit dem Unterschied, dass der Verdrehwinkel gegenüber der ersten Ausführungsform der Anordnung verdoppelt ist, also 2α entspricht.

Die vergrößerte geschnittene Teilansicht in Fig. 12 zeigt die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung detaillierter. Insbesondere sind die korrespondierenden Anschläge C1 zwischen der Riemenscheibe 2 und dem Dämpferkäfig 10 sowie die korrespondierenden C2 zwischen den beiden Dämpferkäfigen 4, 10 deutlich zu erkennen. Zudem ist als

erste Reibfläche A1 der Rutschkupplung eine Kegelfläche zwischen dem Dämpferkäfig 4 und der Nabe 1 vorgesehen. Als zweite Reibfläche A2 ist wie bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 die Reibfläche A2 zwischen dem Reibring 5 und der Stützscheibe 7 bzw. der Tellerfeder 6 vorgesehen. Es auch andere Ausführungen hinsichtlich der Reibflächen A1 und A2 möglich.

In Fig. 13 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet zur übertragung hoher Motorstartmomente. Es hat sich gezeigt, dass immer mehr Startergeneratoren anstelle einer herkömmlichen Lichtmaschine in so genannten Hybridsystemen eingesetzt werden. Diese Startergeneratoren benötigen im Generatorbetrieb ein relativ niedriges Antriebsmoment, welches über das Anschlagmoment des Bogenfederdämpfers abgedeckt werden kann. Während des Starts des Verbrennungsmotors ist jedoch im Motorbetrieb ein deutlich höheres Drehmoment über den Bogenfederdämpfer zu übertragen, so dass beispielsweise anstelle einer bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen vorgesehenen Rutschkupplung ein massiver Festanschlag oder dergleichen realisiert wird. Somit werden Kennlinienanschläge zur übertragung hoher Motorstartmomente realisiert.

Diese korrespondierenden Festanschläge werden mit C3 bei der dritten Ausführungsform der Anordnung bezeichnet. Dabei befinden sich die korrespondierenden Anschläge C3 an der z. B. aus Stahl gefertigten Nabe 1 und an der Riemenscheibe 2a, die ebenfalls aus Stahl gefertigt sein sollte. Die korrespondierenden Anschläge C3 sind insbesondere aus Fig. 14 ersichtlich.

Ferner weist die Riemenscheibe 2 eine erste Dämpferkäfighälfte 4a auf, die mit einer zweiten Dämpferkäfighälfte 4b Aufnahmeräume für die Bogenfedern 3 des Bogenfederdämpfers bilden. Dabei ist die erste Dämpferkäfighälfte 4a in die Riemenscheibe 2 eingepresst, so dass das Federmoment auf die Bogenfedern 3 geleitet wird. Bei der in Fig. 13 dargestellten dritten Ausführungsform ist die Riemenscheibe 2 über das Gleitlager 3 auf der Nabe 1 gelagert, wobei das Gleitlager ebenfalls in die Riemenscheibe 2 eingepresst ist.

Das auf die Bogenfedern 3 übertragene Moment wird über die zweite Dämpferkäfighälfte 4b auf die Nabe 1 übertragen. Die zweite Dämpferkäfighälfte 4b weist eine Innenverzahnung auf, die mit einer Außenverzahnung der Nabe 1 in Eingriff steht, so dass die zweite Dämpferkäfighälfte 4b drehfest auf der Nabe 1 gehalten ist. Zwischen den beiden Dämpferkäfighälften 4a und 4b ist eine Distanzscheibe 11 vorgesehen.

Aus der Fig. 14 ist ersichtlich, dass durch die korrespondierenden Anschläge C3 Verdrehwinkel α zwischen der Riemenscheibe 2 und der Nabe 1 zugelassen werden.

In Fig. 15 ist eine Explosionsdarstellung der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung gezeigt. Im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Ausführungsformen ist eine Distanzscheibe 11 aus Stahl zu sehen, die zwischen der ersten Dämpferkäfighälfte 4a und der zweiten Dämpferkäfighälfte 4b vorgesehen ist, um einen Kunststoff/Kunststoff-Reibkontakt der Dämpferkäfighälften 4a, 4b zu vermeiden. Des Weiteren ist zur axialen Sicherung eine Stützscheibe 7 und ein Sicherungsring 8 vorgesehen, die von einer Abdeckkappe 9a überdeckt werden, wobei die Abdeckkappe 9a eine korrespondierende Abdeckkappe 9b an der gegenüberliegenden Seite der Anordnung umfasst, so dass eine Schmutzfreiheit der Anordnung sichergestellt ist.

Fig. 16 zeigt ein Funktionsschema gemäß der dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung, aus dem ersichtlich wird, dass keine Rutschkupplung zwischen der Nabe 1 und der Riemenscheibe 2 vorgesehen ist. Als Dämpfungseinrichtung ist lediglich ein Bogenfe- derdämpfer mit seinen Bogenfedern 3 mit entsprechendem maximalem Verdrehwinkel α vorgesehen. Aus diesem Funktionsschema ergibt sich eine entsprechende Kennlinie für die Drehmomentübertragung, die in Fig. 17 in Form eines Diagramms dargestellt ist. Dabei ist das Drehmoment über den Verdrehwinkel dargestellt und es ist ersichtlich, dass nach Erreichen des maximalen Verdrehwinkels α keine Begrenzung des zu übertragenen Drehmomentes erfolgt.

In Fig. 18 ist eine vergrößerte Teilansicht der dritten Ausführungsform gezeigt, bei der nochmals die korrespondierenden Festanschläge C3 zwischen der Nabe 1 und der Riemenscheibe 2 verdeutlich werden.

In Fig. 19 ist eine weitere geschnittene Teilansicht der dritten Ausführungsform der Anordnung gezeigt, welche die Momentübertragung von der Riemenscheibe 2 auf die erste Dämpferkäfighälfte 4a verdeutlichen soll. Dazu ist in Fig. 20 eine entlang der Schnittlinie D-D geschnittene Darstellung gemäß Fig. 19 gezeigt. Aus dieser Ansicht ist der Formschluss zwischen der Riemenscheibe 2 und der ersten Dämpferkäfighälfte 4a ersichtlich, die in die Riemenscheibe 2 eingepresst ist. Dazu weist die erste Dämpferkäfighälfte 4a in radialer Richtung Anformungen E auf, die in Ausnehmungen zwischen den Anschlägen C3 der Riemenscheibe 2 formschlüssig eingepasst sind. Somit ist die erste Dämpferkäfighälfte 4a drehfest an der Riemenscheibe 2 befestigt.

Fig. 21 zeigt eine weitere geschnittene Teilansicht der dritten Ausführungsform der Anordnung, welche die Momentübertragung von der zweiten Dämpferkäfighälfte 4b auf die Nabe 1 verdeutlichen soll. Dazu ist in Fig. 22 eine entlang der Schnittlinie E-E geschnittene Ansicht gemäß Fig. 21 dargestellt. Aus dieser Ansicht ist der Formschluss zwischen der Dämpferkäfighälfte 4b und der Nabe 1 über die Zwischenverzahnung F ersichtlich. Durch diese formschlüssige Verbindung wird das Federmoment der Bogenfedem 3 auf die Nabe 1 übertragen und damit auf die Antriebswelle 12 weitergeleitet.

In Fig. 23 ist eine geschnittene Teilansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung gezeigt. Bei dieser vierten Ausführungsform der Anordnung ist vorgesehen, dass die dritte Ausführungsform der Anordnung durch eine Reibungsdämpfungseinrich- tung ergänzt ist. Dies deshalb, weil unter bestimmten Umständen durch die vorgesehenen korrespondierenden Festanschläge ungewünschte Geräusche und ungewollte Resonanzen auftreten können. Deshalb ist es von Vorteil, eine zusätzliche Reibungsdämpfungseinrichtung vorzusehen.

Dazu wird, wie in Fig. 23 angedeutet, eine Tellerfeder 6 an der zweiten Dämpferkäfighälfte 4b vorgesehen, so dass deren Federkraft sich einerseits auf eine Stützscheibe 7 und andererseits auf die zweite Dämpferkäfighälfte 4b abstützen kann. Auf diese Weise wird eine Reibfläche D2 zwischen den beiden Dämpferkäfighälften 4a und 4b und der Distanzscheibe 11 vorgesehen. Zudem wird die Dämpferkäfighälfte 4a an der Nabe 1 über eine weitere Reibfläche D1 abgestützt. Somit kann die Reibungsdämpfung der zusätzlichen Reibungsdämpfungseinrichtung durch die vorgesehene Tellerfeder 6 entsprechend eingestellt werden.

In Fig. 24 ist eine entlang der Schnittlinie F-F gemäß Fig. 23 geschnittene Ansicht dargestellt. Aus dieser Ansicht sind die korrespondierenden Anschläge C3 der Riemenscheibe 2 und der Nabe 1 ersichtlich, und der maximale Verdrehwinkel α zwischen den Anschlägen C3 angedeutet.

Die Explosionsdarstellung gemäß Fig. 25 ist mit der in Fig. 15 dargestellten Explosionsdarstellung der dritten Ausführungsform der Anordnung nahezu identisch, mit dem Unterschied, dass bei der vierten Ausführungsform zusätzlich die Tellerfeder 6 zwischen der Stützscheibe 7 und der zweiten Dämpferkäfighälfte 4b vorgesehen ist.

Fig. 26 zeigt ein Funktionsschema der vierten Ausführungsform der Anordnung, aus dem ersichtlich ist, dass neben dem Bogenfederdämpfer mit den Bogenfedem 3 zwischen der Nabe 1 und der Riemenscheibe 2 die Reibungsdämpfungseinrichtung mit ihren beiden Reibflächen D1 und D2 vorgesehen ist. Daraus ergibt sich die in Fig. 27 in einem Diagramm dargestellte

Kennlinie der vierten Ausführungsform der Anordnung. Diese Kennlinie ist mit der in Fig. 17 dargestellten Kennlinie der dritten Ausführungsform identisch.

Schließlich zeigt Fig. 28 eine vergrößerte geschnittene Teilansicht der vierten Ausführungsform der Anordnung aus der insbesondere die beiden Reibflächen D1 und D2 der vorgesehenen Reibungsdämpfungseinrichtung verdeutlicht werden. Ansonsten kann auf die bezüglich der Fig. 23 vorgesehene Beschreibung verwiesen werden.

Bei sämtlichen Ausführungsformen kann das als Riemenscheibe 2 ausgebildete Triebrad vorzugsweise über ein Gleitlager B3 auf der Nabe 1 drehbar gelagert sein.

Bezuqszeichenliste

1 Nabe

2 Triebrad

3, 3a, 3b Bogenfedern

4 Dämpferkäfig

4a, 4b Dämpferkäfighälfte

5 Reibring

6 Tellerfeder

7 Stützscheibe

8 Sicherungsring

9, 9a, 9b Abdeckkappe

10 Dämpferkäfig

11 Distanzscheibe

12 Antriebswelle

A1 erste Reibfläche

A2 zweite Reibfläche

B3 Gleitlager

C korrespondierende Anschläge

C1 korrespondierende Anschläge

C2 korrespondierende Anschläge

C3 korrespondierende Festanschläge

D1 erste Reibfläche

D2 zweite Reibfläche

E Anformungen

F Zwischenverzahnung α maximaler Verdrehwinkel