DE102006015134A1 - Drehschwingungdämpfer - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit wenigstens zwei entgegen dem Widerstand von zumindest einem Energiespeicher mit entlang seiner Längsachse sich erstreckenden Federwindungen verdrehbaren Bauelementen, welche Beaufschlagungsbereiche zur Komprimierung des Energiespeichers besitzen, wobei der Energiespeicher aus wenigstens zwei Schraubenfedern besteht, von denen die eine, erste, Schraubenfeder zumindest teilweise innerhalb des durch die Windungen der anderen, zweiten, Schraubenfeder gebildeten Federinnenraumes aufgenommen ist und der Durchmesser einer Windung der ersten Feder derart bemessen ist, dass sich diese Windung innerhalb der Erstreckung des Federinnenraumes mit zumindest einer Windung der zweiten Feder – im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Energiespeichers betrachtet – radial überlagert. Eine derartige Ausgestaltung eines Energiespeichers gewährleistet, dass die beiden ineinander geschachtelten Federn zumindest in eine relative axiale Bewegungsmöglichkeit zueinander positioniert sind, das bedeutet also, eine definierte Lage zueinander einnehmen bzw. aufweisen.
- Drehschwingungsdämpfer mit derart ausgebildeten Energiespeichern sind bereits durch die
DE 199 09 044 A1 vorgeschlagen worden. So ist beispielsweise durch7 dieser Veröffentlichung ein Energiespeicher bekannt geworden, bei dem die Endwindung der inneren Feder und die Endwindung der äußeren Feder in Bezug zueinander derart ausgebildet sind, dass sich die innere Feder axial an einer kegelstumpfförmigen Innenphase der Endwindung der äußeren Feder abstützen kann. Eine derartige Abstützung gewährleistet jedoch nur in eine axiale Richtung eine definierte Positionierung der inneren Feder gegenüber der äußeren Feder. - Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Drehschwingungsdämpfer mit Energiespeichern der eingangs genannten Art bezüglich der Funktion und Lebensdauer zu verbessern. Insbesondere soll eine einfache und kostengünstige axiale Sicherung der beiden einen Energiespeicher bildenden Federn gewährleistet werden, wobei diese Sicherung in beide axiale Richtungen wirksam sein soll, um ein Herausrutschen der inneren Feder gegenüber der äußeren Feder zu vermeiden. Die Verbindung zwischen den beiden einen Energiespeicher bildenden Federn soll dabei in besonders einfacher Weise möglich sein und auch eine sichere Vormontage der beiden Federn gewährleisten.
- Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, dass die zweite, also äußere Schraubenfeder, zumindest an einer ihrer Endwindungen eine um die Längsachse des Energiespeichers zylindrisch bzw. zylinderartig verlaufende Fläche angeformt hat und die erste Feder im nicht montierten Zustand eine Endwindung mit einem größeren Außendurchmesser als der größte Durchmesser der zylinderartig verlaufenden Fläche besitzt. Dadurch wird gewährleistet, dass nach der Montage der beiden Schraubenfedern die Endwindung der inneren ersten Feder mit radialer Vorspannung an der zylindrischen bzw. zylinderartig ausgebildeten Fläche anliegt. Dadurch wird zumindest eine Reibverbindung zwischen der inneren Fläche der zweiten Feder und der Endwindung der ersten Feder erzeugt, die eine definierte Positionierung der Innenfeder gegenüber der äußeren Feder gewährleistet. Diese durch zumindest einen Reibeingriff gebildete Verbindung kann durch entsprechende Anpassung der radialen Verspannung zwischen den Endwindungen den Erfordernissen angepasst werden. Für manche Anwendungsfälle kann es zweckmäßig sein, wenn auch die Endwindung der inneren Feder eine entsprechende Fläche angeformt hat. Es kann auch zweckmäßig sein, wenn die zylinderartig verlaufende Fläche der Endwindung der äußeren Feder zumindest geringfügig konkav ausgebildet ist bzw. eine radiale Vertiefung oder Hinterschnitt bildet. Bei einer derartigen Ausgestaltung der zylinderartig bzw. ringartig verlaufenden Fläche kann durch axiales Einpressen der Endwindung der inneren Feder zumindest ein geringer axialer Formschluss erzeugt werden. Die konkave Tiefe kann dabei sehr klein gehalten werden, zum Beispiel in der Größenordnung von 0,05 bis 0,1mm. Um eine zumindest teilweise formschlüssige Verbindung zwischen den Endwindungen der beiden Federn eines Energiespeichers zu gewährleisten, können die zusammenwirkenden Bereiche bzw. Flächen dieser Endwindungen auch andersartig ausgebildet werden, wobei jedoch stets zumindest eine partielle radiale Überschneidung gegeben sein sollte.
- Durch die vorerwähnten Ausgestaltungsmöglichkeiten der Endwindungen der beiden Federn in Bezug aufeinander kann zusätzlich zu einer reibschlüssigen Verbindung zwischen diesen Endwindungen noch eine kleine formschlüssige Verbindung gebildet werden.
- Die Endwindungen der beiden einen Energiespeicher bildenden Schraubenfedern können in Bezug aufeinander derart ausgebildet sein, dass beim Zusammenbau der beiden Schraubenfedern zumindest die Endwindung der inneren Feder um einen Betrag elastisch verformt wird, der in der Größenordnung von zumindest 0,1 mm liegen kann. Zweckmäßig kann es sein, wenn diese Endwindung um einen Durchmesserbetrag elastisch verformt wird, der in der Größenordnung zwischen 0,1 und 0,5mm liegt. Durch die Vorspannung der Endwindung der inneren Feder kann auch die Endwindung der äußeren Feder zumindest eine geringe elastische Aufweitung erfahren.
- In besonders vorteilhafter Weise kann die am inneren Durchmesserbereich der Endwindung der äußeren Feder angeformte Fläche und die sich an dieser radial abstützende Endwindung der inneren Feder derart aufeinander abgestimmt sein, dass in dem entsprechenden Endbereich des Energiespeichers die beiden Endwindungen zumindest annähernd bündig sind. Die Endwindung der inneren Feder besitzt in vorteilhafter Weise einen größeren Außendurchmesser als diejenigen Windungen der inneren Feder, welche innerhalb der äußeren Feder frei elastisch verformbar sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht zumindest eine geringe radiale Überdeckung bzw. Überschneidung zwischen der Endwindung der inneren und der Endwindung der äußeren Feder.
- Zweckmäßig kann es sein, wenn die in Bezug auf die Längsachse des Energiespeichers am radial inneren Bereich der Endwindung der äußeren Feder angeformte Fläche derart ausgebildet ist, dass nach Montage der beiden Federn die Endwindung der inneren Feder geringfügig axial versetzt ist gegenüber dem durch die Endwindung der äußeren Feder gebildeten Federende.
- Obwohl es zweckmäßig sein kann, wenn die innere Feder und die äußere Feder zumindest annähernd die gleiche längen- bzw. winkelmäßige Erstreckung aufweisen, ist es für viele Anwendungsfälle vorteilhaft, wenn die innere Feder kürzer ist als die äußere, da dadurch ein Drehschwingungsdämpfer mit wenigstens einer zweistufigen Federkennlinie in einfacher Weise realisierbar ist.
- Um bei Fliehkrafteinwirkung auf den Energiespeicher eine optimale Abstützung zwischen den Windungen der inneren und äußeren Feder zu gewährleisten, können diese Federn in vorteilhafter Weise einen in Achs- bzw. Längsrichtung des Energiespeichers betrachteten, entgegengerichteten Windungssinn aufweisen. Für manche Anwendungsfälle kann es jedoch auch von Vorteil sein, wenn beide Federn den gleichen Windungssinn besitzen, wobei es zumindest dann zweckmäßig ist, wenn die Windungssteigung der inneren Feder von der Windungssteigung der äußeren Feder abweicht, vorzugsweise kleiner ist. Für manche Anwendungsfälle kann die Windungssteigung der inneren Feder auch größer sein als die der äußeren Feder. Bei Energiespeichern mit unterschiedlichem Windungssinn zwischen Außen- und Innenfeder können die Windungssteigungen ebenfalls entsprechend aufeinander abgestimmt werden.
- Um eine einwandfreie Beaufschlagung der Energiespeicher zu gewährleisten, kann es besonders vorteilhaft sein, wenn beide Federn an wenigstens einem Endbereich und im nicht verspannten Zustand mindestens zwei im Wesentlichen aneinanderliegende Windungen aufweisen. Dies bedeutet also, dass die letzte Windung zumindest stellenweise an der vorletzten Windung anliegt. Die letzte Windung der Energiespeicher ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass diese in Bezug auf den verwendeten Drahtdurchmesser den geringstmöglichen Steigungswinkel besitzt. Wie an sich bekannt, sind die Endwindungen vorzugsweise mechanisch behandelt, zum Beispiel angeschliffen, so dass sie zumindest stellenweise eine Fläche bilden, welche eine fiktive Ebene tangiert, die zumindest im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Energiespeichers verläuft.
- Die Innenfeder kann durch einfaches axiales Hineindrücken bzw. -drängen ihrer Endwindung in die Endwindung der Außenfeder mit letzterer verbunden werden. Beim Hineindrängen der inneren Feder in die äußere Feder werden dabei die eine Verbindung herstellenden Endwindungen elastisch verformt, und zwar kann die entsprechende Endwindung der Außenfeder aufgeweitet und/oder die entsprechende Endwindung der Innenfeder zusammengedrückt werden. Die Federn sind vorzugsweise aus Stahldraht hergestellt.
- Die erfindungsgemäße Festlegung der Innenfeder gegenüber der Außenfeder kann in besonders vorteilhafter Weise bei Energiespeichern Verwendung finden, die im entspannten Zustand bereits eine vorgekrümmte Form aufweisen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zumindest die äußere Feder diese vorgekrümmte Form aufweist. Zweckmäßig kann es jedoch auch sein, wenn auch die Innenfeder eine solche vorgekrümmte Form besitzt. Bezogen auf die Längsachse des Energiespeichers können dabei beide Schraubenfedern zumindest annähernd den gleichen Krümmungsradius besitzen. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, wenn Innen- und Außenfeder einen unterschiedlichen Krümmungsradius aufweisen. Die vorgekrümmte Form eignet sich in besonders vorteilhafter Weise für Energiespeicher mit einem großen Längen-Außendurchmesser-Verhältnis, z. B. in der Größenordnung von 5 bis 20.
- In besonders vorteilhafter Weise eignen sich die erfindungsgemäßen Energiespeicher für den Einsatz bei einem Drehschwingungsdämpfer, der Bestandteil eines aus mehreren Massen bestehenden Schwungrades ist, oder ein solches bildet. Derartige Energiespeicher können jedoch auch bei Dämpfern für Drehmomentwandler oder Kupplungsscheiben Verwendung finden. In vorteilhafter Weise werden die Drehschwingungsdämpfer zwischen Motor und Getrie be eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Derartige Drehschwingungsdämpfer bzw. Energiespeicher können jedoch auch bei Riemenscheiben mit Torsionsdämpfern Verwendung finden.
- Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung.
- Es zeigen:
-
1 einen Schnitt durch eine Dämpfungseinrichtung, -
2 einen teilweise dargestellten Schnitt gemäß der Linie II/II der1 , -
3 eine Vergrößerung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Endabschnittes eines in2 gezeigten Energiespeichers. - Der in den
1 und2 teilweise dargestellte Drehschwingungsdämpfer bildet ein geteiltes Schwungrad1 , das eine an einer nicht gezeigten Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine befestigbare erste oder Primärschwungmasse2 sowie eine zweite oder Sekundärschwungmasse3 aufweist. Auf der zweiten Schwungmasse3 ist eine Reibungskupplung unter Zwischenlegung einer Kupplungsscheibe befestigbar, über die eine ebenfalls nicht dargestellte Eingangswelle eines Getriebes zu- und abkuppelbar ist. Die Schwungmassen2 und3 sind über eine Lagerung4 , die als Wälz- oder Gleitlagerung ausgebildet sein kann, zueinander verdrehbar gelagert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lagerung4 radial außerhalb von Bohrungen5 zur Durchführung von Befestigungsschrauben für die Montage der ersten Schwungmasse2 an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine angeordnet. Zwischen den beiden Schwungmassen2 und3 ist eine Dämpfungseinrichtung6 wirksam, die Energiespeicher7 umfasst, von denen zumindest einer durch Schraubendruckfedern8 ,9 gebildet ist. Wie insbesondere aus2 ersichtlich ist, ist die Schraubendruckfeder9 vollständig in dem durch die Windungen8a der Feder8 gebildeten Raum aufgenommen oder mit anderen Worten die beiden Schraubenfedern8 und9 sind über ihre Längserstreckung betrachtet ineinander geschachtelt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die in Umfangsrichtung betrachtete winkelmäßige Erstreckung bzw. Länge11 des in der Schraubenfeder8 aufgenommenen Abschnittes10 der Schraubenfeder9 geringer als die Erstreckung12 der äußeren Schraubenfeder8 . Zweckmäßig kann es dabei sein, wenn die Feder9 um einen Betrag gegenüber der äußeren Feder8 kürzer ist, der in der Größenordnung zwischen 30 und 90 Win kelgrad, vorzugsweise im Bereich von 45 bis 70 Winkelgrad liegt. Die Differenzlänge bzw. der Differenzwinkel kann jedoch auch größer oder kleiner sein. - Die beiden Schwungmassen
2 und3 besitzen Beaufschlagungsbereiche14 ,15 bzw.16 für die Energiespeicher7 . Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Beaufschlagungsbereiche14 ,15 durch in die die erste Schwungmasse2 bildenden Blechteile17 ,18 eingebrachte Anprägungen gebildet. Die axial zwischen den Beaufschlagungsbereichen14 ,15 vorgesehenen Beaufschlagungsbereiche16 sind durch zumindest ein mit der Sekundärschwungmasse3 , beispielsweise über Niete19 , verbundenes flanschartiges Beaufschlagungsbauteil20 gebildet. Dieses Bauteil20 dient als Drehmomentübertragungselement zwischen den Energiespeichern7 und der Schwungmasse3 . Die Beaufschlagungsbereiche16 sind durch am Außenumfang des flanschartigen Beaufschlagungsmittels20 vorgesehene radiale Arme bzw. Ausleger16 gebildet. Das durch Kaltumformung von Blechmaterial hergestellte Bauteil17 dient zur Befestigung der ersten Schwungmasse2 bzw. des gesamten geteilten Schwungrades1 an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine. Radial außen ist das Bauteil17 mit dem ebenfalls aus Blech hergestellten Bauteil18 verbunden. Die beiden Bauteile17 und18 bilden einen ringförmigen Raum21 , der hier einen torusartigen Bereich22 aufweist. Der ringförmige Raum21 bzw. der torusartige Bereich22 kann zumindest teilweise mit einem viskosen Medium, wie beispielsweise Fett, gefüllt sein. In Umfangsrichtung betrachtet, zwischen den Anformungen bzw. den Beaufschlagungsbereichen14 ,15 bilden die Bauteile17 ,18 Ausbuchtungen23 ,24 , die den torusartigen Bereich22 begrenzen und die Energiespeicher7 aufnehmen sowie sowohl in radialer als auch in axialer Richtung führen. Zumindest beim Rotieren der Einrichtung1 stützen sich zumindest die Windungen der Federn8 an den den torusartigen Bereich22 radial außen begrenzenden Bereichen des Bauteiles17 und/oder18 ab. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein durch wenigstens eine gehärtete Blechzwischenlage bzw. Blecheinlage gebildeter Verschleißschutz25 vorgesehen, an dem sich zumindest die Federn8 radial abstützen. Der Verschleißschutz25 erstreckt sich in Umfangsrichtung in vorteilhafter Weise zumindest über die gesamte Länge bzw. Winkelerstreckung der entspannten Energiespeicher7 . Infolge der fliehkraftmäßigen Abstützung der Windungen zumindest der Federn8 wird zwischen diesen Windungen und den mit diesen in Reibeingriff stehenden Bauteilen eine drehzahlabhängige Reibungsdämpfung bei einer Längenänderung bzw. Kompression der Energiespeicher7 bzw. der Schraubenfedern8 erzeugt. - Radial innen trägt das sich radial erstreckende Bauteil
17 ein Zwischenteil bzw. eine Nabe26 , das bzw. die den inneren Lagerring des Kugellagers4 aufnimmt bzw. trägt. Der äußere Lagerring des Kugellagers4 trägt die Schwungmasse3 . - Wie insbesondere aus
2 ersichtlich ist, sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Beaufschlagungsbereiche16 winkelmäßig kleiner ausgebildet als die die Energiespeicher7 in Umfangsrichtung positionierenden Beaufschlagungsbereiche14 ,15 , so dass, ausgehend von der in2 dargestellten theoretischen Ruhestellung bzw. Ausgangsstellung, eine geringe Verdrehung in beide Drehrichtungen der Schwungmassen2 und3 zueinander ohne Federwirkung möglich ist. - Die hier dargestellte Schraubendruckfeder
8 besitzt einen Endabschnitt27 , der wenigstens zwei voll umlaufende Windungen27a besitzt. - Die Windungen
27a können zumindest annähernd wenigstens im radial inneren Bereich aneinander anliegen. Im radial äußeren Bereich können die Windungen27a einen geringen Abstand aufweisen, der bedingt ist durch die Krümmung der Feder8 . Zumindest bei geraden Federn können die Windungen27a jedoch auch über ihre gesamte ringförmige Erstreckung aneinander anliegen oder aber einen geringen Abstand (bis zu einem Millimeter) aufweisen. Die im Endabschnitt27 vorgesehenen Windungen27a besitzen also praktisch die durch den Durchmesser des die Schraubenfeder8 bildenden Federdrahtes vorgegebene geringstmögliche Steigung. Vorteilhaft kann es sein, wenn der Endabschnitt27 derart bemessen ist, dass in diesem zwei bis fünf Windungen27a enthalten sind. Die Anzahl derartiger Windungen27a kann jedoch auch größer sein, wobei dann jedoch die Federkapazität des Energiespeichers7 entsprechend reduziert wird, da die Windungen27a bereits im entspannten Zustand des Energiespeichers7 zumindest annähernd auf Block sind, also sich zumindest annähernd berühren. - Die zwischen den Endbereichen der Feder
8 vorhandenen Windungen27b sind durch entsprechende Wahl der Windungssteigung voneinander beabstandet und kommen erst bei Blockbeanspruchung der Feder8 zumindest im radial inneren Bereich aneinander zur Anlage. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Windungen27a und27b den gleichen mittleren Windungsdurchmesser28 . Diese Windungen könnten jedoch auch zumindest geringfügig voneinander differierende mittlere Windungsdurchmesser aufweisen. So können beispielsweise die Windungen27a einen kleineren oder größeren mittleren Windungsdurchmesser aufweisen als die Windungen27b . Weiterhin kann die Feder8 derart ausgebildet werden, dass Windungen27b mit unterschiedlicher Steigung vorhanden sind. Dabei können in Längsrichtung der Feder8 betrachtet Windungen27b mit unterschiedlicher Steigung periodisch aufeinanderfolgend angeordnet sein, wobei jede Periode eine oder mehrere derartige Windungen aufweisen kann. Bei Einsatz von Federn, insbesondere gekrümmte bzw. Bogenfedern mit elastisch verformbaren Windungen unterschiedlicher Steigung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn ausgehend von den Endbereichen einer Feder die federnden Windungen zur Mitte der Feder hin bzw. zu einem Zwischenbereich der Feder hin eine sich vergrößernde bzw. zunehmende Steigung aufweisen. - Wie aus
3 , welche eine erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Endbereiches eines Energiespeichers7 zeigt, ersichtlich ist, besitzt die Innenfeder9 einen Endbereich29 , der eine um die Längsachse31 des Energiespeichers7 verlaufende Endwindung30 aufweist. Diese Endwindung30 dient, wie dies im folgenden noch näher beschrieben wird, zur axialen Sicherung der Innenfeder9 gegenüber der Außenfeder8 . Hierfür ist die Endwindung30 in Bezug auf die diese umgebenden Windungsbereiche32 derart ausgebildet bzw. dimensioniert, dass im zusammengebauten Zustand der beiden Federn8 und9 zumindest eine radiale Verspannung zwischen den Windungsbereichen32 und der darin aufgenommenen Endwindung30 vorhanden ist. - Die Windungsbereiche
32 sind radial innen derart ausgebildet, dass sie eine um die Längsachse31 zylindrisch verlaufende Fläche33 bilden, welche die Endwindung30 der Innenfeder9 umgreift. Die axiale Erstreckung34 der Fläche33 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel derart bemessen, dass in Richtung der Längsachse31 betrachtet, die Endwindung30 geringfügig innerhalb der äußeren Feder8 versetzt ist. Dadurch kann eine einwandfreie Montage und axiale Sicherung der Endwindung30 innerhalb der Windungsbereiche32 gewährleisten werden. Der Durchmesser35 der zylindrisch verlaufenden Fläche33 ist auf das notwendige Minimum reduziert, so dass die Windungsbereiche32 der Endwindung der äußeren Feder8 zumindest in radialer Richtung noch eine verhältnismäßig große Materialstärke36 besitzen. - Im nicht montierten Zustand besitzt die Endwindung
30 einen Außendurchmesser, der größer ist als der Durchmesser35 der Fläche33 . Die Überschneidung zwischen dem Durchmesser35 der Fläche33 und dem Außendurchmesser der nicht verspannten Endwindung30 ist derart bemessen, dass die bei Montage der beiden Federn8 und9 erfolgende radiale Verspannung zwischen den Windungsbereichen32 und der Endwindung30 eine axiale Sicherung zwischen den beiden Federn8 und9 gewährleistet. Zweckmäßig ist es, wenn die nicht verspannte Endwindung30 einen Außendurchmesser besitzt, der zumindest 0,1 mm größer ist, als der Durchmesser35 der Fläche33 . In vorteilhafter Weise kann der nicht vorgespannte Außendurchmesser der Endwindung32 0,2 bis 0,5mm größer sein als der Durchmesser35 der Fläche33 . Der durch die vorgeschriebene Verspannung erzeugte Reibschluss zwischen der Fläche33 und der Endwindung30 verhindert ein Verrutschen zwischen den Federn8 und9 . - Die zumindest die zylindrisch verlaufende Fläche
33 bildende Anformung37 an den Windungsbereichen32 kann in vorteilhafter Weise durch eine Schleifoperation hergestellt werden. - Wie aus
3 ersichtlich ist, ist die Anformung37 derart ausgebildet, dass sie im Anschluss an die Erstreckung34 der Fläche33 noch eine Durchmesserverjüngung38 bildet. Durch diese Durchmesserverjüngung der Windungsbereiche32 ergibt sich, in Richtung der Längsachse31 des Energiespeichers7 betrachtet, eine zusätzliche radiale Überschneidung zwischen dieser Verjüngung38 und der Endwindung30 , wodurch eine zusätzliche axiale Sicherung der inneren Feder9 gegenüber der äußeren Feder8 gewährleistet wird. In vorteilhafter Weise kann die Durchmesserverjüngung38 derart ausgebildet sein, dass sie eine Fläche bildet, welche an die Außenkontur der anliegenden Bereiche der Endwindung30 angepasst ist. - Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Verliersicherung zwischen einer Außenfeder
8 und einer Innenfeder9 ermöglicht, trotz der an sich vorhandenen Schwächung der Windungsbereiche32 , diese ausreichend robust auszugestalten, um Brüche zu verhindern. - Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante kann die Endwindung
30 am äußeren Durchmesserbereich eine Anformung bzw. Abflachung aufweisen, die zumindest annähernd eine zylindrisch verlaufende Fläche bildet. Durch eine derartige Anformung kann ein flächiger Reibschluss zwischen den Windungsbereichen32 und der Endwindung30 erzeugt werden. - Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Fläche
33 derart ausgebildet wird, dass sie in beide axiale Richtungen des Energiespeichers7 betrachtet, für die Endwindung30 eine Hinterschneidung bzw. formschlüssige Abstützung bildet. Hierfür kann die Fläche33 , im Querschnitt betrachtet, beispielsweise geringfügig konkav ausgebildet sein, so dass die in der konkavartig ausgebildeten Fläche33 vorzugsweise mit radialer Vorspannung aufgenommene Endwindung30 eine einwandfreie Sicherung zwischen den beiden Federn8 und9 gewährleistet. Es kann also durch entsprechende Ausgestaltung der Fläche33 auch eine Art „Schnappverbindung" zwischen den beiden Federn8 und9 gebildet werden. - Zweckmäßig kann es sein, wenn die beiden Schraubenfedern
8 ,9 zumindest annähernd den gleichen Drahtdurchmesser aufweisen. Für viele Anwendungsfälle ist es jedoch vorteilhaft, wenn der Drahtquerschnitt der Schraubenfeder9 einen kleineren Durchmesser besitzt als derjenige der Schraubenfeder8 . - Beim Komprimieren eines Energiespeichers
7 werden dessen in Umfangsrichtung betrachteten Stirnflächen bzw. die an diese angrenzenden Endwindungen der Feder8 und9 durch die Beaufschlagungsbereiche14 ,15 oder16 beaufschlagt. - Der Drahtquerschnitt der Federn
8 ,9 sowie deren jeweilige Windungssteigung, als auch die Erstreckung11 der Feder9 und die Erstreckung12 der Feder8 sind vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass beim Durchfahren des vollen möglichen Verdrehwinkels zwischen den beiden Schwungmassen2 ,3 die Windungen8a der Feder8 auf Block gehen, und zwar bei einer Ausführungsform der Federn8 ,9 gemäß den2 und2a im radial inneren Bereich der Windungen8a . Für manche Anwendungsfälle kann der Energiespeicher7 jedoch auch derart ausgebildet sein, dass die Windungen der Federn9 auf Block gehen oder aber sowohl Windungen der Feder8 als auch Windungen der Feder9 auf Block gehen. - Für die Montage und die Funktion des Drehschwingungsdämpfers ist es besonders vorteilhaft, wenn wenigstens eine der Schraubenfedern
8 ,9 im entspannten Zustand eine vorgekrümmte Form aufweist. Für die weitaus meisten Fälle wird es zweckmäßig sein, wenn beide Schraubenfedern8 ,9 im entspannten Zustand eine vorgekrümmte Form besitzen, wobei bezogen auf die Längsachse31 des Energiespeichers7 beide Schraubenfedern8 ,9 zumindest annähernd den gleichen Krümmungsradius besitzen können. Es kann jedoch auch zweckmäßig sein, wenn zur Spannungsoptimierung im Federdraht der entsprechenden Feder der Krümmungsradius wenigstens einer der Federn8 ,9 größer oder kleiner ist als der mittlere Radius31 (= Längsachse31 ), auf dem ein solcher Energiespeicher7 verbaut wird. Wie insbesondere aus2 zu entnehmen ist, besitzt der Energiespeicher7 bzw. zumindest die Schraubendruckfeder8 ein großes Längen-Außendurchmesser-Verhältnis, wodurch große Verdrehwinkel zwischen den beiden Schwungmassen bzw. Schwungradelementen2 ,3 ermöglicht sind. - Um die Lebensdauer der Federn
8 ,9 zu erhöhen bzw. einen Bruch der Endwindungen der Feder8 und/oder9 zu verhindern, ist es zweckmäßig, wenn diese Endwindungen gemäß derDE 42 29 416 A1 ausgebildet werden. - Um die Bockfestigkeit bzw. Dauerfestigkeit der Federn
8 und/oder9 zu erhöhen, ist es zweckmäßig, wenn diese einen Drahtquerschnitt entsprechend derDE 44 06 826 A1 aufweisen und/oder entsprechend einem in diesen DE-Veröffentlichungen beschriebenen Verfahren zur Erzeugung eines derartigen Querschnittes hergestellt sind. - Bei einer Ausgestaltung der Energiespeicher
7 gemäß2 können über den Umfang des ringförmigen Raumes21 zwei derartige Energiespeicher angeordnet werden, wobei, wie aus2 ersichtlich ist, der Einbau derart vorgenommen wird, dass praktisch keine Unwucht im System entstehen kann. Die Endabschnitte der Federn8 bzw.9 sind also diametral gegenüberliegend angeordnet. - Aufgrund des ertindungsgemäßen Aufbaus sind die in den Schraubenfedern
8 aufgenommenen Bereiche10 der Schraubenfedern9 in Umfangsrichtung gegenüber der Feder8 eindeutig positioniert, so dass die Abschnitte10 innerhalb der Schraubenfeder9 sich nicht verschieben bzw. nicht vagabundieren können. Dadurch wird die Ausbildung einer Unwucht während des Betriebes des Drehschwingungsdämpfers vermieden. - Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform könnte zumindest eine Feder
8 auch zwei Schraubenfedern, die gemäß einer Feder9 ausgebildet sind, aufnehmen, und zwar könnte eine Feder8 gemäß2 auch an ihrem zweiten Endbereich39 eine bezüglich der Länge entsprechend abgestimmte Feder9 aufnehmen. Die Länge11 des jeweiligen Bereiches10 müsste gegebenenfalls entsprechend gekürzt bzw. angepasst werden, wobei es zweckmäßig sein kann, wenn zwischen den einander zugewandten Endbereichen der entsprechenden Abschnitte10 der beiden Innenfedern ein Spiel bzw. Abstand vorhanden bleibt oder eine weitere Feder vorgesehen wird. - Die einzelnen Innenfedern können die gleiche Federrate aufweisen. Vorteilhaft kann es jedoch auch sein, wenn die Innenfedern eine verschiedene Federrate aufweisen.
- Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche, die durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und der Figurenbeschreibung sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten gebildet werden können.
-
- 1
- Schwungrad
- 2
- Primärschwungmasse
- 3
- Sekundärschwungmasse
- 4
- Lagerung
- 5
- Bohrungen
- 6
- Dämpfungseinrichtung
- 7
- Energiespeicher
- 8
- Schraubendruckfedern
- 8a
- Windungen
- 9
- Schraubendruckfedern
- 10
- Abschnitt
- 11
- winkelmäßige Erstreckung bzw. Länge
- 12
- Erstreckung
- 13
- 14
- Beaufschlagungsbereich
- 15
- Beaufschlagungsbereich
- 16
- Beaufschlagungsbereich
- 17
- Blechteil
- 18
- Blechteil
- 19
- Niete
- 20
- flanschartiges Beaufschlagungsbauteil
- 21
- ringförmiger Raum
- 22
- torusartiger Bereich
- 23
- Ausbuchtungen
- 24
- Ausbuchtungen
- 25
- Verschleißschutz
- 26
- Nabe
- 27
- Endabschnitt
- 27a
- Windungen
- 27b
- Windungen
- 28
- mittlere Windungsdurchmesser
- 29
- Endbereich
- 30
- Endwindung
- 31
- Längsachse
- 32
- Windungsbereiche
- 33
- Zylindrisch verlaufende Fläche
- 34
- Axiale Erstreckung
- 35
- Durchmesser
- 36
- Materialstärke
- 37
- Anformung
- 38
- Durchmesserverjüngung
- 39
- Endbereich
Claims (13)
- Drehschwingungsdämpfer mit wenigstens zwei, entgegen dem Widerstand von zumindest einem Energiespeicher mit entlang seiner Längsachse sich erstreckenden Federwindungen verdrehbaren Bauelementen, welche Beaufschlagungsbereiche zur Komprimierung des Energiespeichers besitzen, wobei der Energiespeicher aus wenigstens zwei Schraubenfedern besteht, von denen die eine, erste, Schraubenfeder zumindest teilweise innerhalb des durch die Windungen der anderen, zweiten, Schraubenfeder gebildeten Federinnenraumes aufgenommen ist und der Durchmesser einer Windung der ersten Feder derart bemessen ist, dass sich diese Windung innerhalb der Erstreckung des Federinnenraumes mit zumindest einer Windung der zweiten Feder – im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Energiespeichers betrachtet – radial überlagert, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schraubenfeder zumindest an einer ihrer Endwindungen eine um die Längsachse zylindrisch verlaufende Fläche angeformt hat und die erste Feder im nicht montierten Zustand eine Endwindung mit einem größeren Außendurchmesser als die zylindrisch verlaufende Fläche besitzt, welche mit radialer Vorspannung in der zylindrisch verlaufenden Fläche aufgenommen ist.
- Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Federn in Bezug aufeinander derart ausgerichtet sind, dass die Endwindungen beider Federn zumindest an einem Ende des Energiespeichers wenigstens annähernd bündig sind.
- Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schraubenfeder kürzer ist als die zweite Schraubenfeder.
- Drehschwingungsdämpfer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Federn einen entgegengerichteten Windungssinn aufweisen.
- Drehschwingungsdämpfer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Federn den gleichen Windungssinn aufweisen.
- Drehschwingungsdämpfer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Endwindung der beiden Schraubenfedern derart bemessen ist, dass die erste Feder in die zweite Feder hineindrängbar ist und hierbei sich zumindest eine der Windungen elastisch aufweitet und/oder verkleinert.
- Drehschwingungsdämpfer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichem Wickelsinn der beiden Federn zumindest die federnden Windungen der inneren Feder eine kleinere Steigung besitzen als die federnden Windungen der äußeren Feder.
- Drehschwingungsdämpfer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Schraubenfedern im entspannten Zustand eine vorgekrümmte Form aufweist.
- Drehschwingungsdämpfer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf die Längsachse des Energiespeichers – beide Schraubenfedern zumindest annähernd den gleichen Krümmungsradius besitzen.
- Drehschwingungsdämpfer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher ein großes Längen-Außendurchmesser-Verhältnis aufweist.
- Drehschwingungsdämpfer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Bestandteil eines aus mehreren Massen bestehenden Schwungrades ist oder ein solches bildet.
- Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Endwindungen der ersten und der zweiten Schraubenfeder eine in Bezug auf den die Windungen bildenden Drahtdurchmesser geringstmögliche Steigung aufweisen und derart angeschliffen sind, dass sie eine zumindest annähernd senkrecht zur Längsachse des Energiespeichers verlaufende Ebene tangieren.
- Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Endwindung der ersten Schraubenfeder – in axialer Richtung des Energiespeichers betrachtet – vollständig innerhalb des durch die zylindrisch verlaufende Fläche begrenzten Bauraums aufgenommen ist.
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