DE102008017670A1

DE102008017670A1 - Einrichtung zur Schwingungsdämpfung

Info

Publication number: DE102008017670A1
Application number: DE102008017670A
Authority: DE
Inventors: Peter Meffert; Frank Kurrle
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2009-10-15

Abstract

Die Einrichtung zur Schwingungsdämpfung umfasst ein eine Welle bzw. eine Seitenwelle konzentrisch umgebendes Rohrelement, das an einem Ende drehfest mit der Welle verbunden und deren abgekehrtes andere Ende freistehend zur Welle angeordnet ist, an dem in einer Ringkammer eine die Welle ringartig umgebende Dämpfereinheit (Konuseinheit, Lamelleneinheit, Viskoseeinheit) angeordnet ist, welche der Welle zugerichtet und mit dieser in Wirkverbindung steht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung einer tordierbaren Welle, insb. einer Seitenwelle, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 30 24 636 A1 ist ein Schwingungsdämpfer für Wellen bekannt, der aus einem auf die Welle aufgebrachten Dämpfungsmantel besteht. Des Weiteren ist aus der DE 10 2004 016 365 A1 eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit Wellen bekannt, bei der auf einer äußeren Welle eine Feder-Dämpfereinrichtung angeordnet ist, die prinzipiell eine Relativverdrehung zur Welle zulässt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung an Wellen, insbesondere an Seitenwellen, zu schaffen, mit der Torsionsschwingungen der Wellen wesentlich zu reduzieren sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass die für den Komfort relevanten Torsionsschwingungen an Wellen bzw. an Seitenwellen derart beinflusst werden, dass diese wesentlich zu reduzieren sind. Dies wird nach der Erfindung erreicht, indem die Welle ein konzentrisch umgebendes Rohrelement umfasst, das an einem Ende drehfest mit der Welle verbunden und deren abgekehrtes andere Ende freistehend zur Welle angeordnet ist, an dem eine die Welle ringartig umgebende Dämpfereinheit angeordnet ist, die der Welle zugerichtet ist und mit dieser in Wirkverbindung steht.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Rohrelement über die drehfeste Verbindung an dem einen Ende mit Abstand zur Welle angeordnet ist und sich über mindestens einen Längsabschnitt der Welle zwischen Gleichlaufgelenken erstreckt, vorzugsweise mindestens über die gesamte Länge der Welle oder maximal über die gesamte Länge der Welle, wobei die Dämpfereinheit am Rohrelement in einer zum Rohrelement abgegrenzten Ringkammer angeordnet wird.
Durch die unter Momentenbelastung tordierende relativ weiche Seitenwelle, wird eine Relativbewegung zwischen dem umgebenden Rohrelement und der Seitenwelle erzeugt, die in vorteilhafter einfacher Weise durch die Dämpfereinheit mittels einer Bedämpfung reduzierbar ist. Es werden somit durch die Bedämpfung Triebstrangschläge, insbesondere ein Ruckeln und ein sog. Auskuppelschlag, wesentlich reduziert.
Die Dämpfereinheit besteht nach einem Vorschlag aus einer Lamelleneinheit, die sich um die Welle herum erstreckt und mit der Welle drehfest verbundene Innenlamellen und mit der Ringkammer drehfest verbundene Außenlamellen umfasst und die Innen- und Außenlamellen reibend ineinandergreifend angeordnet sind. Somit kann über die Lamelleneinheit mittels der aneinander reibenden Innen- und Außenlamellen, welche zusätzlich axial über Tellerfedern beaufschlagbar sind, eine wirksame Bedämpfung bei einer Tordierung der Welle bzw. der Seitenwelle erfolgen.
Nach einem weiteren Vorschlag ist die Lamelleneinheit mit den Außen- und Innenlamellen in einer geschlossenen Ringkammer angeordnet und die Ringkammer ist mit einem Ölmedium gefüllt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine Viskosedämpfung erzielt, bei der der durch die Relativbewegung zwischen Rohrelement und Seitenwelle induzierte Ölstrom wird über die sich relativ zueinander bewegenden Innen- und Außenlamellen eine Viskosedämpfung der Welle erreicht.
Ferner ist in einem weiteren Vorschlag vorgesehen, dass die Dämpfereinheit aus einer Konuseinheit besteht, die sich um die Welle herum erstreckt und einen mit der Welle fest verbundenen Innenkonus umfasst, der von einem drehfest in der Ringkammer gehaltenen Außenkonus umgriffen ist. Der Außenkonus setzt sich aus zwei Konushälften zusammen, die axial von einer Tellerfeder beaufschlagbar in der Ringkammer des Rohrelements angeordnet sind. Diese Dämpfereinheit mit einem Außen- und Innenkonus bildet eine kompakte Baueinheit mit wenigen Bauteilen und ergibt zwischen Innenkonus und Außenkonus relativ große wirksame Reibflächen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Schwingungsdämpfung mit einer Dämpfereinheit,
2 eine Ausführung einer Welle, insbesondere eine Seitenwelle, mit einer aus einer Lamelleneinheit bestehenden Dämpfereinheit im Schnitt,
3 eine weitere Ausführung einer Welle, insbesondere einer Seitenwelle mit einer aus einer Konuseinheit bestehenden Dämpfereinheit im Schnitt, und
4 eine weitere Ausführung einer Welle, insbesondere einer Seitenwelle mit einer aus einer Lamelleneinheit mit Ölfüllung bestehenden Dämpfereinheit im Schnitt.
Die Einrichtung zur Schwingungsdämpfung einer Welle 1 bzw. einer Seitenwelle, in einem Kraftfahrzeug umfasst eine in einem die Welle 1 umgebenden Rohrelement 2 angeordnete Dämpfereinheit 3; 4; 5, welche die Welle 1 bzw. die Seitenwelle ringartig umgibt. Die Welle 1 bzw. die Seitenwelle ist zwischen einem Achsgetriebeflansch 6 oder einer Achsgetriebemitnahme, beispielsweise einer gesteckten Seitenwelle, und einem Achswellenzapfen 7 angeordnet, wobei eine Verbindung zur Welle 1 an jeder Seite über Gleichlaufgelenke 8 und 9 erfolgt.
Die Welle 1 ist vom Rohrelement 2 umgeben, welches konzentrisch zur Welle 1 angeordnet und mit einem freien Ende 10 drehfest an der Welle 1 gehalten ist. Ein zu diesem Ende 10 abgekehrtes weiteres freie Ende 11 des Rohrelements 2 ist freistehend zur Welle 1 angeordnet und weist in einer Ringkammer 12, 12a die verschiedenen Dämpfereinheiten 3; 4; 5 auf.
Das Rohrelement 2 ist über die drehfeste Verbindung mit der Welle 1 in einem Abstand gehalten und erstreckt sich zwischen den Gleichlaufgelenken 8, 9 von der Verbindung 14 an der Welle 1 freikragend bis zum anderen Ende 11.
Die Dämpfungseinheit 3; 4; 5 ist in der Ringkammer 12; 12a angeordnet, die zum Rohrelement 2 über eine Wandung 15 abgegrenzt sein kann.
Die Dämpfereinheit 3 gem. 2 besteht aus einer Lamelleneinheit L mit Außenlamellen 16 und Innenlamellen 17, die jeweils drehfest mit der Ringkammer 12 bzw. mit der Welle 1 verbunden sind. Die Außenlamellen 16 sind zwischen den Innenlamellen 17 angeordnet und bilden insgesamt eine Reibungskupplung. Über stirnseitig angeordnete Tellerfedern 18 sind die Lamellen 16, 17 gegeneinander axial vorgespannt, wobei die Lamellen 16, 17 beispielsweise auch axial gegeneinander verschiebbar angeordnet sein können, wodurch das Kupplungsreibmoment beeinflusst wird.
Durch die Relativbewegung zwischen dem Rohrelement 2 und der Seitenwelle 1 findet eine Relativbewegung zwischen den Innenlamellen 17 und den Außenlamellen 16 statt. In Verbindung mit der Anzahl der Reibflächen und der mit der Tellerfeder 18 voreingestellten Axialkraft wird ein Reibmoment erzeugt, das zu einer Bedämpfung der Schwingungsamplituden führt.
Nach einer weiteren Ausführung der Lamelleneinheit L als Dämpfereinheit 5 gem. 4 ist die Ringkammer 12a geschlossen ausgeführt und weist eine Ölfüllung M auf, so dass sich eine Viskokupplung oder ähnliche Varianten ergeben. Die Relativbewegung zwischen dem Rohrelement 2 und der Seitenwelle 1 wird in eine Relativbewegung der Innenlamellen 17 zu den Außenlamellen 16 umgesetzt. Der durch diese Bewegung induzierte Ölstrom führt zu einer Viskosendämpfung der Schwingungsamplituden.
Nach einer weiteren Ausführung einer Dämpfereinheit 4 gem. 3 besteht diese aus einer Konuseinheit K mit einem Innenkonus 19 und einem aus zwei Konushälften 20, 21 bestehenden Außenkonus. Der Innenkonus 19 ist drehfest mit der Welle 1 und die Konushälften 20, 21 sind drehfest in der Ringkammer 12 gehalten. über Tellerfedern 18 wird eine axiale Druckbeaufschlagung und somit das Kupplungsreibmoment der Konushälften 20, 21 zum Innenkonus 19 erzielt, die beispielsweise axial verschiebbar angeordnet sein können.
Durch die Dämpfereinheiten 3; 4; 5 werden die Relativbewegungen zwischen dem Rohrelement 2 und der Welle 1 bzw. der Seitenwelle wirksam bedampft. Diese Relativbewegungen sind im Bereich der Dämpfereinheiten 3; 4; 5 am größten und können daher in diesem Bereich am wirksamsten bedämpft werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3024636 A1 [0002]
- DE 102004016365 A1 [0002]

Claims

Einrichtung zur Schwingungsdämpfung einer tordierbaren Welle, insb. einer Seitenwelle, eines Kraftfahrzeugs, die zwischen einem Achsgetriebeflansch und einem Achswellenzapfen angeordnet ist und eine Verbindung zur Welle über Gleichlaufgelenke aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) ein konzentrisch umgebenes Rohrelement (2) umfasst, das an einem Ende (10) drehfest mit der Welle (1) verbunden und deren abgekehrtes andere Ende (11) freistehend zur Welle (1) angeordnet ist, an dem eine die Welle (1) ringartig umgebende Dämpfereinheit (3; 4; 5) angeordnet ist, welche der Welle (1) zugerichtet und mit dieser in Wirkverbindung steht.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrelement (2) über die drehfeste Verbindung an dem einen Ende (10) mit Abstand zur Welle (1) angeordnet ist und sich mindestens über einen Abschnitt oder die gesamte Länge der Welle (1) zwischen den Gleichlaufgelenken (8, 9) erstreckt.
Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinheit (3; 4; 5) am Rohrelement (2) in einer zum Rohrelement (2) abgegrenzten Ringkammer (12; 12a) angeordnet ist.
Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinheit (3) aus einer Lamelleneinheit (L) besteht, die sich um die Welle (1) herum erstreckt und die Welle (1) drehfest verbundene Innenlamellen (17) und mit der Ringkammer (12) drehfest verbundene Außenlamellen (16) umfasst und die Innen- und Außenlamellen (17, 16) reibend ineinander greifend angeordnet sind.
Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenlamellen (16) in der Ringkammer (12) stirnseitig über Tellerfedern (18) axial vorgespannt gehalten sind.
Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamelleneinheit (L) mit den Außen- und Innenlamellen (16, 17) in einer geschlossenen Ringkammer (12a) angeordnet sind und die Ringkammer (12a) mit einem Ölmedium (M) gefüllt ist.
Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinheit (4) aus einer Konuseinheit (K) besteht, die sich um die Welle (1) herum erstreckt und einen mit der Welle (1) drehfest verbundenen Innenkonus (19) umfasst, der von einem drehfest in der Ringkammer (12) gehaltenen Außenkonus (20, 21) umgriffen ist.
Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenkonus zwei Konushälften (20, 21) umfasst, die axial von Tellerfedern (18) beaufschlagbar in der Ringkammer (12) des Rohrelements (2) angeordnet sind.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinheit (3; 4; 5) drehfest und axial verschiebbar auf der Welle (1) sowie in der Ringkammer (12) gehalten und von Federelementen (18) axial beaufschlagbar ist.