DE102008032009A1

DE102008032009A1 - Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere mehrstufiger Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102008032009A1
Application number: DE102008032009A
Authority: DE
Inventors: Eugen Kombowski
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-08-02
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2009-02-05
Also published as: US20100133061A1; US8047921B2; WO2009018794A2; WO2009018794A3; DE112008002793A5; EP2185837A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere mehrstufiger Drehschwingungsdämpfer, umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete und koaxial angeordnete Dämpferanordnungen, eine erste, eine Hauptdämpferstufe bildende Dämpferanordnung und eine zweite, eine Vordämpferstufe bildende Dämpferanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Hauptdämpferstufe bildende Dämpferanordnung als Reihendämpfer, umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete Dämpfer ausgebildet ist und in radialer Richtung auf einem größeren Durchmesser als die, die Vordämpferstufe bildende zweite Dämpferanordnung angeordnet ist. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere mehrstufiger Schwingungsdämpfer, mit zumindest zwei in Reihe angeordneten Dämpferanordnungen, einer ersten einen Vordämpfer bildenden Dämpferanordnung und einer zweiten einen Hauptdämpfer bildenden Dämpferanordnung. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die, die Hauptdämpferstufe bildende Dämpferanordnung als Reihendämpfer, umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete Dämpfer ausgebildet ist und in radialer Richtung auf einem größeren Durchmesser als die, die Vordämpferstufe bildende zweite Dämpferanordnung angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere einen mehrstufigen Drehschwingungsdämpfer, umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete und koaxial angeordnete Dämpferanordnungen, eine erste, eine Hauptdämpferstufe bildende Dämpferanordnung und eine zweite, eine Vordämpferstufe bildende Dämpferanordnung.
Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere in Form von mehrstufigen Drehschwingungsdämpfern beziehungsweise Torsionsschwingungsdämpfern, sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt. Diese fungieren bei Anordnung in einem Antriebsstrang in Kraftflussrichtung betrachtet zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb und Kopplung mit den, diese bildenden Anschlusselementen als elastische Kupplung. Diese übertragen Drehmoment und kompensieren gleichzeitig Schwingungen bei der Leistungsübertragung. Denkbar ist auch eine Ausführung als Tilger. In diesem Fall erfolgt über die Vorrichtung zwischen den benachbarten Anschlusselementen keine Drehmomentübertragung, sondern es werden über die einzelnen Komponenten lediglich Drehmomentstöße abgebaut. Derartige Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen basieren je nach Dämpfungsart auf unterschiedlichen Funktionsprinzipien. Bekannt sind neben rein mechanischen Dämpferlösungen auch hydraulische oder kombinierte mechanisch- hydraulische Dämpferlösungen. Mechanische Dämpfer umfassen einen ein- oder mehrteiligen, je nach Kraftflussrichtung als Eingangsteil oder Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen fungierenden Drehteil, insbesondere einen Primärteil und einen Sekundärteil, die koaxial zueinander angeordnet sind und in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind. Die Kopplung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil erfolgt über Mittel zur Drehmomentübertragung und Mittel zur Dämpfung von Schwingungen, die in der Regel von Federeinheiten, umfassend zumindest ein Federelement in Form einer Druckfeder, gebildet werden. Über die Größe des Verdrehwinkels zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil und die Federkraft können die Schwingungen kompensiert und abgebaut werden.
Aus der Druckschrift DE 30 47 039 A1 ist eine Ausführung einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen zur Übertragung von Drehmoment zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb vorbekannt, welche zwei in Reihe geschaltete Dämpferanordnungen umfasst. Um eine größere Relativbewegung zwischen den treibenden und getriebenen Elementen der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen zu ermöglichen, wurde die Vorrichtung zweistufig ausgeführt. Diese weist zwei konzentrische Kreise von Dämpfungsfedern auf, die in einem Gehäuse angeordnet sind und von Antriebszungen angetrieben werden, welche an einem Antriebselement montiert sind, beispielsweise einer Kolbenplatte für eine Sperrkupplung. Schwimmende Elemente separieren dabei die Federn in den inneren und äußeren Federkreisen in zwei oder mehreren Federgruppen. Die zwei oder mehreren Federgruppen in jedem Kreis arbeiten parallel zueinander, während die Federn in jeder einzelnen Gruppe in Reihe wirken. Im Kraftfluss erfolgt damit die Leistungsübertragung in Reihe. Der von Seitenscheiben gebildete Ausgangsteil der ersten radial äußeren Dämpferanordnung ist mit dem Eingangsteil der zweiten Dämpferanordnung drehfest verbunden. Der Aufbau der Vorrichtung ist dadurch sehr komplex und benötigt viel Bauraum.
Eine weitere Ausführung eines Reihendämpfers für den Einsatz in Kraftübertragungseinrichtungen mit einer hydrodynamischen Komponente, wie beispielsweise einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer hydrodynamischen Kupplung sowie einer so genannten Überbrückungskupplung ist aus der Druckschrift DE 199 20 542 A1 vorbekannt. Die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen kann dabei sowohl in Reihe zur hydrodynamischen Komponente als auch zur Überbrückungskupplung geschaltet sein oder aber lediglich nur zur Überbrückungskupplung in Reihe angeordnet werden. Die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen ist zumindest als zweistufiger Reihendämpfer ausgeführt, umfassend eine Hauptdämpferstufe und eine Vordämpferstufe, wobei die Dämpferanordnung der Vordämpferstufe in radialer Richtung auf dem größeren Durchmesser angeordnet ist als die Dämpferanordnung der Hauptdämpferstufe, welche insbesondere in radialer Richtung in Richtung zur Rotationsrichtung hin verlagert ist. Die einzelnen Ausführungen mit Vordämpferanordnung und Hauptdämpferanordnung sind durch axialen Versatz in Einbaulage betrachtet charakterisiert. Ferner ist aufgrund des geringen Teilkreisdurchmessers der Verdrehwinkel der Dämpferanordnung für die Hauptdämpferstufe weitestgehend begrenzt.
Aus den Druckschriften US 2004/0216979 A1 und US 2004/0185940 sind Ausführungen von Paralleldämpfern bekannt. Die Druckschrift US 2004/0216979 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, umfassend zumindest zwei Dämpferanordnungen, die parallel geschaltet sind, wobei der Kraftfluss immer über beide Dämpferanordnungen erfolgt. Die Dämpferanordnung für die kleineren Verdrehwinkel ist hier auf einem radial inneren Durchmesser angeordnet, während das größere Verdrehspiel über die zweite Dämpferanordnung auf einem radial äußeren Durchmesser realisiert wird. Die radial innere Dämpferanordnung ist als Reihendämpfer ausgeführt, umfassend über einen Flansch separierte und hintereinander geschaltete Federelemente.
Aus der Druckschrift US 2004/0185940 ist eine als Reihen-Parallel-Dämpfer ausgeführte Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen vorbekannt, umfassend ein erstes Drehelement und ein zweites Drehelement, die relativ zueinander begrenzt in Unfangsrichtung verdrehbar sind. Ferner umfasst die Vorrichtung ein Paar von ersten, in einer Drehrichtung ausgerichteten und in Reihe geschalteten elastischen Elementen, die über einen schwimmenden Zwischenflansch gekoppelt sind, und ein weiteres zweites elastisches Element, das parallel zu den ersten elastischen Elementen geschaltet ist, wobei das zweite elastische Element derart ausgelegt ist, in der Drehrichtung zusammengedrückt zu werden, nachdem das Paar von ersten elastischen Elementen aufgrund einer relativen Drehung des ersten Drehelementes und des zweiten Drehelementes auf einen ersten Winkel zusammengedrückt wurde. Dem zweiten elastischen Element ist dazu ein Freiwinkel zugeordnet, der im schwimmenden Flansch integriert ist. Die Anordnung von ersten und zweiten elastischen Elementen erfolgt zur Verringerung des radialen Bauraumes auf einem Durchmesser oder in radialer Richtung hinsichtlich der sich durch die Erstreckung der Federelemente theoretisch ergebenden ringförmigen Bereiche einander überlappend. Die Kopplung zwischen den ersten elastischen Elementen erfolgt über einen schwimmenden Flansch.
Allen vorgenannten Ausführungen gemeinsam ist die Anpassung der Federkennlinie im Hinblick auf ein gewünschtes Verhalten in einem bestimmten Betriebsbereich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen zu schaffen, die durch eine Federkennlinie beschreibbar ist, die insbesondere im Bereich eines geringen Verdrehwinkels durch einen geringen Anstieg charakterisiert ist, in diesem Bereich auch über einen größeren Drehmomentbereich wirksam ist und einen größeren Verdrehwinkelbereich in der Hauptdämpferstufe ermöglicht, wobei die Federrate möglichst gering gehalten werden soll. Die erfindungsgemäße Losung soll sich durch einen geringen konstruktiven Aufwand und minimale Baugröße auszeichnen und ferner zur Integration in Kraftübertragungsvorrichtungen für den Einsatz in Antriebssträngen geeignet sein.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere ein mehrstufiger Reihen-Drehschwingungsdämpfer, umfasst zumindest zwei in Reihe angeordnete Dämpferanordnungen, eine erste als Vordämpferstufe ausgeführte Dämpferanordnung und eine zweite als Hauptdämpferstufe ausgeführte Dämpferanordnung. Erfindungsgemäß wird die Hauptdämpferstufe von einer als Reihendämpfer ausgeführten Dämpferanordnung gebildet, umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete Dämpfer. Die Hauptdämpferstufe bildende Dämpferanordnung ist in radialer Richtung auf einem größeren Durchmesser angeordnet, als die Vordämpferstufe bildende Dämpferanordnung.
Der Begriff „Hauptdämpferstufe" im Sinne dieser Anmeldung beinhaltet die Wirkung der Dämpferanordnung, welche zumindest im Bereich größerer Drehmomente und großer Verdrehwinkel, vorzugsweise über den gesamten Verdrehwinkelbereich wirksam ist. Der Begriff „Vordämpferstufe" im Sinne dieser Anmeldung beinhaltet die Wirkung der Dämpferanordnung, welche zumindest im Bereich geringen Drehmomentes und geringen Verdrehwinkels wirksam ist und zusätzlich zur Dämpferanordnung der Hauptdämpferstufe in diesem Bereich, welcher den Verdrehbereich bis zum Überbrücken der Dämpferanordnung beziehungsweise dem Blockieren der Federeinheiten bestimmt, wirksam ist, so dass sich die Federkräfte der beiden Dämpferstufen addieren.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, eine mehrstufige Dämpferanordnung zu schaffen, bei welcher die Hauptdämpferstufe bildende Dämpferanordnung aufgrund der Reihenschaltung in ihrer Gesamtheit einen relativ großen Verdrehwinkel unter Addition der Federkräfte ermöglicht.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung wird die Dämpferanordnung des Hauptdämpfers in radialer Richtung außen, das heißt auf dem größeren Durchmesser, und die Dämpferanordnung des Vordämpfers in radialer Richtung innen, das heißt möglichst nah zur Rotationsachse, angeordnet. Hauptdämpferanordnungen und Vordämpferanordnung sind koaxial zueinander angeordnet und können in axialer Richtung mit Versatz oder aber vorzugsweise in einer Ebene angeordnet werden. Im letztgenannten Fall baut die Dämpferanordnung in Form eines mehrstufigen Dämpfers, bei welchem die Dämpferkennlinie aufgrund der separaten Ausgestaltung der einzelnen Dämpferanordnungen variabel eingestellt werden kann, in axialer Richtung und auch in radialer Richtung möglichst klein.
Aufgrund der Anordnung des Hauptdämpfers außen in radialer Richtung können über diesen große Verdrehwinkel realisiert werden, wobei der Hauptdämpfer in diesem Verdrehwinkelbereich wirksam ist und somit eine Dämpfung auch bei höheren Momenten möglich ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausführung umfasst der Reihendämpfer zumindest zwei in Reihe geschaltete Dämpfer, einen ersten und einen zweiten Dämpfer, wobei jeweils ein Ausgangsteil eines Dämpfers den Eingangsteil des anderen Dämpfers bildet oder aber drehfest mit diesem gekoppelt ist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung werden die Dämpfer des Reihendämpfers auf einem Durchmesser angeordnet. In diesem Fall können die radialen Abmessungen für die Gesamtdämpferanordnung gering gehalten werden.
Gemäß einer weiteren Ausführung ist auch eine Anordnung der beiden Dämpfer der ersten Dämpferanordnung auf zwei unterschiedlichen Durchmessern denkbar. In diesem Fall können die einzelnen Übertragungselemente für die einzelnen Dämpfer unterschiedlich ausgelegt werden.
Jede der Dämpferanordnungen umfasst in Kraftflussrichtung betrachtet einen als Eingangsteil fungierenden Primärteil und einen als Ausgangsteil fungierenden Sekundärteil. Die Funktion ist je nach Kraftflussrichtung austauschbar und wechselt. Dabei können die Eingangs- und Ausgangsteile einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Vorzugsweise werden jeweils einteilige Ausführungen in Scheibenform gewählt. Diese sind über Mittel zur Drehmomentübertragung und Mittel zur Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt. Die Mittel zur Drehmomentübertragung und zur Dämpfungskopplung werden hier von elastischen Elementen, insbesondere Federeinheiten, gebildet. Dabei sind die einzelnen Federeinheiten als Einzelfeder ausgeführt oder können auch als ineinander geschaltete Federeinheiten vorliegen. Dadurch kann die einzelne Dämpferanordnung jeweils als elastische Kupplung fungieren, die Drehmoment überträgt und gleichzeitig Schwingungen kompensiert. Die Dämpferanordnung des Hauptdämpfers umfasst zumindest sowohl einen Eingangsteil als auch einen Ausgangsteil, wobei der Ausgangsteil gleichzeitig den Eingangsteil der Vordämpferanordnung bildet oder aber mit diesem drehfest gekoppelt ist. Vorzugsweise wird eine integrale Ausführung des Ausgangsteils der Dämpferanordnung der Hauptdämpferstufe mit dem Eingangsteil der Dämpferanordnung der Vordämpferstufe gewählt. In diesem Fall ist eine besonders bauraumoptimierte Anordnung der einzelnen Dämpferanordnungen in einer axialen Ebene zueinander möglich. Je nach Ausführung der Hauptdämpferanordnung, insbesondere in Form eines Reihendämpfers aus wenigstens zwei Dämpfern, wird dieser auf unterschiedliche Art und Weise realisiert. Die Kopplung zwischen den beiden Dämpfern der Dämpferanordnung der Hauptdämpferstufe erfolgt im einfachsten Fall über einen radial äußeren Zwischenflansch. Dieser wird vorzugsweise als ringförmiges Element ausgeführt, der im Bereich seines Innenumfanges in radialer Richtung zur Rotationsachse gerichtete Vorsprünge aufweist, die in Umfangsrichtung betrachtet Anlageflächen beziehungsweise Anschlagflächen für die einzelnen Federelemente bilden.
Dieser Zwischenflansch bildet je nach Kraftflusseinleitung entweder den Eingangsteil der ersten Dämpferanordnung oder ist als schwimmender Flansch, welcher nicht separat gelagert ist, sondern lediglich aufgrund der Lagezuordnung der übrigen Bauelemente der Dämpferanordnung in seiner Lage zwischen den Federelementen der beiden Dämpfer fixiert ist, ausgeführt. Über diesen erfolgt die Beaufschlagung zumindest einer, sich in Umfangsrichtung an diesem abstützenden Federeinheit einer der beiden Dämpfer. Der jeweils gegenüberliegende Endbereich der Federeinheit stützt sich auf der anderen Seite an einem innen liegenden Flansch ab. Der innen liegende Flansch ist ebenfalls als ringförmiges Element ausgebildet und weist in Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen zueinander beabstandete Vorsprünge auf, die sich in radialer Richtung von der Rotationsachse weg erstrecken und in Umfangsrichtung ausgerichtete Anlageflächen für Federelemente bilden. Die Dämpferanordnung der Hauptdämpferstufe umfasst somit vorzugsweise zwei in axialer Richtung zueinander beabstandete Seitenscheiben sowie dazwischen angeordnete Flansche, die als ringförmige Elemente ausgeführt sind und Vorsprünge aufweisen. Die Flanscheinheit aus radial äußerem und radial innerem Flansch ist somit geteilt, wobei die Federeinheiten der beiden Dämpfer sich jeweils am Zwischenflansch und am Flansch abstützen. Zusätzlich ist eine Abstützung an den in Umfangsrichtung ausgerichteten Flächenbereichen der Seitenscheiben möglich. In Analogie gilt diese Ausführung auch für die Dämpferanordnung der Vordämpferstufe. Allerdings ist diese vorzugsweise lediglich als einfacher Dämpfer, umfassend eine Mehrzahl parallel angeordneter Federeinheiten ausgebildet. Denkbar wäre auch hier eine Ausführung als Reihendämpfer.
Je nach Zuordnung und Kopplung beziehungsweise Anbindung in einer Kraftübertragungseinheit können die unterschiedlichen Elemente jeweils als Eingangsteil fungieren. Dies hängt davon ab, welche der Elemente in Kraftflussrichtung betrachtet mit der Antriebsseite gekoppelt sind und welche mit der Abtriebsseite.
Gemäß einer ersten Ausführung kann der Antrieb und damit die Krafteinleitung an der ersten Dämpferanordnung über Seitenscheiben realisiert werden. In diesem Fall sind diese drehfest mit einem antreibenden Element, beispielsweise in einer Kraftübertragungsvorrichtung einer Überbrückungskupplung und/oder einem Element einer hydrodynamischen Komponente wenigstens mittelbar gekoppelt. Die Leistungsübertragung erfolgt dann über den ersten Dämpfer der ersten Dämpferanordnung auf den Zwischenflansch und von diesem auf den zweiten Dämpfer und dann auf den Flansch, welcher gleichzeitig mit dem Eingangsteil der Dämpferanordnung der Vordämpferstufe gekoppelt ist oder diesen vorzugsweise bildet. Der Ausgangsteil der Dämpferanordnung der Vordämpferstufe wird dann in diesem Fall vorzugsweise von einer Seitenscheibenanordnung gebildet.
Gemäß einer weiteren zweiten Ausführung ist es auch denkbar, die Leistung über den Zwischenflansch einzuleiten. In diesem Fall erfolgt die Leistungsübertragung auf den Flansch und von diesem auf die Seitenscheiben der ersten Dämpferanordnung, wobei die Seitenscheiben wiederum drehfest mit dem Eingangsteil der Dämpferanordnung der Vordämpferstufe gekoppelt sind, welche bei Ausbildung dieser als Reihendämpfer von einem Zwischenflansch oder aber vorzugsweise Seitenscheiben in integraler Ausführung mit den Seitenscheiben der Dämpferanordnung der Hauptdämpferstufe gebildet werden können. Die Möglichkeiten der integralen Ausführung der Seitenscheiben beider Dämpferanordnungen und des einteiligen, beiden Dämpferanordnungen zugehörigen Flansches ist durch einen hohen Grad an Funktionskonzentration und minimalem Bauraumbedarf charakterisiert.
Die letztgenannte Ausführung bietet den Vorteil, dass über die Anbindung des Zwischenflansches der ersten Dämpferanordnung, welcher dann kein schwimmender Zwischenflansch mehr ist, sondern durch die Anbindung in seiner Lage in einer Kraftübertragungsvorrichtung fixiert wird, Verbindungsbleche jeglicher Geometrie genutzt werden können, die vorzugsweise die gesamte Anordnung glockenförmig umschließen und somit eine Art Kapselung der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen herbeiführen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungen beschränkt. Konstruktive Details liegen im Ermessen des zuständigen Fachmannes. Entscheidend ist, dass über eine reine Reihendämpferanordnung aus wenigstens einem als Reihendämpfer ausgeführten Hauptdämpfer eine mehrstufige Dämpferanordnung realisiert werden kann, die durch kurze Wendelfedern im Hauptdämpfungsbereich charakterisiert ist und somit ein Ausklinken, wie von langen Federn bekannt, vermeidet und gleichzeitig bei geringerem Verdrehwinkel größere Drehmomente über diesen übertragen kann.
Die erfindungsgemäße Lösung ist nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und das Grundprinzip einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen;
1b und 1c verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand zweier Ansichten, insbesondere eines Axialschnittes und einer Ansicht B-B gemäß 1b, eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen als zweistufiger Reihenschwingungsdämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform;
2a verdeutlicht in einer Seitenansicht die Ausführungen der Seitenscheiben der ersten Dämpferanordnung;
2b verdeutlicht in einer Seitenansicht die Ausführung der Seitenscheiben der zweiten Dämpferanordnung in der ersten Ausführungsform;
3 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen als zweistufiger Reihenschwingungsdämpfer gemäß einer zweiten Ausführungsform;
4 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung anhand eines Diagramms die Kennlinie einer erfindungsgemäß ausgeführten mehrstufigen Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen.
Die 1a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Grundaufbau und das Grundprinzip einer erfindungsgemäß ausgeführten Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere eines Drehschwingungsdämpfers. Die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen umfasst funktional zwei Dämpferstufen 3, 4, die jeweils von einer Dämpferanordnung – einer ersten Dämpferanordnung 5 und einer zweiten Dämpferanordnung 7 gebildet werden und in Reihe geschaltet sind. In Reihe geschaltet bedeutet dabei, dass die Leistungsübertragung im Kraftfluss in Reihe, d. h. nacheinander erfolgt.
Die erste Dämpferstufe 3 wird als Hauptdämpferstufe bezeichnet, die zweite Dämpferstufe 4 bildet die Vordämpferstufe. Die Hauptdämpferstufe 3 wirkt dabei im Hauptbetriebsbereich, das heißt dem maximalen Verdrehwinkelbereich, während die Vordämpferstufe lediglich in einem begrenzten Verdrehwinkelbereich als Teilbereich des gesamten Betriebsbereiches wirksam ist, wobei die weitere Dämpfung nach Überbrückung der Vordämpferstufe 4 nur noch in der Hauptdämpferstufe 3 erfolgt. Die einzelnen Dämpferstufen 3 und 4 werden dabei über Dämpferanordnungen 5, 7, die miteinander gekoppelt sind beziehungsweise in Wirkverbindung stehen, realisiert. Die erste Dämpferstufe 3 wird von einer Dämpferanordnung 5 gebildet, welche als Reihendämpfer aus wenigstens zwei in Reihe geschalteten Dämpfern 6.1 und 6.2 ausge führt ist. Die Vordämpferstufe 4 wird von einer Dämpferanordnung 7 gebildet. Beide Dämpferanordnungen 5 und 7 sind in Reihe zu einem zweistufigen Reihendämpfer zusammengefasst. Jede der einzelnen Dämpferanordnungen 5 und 7 umfasst in Kraftflussrichtung betrachtet ein- oder mehrteilig ausgeführte Eingangs- und Ausgangsteile, die über Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Mittel Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt sind. Dies gilt auch für die einzelnen Dämpfer 6.1, 6.2 einer als Reihendämpfer ausgeführten Dämpferanordnung 5. Dabei sind die Eingangs- und Ausgangsteile der einzelnen Dämpfer 6.1, 6.2 einer Dämpferanordnung 5 beziehungsweise der Dämpferanordnungen 5, 7 jeweils koaxial zueinander angeordnet und in Umfangsrichtung begrenzt gegeneinander verdrehbar. Die Begrifflichkeit Ein- und Ausgangsteil bezieht sich dabei in Kraftflussrichtung betrachtet auf den Kraftfluss bei Anordnung in einem Antriebsstrang, wobei der Kraftfluss über die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen erfolgt. Die Funktionen können unterschiedlichen Bauteilen in unterschiedlichen Betriebszuständen zugeordnet sein.
Die Vorrichtung 1 umfasst im Kraftfluss betrachtet in ihrer Gesamtheit einen Eingangsteil E und einen Ausgangsteil A. Der Eingangsteil E wird dabei je nach Kraftflussrichtung entweder von einem Element der Dämpferanordnung 5 oder der Dämpferanordnung 7 gebildet. Die Dämpferanordnung 5 umfasst einen Eingangsteil 8 und einen Ausgangsteil 10, der wiederum drehfest mit einem Eingangsteil 11 der Dämpferanordnung 7 verbunden ist oder aber mit diesem eine bauliche Einheit bildet. Die Dämpferanordnung 7 umfasst ferner einen Ausgangsteil 12, welcher in Kraftflussrichtung bei Anordnung der Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen zwischen der Antriebsmaschine und einer Leistungsübertragungseinheit dem Ausgangsteil A der Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen entspricht, der wenigstens mittelbar mit der nachgeordneten Leistungsübertragungseinheit verbunden ist. Der Dämpfer 6.1 der ersten Dämpferanordnung 5 umfasst einen Eingangsteil 13, welcher vom Eingangsteil 8 der Dämpferanordnung 5 gebildet wird und einen Ausgangsteil 14, der den Eingangsteil 15 des Dämpfers 6.2 bildet oder mit diesem drehfest verbunden ist. Der zweite Dämpfer 6.2 umfasst ferner einen Ausgangsteil 16, der den Ausgangsteil 10 der Dämpferanordnung 5 bildet. Der erste Dämpfer 6.1 umfasst Mittel 17 zur Drehmomentübertragung zwischen dem Eingangsteil 13 und dem Ausgangsteil 14 und Mittel 18 zur Dämpfungskopplung. in Analogie umfasst auch der zweite Dämpfer Mittel 20 zur Drehmomentübertragung und Mittel 21 zur Dämpfungskopplung. Die zweite Dämpferanordnung 7 umfasst einen Dämpfer, bei welchem Eingangsteil 11 und Ausgangsteil 12 über Mittel 35 zur Drehmomentübertragung und Mittel 36 zur Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt sind. Der Kraftfluss erfolgt zwischen Eingangsteil E und Ausgangsteil A der Vorrichtung 1 je nach Drehrichtung über die Dämpfer 6.1, 6.2 beziehungsweise 6.2, 6.1 und den Dämpfer 7.
Die 1b und 1c verdeutlichen eine erfindungsgemäß ausgeführte Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere mehrstufigen Reihendämpfer 2 in zwei Ansichten gemäß einer ersten Ausführung. Die 1b verdeutlicht die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen im Axialschnitt, die 1c verdeutlicht eine Ansicht B-B gemäß 1b. Die Anordnung der ersten Dämpferstufe 3 erfolgt in radialer Richtung bezogen auf die Rotationsachse R der Vorrichtung 1 auf einem größeren Durchmesser als die als Vordämpferstufe fungierende weitere zweite Dämpferstufe 4. Damit erfolgt auch die Anordnung der ersten Dämpferanordnung 5 radial außen, während die Anordnung der zweiten Dämpferanordnung 7 innerhalb der Erstreckung des Innendurchmessers der ersten Dämpferanordnung 5 und damit auf einem kleineren Durchmesser erfolgt.
Die Dämpferanordnung 5 umfasst einen Eingangsteil 8, welcher von zwei in axialer Richtung nebeneinander beabstandet und koaxial zueinander angeordneten Mitnehmerscheiben 9.1 und 9.2 gebildet wird, die drehfest miteinander gekoppelt sind. Zwischen den Mitnehmerscheiben 9.1 und 9.2 ist der Ausgangsteil 10 angeordnet, der wiederum drehfest mit einem Eingangsteil 11 der Dämpferanordnung 7 verbunden ist oder aber vorzugsweise mit diesem eine bauliche Einheit bildet. Die Dämpferanordnung 7 umfasst ferner einen Ausgangsteil 12, welcher in Kraftflussrichtung bei Anordnung der Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen zwischen einer Antriebsmaschine und einer Leistungsübertragungseinheit dem Ausgangsteil A der Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen 1 entspricht, der wenigstens mittelbar mit der nachgeordneten Leistungsübertragungseinheit verbunden ist. Die erste Dämpferanordnung 5 besteht aus zwei Dämpfern 6.1 und 6.2. Die Nummerierung der Ein- und Ausgangsteile gemäß 1a wird beibehalten. Der erste Dämpfer 6.1 umfasst Mittel 17 zur Drehmomentübertragung zwischen dem Eingangsteil 13 und dem Ausgangsteil 14 und Mittel 18 zur Dämpfungskopplung, wobei hier die Mittel 17 und die Mittel 18 von einer Baueinheit, insbesondere einer Federeinheit 19 gebildet werden. In Analogie umfasst auch der zweite Dämpfer 6.2 Mittel 20 zur Drehmomentübertragung und Mittel 21 zur Dämpfungskopplung, wobei diese von einer weiteren Federeinheit 22 gebildet werden. Der Eingangsteil 13 wird, wie bereits ausgeführt, von den Mitnehmerscheiben 9.1 und 9.2 gebildet, der Ausgangsteil 14 von einem Zwischenflansch 23, wobei die Mittel 17 und 18 beziehungsweise die einzelnen Federeinheiten 19 sich an den Mitnehmerscheiben 9.1 und 9.2 oder dem Flansch 24 und dem Zwischenflansch 23 abstützen, während die Federeinheiten 22 des zweiten Dämpfers 6.2 sich ebenfalls an den Mitnehmerscheiben 9.1, 9.2 oder dem Zwischenflansch 23 und dem Flansch 24 sowie dem Ausgangsteil 12 in Umfangsrichtung abstützen können.
Der Zwischenflansch 23 ist in der ersten Ausführungsform der Erfindung als schwimmender Flansch ausgebildet, das heißt, besitzt keine eigene Lagerung und wird lediglich durch die Federeinheiten 19, 22 und die Anordnung des Flansches 24 beziehungsweise der Seitenscheiben 9.1 und 92 zwischen den Federeinheiten 19, 22 gehalten und geführt.
Der Zwischenflansch 23 ist als ringförmiges Element ausgeführt, welches an seinem Innenumfang in Richtung zur Rotationsachse R weisende Vorsprünge 25 aufweist, die in Umfangsrichtung ausgerichtete Anschlagflächen 26 und 27 für die Federeinheiten 19 beziehungsweise 22 der Dämpfer 6.1 und 6.2 bilden.
In der in 1c dargestellten Ausführung handelt es sich beim Zwischenflansch 23 um einen in radialer Richtung äußeren Zwischenflansch, welcher an seinem Innenumfang 28 die Vorsprünge 25 zueinander gleichmäßig beabstandet in Umfangsrichtung aufweist. Der Flansch 24, welcher den Ausgangsteil 10 der Dämpferanordnung 5 für die Hauptdämpferstufe 4 bildet, ist als radial innerer Flansch ausgebildet und weist an seinem Außenumfang 29 in radialer Richtung nach außen, d. h. von der Rotationsachse R weg erstreckende und in Umfangsrichtung im gleichmäßigen Abstand zueinander angeordnete Vorsprünge 30 auf, wobei zwei einander benachbarte Vorsprünge 30 sich in Umfangsrichtung erstreckende randoffene Aussparungen beschreiben, in welchen die beiden Federeinheiten 19 und 22 der einzelnen Dämpferanordnungen 6.1 und 6.2 angeordnet werden und sich an den einander gegenüberliegenden Seitenflächen 31 und 32 einer derartigen Ausnehmung am Flansch 24 abstützen. Der Flansch 24 beinhaltet auf seinem Durchmesser d₄ für die Vordämpferstufe Ausnehmungen 33 in Form von sich in Umfangsrichtung erstreckenden Öffnungen, welche Abstützflächen für die Federeinheiten 34 der Mittel 35 zur Drehmomentübertragung beziehungsweise 36 zur Dämpfungskopplung bilden. Die Abstützflächen liegen sich ebenfalls in Umfangsrichtung einander gegenüber. Ferner stützen sich die Federeinheiten 34 an dem in Form von Seitenscheiben 37.1 beziehungsweise 37.2 vorliegenden und nur in 1b dargestellten Ausgangsteil 12 ab, welcher mit der nachgeordneten Leistungsübertragungseinrichtung koppelbar ist.
Bei dieser Ausführung wird beim Einsatz in Antriebssträngen in Fahrzeugen im normalen Traktionsbetrieb im Kraftfluss von der Antriebsmaschine zu einer nachgeordneten Leistungsübertragungseinheit betrachtet über die Mitnehmerscheiben 9.1 und 9.2, welche drehfest miteinander gekoppelt sind, ein Moment in die Dämpferanordnung 5 eingeleitet, wobei gemäß 1c je nach Drehrichtung die Federeinheiten 19 oder 22 beaufschlagt werden und wiederum auf den Zwischenflansch 23, insbesondere den Vorsprung 25, über die Anschlagflä chen 26 wirken und aufgrund der dadurch bedingten Kopplung bei Drehmomentübertragung bei gleichzeitiger Dämpfungskopplung die weitere Federeinheit, hier beispielsweise die Federeinheit 22, auf den Flansch 24 wirkt, der den Vordämpferflansch 43 bildet und wiederum über die Federeinheit 34 als elastische Kupplung das Drehmoment zum Ausgangsteil 12 in Form der Seitenscheiben 37.1 und 37.2 überträgt. Dabei ist aufgrund der radial inneren Anordnung des Vordämpfers und der Ausführung der Federeinheiten 34 die Vordämpferstufe in Form der Dämpferanordnung 7 nur für geringe Verdrehwinkel und damit geringe Drehmomente ausgelegt, so dass ab einem bestimmten Verdrehwinkel die Dämpferanordnung 7 überbrückt wird beziehungsweise die Federeinheiten 34 geblockt werden und der Hauptteil der Dämpfungsarbeit über den Hauptdämpfer in Form der Dämpferanordnung 5 realisiert wird, der durch erheblich größere Verdrehwinkel α charakterisiert ist. Die Dämpferanordnung 5 der Hauptdämpferstufe 3 mit den einzelnen Federeinheiten 19 und 22 der einzelnen Dämpfer 6.1, 6.2 ist derart ausgeführt, dass diese vorzugsweise relativ kurze zylindrische Wendelfedern umfasst.
Die Ausführung der drehfesten Kopplung zwischen den Mitnehmerscheiben 9.1 und 9.2 der als Hauptdämpfer fungierenden Dämpferanordnung 5 kann unterschiedlich erfolgen. Im dargestellten Fall sind Befestigungselemente 38 vorgesehen, vorzugsweise in Form von Nieten. Diese können radial außerhalb der radialen Erstreckung der Federeinheiten 19, 22 der Hauptdämpferstufe 3 liegen, wie in der 1b dargestellt. Ferner kann die Anordnung radial außerhalb des Außendurchmessers des Zwischenflansches 23 erfolgen. Diese drehfeste Kopplung kann gleichzeitig einen Anschlag für den Zwischenflansch 23 beziehungsweise den Flansch 24 bilden.
Auch die drehfeste Kopplung im Bereich der Dämpferanordnung 7 in Form des Vordämpfers kann entweder radial außerhalb oder alternativ innerhalb der Federeinheiten 34 zwischen den Seitenscheiben 37.1 und 37.2 und dem Flansch 24 des Vordämpfers angeordnet werden.
Die Ausführung gemäß der 1b und 1c verdeutlicht ferner eine Anordnung der einzelnen Dämpferstufen 3 und 4 in einer axialen Ebene, was insbesondere durch die Ausgestaltung der Ausgangsteils 10 der ersten Dämpferanordnung 5 beziehungsweise des Eingangsteils 11 der Dämpferanordnung 7 realisiert wird. Dieses ist im einfachsten Fall als scheibenförmiges Element ausgebildet. Andere Ausführungen sind denkbar, beispielsweise mit Versatz in axialer Richtung. Die in der 1 dargestellte Ausführung stellt jedoch eine besonders vorteilhafte Ausbildung im Hinblick auf die Bauraumerfordernisse dar. Dies gilt in Analogie auch für die Anordnung der beiden Dämpfer 6.1 und 6.2 in radialer Richtung sowie in axialer Richtung zueinander. Diese sind in radialer Richtung vorzugsweise frei von Versatz auf einem gemeinsamen Durchmesser d angeordnet und in axialer Richtung in einer Ebene. Dadurch kann die Reihendämpferanordnung einen hohen Grad an Funktionskonzentration aufweisen.
Die Vorsprünge 30 des Flansches 24 weisen an deren Außenumfang in Umfangsrichtung ausgerichtete Anschlagflächen 39.1, 39.2 auf, die mit entsprechend am Innenumfang 28 des Zwischenflansches 23 ausgebildeten und in Umfangsrichtung entgegengesetzt zu den Anschlagflächen 39.1, 39.2 ausgerichteten Anschlagflächen 40.1, 40.2 zusammenwirken können. Diese bilden einen Blockschutz für die Federeinheiten 19, 22. Die Anschlagflächen 39.1, 39.2, 40.1, 40.2 sind daher derart angeordnet, dass diese lediglich eine Verdrehwinkelbegrenzung zwischen Zwischenflansch 23 und Flansch 24 bei einem bestimmten vordefinierten Federweg bilden.
Die 2a verdeutlicht dabei in schematisiert vereinfachter Darstellung die Seitenscheiben in Form der Mitnehmerscheiben 9.1 und 9.2 der Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen gemäß 1. Erkennbar ist hier ebenfalls eine scheibenförmige Ausgestaltung mit in Umfangsrichtung ausgebildeten Öffnungen 41 zur Aufnahme der Federeinheiten 19 und 22 der Dämpfer 6.1 und 6.2 und Abstützung in Umfangsrichtung und radialer Richtung. In Analogie dazu verdeutlicht die 2b die Ausgestaltung der in der 1b nicht dargestellten Seitenscheiben 37.1, 37.2 des Vordämpfers in Form der Dämpferanordnung 7. Auch diese sind scheibenförmig ausgebildet und weisen auf dem Durchmesser der Federanordnung 34 sich in Umfangsrichtung erstreckende Öffnungen 33 auf, die vorzugsweise in gleichen Abständen zueinander angeordnet sind und jeweils zwei einander entgegen gesetzte Anschlagflächen für die Federeinheit 34 bilden.
Die 3 verdeutlicht eine Ausführung einer Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen gemäß einer zweiten Ausführungsform. Bei dieser wird funktional eine andere Zuordnung der Elemente Seitenscheiben 9.1, 9.2 und Flansch 23 gewählt, so dass hier die Funktionen dieser hinsichtlich der Ausführung als Eingangsteil E und Ausgangsteil A gegenüber der in der 1 dargestellten Ausführung vertauscht sind. Auch in 3 ist die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen durch zwei Dämpferstufen 3 und 4 charakterisiert, wobei die Vordämpferstufe von der zweiten Dämpferstufe 4 gebildet wird und die erste Dämpferstufe 3 von der Dämpferanordnung 5. Die Dämpferanordnung 5 ist als Reihendämpfer aus zwei Dämpfern 6.1 und 6.2 ausgeführt. Auch hier sind die beiden Dämpfer 6.1 und 6.2 vorzugswei se auf einem gemeinsamen Durchmesser d angeordnet und in radialer Richtung und axialer Richtung frei von Versatz zueinander. Ferner ist die, die Vordämpferstufe 3 bildende Dämpferanordnung 7 radial innerhalb der Dämpferanordnung 5 angeordnet und in axialer Richtung in der gleichen Ebene, das heißt frei von Versatz in Einbaulage. Dadurch wird auch hier eine besonders kompakte mehrstufige Dämpferanordnung realisiert, welche als Reihendämpferanordnung im Gesamtsystem betrachtet ausgebildet ist. Im Gegensatz zur 1 sind hier die Funktionen hinsichtlich der Eingangs- und Ausgangsteile vertauscht. Dabei erfolgt hier der Antrieb über den Zwischenflansch 23 des Hauptdämpfers, das heißt der Dämpferanordnung 5. Dieser bildet somit den Eingangsteil E der Vorrichtung 1 und den Eingangsteil 8 der Hauptdämpferanordnung beziehungsweise den Eingangsteil 13 des ersten Dämpfers 6.1 oder 15 des zweiten Dämpfers 6.2. Der Ausgang beziehungsweise das Ausgangsteil 14 des ersten Dämpfers 6.1 oder der Ausgangsteil 16 des zweiten Dämpfers 6.2 wird dann von einem schwimmenden Flansch 24 gebildet, der hier als radial innerer Flansch ausgebildet ist und über den der Kraftfluss zum jeweils anderen Dämpfer 6.2 oder 6.1 geleitet wird.
Der Mitnehmer wird wie bereits erwähnt vom Hauptflansch 23 gebildet, der als radial äußerer Flansch ausgeführt ist und in Analogie zur Ausführung gemäß 1b ausgestaltet sein kann, das heißt mit in radialer Richtung am Innenumfang 28 ausgebildeten Vorsprüngen 25, die in Umfangsrichtung Anschlagflächen 26, 27 für die jeweiligen Federeinheiten 19, 22 bilden. Die Ansicht von Rechts auf den Flansch 23 und 24 entspricht der Ansicht in 1c, weshalb diese nicht noch einmal separat dargestellt ist. Dabei wird hier der Ausgangsteil 14 vom Zwischenflansch 24 gebildet, während der Eingangsteil 15 des zweiten Dämpfers 6.2 vom Ausgangsteil 14 des ersten Dämpfers 6.1 gebildet wird und damit vom schwimmenden Flansch 24 und der Ausgangsteil 16 der zweiten Dämpfer 6.2 von zwei Mitnehmerscheiben, hier den Mitnehmerscheiben 9.1 und 9.2, die in axialer Richtung beidseits der Flanscheinheit aus den zwei Einzelflanschen 23, 24 angeordnet sind. Dabei ist die Mitnehmerscheibe 9.2 drehfest mit dem Eingangsteil 11 der Vordämpferstufe 4, insbesondere der Dämpferanordnung 7, verbunden oder bildet einen Teil dieser. Der Ausgangsteil 12 wird von einem Flansch 43, dem so genannten Vordämpferflansch gebildet, der drehfest mit einem Anschlusselement, hier beispielsweise über Befestigungselemente 45, insbesondere in Form von Nieten koppelbar ist. Im dargestellten Fall sind auch hier die Federeinheiten 19 und 22 für die beiden Dämpfer 6.1 und 6.2 der Dämpferanordnung 5 auf einem gemeinsamen Durchmesser d angeordnet. Die Federeinheiten 19, 22 sind als Wendelfedern ausgeführt. Die Anbindung des Antriebes beziehungsweise die Einleitung des Drehmomentes in den Flansch 23 erfolgt über Seitenbleche 42.1 und 42.2, die in radialer Richtung im Bereich des Außenumfanges des Flansches 23 mit diesem gekoppelt sind und die Dämpferanordnung quasi glockenförmig um schließen, wobei an den Seitenblechen 42.1 und 42.2 die Anbindung an die Anschlusselemente bei Integration in einen Antriebsstrang für Fahrzeuge erfolgen kann. Dies ist hier beispielhaft durch die Befestigungselemente 44 verdeutlicht.
Bei dieser Ausführung wird das Drehmoment über zumindest eines von zwei zusätzlichen Seitenblechen 42.1 und 42.2 über den in radialer Richtung außen liegenden Hauptflansch 23 des Hauptreihendämpfers, das heißt der Dämpferanordnung 5, eingeleitet. Über die Federeinheiten 19 und 22 beziehungsweise den innen liegenden schwimmenden Flansch 24 wird das Moment an die Mitnehmerscheiben 9.1 und 9.2 weitergegeben, von denen eine gleichzeitig als Seitenscheibe 37.2 des Vordämpfers, das heißt der Dämpferanordnung 7, ausgeführt ist. Über diese wird das Moment in die Dämpferanordnung 7 eingeleitet und über den als Ausgang fungierenden Vordämpferflansch 43 in eine Nabe oder ein anderes Anschlusselement. Auch hier sind jeweils die einzelnen Eingangs- und Ausgangsteile 13, 14, 15, 16, 11, 12 über Mittel 17, 20, 35 zur Drehmomentübertragung – und/oder Mittel 18, 21, 36 zur Dämpfungskopplung für die einzelnen Dämpfer 6.1, 6.2 beziehungsweise Dämpferanordnungen 5, 7 miteinander gekoppelt. Die Mittel 17, 20, 35 zur Drehmomentübertragung und die Mittel 18, 21, 36 zur Dämpfungskopplung werden vorzugsweise in einem Bauteil integriert und von Federeinheiten 19 beziehungsweise 22 und 34 gebildet.
Eine Verdrehwinkelbegrenzung für die Dämpferanordnung 7 kann beliebig radial außerhalb oder alternativ innerhalb der Federeinheit 34 des Vordämpfers, das heißt der Dämpferanordnung 7 zwischen den Seitenflächen und dem Flansch der Dämpferanordnung 7 angeordnet werden.
Die 1 und 3 verdeutlichen für die jeweilige Zuordnung der Funktionen zu Eingangs- und Ausgangsteil vorzugsweise verwendete Ausführungen. Andere Möglichkeiten sind ebenfalls denkbar, insbesondere hinsichtlich der geometrischen Gestaltung der einzelnen Flansche und Mitnehmerscheiben beziehungsweise Seitenbleche. Jede der dargestellten Anordnungen ist auch bei Kraftflussumkehr einsetzbar, wobei dann die Funktionen der Ein- und Ausgangsteile jeweils miteinander vertauscht werden. Die Ausführungen der einzelnen Dämpferanordnungen sind jeweils frei von einem Freiwinkel beziehungsweise Verdrehspiel. Die 1c verdeutlicht den Neutralzustand.
Die 4 verdeutlicht für die Ausführung gemäß der 1 und 3 beispielhaft eine Kennlinie I zur Reihenschaltung aus Vordämpferstufe 4 und Hauptdämpferstufe 3. Daraus ersicht lich ist, dass hier eine relativ flache Kennlinie erzeugt wird. Zum Vergleich sind die Kennlinien II und III für die Dämpferanordnung 7 in Form des Vordämpfers und den Hauptreihendämpfer in Form der Dämpferanordnung 5 aus den beiden Dämpfer 6.1 und 6.2 dargestellt. Dabei sind hier beide Drehrichtungen wiedergegeben. Die Kennlinie für den Vordämpfer ist mit II, für den Hauptreihendämpfer allein betrachtet mit III und die Gesamtkennlinie aus Vordämpfer und Hauptreihendämpfer, das heißt Dämpferanordnung 5 und 7 mit I bezeichnet. Daraus ist ersichtlich, dass die Gesamtkennlinie I für den Hauptreihendämpfer im Bereich kleinerer Verdrehwinkel aufgrund der Nutzung der Vordämpferstufe 4 flacher ausgestaltet ist und erst im Hauptarbeitsbereich steiler verläuft. Dabei ist hier das Drehmoment M über den Verdrehwinkel α aufgetragen.
Die Ausführung gemäß der 1 und 3 können in Antriebssträngen auf unterschiedliche Art und Weise integriert werden. Eine besonders vorteilhafte Anwendung stellt eine Kraftübertragungsvorrichtung mit einer Überbrückungskupplung LU und mit einer hydrodynamischen Komponente, insbesondere in Form eines hydrodynamischen Drehzahl- beziehungsweise Drehmomentwandlers oder einer hydrodynamischen Kupplung dar.
Bei Integration in der Kraftübertragungsvorrichtung kann die Überbrückungskupplung und die hydrodynamische Komponente, umfassend zumindest ein als Pumpenrad fungierendes Primärrad und ein als Turbinenrad fungierendes Sekundärrad, in der Dämpferanordnung sowohl in Reihe zur Überbrückungskupplung als auch zur hydrodynamischen Komponente geschaltet sein. In diesem Fall erfolgt sowohl die Anbindung des jeweiligen Eingangsteils an den Ausgang der Überbrückungskupplung als auch das Turbinenrad der hydrodynamischen Komponente. Denkbar ist es jedoch auch, die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 lediglich als Turbinendämpfer, das heißt in Reihe zum Turbinenrad oder als normaler Torsionsschwingungsdämpfer in Reihe zur Überbrückungskupplung auszubilden. Ferner ist es auch denkbar, die Dämpfereinheit vor der Überbrückungskupplung in der Kraftübertragungsvorrichtung zu integrieren.

1: Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen
2: mehrstufiger Reihendämpfer
3: erste Dämpferstufe
4: zweite Dämpferstufe
5: Dämpferanordnung
6.1, 6.2: Dämpfer
7: Dämpferanordnung
8: Eingangsteil
9.1, 9.2: Mitnehmerscheiben
10: Ausgangsteil
11: Eingangsteil
12: Ausgangsteil
13: Eingangsteil
14: Ausgangsteil
15: Eingangsteil
16: Ausgangsteil
17: Mittel zur Drehmomentübertragung
18: Mittel zur Dämpfungskopplung
19: Federeinheit
20: Mittel zur Drehmomentübertragung
21: Mittel zur Dämpfungskopplung
22: Federeinheit
23: Zwischenflansch
24: Flansch
25: Vorsprung
26: Anschlagfläche
27: Anschlagfläche
28: Innenumfang
29: Außenumfang
30: Vorsprung
31: Seitenfläche
32: Seitenfläche
33: Ausnehmung
34: Federeinheit
35: Mittel zur Drehmomentübertragung
36: Mittel zur Dämpfungskopplung
37.1, 37.2: Seitenscheibe
38: Befestigungselement
39.1, 39.2: Anschlagfläche
40.1, 40.2: Anschlagfläche
41: Öffnung
42.1, 42.2: Seitenblech
43: Vordämpferflansch
44: Befestigungselement
45: Befestigungselement
R: Rotationsachse
M: Moment
α: Verdrehwinkel
d: Durchmesser
d₄: Durchmesser
E: Eingangsteil
A: Ausgangsteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3047039 A1 [0003]
- DE 19920542 A1 [0004]
- US 2004/0216979 A1 [0005, 0005]
- US 2004/0185940 [0005, 0006]

Claims

Vorrichtung (1) zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere mehrstufiger Drehschwingungsdämpfer, umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete und koaxial angeordnete Dämpferanordnungen (5, 7), eine erste, eine Hauptdämpferstufe (3) bildende Dämpferanordnung (5) und eine zweite, eine Vordämpferstufe (4) bildende Dämpferanordnung (7), dadurch gekennzeichnet, dass die, die Hauptdämpferstufe (3) bildende Dämpferanordnung (5) als Reihendämpfer, umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete Dämpfer (6.1, 6.2) ausgebildet ist und in radialer Richtung auf einem größeren Durchmesser als die, die Vordämpferstufe (4) bildende zweite Dämpferanordnung (7) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Hauptdämpferstufe (4) bildende Dämpferanordnung (5) und die, die Vordämpferstufe (3) bildende Dämpferanordnung (7) in einer axialen Ebene angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Hauptdämpferstufe (4) bildende Dämpferanordnung (5) und die, die Vordämpferstufe (3) bildende Dämpferanordnung (7) in Einbaulage in axialer Richtung betrachtet versetzt zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dämpferanordnung (5, 7) zumindest einen ein- oder mehrteiligen Eingangsteil (8, 11) und einen ein- oder mehrteiligen Ausgangsteil (10, 12) aufweist, die in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind und über Mittel (17, 20, 35) zur Drehmomentübertragung und über Mittel (18, 21, 36) zur Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsteil (10) der ersten Dämpferanordnung (5) mit dem Eingangsteil (11) der zweiten Dämpferanordnung (7) eine bauliche Einheit bildet.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptdämpferstufe (3) bildende Dämpferanordnung (5) zumindest zwei Dämpfer (6.1, 6.2) umfasst, wobei jeder der Dämpfer (6.1, 6.2) einen ein- oder mehrteiligen Eingangsteil (13, 15) und einen ein- oder mehrteiligen Ausgangsteil (14, 16) umfasst, die über Mittel (17, 20) zur Drehmomentübertragung und Mittel (18, 21) zur Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt sind und in Umfangsrichtung begrenzt zueinander relativ verdrehbar sind, wobei der Eingangsteil (15) des zweiten Dämpfers (6.2) vom Ausgangsteil (14) der ersten Dämpfers (6.1) gebildet wird.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dämpfer (6.1, 6.2) der ersten Dämpferanordnung (3) auf einem Durchmesser (d) angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Dämpfer (6.1, 6.2) der ersten Dämpferanordnung (3) auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (17, 20, 35) zur Drehmomentübertragung und die Mittel (18, 21, 36) zur Dämpfungskopplung von einer Baueinheit gebildet werden, umfassend zumindest ein elastisches Element.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das einzelne elastische Element von einer Federeinheit (19, 22, 34) gebildet wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dämpferanordnung (5) zwei in axialer Richtung zueinander beabstandete Seitenscheiben (9.1, 9.2) umfasst, zwischen denen eine zumindest zweiteilige Flanscheinheit angeordnet ist, wobei die Flanscheinheit einen radial äußeren Zwischenflansch (23) und einen radial inneren Flansch (24) umfasst und der Zwischenflansch (23) als ringförmiges Element mit im Bereich seines Innenumfanges (28) in radialer Richtung zur Rotationsachse (R) sich erstreckenden Vorsprüngen (25) und der Flansch (24) als ringförmiges Element mit im Bereich seines Außenumfanges (29) in radialer Richtung ausgerichteten Vorsprüngen (30) ausgeführt ist, wobei die Vorsprünge (25, 30) jeweils in Umfangsrichtung zueinander gleichmäßig beabstandet angeordnet sind und Anschlagflächen für die Mittel (17, 20) zur Drehmomentübertragung und Mittel (18, 21) zur Dämpfungskopplung bilden.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dämpferanordnung (7) zwei in axialer Richtung angeordnete Seitenscheiben (37.1, 37.2) umfasst und einen dazwischen angeordneten Flansch (43), der sich in Umfangsrichtung erstreckende Öffnungen (33) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsteil (8) der ersten Dämpferanordnung (3) von den Seitenscheiben (9.1, 9.2) dieser Dämpferanordnung (3) gebildet wird und der Ausgangsteil (10) vom Flansch (24) oder Zwischenflansch (23).
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsteil (8) der ersten Dämpferanordnung (3) vom Zwischenflansch (23) gebildet wird und der Ausgangsteil (10) von den Seitenscheiben (9.1, 9.2) dieser Dämpferanordnung (3).
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsteil (11) derzweiten Dämpferanordnung (7) von den Seitenscheiben (37.1, 37.2) dieser Dämpferanordnung (7) gebildet wird und der Ausgangsteil (12) vom Flansch (43), wobei zumindest eine der Seitenscheiben (37.1, 37.2) drehfest mit dem Ausgangsteil (10) der ersten Dämpferanordnung (7) verbunden ist oder eine bauliche Einheit mit dem Ausgangsteil (10) der ersten Dämpferanordnung (3) bildet.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsteil (12) der zweiten Dämpferanordnung (7) von den Seitenscheiben (37.1, 37.2) dieser Dämpferanordnung (7) gebildet wird und der Eingangsteil (11) vom Flansch (43).
Vorrichtung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (43) der zweiten Dämpferanordnung (7) und der Flansch (24) der ersten Dämpferanordnung (5) von einem Bauteil (24) gebildet werden.