DE102008057112A1

DE102008057112A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102008057112A1
Application number: DE102008057112A
Authority: DE
Inventors: Alexander Dr. Fidlin; Hartmut Mende; Laurent Ineichen
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2009-06-04
Also published as: CN101451591B; CN101451591A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil, die gegeneinander relativ entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers verdrehbar sind. Dabei weist der zumindest eine Energiespeicher einen aus Stangen gebildeten Käfig auf, der als Raute mit vier Gelenken ausgebildet ist. Zwei gegenüberliegende Gelenke, deren Verbindungslinie in Umfangsrichtung von Ein- und Ausgangsteil ausgerichtet sind, werden jeweils vom Ausgangs- beziehungsweise Eingangsteil beaufschlagt. An den beiden verbleibenden Gelenken ist jeweils ein stirnseitiges Ende eines Federelements angebracht, das hierdurch ein radiale Ausrichtung erfährt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit zwei relativ gegeneinander entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers um eine Drehachse verdrehbaren Scheibenteilen.
Derartige Drehschwingungsdämpfer sind aus dem Stand der Technik bekannt, wo sie bevorzugt in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen als Torsionsschwingungsdämpfer in Kupplungsscheiben oder mit entsprechenden Massen versehen als sogenannte Zweimassenschwungräder angewandt werden. Im Falle von Zweimassenschwungrädern werden dabei ein als Eingangsteil verwendetes Primärteil und ein als Ausgangsteil verwendetes Sekundärteil in Form von Scheibenteilen entgegen der Wirkung von Energiespeichern um die Drehachse der Kurbelwelle relativ gegeneinander verdreht und dabei die Energiespeicher beaufschlagt, die abhängig vom Verdrehwinkel kinetische Energie aufnehmen und bei einer Verkleinerung des Verdrehwinkels wieder abgeben können. Als Energiespeicher sind beispielsweise auf einem festen Umfang angeordnete Bogenfedern und/oder kurze über den Umfang verteilte Schraubenfedern bekannt, die infolge mit der Drehzahl des Drehschwingungsdämpfers steigender Fliehkraft eine zunehmende Reibung an ihrer Außenfläche erfahren.
Weiterhin sind Energiespeicher, beispielsweise Schraubenfedern bekannt, deren Enden radial zwischen dem Ein- und Ausgangsteil auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind und die bei einer Verdrehung des Eingangsteils gegenüber dem Ausgangsteil durch Verschwenken der Aufnahmepunkte gegeneinander im Falle von Druckfedern komprimiert oder im Falle von Zugfedern gedehnt werden. Infolge der Abhängigkeit der Auslenkung vom Bogenmaß des Verdrehwinkels weisen diese Energiespeicher progressive Kraft/Weg-Kennlinien auf.
Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Drehschwingungsdämpfer vorzuschlagen, der ein verbessertes Dämpfungsverhalten insbesondere unter großer Last aufweist.
Die Aufgabe wird durch einen Drehschwingungsdämpfer mit zwei relativ gegeneinander entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers um eine Drehachse verdrehbaren Scheibenteilen gelöst, wobei zumindest ein Energiespeicher aus einen rautenförmigen Käfig bildenden Stangen gebildet ist, deren Enden gelenkig miteinander verbunden sind, wobei zwei sich in Umfangsrichtung der Scheibenteile gegenüberliegende Gelenke von jeweils einem Scheibenteil beaufschlagt werden und zwischen den verbleibenden Gelenken ein Federelement angeordnet ist. Die Scheibenteile bilden dabei ein Eingangsteil, in dem ein Hauptantriebsmoment eingeleitet wird und ein Ausgangsteil, das das eingeleitete Moment auf weitere Antriebsbauteile überträgt. Es versteht sich, dass ein in diese Richtung verlaufendes sogenanntes Zugmoment sich bei einer Momentenumkehr in ein Schubmoment wandeln kann und entsprechende Maßnahmen am Drehschwingungsdämpfer bezüglich seiner Auslegung getroffen werden können, um in beide Drehmomentrichtungen eine optimierte Dämpfung von Drehschwingungen zu erzielen, indem beispielsweise die Energiespeicher entsprechend ausgelegt werden.
In dem erfindungsgemäßen Energiespeicher erfolgt die Einleitung der Kraft infolge der Umlenkung in dem rautenförmigen Käfig senkrecht zur Betätigungskraft, also bei einer Beaufschlagung der in Umfangsrichtung angeordneten Eckpunkte der Raute in radiale Richtung. Bei einer Verdrehung von Eingangs- und Ausgangsteil gegeneinander wird der Käfig an den in Umfangsrichtung angeordneten Eckpunkten beaufschlagt und infolge dieser Beaufschlagung wird der Abstand dieser Eckpunkte verkleinert und der Abstand der radial ausgerichteten Eckpunkte der Raute verlängert. Ist im einfachsten Falle das Federelement eine Zugfeder, deren stirnseitige Enden in jeweils einen Eckpunkt eingehängt oder in sonstiger Weise befestigt sind, so wird diese bei einer Beaufschlagung gedehnt und speichert Energie, die sie bei einer Verringerung des Verdrehwinkels wieder abgibt.
Sollen anstatt einer Zugfeder Druckfedern verwendet werden, muss die dem radial äußeren Eckpunkt zugeordnete Beaufschlagungsfläche die radial innere Stirnseite des Federelements und die dem radial inneren Eckpunkt der Raute zugeordnete Beaufschlagungsfläche die radial äußere Stirnseite einer Druckfeder beaufschlagen. Dies erfolgt in vorteilhafter Weise, indem die Druckfeder an einem stirnseitigen Ende von einer an einem Gelenk oder Eckpunkt angebrachten, die Druckfeder übergreifenden Beaufschlagungseinrichtung in eine Richtung und an ihrem gegenüberliegenden Ende von einer an dem anderen Gelenk oder Eckpunkt angebrachten, die Druckfeder durchgreifenden Beaufschlagungseinrichtung beaufschlagt wird.
Um eine Fixierung des Energiespeicher oder dessen Käfige insbesondere unter Fliehkrafteinwirkung auf einem vorgegebenen Durchmesser zu erzielen, kann der Käfig an einem oder beiden Scheibenteilen nach radial außen fest und in Umfangsrichtung begrenzt verlagerbar aufgenommen sein. Hierzu können sich die von den Scheibenteilen beaufschlagten Gelenke beziehungsweise Eckpunkte nach radial außen abstützen, beispielsweise indem an den Gelenken oder im Bereich dieser Gelenke Wälzlager angeordnet sind, die in einer an einem oder beiden Scheibenteilen vorgesehenen Rollenbahn abrollen. Dabei kann bei Verwendung von mehreren Käfigen für alle Käfige eine Rollenbahn oder für jedes ein eigenes Segment einer Rollenbahn vorgesehen sein.
Um große Verdrehwinkel zu ermöglichen, können mehrere Käfige hintereinander in Reihe angeordnet sein. Dabei können die Federkonstanten beziehungsweise die Längenverhältnisse der Seitenlänge der Stangen, die den rautenförmigen Käfig bilden, so variiert werden, dass unterschiedliche Kraft/Weg-Kennlinien resultieren, um das Dämpfungsverhalten speziellen Anforderungen anzupassen. Weiterhin können zumindest ein Käfig und eine Bogenfeder hintereinander geschaltet sein. Beispielsweise hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zwei Käfige an jeweils einem stirnseitigen Ende der Bogenfeder angeordnet sind, die jeweils an ihrem in Umfangsrichtung von der Bogenfeder abgewandten Ende von einem Scheibenteil beaufschlagt werden.
Der Käfig kann aus vier steifen Stangen oder Stäben gebildet sein, die mittels vier Gelenken zu einer Raute zusammengefügt werden. Dabei können die Stangen in an sich bekannter Weise mit den Gelenken durch Schweißen, Schrauben, Nieten und dergleichen gefügt werden. Zur Vereinfachung der Bauweise können in einer besonders vorteilhaften Weise Materialien verwendet werden, die ein elastisches Gelenk bilden können und zur Bildung der Seiten der Raute versteift werden, so dass zumindest die den größeren Winkel der Raute bildenden Gelenke und die benachbarten Stangen durch jeweils ein Bauteil gebildet werden können. In vorteilhafter Weise können hierzu Blattfedern verwendet werden, die zur Versteifung im Bereich der Seiten der Rauten einen U-förmigen Querschnitt aufweisen und im Bereich des Gelenkes flach ausgebildet sind. So kann jeweils eine Stange aus einer Blattfeder gebildet sein, wobei diese in ihrer Mitte ein Gelenk bildet und sich an dieses anschließende Stangenteile jeweils eine Seite der Raute mit U-förmigem Querschnitt bilden.
Weiterhin können die Stangen in der Ebene des Käfigs beziehungsweise der Raute mit einer oder mehreren vorzugsweise vier gekrümmten Stangen bestückt sein. Beispielsweise können zur Bildung spezieller Kraft/Weg-Kennlinien die Stangen nach innen in das Innere der Raute oder nach außen gekrümmt sein. Dadurch können insbesondere nicht lineare Kraft/Weg-Kennlinien dargestellt werden.
Von besonderem Vorteil des Energiespeichers in Form eines Käfigs ist die Möglichkeit, eine degressive Kraft/Weg-Kennlinie darzustellen, die durch die Umlenkung der Krafteinwirkung von einer Kompression des rautenförmigen Käfigs in Umfangsrichtung in eine radiale Abstandsänderung mit einer Änderung der Federlänge bewirkt wird. Auf diese Weise kann bei Verwendung von Schraubenfedern mit linearer Federkonstante oder Federrate eine degressive Kennlinie und damit bezogen auf den Verdrehwinkel der Scheibenteile eine quasi degressive Federrate des Gesamtsystems Käfig einschließlich Federelement eingestellt werden. Die Wegfunktion des geänderten Bogenmaßes bei einem vorgegebenen Verdrehwinkel der Scheibenteile zur Änderung des radialen Abstands ist dabei nicht linear sondern ergibt für eine entsprechende Auslegung der Winkel in der Raute bei kleinen Bogenmaßen große Federwege und damit quasi eine hohe Federrate und bei großen Bogenmaßen dementsprechend kleine Federraten. Auf diese Weise kann unter hoher Last, die einen hohen Verdrehwinkel der Scheibenteile zueinander bewirkt, eine relativ weiche Kennlinie erzielt werden.
Es versteht sich, dass derartige Drehschwingungsdämpfer als Torsionsschwingungsdämpfer für Reibungskupplungen dienen können und insbesondere wenn jeweils einem Scheibenteil eine Masse zugeordnet ist, zur Bildung eines Zweimassenschwungrades verwendet werden können. Insbesondere die hohe Steifigkeit bei kleinem Moment und die weiche Steifigkeit bei großem Moment erlauben bei kleiner Reibung selbst bei hohen Drehzahlen einerseits eine gute Anpassung während des Starts und des Abstellens der Brennkraftmaschine mit hoher Gefahr von sogenannten Impacts (Drehmomentspitzen) und andererseits eine verbesserte Schwingungsisolation bei hohen Drehzahlen infolge der weicheren Kraft/Weg-Kennlinie. Um gegebenenfalls eine durch die Käfige entstehende Unwucht auszugleichen, können bevorzugt radial innerhalb der Käfige Wuchtmassen angebracht werden.
Die Erfindung wird anhand der 1 bis 8 näher erläutert. Dabei zeigen:
1 bis 3 schematisch dargestellte vorteilhafte Ausführungsformen eines Energiespeichers,
4 und 5 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiele eines Drehschwingungsdämpfers,
6 eine Kraft/Weg-Kennlinie eines Energiespeichers in Käfig-Bauweise und
7 und 8 zwei weitere Ausführungsbeispiele von Energiespeichern mit geänderten Käfigen.
1 zeigt eine schematisch dargestellte vorteilhafte Ausführungsform eines Energiespeichers 1 in Käfig-Bauweise. Der Käfig 2 besteht aus Stangen 3, 4, 5, 6, die aus steifem Material, beispielsweise Stahl, bestehen und in Form einer Raute zusammengefügt sind. Dabei sind die Eckpunkte 7, 8, 9, 10, an denen jeweils zwei Stangen 3, 4, 5, 6 zusammentreffen, als Gelenke 11, 12, 13, 14 ausgebildet, die eine Veränderung der Winkel der einen Eckpunkt 7, 8, 9, 10 bildenden Stangen 3, 4, 5, 6 ermöglichen, wobei eine herbeigeführte Winkeländerung an einem Eckpunkt eine Änderung an den übrigen Eckpunkten 7, 8, 9, 10 durch die steife Konstruktion der Stangen 3, 4, 5, 6 erzwingt. Die Eckpunkte 7, 9 beziehungsweise deren Gelenke 11, 13 werden in einem Drehschwingungsdämpfer auf einem vorgegebenen Umfang ausgerichtet und wechselseitig von einem Scheibenteil beaufschlagt, das bedeutet, dass ein Scheibenteil oder ein diesem zugeordnetes Bauteil das Gelenk 11 und das andere oder ein diesem zugeordnetes Bauteil das Gelenk 13 beaufschlagt, wenn die beiden Scheibenteile gegeneinander verdreht werden. Auf die 4 und 5 wird verwiesen. Die Gelenke 11, 13 weisen entsprechende mechanische Schnittstellen wie beispielsweise Anlageflächen, die zu den Beaufschlagungseinrichtungen der Scheibenteile komplementär ausgestaltet sein können, auf. Die Gelenke 11, 12, 13, 14 können in an sich bekannter Weise hergestellte Drehgelenke sein, die mit den Stangen 3, 4, 5, 6 in geeigneter Weise verbunden werden.
Senkrecht zu den auf der durch die Eckpunkte 7, 9 gebildeten Diagonale 15 steht die Diagonale 16, die von den Eckpunkten 10, 12 gebildet wird. An diesen sind die Gelenke 12, 14 angeordnet, die mittels entsprechender Aufnahmeeinrichtungen das Federelement 17 aufnehmen. Das Federelement kann bei einem zwischen den Stangen 3, 4 beziehungsweise 5, 6 aufgespannten vorgegebenen Winkel α, der bei nicht gegeneinander verdrehten Scheibenteilen und Anlage der Gelenke 11, 13 an den Beaufschlagungseinrichtungen der Scheibenteile eingestellt wird, vorgespannt sein oder Spiel aufweisen, um beispielsweise ein Verdrehspiel zu ermöglichen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Federelement als Zugfeder 18 ausgebildet, die mit ihren Enden jeweils in ein Gelenk 12, 14 eingehängt und zwischen diesen verspannt ist. Wird bei einer Verdrehung der Scheibenteile gegeneinander der Käfig 2 gestaucht, wird der Winkel α vergrößert und dadurch der Abstand zwischen den Gelenken 12, 14 vergrößert und das Federelement 17 entgegen seiner Wirkung beaufschlagt, im gezeigten Falle gespannt. Durch die Auslegung der Federkonstante, die Änderung der Länge der Stangen 3, 4, 5, 6 sowie die Vorgabe des im Ruhezustand eingestellten Winkels α kann der Energiespeicher 1 an die Anwendungsbedingungen angepasst werden. Durch die geometrische Abhängigkeit des Abstands der beiden Gelenke 12, 14, die als Aufhängpunkte des Federelements 17 wirken, vom Winkel α in Form einer Winkelfunktion entsteht selbst bei einer Verwendung von Federelementen 17 mit linearer Federkonstante ein nichtlineares, das heißt, degressives Kraft/Weg-Verhältnis, das in vorteilhafter Weise dazu genutzt werden kann, bei hohen über die Scheibenteile zu übertragendem Moment, das eine entsprechende Verdrehung der Scheibenteile gegeneinander bewirkt, eine kleine Federrate zu erzielen und damit bei hohen Momenten einen „weichen" Drehschwingungsdämpfer zur Verfügung zu stellen.
2 zeigt ein gegenüber dem in 1 gezeigten Energiespeicher 1 abgeändertes Ausführungsbeispiel eines Energiespeichers 101, der anstatt einer Zugfeder 18 (1) ein Federelement 17 aus einer Druckfeder 118 aufweist. Infolgedessen muss zwischen den Gelenken 12, 14 eine kinematische Kraftumkehr erfolgen. Hierzu ist an dem Gelenk 14 eine Hülse 119 angebracht, die die Druckfeder 118 übergreift und aufnimmt. An ihrem dem Gelenk 14 abgewandten Ende weist die Hülse 119 einen radial nach innen ausgerichteten Bord 120 oder Beaufschlagungsmittel in anderer Form auf, die die dem Gelenk 14 abgewandte aber kinematisch zugeordnete Stirnseite 121 der Druckfeder 118 beaufschlagen.
An dem Gelenk 12 ist eine Stange 122 befestigt, die durch den Innenraum der Druckfeder 118 hindurchgreift und an deren Ende einen Teller 123 aufweist, der die dem Gelenk 12 abgewandte aber kinematisch zugeordnete Stirnseite 124 beaufschlagt. Es versteht sich, dass auch weitere Ausgestaltungen zur Verwendung einer Druckfeder 118 als Federelement 17 im Energiespeicher 101 von der Erfindung umfasst sind.
3 zeigt ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel eines Energiespeichers 201 mit gegenüber den in den 1 und 3 dargestellten Energiespeichern 1 und 101 veränderter Ausgestaltung der Stangen 203, 204, 205, 206 und Gelenke 211, 212, 213, 214. Die Stangen 203 und 206 sowie das Gelenk 214 beziehungsweise die Stangen 204 und 205 sowie das Gelenk 212 sind einteilig aus einer Blattfeder 225 gebildet, die bezüglich ihrer Elastizität die Funktion eines Gelenkes 212, 214 erfüllen kann. Um die nötige Steifigkeit zu erzielen, kann die Blattfeder 225 im Bereich der Stangen 203, 204, 205, 206 mit einem Mantel 226 aus steifem Material umkleidet sein oder profiliert sein, indem beispielsweise im Bereich der auszubildenden steifen Stangen beziehungsweise Seiten des Käfigs 202 die Blattfeder im Querschnitt U-förmig ausgebildet ist. Die Blattfeder 225 kann hierzu ausgestanzt und anschließend abgekantet und gegebenenfalls partiell gehärtet werden.
4 zeigt ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel eines Drehschwingungsdämpfers 50 mit mehreren in Serie angeordneten Energiespeichern anhand des in 1 gezeigten Energiespeichers 1. Es versteht sich, dass in speziell ausgestalteten Ausführungsbeispielen eine andere Anzahl bis hin zu einem Energiespeicher verwendet werden kann. Die beiden gegeneinander um eine gemeinsame Drehachse relativ begrenzt verdrehbaren Scheibenteile 51, 52 können ein Eingangs- und ein Ausgangsteil eines Zweimassenschwungrads sein und hierzu über entsprechende nicht dargestellte Massen aufweisen. Das als Eingangsteil vorgesehene Scheibenteil 51 weist eine Beaufschlagungseinrichtung 53 auf, die beispielsweise ein aus einem Blechformteil angeprägtes Profil sein kann und die in Umfangsrichtung den in Anlage zu dieser befindlichen Energiespeicher 1 an dessen Gelenk 11 beaufschlagt. Das als Ausgangsteil ausgestaltete Scheibenteil 52 weist ein Flanschteil 54 auf, das die Energiespeicher 1 auf deren gegenüber zur Beaufschlagungseinrichtung 53 liegenden Seite in Umfangsrichtung beaufschlagt, indem es auf das Gelenk 13 einwirkt.
Um ein Ausweichen der Energiespeicher 1 in radiale Richtung insbesondere bei Verspannung in Umfangsrichtung und unter Fliehkrafteinwirkung zu vermeiden, sind die Energiespeicher 1 radial an einem oder beiden Scheibenteilen radial und in Umfangsrichtung verlagerbar abgestützt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist hierzu das Scheibenteil 51 eine kreisförmige beziehungsweise kreissegmentförmige Rollbahn 55 auf an denen sich die Gelenke 11, 13 der Energiespeicher 1 radial abstützen. Die Gelenke können hierzu entsprechende – nicht dargestellte – Wälzlager aufweisen, die auf der Rollbahn 55 abwälzen. In besonders einfachen Ausgestaltungen kann auch eine Gleitlagerung an den Gelenken 11, 13 vorgesehen sein. In weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispielen kann anstatt der beiden Gelenke 11, 13 an den sich zugewandten Eckpunkten der Energiespeicher 1 ein einziges Gelenk vorgesehen sein, das die beiden Stangen zweier Energiespeicher 1 aufnimmt. Die Energiespeicher 1 können je nach Anforderung unterschiedliche Federraten aufweisen, indem beispielsweise abhängig von der Anordnung in der Serie unterschiedliche Federelemente 17 und/oder mit unterschiedlichen Winkeln α und Längen der Stangen 3, 4, 5, 6 ausgewählt werden.
5 zeigt ein dem Drehschwingungsdämpfer 50 der 4 ähnliches, schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel eines Drehschwingungsdämpfers 150 mit zwei Scheibenteilen 51, 52 mit dem Unterschied, dass neben zwei direkt an dem Flanschteil 54 und an der Beaufschlagungseinrichtung 53 angeordneten Energiespeichern 1 ein weiterer Energiespeicher in Form einer Bogenfeder 156 in Serie angeordnet ist. Auf diese Weise lassen sich die Eigenschaften der bezüglich ihrer Federrate oder – konstante vergleichsweise weichen Bogenfeder 156 und der zumindest bei kleinen zu übertragenden Momenten harten Energiespeicher 1 in vorteilhafter Weise kombinieren. So können die Energiespeicher 1 beispielsweise so ausgelegt werden, dass die Bogenfeder 156 bei noch harten Energiespeichern 1 bei kleinen Drehzahlen ihre Wirkung über große Drehwinkel entfaltet und bei großen Drehzahlen, bei denen die Bogenfeder unter Umständen infolge Fliehkraft einer hohen Reibung an radial außen angeordneten Bauteilen unterliegt und daher an Wirkung verliert, die Energiespeicher 1 reibungslos arbeiten und daher besonders gut dämpfen. Bei großen Momenten ist die Bogenfeder 156 relativ steif und verliert daher an Wirkung, wobei der Energiespeicher 1 bereits im degressiven Bereich arbeitet und daher eine kleine Federrate aufweist und infolge der daraus resultierenden weichen Steifigkeit Drehschwingungen bei diesen großen von der Brennkraftmaschine eingetragenen Momenten besonders gut gedämpft werden. Es versteht sich, dass bei den vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfern entsprechende Reibeinrichtungen zur Verbesserungen der dämpfenden Eigenschaften vorgesehen sein können. Weiterhin kann die Anzahl der Energiespeicher 1 gegenüber der Darstellung unterschiedlich und die Federraten der Energiespeicher 1 unterschiedlich sein. Weiterhin können mehrere Bogenfedern 156 abwechselnd mit Energiespeichern 1 vorgesehen werden.
6 zeigt verschiedene Kraft/Weg-Kennlinien eines Energiespeichers 1 beispielsweise gemäß 1 in willkürlichen Einheiten der Kraft F und des Wegs s, wobei der Weg s als Abstand zwischen den beiden Gelenken 11, 13 bestimmt wird. Die verschiedenen Kennlinien sind unterschiedlichen Winkeln α zuzuordnen. Hierbei zeigen die Linien mit den verschiedenen Symbolen die Kennlinien folgender Winkel α: α = 15° (+), α = 30° (∎), α = 45° (♦), α = 60°
, α = 75° (o). Es wird deutlich, dass mit abnehmendem Winkel α der degressive Charakter des Energiespeichers steigt. Durch Wahl des Winkels α kann daher neben der Federrate des Federelements bestimmt werden, bei welchen Wegen s und damit bei welchen Verdrehwinkeln der Scheibenteile gegeneinander die gewünschte Federrate erreicht wird. Der Energiespeicher 1 eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen bei einem hohen zu übertragenden Moment eine Dämpfung mit über das Moment abnehmender Federrate gewünscht wird.
7 zeigt ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel eines Energiespeichers 1 abgeändertes Ausführungsbeispiel eines Energiespeichers 301 mit einem Käfig 302, der aus gekrümmten Stangen 303, 304, 305, 306 gebildet ist, wobei jeweils zwei Stangen an den Eckpunkten 306, 307, 308, 309, 310 mittels eines an deren Enden angeordneten Gelenks 311, 312, 313, 314 miteinander gelenkig verbunden sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden unterhalb der Diagonale 315 angeordneten Stangen 304, 305 kürzer als die oberhalb der Diagonale 315 angeordnet. Dies führt zu weiter entwickelten nicht linearen Kraft/Wegverhältnissen. Das längs der Diagonale 316 angeordnete Federelement 317 ist als Zugfeder 317 dargestellt, vorteilhaft kann auch eine Druckfeder entsprechend dem Federelement 17 der 2 oder 417 der Figur beziehungsweise in anderer Ausgestaltung verwendet werden. Es versteht sich, dass auch gerade Stangen in unterschiedlich langer Ausführung gemäß 7 verwendet werden können.
8 zeigt ein weiteres gegenüber den Ausführungsbeispielen der 1, 2 und 7 verändertes Ausführungsbeispiel eines Energiespeichers 401 mit einem aus nach innen gekrümmten Stäben 403, 404, 405, 406 gebildeten Käfig 402. Wird der Käfig 402 an den Eckpunkten 407, 409, die die Stangen 403, 404, 405, 406 mittels der Gelenke 411, 413 miteinander verbinden, werden an deren Überlappung sich mit zunehmender Überlappung aufeinander zu bewegende Scherpunkte 419, 420 infolge einer Verringerung des Winkels an den Eckpunkten 408, 410, der mittels der Gelenke 412, 414 verändert wird, gebildet. Die Scherpunkte 419, 420 wandern dabei an den gekrümmten Innenflächen der Stangen 403, 404, 405, 406 entlang. An den Scherpunkten 419, 420 ist jeweils eine Rolle 421, 422 angeordnet, die mit jeweils einem Ende des als entlang der Diagonale 416 angeordneten Druckfeder 418 ausgebildeten Federelements 417 befestigt ist und bei einer Beaufschlagung der Eckpunkte 407, 409 die Druckfeder 418 beaufschlagen. Sind die Rollen 421, 422 bezüglich ihrer Laufflächen an den jeweiligen Stangen gegeneinander verdrehbar angeordnet, ist ein Wälzkontakt möglich, ansonsten gleiten diese auf den Laufflächen. Es versteht sich, dass die Rollen 421, 422 auf den Stangen 403, 404, 405, 406 axial gesichert sein können.

1: Energiespeicher
2: Käfig
3: Stange
4: Stange
5: Stange
6: Stange
7: Eckpunkt
8: Eckpunkt
9: Eckpunkt
10: Eckpunkt
11: Gelenk
12: Gelenk
13: Gelenk
14: Gelenk
15: Diagonale
16: Diagonale
17: Federelement
18: Zugfeder
50: Drehschwingungsdämpfer
51: Scheibenteil
52: Scheibenteil
53: Beaufschlagungseinrichtung
54: Flanschteil
55: Rollbahn
101: Energiespeicher
118: Druckfeder
119: Hülse
120: Bord
121: Stirnseite
122: Stange
123: Teller
124: Stirnseite
201: Energiespeicher
202: Käfig
203: Stange
204: Stange
205: Stange
206: Stange
211: Gelenk
212: Gelenk
213: Gelenk
214: Gelenk
301: Energiespeicher
302: Käfig
303: Stange
304: Stange
305: Stange
306: Stange
307: Eckpunkt
308: Eckpunkt
309: Eckpunkt
310: Eckpunkt
311: Gelenk
312: Gelenk
313: Gelenk
314: Gelenk
315: Diagonale
316: Diagonale
317: Federelement
318: Zugfeder
401: Energiespeicher
402: Käfig
403: Stange
404: Stange
405: Stange
406: Stange
407: Eckpunkt
408: Eckpunkt
409: Eckpunkt
410: Eckpunkt
411: Gelenk
412: Gelenk
413: Gelenk
414: Gelenk
416: Diagonale
417: Federelement
418: Druckfeder
419: Scherpunkt
420: Scherpunkt
421: Rolle
422: Rolle

Claims

Drehschwingungsdämpfer (50, 150) mit zwei relativ gegeneinander entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers (1, 156) um eine Drehachse verdrehbaren Scheibenteilen (51, 52), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Energiespeicher (1) aus einem einen rautenförmigen Käfig (2) bildenden Stangen (3, 4, 5, 6, 203, 204, 205, 206) gebildet ist, deren Enden gelenkig miteinander verbunden sind, wobei zwei sich in Umfangsrichtung der Scheibenteile (51, 52) gegenüberliegende Gelenke (11, 13, 211, 213) von jeweils einem Scheibenteil (51, 52) beaufschlagt werden und zwischen den verbleibenden Gelenken (12, 14, 21, 214) ein Federelement (17) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (17) eine Zugfeder (18) ist, die an ihren stirnseitigen Enden jeweils mit einem Gelenk (12, 14) verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (17) eine Druckfeder (118) ist, die an einer Stirnseite (121) von einer an einem Gelenk (14) angebrachten, die Druckfeder (118) übergreifenden Beaufschlagungseinrichtung in eine Richtung und an ihrer gegenüberliegenden Stirnseite (123) von einer an dem anderen Gelenk (12) angebrachten, die Druckfeder (118) durchgreifenden Beaufschlagungseinrichtung beaufschlagt wird.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in Umfangsrichtung der Scheibenteile (51, 52) ausgerichteten Gelenke (11, 13) nach radial außen abgestützt sind.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke (11, 13) mittels Wälzlagern an einer in einem Scheibenteil (51) vorgesehenen Rollenbahn (55) abgestützt sind.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Käfige (2) hintereinander in Reihe angeordnet sind.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Käfig (2) und eine Bogenfeder (156) hintereinander geschaltet sind.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Käfige (2) an jeweils einem stirnseitigen Ende der Bogenfeder (156) angeordnet sind, die jeweils an ihrem in Umfangsrichtung von der Bogenfeder (156) abgewandten Ende von einem Scheibenteil (51, 52) beaufschlagt werden.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Stange aus einer Blattfeder (225) gebildet ist, wobei diese in ihrer Mitte ein Gelenk (212, 214) bildet und sich an dieses anschließende Stangenteile jeweils eine Seite der Raute mit U-förmigem Querschnitt bilden.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraft-Weg-Kennlinie des Käfigs (2) degressiv ist.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einem Scheibenteil (51, 52) eine Masse zugeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass radial innerhalb der Käfige eine Wuchtmasse angebracht wird.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (302, 402) aus zumindest einer gekrümmten Stange (303, 304, 305, 306, 403, 404, 405, 406) gebildet ist.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eines Stange (303, 304, 305, 306) bezüglich ihrer Eckpunkte (307, 308, 309, 310) nach innen gekrümmt ist.
Drehschwingungsdämpfer (50, 150) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eines Stange (403, 404, 405, 406) bezüglich ihrer Eckpunkte (407, 408, 409, 410) nach außen gekrümmt ist.