DE102009042812A1

DE102009042812A1 - Torsionsdämpfungseinrichtung

Info

Publication number: DE102009042812A1
Application number: DE102009042812A
Authority: DE
Inventors: Ad Dr. Kooy
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-11-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2010-05-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Torsionsdämpfungseinrichtung mit einer ersten, mit der Antriebswelle einer Brennkraftmaschine verbindbaren Schwungmasse und einer zweiten, über eine Kupplung einem Getriebe zuschaltbaren und von diesem trennbaren Schwungmasse, wobei die beiden Schwungmassen zueinander verdrehbar gelagert sind, entgegen der Wirkung einer zwischen diesen angeordneten Dämpfungseinrichtung mit in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeichern. Radial innerhalb der Energiespeicher ist ein Fliehkraftpendel mit Trägheitsmassen vorgesehen, die an einem Flanschteil mittels einer Lagerung mit radial übereinander angeordneten Laufbahnen aufgenommen sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Torsionsdämpfungseinrichtung mit einer ersten, mit der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine verbindbaren Schwungmasse und einer zweiten, über eine Kupplung einem Getriebe zuschaltbaren und von diesem trennbaren Schwungmasse, wobei die beiden Schwungmassen zueinander verdrehbar gelagert sind, entgegen der Wirkung einer zwischen diesen angeordneten Dämpfungseinrichtung mit in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeichern, die zumindest teilweise in einem ringförmigen Raum untergebracht sind, welcher unter Heranziehung von Abschnitten zumindest einer der Schwungmassen gebildet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Dämpfungspotential derartiger als Drehschwingungsdämpfer eingesetzter Torsionsdämpfungseinrichtungen zu verbessern. Weiterhin soll eine platzsparende bzw. gedrungene Ausgestaltung der Torsionsdämpfungseinrichtung gewährleistet werden. Außerdem soll die erfindungsgemäß ausgestaltete Torsionsdämpfungseinrichtung in besonders einfacher und kostengünstiger Weise herstellbar sein.
Zumindest ein Teil dieser Aufgaben kann bei einer Torsionsdämpfungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst werden, dass diese mit einem Drehschwingungstilger ausgestattet wird, welcher zumindest zwei über den Umfang verteilte Trägheitsmassen aufweist, die zumindest teilweise in dem ringförmigen Raum, in dem auch die Energiespeicher vorgesehen sind, aufgenommen sind, wobei die Trägheitsmassen statisch bestimmt über Wälzkörper in einem Flansch geführt sind, wobei die Abwälzbahnen in Flansch und Trägheitsmasse radial übereinander liegen.
Dadurch wird Schlupf zwischen Rollen und Pendel vermieden, wodurch Geräusche (Schnarren) verhindert werden.
Die Trägheitsmassen sind dabei in vorteilhafter Weise derart an dem wenigstens einen Bauteil abgestützt, dass sie eine tendenzmäßig in Umfangsrichtung gerichtete Pendelbewegung ausführen können. Es sollen also in dem ringförmigen Raum zumindest zwei Trägheitsmassen vorhanden sein, die von der Rotationsachse der Torsionsdämpfungseinrichtung radial beabstandet sind und tendenzmäßig um diese Rotationsachse eine hin- und hergehende Bewegung vollführen können.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Trägheitsmassen radial innerhalb oder radial außerhalb der Energiespeicher angeordnet sind. Es sind jedoch auch Ausgestaltungen denkbar, bei denen sowohl radial außerhalb als auch radial innerhalb der Energiespeicher derartige Trägheitsmassen vorhanden sind. Zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn die Trägheitsmassen derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass sie – in axialer Richtung der Torsionsdämpfungseinrichtung betrachtet – zumindest annähernd auf gleicher axialer Höhe wie die Energiespeicher angeordnet sind. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die Trägheitsmassen keinen zusätzlichen axialen Bauraum benötigen.
In besonders vorteilhafter Weise können die Trägheitsmassen derart an einem Bauteil der Torsionsdämpfungseinrichtung angelenkt sein, dass sie eine drehzahlabhängige Eigenfrequenz besitzen bzw. ein drehzahladaptives Tilgungs- beziehungsweise Dämpfungsverhalten aufweisen.
In besonders vorteilhafter Weise kann der die Energiespeicher und die Trägheitsmassen zumindest teilweise aufnehmende, ringförmige Raum zumindest teilweise mit einem viskosen Medium gefüllt sein. In vorteilhafter Weise kann dieses viskose Medium zumindest Schmiereigenschaften aufweisen und beispielsweise durch Fett gebildet sein. Durch eine derartige Ausgestaltung der Torsionsdämpfungseinrichtung kann in einfacher Weise eine Schmierung der zur fliehkraftmäßigen Abstützung der Trägheitsmassen erforderlichen Halte- beziehungsweise Lagerstellen erfolgen.
Die Aufhängung beziehungsweise Lagerung der Trägheitsmassen kann in vorteilhafter Weise derart ausgebildet sein, dass die Trägheitsmassen – ausgehend von einer Position, in der deren Schwerpunkt den größten Abstand von der Rotationsachse der Dämpfungseinrichtung aufweist – entlang wenigstens einer Bewegungsbahn in Auslenkpositionen – in Umfangsrichtung der Torsionsdämpfungseinrichtung betrachtet – hin und her bewegbar sind. Zweckmäßig kann es sein, wenn die Trägheitsmassen pendelartig aufgehängt sind beziehungsweise eine bifilarähnliche Anlenkung beziehungsweise Aufhängung besitzen.
Für den Aufbau und die Funktion der Torsionsdämpfungseinrichtung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn eine der Schwungmassen im Wesentlichen den ringförmigen Raum bildet und an der anderen Schwungmasse ein flanschartiges beziehungsweise scheibenartiges Bauteil befestigt ist, das mit radial inneren Bereichen an der anderen Schwungmasse befestigt ist und sich radial nach außen hin in den ringförmigen Raum erstreckt sowie Beaufschla gungsbereiche für die Energiespeicher trägt und weiterhin zur radialen Abstützung der Trägheitsmassen dient.
Die Trägheitsmassen können in einfacher Weise durch zwei sektorförmige beziehungsweise wangenförmige Bauteile gebildet sein, die fest miteinander verbunden sind und zwischen sich ein flanschartiges Bauteil aufnehmen, welches gleichzeitig zur Beaufschlagung der zwischen den beiden Schwungmassen vorgesehenen Energiespeicher dienen kann. In vorteilhafter Weise können in dem flanschartigen Bauteil Ausnehmungen vorgesehen sein, welche Bewegungsbahnen bilden für die umfangsmäßige Auslenkung der Trägheitsmassen. Die eine Trägheitsmasse bildenden Wangen können Ausnehmungen beziehungsweise Vertiefungen besitzen, die – in axialer Richtung der Torsionsdämpfungseinrichtung betrachtet – sich zumindest teilweise mit im flanschartigen Bauteil vorgesehenen Ausnehmungen überdecken, wobei in diesen Ausnehmungen Lagerkörper aufgenommen sind, über die die Trägheitsmassen gegenüber dem flanschartigen Bauteil fliehkraftmäßig abgestützt und gleichzeitig bewegbar sind. Die Lagerkörper können beispielsweise durch sich parallel zu der Rotationsachse der Torsionsdämpfungseinrichtung erstreckende Lagerkörper, wie zum Beispiel Rollen, gebildet sein.
Die Trägheitsmassen können derart ausgestaltet beziehungsweise in Umfangsrichtung bemessen sein, dass sie bei maximal möglicher Auslenkung – in Umfangsrichtung der Torsionsdämpfungseinrichtung betrachtet – gegeneinander verspannt sind. Durch die Auslenkung der Trägheitsmassen gegenüber der von diesen unter Fliehkraftwirkung eingenommenen theoretischen Ruhestellung (also ohne Drehschwingungen) werden die Trägheitsmassen in Richtung der Rotationsachse der Torsionsdämpfungseinrichtung tendenzmäßig verlagert. Durch diese tendenzmäßige Verlagerung der Trägheitsmassen auf einen kleineren Durchmesser, kann der zwischen den einzelnen Trägheitsmassen in Umfangsrichtung vorhandene Abstand derart reduziert werden, dass dieser Abstand eventuell vollkommen aufgehoben wird, also benachbarte Trägheitsmassen sich berühren oder aber zumindest ein zwischen benachbarten Trägheitsmassen vorgesehenes Dämpfungselement beziehungsweise Federelement zur Wirkung kommt. Durch diese Maßnahme beziehungsweise Ausgestaltung können metallische Anschlaggeräusche bei maximaler Auslenkung der Trägheitsmassen zumindest verringert werden. Vorteilhaft kann es sein, wenn die Trägheitsmassen zumindest über einen Energiespeicher beaufschlagbar sind. Ein derartiger Energiespeicher kann zumindest zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Trägheitsmassen vorgesehen werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Trägheitsmassen wenigstens eine dämpfende Zwischenlage, die zum Beispiel aus Kunststoff oder Gummi beste hen kann, vorgesehen werden. Die Trägheitsmassen können durch wenigstens ein Bauteil einer der Schwungmassen fliehkraftmäßig abgestützt sein.
Die Führung der Wälzkörper wie Kugeln oder Rollen auf den Laufbahnen der Trägheitsmassen, des Flansches und/oder eines Lagerstücks, das in Ausnehmungen des Flansches verlagerbar angeordnet ist und ein- oder beidseitig des Flansches Trägheitsmassen aufnimmt, ist statisch bestimmt, so dass Schlupf zwischen Pendel und Rolle aufgrund toleranzbedingter Durchmesserunterschiede zwischen der linken und der rechten Teilrolle eines Fliehkraftpendels vermieden werden kann. Die Laufbahnen der Wälzkörper im Flansch und den Trägheitsmassen beziehungsweise des Lagerstücks liegen dabei radial übereinander. Für die Laufbahnen werden Teile verwendet, die ähnlich wie Außenringe von Wälzlagern wie Kugel- oder Rollenlagern gefertigt werden. Die benötigten Segmente können hieraus mittels eines Sprengverfahrens ähnlich der Herstellung von zweiteiligen Pleueln hergestellt werden. Das mittlere, ungehärtete Lagerstück wird beispielsweise mittels zweier Rundniete mit dem konventionell angeordneten, außen liegenden Trägheitsmassen vernietet. Alle drei Komponenten brauchen nicht gehärtet zu werden. Das Anschlagstück, das Anschläge beim Start und Stopp bezüglich einer Geräuschentwicklung dämpft, ist einstückig und in der Mitte des Lagerstücks angeordnet. Es wird seitlich von den axial flankierenden Trägheitsmassen gehalten.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine Ansicht mit Ausbrüchen einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung,
2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der 1,
3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III der 1,
4 eine Ansicht gemäß 1, jedoch mit in Umfangsrichtung verlagerten Tilgermassen,
5 einen Teilschnitt durch eine Lagerung von Trägheitsmassen an einem Flansch,
6 eine Teilansicht der Lagerung der 5,
7 eine Teilansicht einer in einem Ausschnitt des Flansches aufgenommenen Trägheitsmasse,
8 eine Teilansicht einer aus einem Flanschteil des Flansches gebildeten Tilgermasse und
9 ein als Rolle ausgebildeter Wälzkörper im Schnitt.
Die in den 1 bis 3 dargestellte Torsionsdämpfungseinrichtung 1 ist durch ein Schwungrad 2 gebildet, welches in zwei Schwungradelemente 3, 4 unterteilt ist. Die beiden Schwungradelemente 3, 4 sind über eine Lagerung 5 relativ zueinander verdrehbar zentrisch positioniert. Die Lagerung 5 kann, wie aus den Figuren entnehmbar, als Gleitlagerung oder aber als Wälzlagerung ausgebildet sein. Bei Verwendung einer Gleitlagerung kann diese in besonders vorteilhafter Weise entsprechend einer der in der DE 198 34 729 A1 oder der DE 198 34 728 A1 offenbarten Gleitlagerungen ausgestaltet werden. Durch die DE 198 34 729 A1 sind ebenfalls Ausgestaltungen von Wälzlagerungen bekannt geworden, die in vorteilhafter Weise bei dem hier beschriebenen Gegenstand Verwendung finden können. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lagerung 5 derart ausgebildet ist, dass sie konzentrisch, jedoch radial innerhalb der am Schwungradelement 3 vorgesehenen Verschraubungslöcher 6 angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es zweckmäßig, wenn auch in dem getriebeseitigen Schwungradelement 4 Ausnehmungen 7 vorhanden sind, die sich mit den Ausnehmungen 6 – in axialer Richtung betrachtet – zumindest partiell überdecken. Über die Ausnehmungen 7 können die in den Ausnehmungen 6 vorzusehenden Schrauben zumindest betätigt werden. Die Ausnehmungen 7 können auch derart ausgebildet sein, dass die entsprechenden Schraubenköpfe axial hindurchgeführt werden können. Das Schwungradelement 3 ist mit der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine verbindbar und das Schwungradelement 4 über eine darauf zu befestigende Reibungskupplung einer Getriebeeingangswelle zu- und abkuppelbar. Hierfür ist an das Schwungradelement 4 eine Reibfläche 8 vorgesehen, die zumindest mit einem Reibbelag einer Kupplungsscheibe zusammenwirken kann.
Zwischen den beiden Schwungradelementen 3, 4 ist ein Dämpfer 9 vorgesehen, mit in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeichern 10, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch in Umfangsrichtung wirksame Schraubenfedern gebildet sind. Diese Schraubenfedern können länglich ausgebildet sein und entsprechend ihrer Anordnung in der Einrichtung 1 bereits vor der Montage vorgekrümmt sein. Die Energiespeicher 10 sind hier in einem ringförmigen Raum 11 aufgenommen, der zumindest teilweise mit einem viskosen Medium, wie zum Beispiel Fett, gefüllt sein kann. Der ringförmige Raum 11 ist hauptsächlich durch zwei Gehäuseteile 12, 13 gebildet, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Blechformteile hergestellt sind. Diese sind radial außen bei 14 miteinander verschweißt.
Der ringförmige Raum 11 ist – in Umfangsrichtung betrachtet – zumindest im radialen Bereich der Energiespeicher 10 unterteilt in einzelne Aufnahmen, in denen die Energiespeicher 10 vorgesehen sind. Die einzelnen Aufnahmen sind, in Umfangsrichtung betrachtet, voneinander getrennt durch Beaufschlagungsbereiche, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch in die als Blechformteile ausgebildeten Körper 12, 13 eingebrachte Anprägungen gebildet sind. Bezüglich möglicher Ausgestaltungen der einen ringförmigen Raum bildenden Körper 12, 13 sowie der darin aufgenommenen Energiespeicher 10 wird auf die deutschen Offenlegungsschriften DE 37 21 711 A1 , DE 37 21 712 , 41 17 582 A1 und DE 41 17 579 A1 verwiesen.
Die an dem zweiten Schwungradelement 4 vorgesehenen Beaufschlagungsbereiche 14 für die Energiespeicher 10 sind von einem scheibenartigen Bauteil 15 getragen, das radial weiter innen, hier über Nietverbindungen 16, mit dem zweiten Schwungradelement 4 verbunden ist. Die Beaufschlagungsbereiche 14 sind durch an der äußeren Kontur des scheibenartigen Bauteiles 15 angeformte radiale Ausleger beziehungsweise Arme gebildet. Die Arme 14 sind axial zwischen den sich gegenüberliegenden Beaufschlagungsbereichen der Blechkörper 12, 13 des ersten Schwungradelementes 3 bei nicht drehmomentbeaufschlagtem Schwungrad 2 vorgesehen.
Bei einer Relativverdrehung zwischen den beiden Schwungradelementen 3, 4 in Schub- oder Zugrichtung werden die Energiespeicher 10 zwischen den mit diesen zusammenwirkenden Beaufschlagungsbereichen komprimiert. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die beiden ineinandergeschachtelten Schraubenfedern eines Energiespeicher 10 bei Zugbetrieb an einem ihrer Enden gleichzeitig beziehungsweise sofort durch die Arme 14 beaufschlagt beziehungsweise abgestützt. Zugbetrieb bedeutet, dass der Motor ein Antriebsmoment für das Kraftfahrzeug abgibt.
Bei Schubbetrieb werden die beiden einen Energiespeicher 10 bildenden Schraubenfedern nacheinander beaufschlagt, da über den in Umfangsrichtung hervorstehenden Abstützbereich 17 eines Armes 14 zunächst nur die innere Schraubenfeder beaufschlagt wird.
Vorzugsweise sind die Energiespeicher 10 und die Arme 14, über den Umfang der Einrichtung 1 betrachtet, zumindest annähernd rotationssymmetrisch angeordnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Energiespeicher 10 vorgesehen und das ringförmige Bauteil 15 besitzt zwei diametral gegenüberliegende Arme 14.
Die von allen im Schwungrad 2 vorgesehenen Energiespeichern 10 erzeugte Drehmomentrate kann in der Größenordnung zwischen 1 und 15 Nm/° liegen, vorzugsweise in der Größenordnung zwischen 2 und 4 Nm/°. Die in Zusammenhang mit den Energiespeichern 10 genannten Werte entsprechen einer statischen Messung, also einer Messung, bei der das Schwungrad 1 nicht rotiert beziehungsweise nur mit sehr geringer Drehzahl.
Die durch Schraubenfedern gebildeten Energiespeicher stützen sich unter Fliehkrafteinwirkung an den die ringförmige Kammer beziehungsweise den Raum 11 begrenzenden Wandungen ab. Dadurch wird ein Reibeingriff erzeugt, der mit zunehmender Drehzahl größer wird.
Die Torsionsdämpfungseinrichtung 1 besitzt zusätzlich zu dem Dämpfer 9 mit in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeichern 10 einen Schwingungstilger 18, der eine Anzahl von in Umfangsrichtung angeordneten, benachbarten Trägheitsmassen 19 aufweist. Die Trägheitsmassen 19 sind vorzugsweise gleichmäßig in Umfangsrichtung angeordnet. Der Schwingungstilger 18 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drehzahladaptiv ausgebildet, wobei er derart ausgelegt sein kann, dass er eine drehzahlproportionale Eigenfrequenz besitzt, so dass eine Tilgung bei jeder Drehzahl wirksam ist.
Wie aus den 2 und 3 zu entnehmen ist, besteht jede Trägheitsmasse 19 aus zwei Massekörpern 19a, 19b die, wie aus 1 zu entnehmen ist, segmentförmig ausgebildet und, wie aus 3 ersichtlich ist, fest miteinander verbunden sind und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über Nietverbindungen 20. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die zur Herstellung der Nietverbindungen 20 verwendeten Niete gleichzeitig Abstandshalter zwischen den wangenförmigen Massekörpern 19a, 19b, wobei die entsprechenden Niete derart ausgebildet sind, dass das flanschartige beziehungsweise scheibenartige Bauteil 15 eine Verdrehmöglichkeit gegenüber den Trägheitsmassen 18 besitzt. Hierfür besitzt das scheibenartige Bauteil 15 entsprechende Durchlässe bzw. Freischnitte, die ein entsprechendes Verdrehspiel zwischen den die Nietverbindungen 20 bildenden Nieten und dem scheibenartigen Bauteil 15 ermöglichen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die den Schwingungstilger 18 bildenden Trägheitsmassen 19 alle radial innerhalb der Energiespeicher 10 vorgesehen und zwar derart, dass sie ebenfalls in dem ringförmigen Raum 11 zumindest partiell aufgenommen sind. In vorteilhafter Weise ist der ringförmige Raum mit einem viskosen Medium, wie zum Beispiel Fett, derart befüllt, dass auch die zur radialen Abstützung der Trägheitsmassen 19 vorhandenen Halterungen beziehungsweise Lagerungen 21 durch das viskose Medium, das vorzugsweise Schmiereigenschaften aufweist, zumindest benetzt werden. Es muss also zumindest gewährleistet sein, dass während des Betriebseinsatzes der Torsionsdämpfungseinrichtung 1 durch die vorhandenen Relativbewegungen zwischen den einzelnen Bauteilen viskoses Medium in den Bereich der Lagerungen 21 gelangt.
In Abänderung der dargestellten Ausführungsform könnten die Trägheitsmassen 19 auch radial außerhalb der Energiespeicher 10 angeordnet werden, wobei es dann zweckmäßig sein kann, wenn die Energiespeicher 10 auf einem kleineren Durchmesser, zum Beispiel im radialen Bereich der Trägheitsmassen 19, angeordnet werden.
Wie aus 1 ersichtlich ist, sind für jede Trägheitsmasse 19 zwei Lagerungen beziehungsweise Halterungen 21 vorgesehen. Jede Lagerung 21 wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittels einer Öffnung bzw. Ausnehmung 22 im scheibenartigen Bauteil 15 und eines darin aufgenommenen Wälzkörpers 23, der seitlich gegenüber dem scheibenartigen Bauteil 15 übersteht und die segmentförmigen Massenkörper 19a, 19b abstützt, gebildet. Die Wälzkörper 23 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch Rollen 23 gebildet, dessen Längsachse parallel zu der Rotationsachse 24 der Torsionsdämpfeinrichtung 1 verläuft. Die Rollen 23 erstrecken sich in Vertiefungen beziehungsweise Ausnehmungen 25 der Massenkörper 19a, 19b.
Wie insbesondere aus 1 zu entnehmen ist, bilden die Ausnehmungen beziehungsweise Aufnahmen 22, 25 Wälzbahnen 26, 27 für die Wälzkörper 23. Die Wälzbahnen 26, 27 und die Wälzkörper 23 sind derart ausgebildet und angeordnet, dass die Trägheitsmassen 18 – ausgehend von einer mittleren Position, die in 1 dargestellt ist und in der sich der größte Abstand des Schwerpunktes der Trägheitsmassen 18 von der Rotationsachse 24 einstellt – relativ zum scheibenförmigen Bauteil 15 entlang einer durch die Wälzbahnen 26, 27 definierten Bewegungsbahn in Auslenkpositionen hin- und her bewegbar sind. Bei einer solchen im Fliehkraftfeld stattfindenden Pendelbewegung der Trägheitsmassen 18 nähert sich der Schwerpunkt dieser Trägheitsmassen 18 in den Auslenkpositionen der Rotationsachse 24.
Wie aus 1 ersichtlich ist, sind die Wälzbahnen 26 und die Wälzbahnen 27 gegensinnig gekrümmt.
Beim Auftreten von einer Rotationsbewegung der Torsionsdämpfeinrichtung 1 überlagerten Drehschwingungen werden also die Trägheitsmassen 18 aus ihrer in 1 dargestellten Mittelposition gegenüber dem scheibenartigen Bauteil 15 bewegt, wobei aufgrund der Ausgestaltung der Wälzbahnen 26, 27 die einzelnen Trägheitsmassen 18 – wie aus 4 zu entnehmen ist – tendenzmäßig in eine Position gedrängt werden, die von der Rotationsachse 24 einen geringeren Abstand aufweist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind, wie ein Vergleich zwischen den 1 und 4 ergibt, die Trägheitsmassen 18 derart ausgestaltet, dass sie – in Umfangsrichtung betrachtet – Abstützbereiche 28, 29 besitzen, über die die relative Auslenkbewegung der Trägheitsmassen 18 gegenüber der in 1 gezeigten Position begrenzt werden kann. Bei einer derartigen Ausgestaltung findet also die Begrenzung der Pendelbewegungen der einzelnen Trägheitsmassen 18 nicht über die Wälzbahnen 26, 27 statt, sondern durch mittelbare oder unmittelbare Abstützung der benachbarten Abstützbereiche 28, 29. Die Abstützbereiche 28, 29 haben den Vorteil, dass sie eine Möglichkeit schaffen, metallische Anschlaggeräusche, die aufgrund der hin- und herpendelnden Trägheitsmassen 18 entstehen können, zu vermeiden oder zumindest auf ein akzeptables Maß zu verringern. Durch die Abstützbereiche 28, 29 wird es nämlich möglich, zum Beispiel eine Dämpfung mittels des in dem ringförmigen Raum 11 enthaltenen viskosen Mediums zu bewirken, indem nämlich dieses Medium zwischen den Abstützbereichen 28, 29, die flächig ausgebildet sein können, verdrängt wird. Auch können die benachbarten Abstützbereiche beziehungsweise Seitenflanken 28, 29 der Trägheitsmassen 18 derart ausgebildet sein, dass sie eine verstärkte hydraulische Verdrängung des viskosen Mediums bewirken. Dies kann beispielsweise durch Ineinandergreifen von Profilierungen erzielt werden, die im Bereich der Seitenflanken 28, 29 vorgesehen sind. Aus 4 sind noch weitere Maßnahmen beziehungsweise Möglichkeiten zur Dämpfung der Pendelbewegungen der Trägheitsmassen 18, die in Kombination oder einzeln eingesetzt werden können, dargestellt. Die eine Möglichkeit sieht die Anordnung von wenigstens einem Energiespeicher 30 zwischen den Endbereichen zweier benachbarter Trägheitsmassen 18 vor, wobei dieser Energiespeicher derart ausgebildet sein kann, dass er gleichzeitig eine Reibungsdämpfung erzeugt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Energiespeicher 30 als Schraubenfeder ausgebildet, in vorteilhafter Weise kann jedoch auch eine Gummifeder eingesetzt werden.
Im linken, oberen Bereich der 4 ist eine weitere Möglichkeit zur Dämpfung der Schwingbewegungen der Trägheitsmassen 18 symbolisch beziehungsweise vereinfacht dargestellt. Bei dieser Lösung wird zumindest an einem Endbereich zweier benachbarter Endbereiche von Trägheitsmassen 18 eine Dämpfungsschicht beziehungsweise ein Dämpfungselement 31, 32 vorgesehen, das beispielsweise durch eine Gummibeschichtung gebildet sein kann. Die Dämpfungsschicht 31 und/oder 32 kann auf die entsprechenden Bauteile, welche die Trägheitsmassen 18 bilden, aufvulkanisiert oder aufgeklebt sein. Auch kann zumindest ein Formschluss Verwendung finden oder aber auch eine Kombination verschiedener Befestigungsarten.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn die die Wälzbahnen 26, 27 bildenden Bauteile, nämlich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das scheibenartige Bauteil 15 und die segmentförmigen Massenkörper 19a, 19b, aus einem Material hergestellt werden, das zumindest auf eine sehr hohe Härte beziehungsweise Verschleißfestigkeit bringbar ist. Es ist also zweckmäßig, wenn diese Bauteile aus einem Stahl hergestellt werden, der härtbar und/oder einsatzhärtbar ist, wobei die Härtung des entsprechenden Materials auch partiell an den entsprechenden Bauteilen erfolgen kann, und zwar an den gefährdeten Stellen.
Die 5 zeigt einen Teilschnitt aus einer der Torsionsdämpfungseinrichtung 1 der 1 ähnlichen Torsionsdämpfungseinrichtung, wobei ein dem scheibenartigen Bauteil 15 der 1 vorgesehener Flansch 15a vorgesehen ist, der zur Aufnahme von über den Umfang verteilten Lagerkörpern 33 über entsprechende Ausschnitte 34 verfügt. Die Lagerkörper 33 sind axial im Wesentlichen vollständig in dem Flansch 15a aufgenommen und weisen an ihrem Außenumfang segmentförmig ausgebildete Einsätze 35 auf, an denen die Laufbahn 36 für die Wälzkörper 37 vorgehen ist. In gleicher Weise sind an den Ausschnitten 34 Einsätze 38 mit Laufbahnen 39 vorgesehen. Die Einsätze 35, 38 sind vorzugsweise gehärtet, so dass der Flansch 15a zumindest in diesem Bereich und die Lagerkörper 33 nicht gehärtet sein müssen. Mit dem Lagerkörper 33 sind beidseitig des Flansches 15a Trägheitsmassen 18a verbunden, beispielsweise vernietet, die in Verbindung mit dem gegenüber dem Flansch 15a verlagerbaren Lagerkörper Pendelmassen bilden, die einen Schwingungstilgungseffekt im Sinne eines Fliehkraftpendels in der Torsionsdämpfungseinrichtung bewirken. Zur Begrenzung des Schwingwinkels der Lagerkörper 33 ist am radial inneren Außenumfang der Lagerkörper 33 ein Anschlagpuffer 40 vorgesehen, der in Umfangsrichtung an einem Anschlag 41 bei einem Überschreiten eines maximalen Schwingwinkels anschlägt. Dementsprechend kann der Flansch 15a eine radial nach innen erweiterte Aussparung aufweisen, in die der Anschlagpuffer 40 radial eingreift und die somit einen Anschlag in beide Schwingrichtungen für Anschlag puffer 40 bildet. Der Anschlagpuffer 40 kann einteilig in den Lagerkörper 33 integriert sein und wird axial von den Trägheitsmassen 18a abgestützt.
6 zeigt eine Teilansicht eines zu dem in 5 im Teilschnitt gezeigten Detail ähnlichen Detail in Teilansicht. Der Flansch 15b weist Einsätze 38 auf, die durch Verstemmungen 42 fest mit dem Flansch 15b verbunden sind. Dabei können die Verstemmungen 42 beidseitig der Enden der Einsätze 38 vorgesehen sein. Alternativ können die Einsätze 38 an einem Ende in einen Hinterschnitt 43 eingefädelt werden und einseitig verstemmt werden. In gleicher Weise erfolgt die Befestigung der Einsätze 35 an dem Lagerkörper 33a mittels Verstemmungen 44 und Hinterschnitten 45. Der Übersicht halber sind in der Teilansicht die Trägheitsmassen weggelassen. Diese können mittels der Rundniete 46 mit dem Lagerkörper 33a verbunden werden.
Die 7 zeigt eine gegenüber den in den Flanschen 15a, 15b aufgenommenen Lagerkörpern 33, 33a geänderte Aufnahme der Lagerkörper 33b in Ausschnitten 34 des Flansches 15c. Die Wälzkörper 47 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Rollen 48 ausgeführt, die an ihren Enden radiale Erweiterungen beispielsweise in Form von Zentrierkegeln 49 aufweisen, die eine axiale Sicherung und eine Zentrierung der Rollen 48 auf den Laufbahnen 36a, 39a des Flansches 15c und der Lagerkörper 33b bewirken. An den Lagerkörpern 33b sind Anschlagpuffer 40a vorgesehen, die den Schwingwinkel der Lagerkörper 33b und den an diesen angebrachten Trägheitsmassen gegenüber dem Flansch 15c begrenzen. Hierzu ist in den Ausschnitten 34 des Flansches 15c jeweils eine nach radial innen erweiterte Ausnehmung 41 mit zwei Anschlägen 50 vorgesehen. Die Trägheitsmassen werden mittels Rundnieten 46 an den Lagerkörpern 33b aufgenommen.
8 zeigt eine spezielle Ausgestaltung eines Flansches 15d für eine Torsionsdämpfungseinrichtung, der wie an sich bekannt radial außen Arme 14 zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der zwischen den beiden Schwungradelementen verspannten Energiespeicher aufweist. Der Flansch 15d ist aus einem Scheibenteil 51, das in ein Zentralteil 52 und – in dem gezeigten Ausführungsbeispiel – in zwei Trägheitsmassen 18b geteilt ist, gebildet. Dabei kann das Scheibenteil 51 in einem Stanzverfahren entsprechend gestanzt werden. Insbesondere zur Erhöhung der wirksamen Masse der Trägheitsmassen 18b gegenüber dem an der Schwingungstilgung des Fliehkraftpendels nicht beteiligten Zentralteil 52, können diese aus einem separat aus dickerem Blech und das Zentralteil 52 aus entsprechend schmalerem Bandmaterial gestanzt sein. Aus dem Zentralteil 51 sind Ausschnitte 34a so vorgenommen, dass der Außenumfang des Scheibenteils 51 durch Einfügen der Trägheitsmassen 18b eine runde beziehungsweise ovale Form erhält. Dabei weist das Zentralteil 52 zur Aufnahme einer Trägheitsmasse 18b jeweils zwei radial gegenüber liegende Arme 53 mit Laufbahnen 54 auf, in denen Wälzkörper 47 abwälzen, die in dem gezeigten Beispiel als Rollen 48 ausgebildet sind. An den Trägheitsmassen 18b sind zu den Laufbahnen 54 komplementär ausgebildete Laufbahnen 55 ausgebildet. Je nach Ausbildung der Laufbahnen 54, 55 erfolgt ein Verschwenken der Trägheitsmassen 18b gegenüber dem Zentralteil 52 in Umfangsrichtung und/oder in radiale Richtung. Die Verschwenkrichtung wird dabei anwendungsabhängig durch die Lage und Ausrichtung der Laufbahnen 54, 55 eingestellt. Zur Erhöhung der Stabilität des Flansches 15d hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Trägheitsmassen 18b bezogen auf die Rotationsachse 24 im Wesentlichen um 90° verdreht zu den Armen 14 anzuordnen. Weiterhin sind die Trägheitsmassen 18b wannenförmig mit Einbuchtungen 56 so ausgebildet, dass der Lochkreis 57 zur Befestigung des Flansches 15d an dem sekundären Schwungradelement mit ausreichender Stabilität ausgeführt werden kann. Zwischen den Befestigungsöffnungen 58 ist in Umfangsrichtung betrachtet die Ausnehmung 41 vorgesehen, die für den Anschlagpuffer 40b zur Begrenzung des Schwingwinkels der Trägheitsmassen 18a in beide Schwingrichtungen Anschläge 50 bildet.
9 zeigt einen Teilschnitt entlang der Schnittlinie A-A der 8 und zeigt die Rolle 48, die in gleicher oder ähnlicher Ausführung für die übrigen Ausführungsbeispiele eingesetzt werden kann. Aus der 9 wird deutlich, dass die Trägheitsmassen 18a zur Erhöhung deren Masse im Verhältnis zur Masse des Zentralteils 52 aus dickerem Material gefertigt sind. Die Rolle 48 wälzt auf den Laufbahnen 54, 55 und weist Zentrierkegel 49 auf, damit die Trägheitsmassen 18a auf dem Zentralteil 52 zentriert aufgenommen und axial gesichert sind. Die Rolle 48 ist zweiteilig aus einem Führungsteil 59 und einer Abdeckscheibe 60, die mittels der Niete 61 miteinander vernietet sind. Die Montage der Trägheitsmassen 18a auf dem Zentralteil 52 erfolgt daher in einfacher Weise, indem die Führungsteile 59 in die Laufbahnen 54, 55 von Zentralteil 52 und Trägheitsmassen 18a gesteckt und die Abdeckscheibe 60, die den zweiten Zentrierkegel 49 enthalten, aufgesteckt und mittels der Niete 61 miteinander vernietet werden.
Aus den Figuren ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Anordnung eines Schwingungstilgers eine gedrängte beziehungsweise platzsparende Ausgestaltung der Torsionsdämpfeinrichtung 1 ermöglicht, da der in den meisten Fällen ohnehin erforderliche axiale Bauraum für die Energiespeicher 10 auch zur Unterbringung des Schwingungstilgers herangezogen wird. Weiterhin wird durch die Anordnung des Schwingungstilgers innerhalb der ringförmigen Kammer 11 gewährleistet, dass in einfacher Weise eine Schmierung der Lagerstellen 21 für die Trägheitsmassen 18, 18a, 18b erfolgen kann.

1: Torsionsschwingungsdämpfer
2: Schwungrad
3: Schwungradelement
4: Schwungradelement
5: Lagerung
6: Verschraubungslöcher
7: Ausnehmungen
8: Reibfläche
9: Dämpfer
10: Energiespeicher
11: ringförmiger Raum
12: Gehäuseteil
13: Gehäuseteil
14: Arme
15: Bauteil
15a: Flansch
15b: Flansch
15c: Flansch
15d: Flansch
16: Nietverbindung
17: Abstützbereich
18: Schwingungstilger
18a: Trägheitsmasse
18b: Trägheitsmasse
19: Trägheitsmasse
19a: Massekörper
19b: Massekörper
20: Nietverbindung
21: Lagerung
22: Ausnehmung
23: Wälzkörper
24: Rotationsachse
25: Aufnahme
26: Wälzbahn
27: Wälzbahn
28: Abstützbereich
29: Abstützbereich
30: Energiespeicher
31: Dämpfungselement
32: Dämpfungselement
33: Lagerkörper
33a: Lagerkörper
33b: Lagerkörper
34: Ausschnitte
35: Einsätze
36: Laufbahn
37: Wälzkörper
38: Einsätze
39: Laufbahn
40: Anschlagpuffer
41: Anschlag
42: Verstemmung
43: Hinterschnitt
44: Verstemmung
45: Hinterschnitt
46: Rundniete
47: Wälzkörper
48: Rollen
49: Zentrierkegel
50: Anschlag
51: Scheibenteil
52: Zentralteil
53: Arme
54: Laufbahn
55: Laufbahn
56: Einbuchtung
57: Lochkreis
58: Befestigungsöffnung
59: Führungsteil
60: Abdeckscheibe
61: Niete

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19834729 A1 [0025, 0025]
- DE 19834728 A1 [0025]
- DE 3721711 A1 [0027]
- DE 3721712 [0027]
- DE 4117582 A1 [0027]
- DE 4117579 A1 [0027]

Claims

Torsionsdämpfungseinrichtung mit einer ersten, mit der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine verbindbaren Schwungmasse und einer zweiten, über eine Kupplung einem Getriebe zuschaltbaren und von diesem trennbaren Schwungmasse, wobei die beiden Schwungmassen zueinander verdrehbar gelagert sind, entgegen der Wirkung einer zwischen diesen angeordneten Dämpfungseinrichtung mit in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeichern, die zumindest teilweise in einem ringförmigen Raum untergebracht sind, welcher unter Heranziehung von Abschnitten zumindest einer der Schwungmassen gebildet ist und radial innerhalb der Energiespeicher mindestens zwei über den Umfang verteilte Trägheitsmassen angeordnet sind, die statisch bestimmt über Wälzkörper in einem Flansch geführt sind, wobei die Abwälzbahnen in Flansch und Trägheitsmasse radial übereinander liegen.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmassen, in axialer Richtung der Torsionsdämpfungseinrichtung betrachtet, zumindest annähernd auf gleicher axialer Höhe wie die Energiespeicher angeordnet sind.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmassen pendelartig aufgehängt sind.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmassen bifilarähnlich angelenkt sind.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schwungmassen im Wesentlichen den ringförmigen Raum bildet und an der anderen Schwungmasse der Flansch befestigt ist, der mit radial inneren Bereichen an der anderen Schwungmasse befestigt ist und sich radial nach außen hin in den ringförmigen Raum erstreckt sowie Beaufschlagungsbereiche für die Energiespeicher trägt und zur radialen Abstützung der als Pendel wirksamen Trägheitsmassen dient.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Flansch Ausschnitte vorgesehen sind, in die die Trägheitsmassen verschwenkbar aufgenommen sind.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägheitsmasse zwei wangenförmige Bauteile besitzt, die den Flansch zwi schen sich aufnehmen und fest miteinander verbunden sind.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Flansch Ausnehmungen vorhanden sind, die Bewegungsbahnen bilden für die umfangsmäßige Auslenkung der Trägheitsmassen.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Flansch Ausnehmungen vorgesehen sind, in denen auf Laufbahnen unter Zwischenlegung von statisch festgelegten Wälzkörpern verlagerbare Lagerkörper aufgenommen sind, an denen zumindest einseitig eine Trägheitsmasse aufgenommen ist.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmassen über wenigstens einen Energiespeicher beaufschlagt sind.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Laufbahnen für die Wälzkörper als segmentartige Einsätze in den Flansch, die in Ausschnitten des Flansches untergebrachten Trägheitsmassen und/oder in den Lagerkörpern eingesetzt sind.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die segmentartigen Einsätze aus Ringmaterial mittels einer Sprengtechnik hergestellt sind.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass radial gegenüber den Laufbahnen an den Lagerkörpern ein elastisches Anschlagstück vorgesehen ist, das den Weg des Lagerstücks in Umfangsrichtung gegenüber dem Flansch begrenzt.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagsstück axial von beidseitig angeordneten Trägheitsmassen in Einbaulage gesichert wird.
Torsionsdämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch in eine Zentralscheibe und zumindest zwei Trägheitsmassen geteilt ist, wobei die Trägheitsmassen auf dem Zentralteil mittels Wälzkörpern begrenzt verschwenkbar aufgenommen sind und mit dem Zentralteil einen gemeinsamen Umfang bilden.