DE102010052023A1

DE102010052023A1 - Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen

Info

Publication number: DE102010052023A1
Application number: DE102010052023A
Authority: DE
Inventors: Stephan Maienschein; Peter Droll; Eugen Kombowski
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2011-06-16
Also published as: US20110143842A1; US8382597B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen mit zumindest zwei in Reihe schaltbare und über einen schwimmenden Zwischenflansch miteinander gekoppelte Dämpferanordnungen und Mitteln zur Verdrehwinkelbegrenzung zwischen dem schwimmenden Zwischenflansch und einem in Kraftfluss diesem vor oder nachgeordneten Dämpferteil einer der Dämpferanordnungen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verdrehwinkelbegrenzung zwischen dem schwimmenden Zwischenflansch und dem in Kraftfluss dem vor und/oder nachgeordneten Dämpferteil ein zumindest eine am Zwischenflansch oder dem in Kraftfluss vor- oder nachgeordneten Dämpferteil in axialer Richtung zum jeweils anderen Bauelement gerichteten axialen Vorsprung umfasst, welcher mit einem, dem Verdrehwinkel charakterisierenden Spiel in Umfangsrichtung in einer Ausnehmung am jeweils anderen Bauteil – in Kraftflussrichtung dem Zwischenflansch vor- oder nachgeordneten Dämpferteil oder dem Zwischenflansch – eingreift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen mit zumindest zwei in Reihe schaltbaren, über einen schwimmenden Zwischenflansch miteinander gekoppelten und Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung aufweisenden Dämpferanordnungen und Mitteln zur Verdrehwinkelbegrenzung zwischen dem schwimmenden Zwischenflansch und einem, diesem im Kraftfluss vor- und/oder nachgeordneten Dämpferteil einer der Dämpferanordnungen. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen für den Einsatz in Kraftübertragungsvorrichtungen mit einer schaltbaren Kupplungseinrichtung in einer hydrodynamischen Komponente für den Einsatz in Kraftfahrzeugen.
Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere in Form von Reihendämpfern, umfassend zumindest zwei in Reihe schaltbare Dämpferstufen, sind in den unterschiedlichsten Ausführungen aus dem Stand der Technik vorbekannt. Stellvertretend wird hier auf eine gattungsbildende Ausführung gemäß DE 10 2008 032 009 A1 verwiesen, welche zwei koaxial angeordnete Dämpferanordnungen, die über einen Zwischenflansch miteinander gekoppelt sind, umfasst. Jede der Dämpferanordnungen umfasst Mittel zur Drehmomentübertragung und Dämpfungskopplung, wobei diese vorzugsweise hinsichtlich ihrer Funktion von einem Bauteil in Form einer Federeinheit übernommen werden. Der schwimmende Zwischenflansch ist Bestandteil beider Dämpferanordnungen, wobei das Eingangsteil der ersten Dämpferanordnung diesem im Kraftfluss vorgeordnet ist, während der Ausgangsteil der zweiten Dämpferanordnung diesem im Kraftfluss nachgeordnet ist. Der Zwischenflansch selbst fungiert als Ausgangsteil der ersten Dämpferanordnung und Eingangsteil der zweiten Dämpferanordnung. Das Eingangsteil der ersten Dämpferanordnung bildet bei der in dieser Druckschrift dargestellten Ausführung den antriebsseitigen Hauptdämpferteil und umfasst zwei in axialer Richtung beabstandet angeordnete und drehfest miteinander gekoppelte Seitenscheiben. Die drehfeste Kopplung erfolgt in radialer Richtung außerhalb der radial äußeren Dämpferanordnung und innerhalb der Erstreckung des Außenumfanges des Zwischenflansches, wobei die Mittel zur drehfesten Kopplung gleichzeitig zur Verdrehwinkelbegrenzung zwischen dem Zwischenflansch und dem Eingangsteil der ersten Dämpferanordnung dienen. Dazu ist der Zwischenflansch mit in radialer Richtung ausgebildeten Vorsprüngen ausgeführt, die in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnet sind und Anschlagflächen an den Befestigungsmitteln für die beiden Seitenscheiben des Hauptdämpferteils bilden. Diese Ausführung ist durch zusätzlichen Bauraumbedarf in radialer Richtung charakterisiert, da die Verdrehwinkelbegrenzung hier in radialer Richtung angeordnet ist.
Aus der Druckschrift EP 2 085 654 A1 ist eine Ausführung einer Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in einer Kraftübertragungsvorrichtung mit einer schaltbaren Kupplungseinrichtung und einer hydrodynamischen Komponente vorbekannt. Diese ist der schaltbaren Kupplungseinrichtung und der hydrodynamischen Komponente jeweils im Kraftfluss nachgeordnet und umfasst zumindest zwei auf unterschiedlichen Wirkdurchmessern angeordnete Dämpferstufen, die über ein als Übertragungselement fungierenden Zwischenflansch miteinander gekoppelt sind, wobei je nach Betriebsweise die Kopplung mit den einzelnen Dämpferstufen auf unterschiedliche Art und Weise erfolgt und der Zwischenflansch in einer Betriebsweise mit dem Eingangsteil der Vorrichtung drehfest verbunden ist beziehungsweise diesen bildet. Bei Kraftübertragung über die schaltbare Kupplungseinrichtung fungiert das Übertragungselement als Ausgangsteil der ersten Dämpferanordnung und Eingangsteil der zweiten Dämpferanordnung, wobei eine Verdrehwinkelbegrenzung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil der ersten Dämpferanordnung und damit dem im Kraftfluss vor dem Übertragungselement liegenden Bauteil und dem Übertragungselement erzeugt wird, indem am im Kraftfluss vor diesem liegenden Bauteil axiale Vorsprünge angeordnet sind, die sich in axialer Richtung in die Durchgangsöffnungen am Übertragungselement erstrecken. In der zweiten Betriebsweise ist das Übertragungselement drehfest mit dem Turbinenrad der hydrodynamischen Komponente gekoppelt. Diese Ausführung ist frei von einem schwimmenden Zwischenflansch und der Zwischenflansch dient gleichzeitig der axialen Führung der Federeinheiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen mit in Reihe geschalteten Dämpferanordnungen, welche über einen schwimmenden Zwischenflansch miteinander gekoppelt sind, derart weiterzuentwickeln, dass zumindest eine, vorzugsweise beide Dämpferanordnungen gegen Überlast gesichert werden können. Die Vorrichtung soll durch eine hohe Dämpferkapazität charakterisiert sein. Ferner soll die ausgeführte Überlastsicherung für die einzelnen Federeinheiten der einzelnen Dämpferanordnungen ohne zusätzlichen radialen Bauraumbedarf möglich sein.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen mit zumindest zwei in Reihe schaltbaren, über einen schwimmenden Zwischenflansch miteinander gekoppelten und Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung aufweisenden Dämpferanordnungen und Mitteln zur Verdrehwinkelbegrenzung zwischen dem schwimmenden Zwischenflansch und einem, diesem im Kraftfluss vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil einer der Dämpferanordnungen, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verdrehwinkelbegrenzung zumindest einen am Zwischenflansch oder dem im Kraftfluss vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil angeordneten und sich in axialer Richtung zum jeweils anderen Dämpferteil – dem in Kraftfluss vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil oder dem Zwischenflansch – gerichteten axialen Vorsprung umfassen, der an diesem jeweils anderen Dämpferteil mit einem, den zulässigen Verdrehwinkel charakterisierenden Spiel in Umfangsrichtung in eine Ausnehmung eingreift.
Bei dem im Kraftfluss vorgeordneten oder nachgeordneten Dämpferteil zum Zwischenflansch handelt es sich um das mit dem Zwischenflansch über Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung gekoppelte Dämpferbanteil, in der Regel ein Flansch oder eine Seitenscheibe.
Der einzelne axiale Vorsprung begrenzt als Festanschlag die Relativverdrehung zwischen dem Zwischenflansch und dem jeweils im Kraftfluss vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil und schützt insbesondere die Mittel zur Drehomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung vor Überlast.
Die erfindungsgemäße Lösung vermeidet die Ausbildung radialer Vorsprünge am Zwischenflansch zur Verdrehwinkelbegrenzung und verlagert diese Funktion in den ohnehin erforderlichen Bauraum für die jeweilige Dämpferanordnung. Die Ausbildung der Mittel zur Verdrehwinkelbegrenzung erfolgt ferner in einfacher Art und Weise an ohnehin in axialer Richtung benachbarten Komponenten. Der dadurch frei werdende Bauraum in radialer Richtung kann zur Anordnung der Dämpferanordnungen, insbesondere der Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung genutzt werden, insbesondere können diese bei gleichem radialen Bauraum auf einen größeren Wirkdurchmesser verlagert werden, was zu einer Erhöhung der Dämpferkapazität führt.
Die Funktionen der Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung können jeweils von separaten Elementen oder aber in besonders vorteilhafter Ausführung in Funktionskonzentration von den gleichen Komponenten, vorzugsweise in Form von Federeinheiten übernommen werden. Die Federeinheiten können einen gemeinsamen Wirkdurchmesser aufweisen.
Bezüglich der Ausbildung des einzelnen axialen Vorsprunges besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. In einer besonders vorteilhaften Ausbildung sind der einzelne axiale Vorsprung und der Zwischenflansch oder das in Kraftflussrichtung vorgeordnete und/oder nachgeordnete Dämpferteil als integrales Bauteil ausgebildet. Der einzelne axiale Vorsprung wird dabei in Abhängigkeit des gewählten Herstellungsverfahrens für den Zwischenflansch an diesem mit ausgeformt oder nachträglich durch Umformen, insbesondere durch Biegen oder als Durchsetzung durch Prägen ausgebildet. Letztere Möglichkeit bietet den Vorteil einer bauraumsparenden freien Anordenbarkeit der Vorsprünge und damit die Möglichkeit der Anpassung eines standardisiert ausgebildeten Zwischenflansches an unterschiedliche Dämpferanordnungsausführungen. Insbesondere beim Prägen wird der die Funktion eines Abstandsbolzens übernehmende axiale Überstand vollständig aus dem Material des Zwischenflansches oder des diesem im Kraftfluss vor- oder nachgeordneten Dämpferteils gebildet. Auch werden Öffnungen am Zwischenflansch oder an den anderen Bauteilen vermieden und damit eine Schwächung dieser. Aufgrund der nicht erfolgenden Bauteilschwächung besteht die Möglichkeit, derartige Vorsprünge beliebig am zur Verfügung stehenden Zwischenflansch anzuordnen.
Alternativ besteht die Möglichkeit, den einzelnen axialen Vorsprung von einem separaten, mit dem Zwischenflansch oder dem in Kraftflussrichtung vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil oder einem drehfest mit diesem verbundenen Bauteil lösbar oder unlösbar verbundenen Anschlagselement auszubilden. Das Anschlagelement kann beispielsweise als Niet, Bolzen, Stift ausgeführt sein. Diese Möglichkeit bietet ebenfalls den Vorteil einer freien Anordenbarkeit der Vorsprünge.
Die einzelnen in Reihe angeordneten Dämpferanordnungen sind zur Realisierung einer kompakten Bauweise vorzugsweise auf einem gemeinsamen Wirkdurchmesser, welcher dem mittleren Anordnungsdurchmesser der Federeinheiten entspricht, und in einer axialen Ebene angeordnet. Denkbar ist bei entsprechender Zwischenflanschausführung auch eine Anordnung auf unterschiedlichen Durchmessern und/oder in unterschiedlichen axialen Ebenen.
Um die Funktion des Zwischenflansches nicht zu beeinträchtigen, erfolgt die Anordnung des einzelnen axialen Vorsprunges im Bereich hoher Materialkonzentration. Der einzelne axiale Vorsprung kann dabei in einer ersten Ausführung im Bereich des Innen- oder Außenumfanges des Zwischenflansches und/oder des diesem in Kraftflussrichtung vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteils, vorzugsweise direkt am Innen- oder Außenumfang ausgebildet werden. In dieser Ausführung kann die Ausbildung der Vorsprünge in besonders vorteilhafter Weise durch Biegen erfolgen. Gemäß einer zweiten Ausführung erfolgt die Anordnung an die Anlage- und Abstützflächen für die Mittel zur Dämpfungskopplung bildenden radialen Vorsprüngen am Zwischenflansch.
Um auch bei Krafteinleitung auf den unterschiedlichsten Durchmessern in das Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in jedem Funktionszustand eine Verdrehwinkelbegrenzung zu gewährleisten und den Kraftfluss über diese im Blockierungsfall zu leiten, wodurch die übrigen Komponenten nicht auf Maximallast auszulegen sind, erfolgt die Anordnung eines einzelnen axialen Vorsprunges in radialer Richtung innerhalb des Wirkdurchmessers der Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung, insbesondere unterhalb dieser am Zwischenflansch und/oder dem diesen in Kraftflussrichtung vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil.
Die mit dem axialen Vorsprung zusammenwirkende Ausnehmung am Zwischenflansch und/oder dem diesen in Kraftflussrichtung vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil kann als Blindöffnung oder Durchgangsöffnung ausgebildet sein. Letztere Möglichkeit bietet den Vorteil eines Durchgreifens der Ausnehmung durch den Vorsprung und einer größeren Erstreckung der Anschlagflächen in axialer Richtung.
Die Mittel zur Verdrehwinkelbegrenzung umfassen zur gleichmäßigen Krafteinleitung vorzugsweise eine Mehrzahl von axialen Vorsprüngen und Ausnehmungen, wobei die einzelnen axialen Vorsprünge und Ausnehmungen jeweils auf einem Anordnungsradius und in Umfangsrichtung zueinander mit konstantem Abstand angeordnet sind.
In besonders vorteilhafter Ausführung werden beide oder alle Dämpferanordnungen einer Vorrichtung über erfindungsgemäß ausgeführte Mittel zur Verdrehwinkelbegrenzung vor Überlast geschützt.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung umfasst jede Dämpferanordnung ein Eingangs- und ein Ausgangsteil. Der Zwischenflansch bildet das Ausgangsteil der ersten Dämpferanordnung und das Eingangsteil der zweiten Dämpferanordnung, wobei dieser geteilt oder einteilig ausgeführt ist. Das Eingangsteil der ersten Dämpferanordnung ist derart angeordnet und ausgebildet, dass dieses mit einer schaltbaren Kupplungseinrichtung und einem Turbinenrad verbindbar ist, während das Ausgangsteil der zweiten Dämpferanordnung mit einem abtriebsseitigen Bauteil drehfest verbindbar ist und zwischen dem Eingangsteil und dem Zwischenflansch und/oder dem Zwischenflansch und dem Ausgangsteil der zweiten Dämpferanordnung Mittel zur Verdrehwinkelbegrenzung vorgesehen sind.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1a bis 1c verdeutlichen eine Ausführung einer Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen mit einer ersten Ausführung der Mittel zur Verdrehwinkelbegrenzung zwischen Zwischenflansch und dem in Kraftfluss vorgeordneten Dämpferteil in verschiedenen Ansichten;
2a und 2b verdeutlichen anhand zweier Ansichten die Ausführung eines Zwischenflansches gemäß den 1a bis 1c;
3a und 3b verdeutlichen anhand zweier Ansichten eine weitere Ausführung der Mittel zur Verdrehwinkelbegrenzung mit axialen Vorsprüngen an einem im Kraftfluss vorgeordneten Bauteil;
4 verdeutlicht eine Ausführung mit Verdrehwinkelbegrenzung zwischen Zwischenflansch und einem im Kraftfluss nachgeordneten Dämpferteil, insbesondere Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen.
Die 1a bis 1c verdeutlichen beispielhaft eine vorteilhafte Ausführung einer Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen in unterschiedlichen Ansichten. Die 1a zeigt einen Ausschnitt aus einem Axialschnitt bezogen auf die Drehachse R. Die nachfolgenden Ausführungen erfolgen unter Einbeziehung aller 1a bis 1c und der darin jeweils dargestellten Komponenten. Die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen umfasst im dargestellten Fall zwei koaxial zueinander angeordnete, in Reihe geschaltete und über einen einteiligen schwimmenden Zwischenflansch 2 miteinander gekoppelte Dämpferanordnungen 3 und 4. Die beiden Dämpferanordnungen 3 und 4 bilden einen Reihendämpfer 5. Jede der einzelnen Dämpferanordnungen 3, 4 umfasst in Kraftflussrichtung betrachtet jeweils zumindest ein Eingangsteil 3E, 4E und ein Ausgangsteil 3A, 4A, welche einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein können. Die jeweiligen Eingangs- und Ausgangsteile 3E, 4E, 3A, 4A einer Dämpferanordnung 3, 4 sind koaxial zueinander angeordnet und in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbar. Zur Drehmomentübertragung in der Funktion als elastische Kupplung sind diese jeweils über Mittel 73 beziehungsweise 74 zur Drehmomentübertragung und Mittel 83 beziehungsweise 84 zur Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt. Der schwimmende Zwischenflansch 2 fungiert in der ersten Dämpferanordnung 3 als Ausgangsteil 3A und für die zweite Dämpferanordnung 4 als Eingangsteil 4E.
Das Eingangsteil 3E der Dämpferanordnung 3 bildet in dieser Ausführung gleichzeitig das Eingangsteil 1E der Vorrichtung 1, welches auch als antriebsseitiger Hauptdämpferteil bezeichnet werden kann. Das Ausgangsteil 4A der zweiten Dämpferanordnung 4 entspricht dem Ausgangsteil 1A der Vorrichtung 1 und somit einem abtriebsseitigen Hauptdämpferteil. Der Zwischenflansch 2 ist im Kraftfluss dazwischen angeordnet. Dieser ist frei von einer direkten drehfesten Kopplung mit einem in Kraftflussrichtung vor oder hinter diesem liegenden Dämpferteil oder einem drehfest mit diesem Dämpferteil gekoppelten Element.
Die Mittel 73, 74 zur Drehmomentübertragung und 83, 84 zur Dämpfungskopplung werden in besonders vorteilhafter Ausführung in Funktionskonzentration von den gleichen Komponenten gebildet, im dargestellten Fall von Federeinheiten F3 und F4, welche als Zug- oder Druckfedern ausgeführt sein können. Jede Dämpferanordnung 3, 4 umfasst eine Mehrzahl von Federeinheiten F3, F4, welche in Umfangsrichtung mit der gleichen Teilung angeordnet sind. Die einzelnen Dämpferanordnungen 3, 4 und damit die Federeinheiten F3, F4 sind vorzugsweise auf dem gleichen Wirkdurchmesser d_3/4 angeordnet. Die Auslegung der einzelnen Dämpferanordnungen 3, 4, insbesondere der Federeinheiten F3, F4 kann unterschiedlich erfolgen. Zur Sicherung zumindest einer der Dämpferanordnungen 3 und/oder 4 gegen Überlastung sind Mittel 9 zur Begrenzung des Verdrehwinkels zwischen dem schwimmenden Zwischenflansch 2 und dem diesem in Kraftflussrichtung vor und/oder nachgeordneten und in axialer Richtung nebengeordneten Dämpferteil vorgesehen. Vorzugsweise erfolgt die Anordnung der Mittel 9 zwischen dem schwimmenden Zwischenflansch 2 und dem in Kraftflussrichtung vor diesem angeordneten Dämpferteil. Die Mittel 9 zur Verdrehwinkelbegrenzung umfassen erfindungsgemäß zumindest einen am Zwischenflansch 2 und/oder dem in Kraftflussrichtung vor- oder nachgeordneten Dämpferteil angeordneten und sich in axialer Richtung, das heißt parallel zur Drehachse erstreckenden Vorsprung 10. Der einzelne Vorsprung 10 greift in eine Ausnehmung 11 am jeweils dem Zwischenflansch 2 im Kraftfluss vor- und/oder nachgeordneten und in axialer Richtung benachbarten Dämpferteil mit Spiel in Umfangsrichtung ein. Dieses charakterisiert einen theoretisch möglichen Verdrehwinkel β zur Relativbewegung zwischen Zwischenflansch 2 und dem entsprechenden Dämpferteil in Umfangsrichtung.
Der einzelne axiale Vorsprung 10 ist im dargestellten Fall in vorteilhafter Weise am Zwischenflansch 2 angeordnet, insbesondere an der Stirnseite 2.2. Dabei ist zumindest ein derartiger Vorsprung vorgesehen, vorzugsweise eine Mehrzahl von Vorsprüngen. Diese sind in Umfangsrichtung am Zwischenflansch 2 vorzugsweise auf einem gemeinsamen Durchmesser d₁₀ mit gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnet. Dementsprechend sind die Ausnehmungen 11 am im Kraftfluss vor- oder nachgeordneten Dämpferteil ebenfalls auf einem Durchmesser d₁₁, der jeweils dem Durchmesser d₁₀ entspricht, mit gleichmäßigem Abstand zueinander in Umfangsrichtung anzuordnen. Der einzelne axial ausgerichtete Vorsprung 10 bildet jeweils ein Anschlagelement, das an in Umfangsrichtung weisenden Flächen 21 der einzelnen Ausnehmungen 11, welche Anschläge bilden, bei Relativverdrehung des Zwischenflansches 2 zum vorgeordneten Dämpferbanteil, hier dem Eingangsteil 1E der Vorrichtung 1, insbesondere dem Eingangsteil 3E der Dämpferanordnung 3 zum Anliegen kommt. Damit werden die Federeinheiten F3 der ersten Dämpferanordnung 3 vor Überlast geschützt.
Die Ausführung gemäß der 1a bis 1c verdeutlicht eine Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen, bei welcher das Eingangsteil 1E von zwei koaxial zueinander und zumindest über einen Teilbereich in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordneten Seitenscheiben 12.1 und 12.2 gebildet wird. Die Seitenscheiben 12.1 und 12.2 sind über Mittel 13 zur drehfesten Kopplung, vorzugsweise in Form von Befestigungselementen miteinander verbunden. Die Mittel 13 können als kraftschlüssige oder formschlüssige Befestigungselemente ausgeführt sein. Im dargestellten Fall sind vorzugsweise Befestigungselemente in Form von Nieten vorgesehen, die eine unlösbare formschlüssige Verbindung der beiden Seitenscheiben 12.1 und 12.2 ermöglichen. Die Seitenscheibe 12.1 ist drehfest mit einem antriebsseitigen Bauteil, im dargestellten Fall einer Kupplungsscheibe 14, verbunden. In besonders vorteilhafter Weise erfolgt die Anordnung der Kupplungsscheibe 14 in radialer Richtung auf einem größeren Durchmesser als die Seitenscheibe 12.1. Dadurch ist eine Anordnung von Kupplungsscheibe 14 und Seitenscheibe 12.1 in einer axialen Ebene oder mit nur geringfügigem axialem Versatz zueinander möglich. Die Verbindung der beiden Seitenscheiben 12.1 und 12.2 erfolgt vorzugsweise auf einem Durchmesser d₁₃, welcher in radialer Richtung oberhalb der radial äußeren Abmessungen, insbesondere des Außenumfanges 6 des schwimmenden Zwischenflansches 2 liegt. Die einzelne Seitenscheibe 12.1 und/oder 12.2 ist dabei derart ausgebildet und ausgeformt, dass diese einen Bereich mit in axialer Richtung erstreckendem Abstand zueinander unter Ausbildung eines axialen Zwischenraumes beschreiben, in welchem der Zwischenflansch 2 als mittleres Dämpferteil angeordnet ist. Der Zwischenflansch 2 weist hier die sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprünge 10 auf, die mit Spiel in Umfangsrichtung in an der Seitenscheibe 12.1 angeordneten Ausnehmungen 11 eingreifen. Dies ist in der 1b in einer Ansicht von rechts gemäß 1a auf die Vorrichtung 1 wiedergegeben. Die einzelnen axialen Vorsprünge 10 bilden Anschlagzapfen, die an den in Umfangsrichtung ausgerichteten Flächen 21 der Ausnehmungen 11 bei Erreichen des maximalen Verdrehwinkels zum Anliegen gelangen. Die einzelnen Ausnehmungen 10 sind gleichmäßig beabstandet in Umfangsrichtung zueinander auf dem Durchmesser d₁₁ angeordnet. Deren Erstreckungswinkel in Umfangsrichtung und die Dimensionierung des axialen Vorsprunges 10 in Umfangsrichtung betrachtet beschreiben den theoretisch maximal möglichen Verdrehwinkel β für den Zwischenflansch 2 gegenüber der Seitenscheibe 12.1.
Die Mittel 73 zur Drehmomentübertragung und 83 zur Dämpfungskopplung in Form der Federeinheiten F3 stützen sich dabei mit einem Endbereich in Umfangsrichtung an den beiden Seitenscheiben 12.1, 12.2 und mit dem gegenüberliegenden Endbereich am Zwischenflansch 2 ab. Dazu sind die Seitenscheiben 12.1, 12.2 entsprechend ausgeformt und bilden in Umfangsrichtung weisende Anschlagflächen oder Flächenbereiche für die Federeinheit F3, an welchen diese zum Anliegen gelangt. Dazu weist die einzelne Seitenscheibe 12.1 und 12.2 jeweils in Umfangsrichtung erstreckend ausgerichtete, zur Führung der Federeinheiten F3 vorgesehene Ausnehmungen 15 und 16 auf, die in Umfangsrichtung weisende Anlageflächen für die Federelemente F3 bilden. Der Zwischenflansch 2, welcher gemäß 1c in einer Ansicht gemäß 1b ohne Seitenscheibe 12.1 erkennbar ist, ist als ringförmiges Element mit am Innenumfang 26 angeordneten in radialer Richtung weisenden Vorsprüngen 17 ausgebildet. Die Vorsprünge 17 bilden dabei in Umfangsrichtung weisende und zur Abstützung der Federeinheiten F3 weisende Flächen 18 und zur Abstützung der Federeinheiten F4 in entgegengesetzter Richtung in Umfangsrichtung weisende Flächen 19 auf. Der Außenumfang 6 des Zwischenflansches 2 ist durch einen Durchmesser d_A charakterisiert, welcher innerhalb der Anordnung der drehfesten Verbindung 13 in radialer Richtung zwischen dem Eingangsteil 3E der Dämpferanordnung 3 in Form der beiden Seitenscheiben 12.1 und 12.2 liegt. Die Anordnung der das Anschlagelement bildenden axialen Vorsprünge 10 am Zwischenflansch 2 auf dem Durchmesser d₁₀ erfolgt in radialer Richtung außerhalb der Vorsprünge 17 am Zwischenflansch 2, insbesondere oberhalb der radialen Erstreckung der Federeinheiten F3 beziehungsweise F4. Erkennbar in dieser Darstellung ist auch der Ausgangsteil 4A in Form eines Flansches 20 mit in radialer Richtung am Außenumfang angeordneten radialen Vorsprüngen 27 und in Umfangsrichtung ausgebildeten Anlage- beziehungsweise Abstützflächen 22 für die Federeinheiten F4 der zweiten Dämpferanordnung 4.
Im dargestellten Fall umfasst jede der Dämpferanordnungen 3, 4 beispielhaft drei Federeinheiten F3 beziehungsweise F4. Diese sind wechselweise in Umfangsrichtung angeordnet und stützen sich an den zueinander weisenden Anlage- beziehungsweise Abstützflächen 18 und 19 zweier in Umfangsrichtung benachbarter Vorsprünge 17 des Zwischenflansches 2 sowie mit dem jeweils anderen Endbereich entweder am Eingangsteil 1E der Vorrichtung 1 oder dem Ausgangsteil 1A der Vorrichtung 1 beziehungsweise 4A der zweiten Dämpferanordnung 4 in Form des Flansches 20 ab.
Wird nunmehr ein Moment über das Eingangsteil 1E in die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen eingeleitet, wird dieses über die Federeinheiten F3 der ersten Dämpferanordnung 3 übertragen, wobei die Federeinheiten F3 in der Ausführung als Druckfedereinheiten das Moment auf den Zwischenflansch 2 übertragen und von diesem über die Federeinheiten F4 auf das Ausgangsteil 1A. Um die Federeinheiten F3 vor Überlastung zu schützen, sind die Mittel 9 zwischen dem Zwischenflansch 2 und der Seitenscheibe 12.1 des Eingangsteils 3A vorgesehen. In vorteilhafter Ausführung sind die Mittel 9 dabei in einfacher Art und Weise in radialer Richtung in einer durch die Lage der Vorsprünge 17 und der Drehachse R charakterisierenden Ebene angeordnet.
Die 1a bis 1c verdeutlichen eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer Vorrichtung 1 in Form eines Druckfederdämpfers. Die Anbindung in einer Kraftübertragungsvorrichtung an beispielsweise ein Turbinenrad erfolgt über ein Turbinenmitnehmerblech 25, welches drehfest mit dem Flansch 20 verbunden ist. Bei geöffneter Kupplung fungiert die Vorrichtung 1 dann als Tilger. Der Flansch 20 ist hier mit einer Dämpfernabe 24 drehfest verbunden. Die erfindungsgemäße Lösung ist dabei nicht auf diese Ausführung beschränkt.
Bezüglich der Ausgestaltung der in axialer Richtung vorzusehenden Vorsprünge 10 bestehen keine Restriktionen. Diese sind zwischen dem Innenumfang 26 und dem Außenumfang 6 des Zwischenflansches 2 angeordnet. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung in den 2a und 2b sind diese als integraler Bestandteil mit dem Zwischenflansch 2 ausgeführt. Die 2a verdeutlicht eine Ansicht auf den Zwischenflansch 2 gemäß 1b und die 2b verdeutlicht einen Axialschnitt D-D gemäß 2a. Ersichtlich ist dabei, dass die Anordnung der einzelnen Anschlagelemente bildenden axialen Vorsprünge 10 in Umfangsrichtung vorzugsweise mit gleicher Teilung, das heißt mit konstantem Abstand in Umfangsrichtung zueinander auf einem Wirkdurchmesser d₁₀ erfolgt. Ferner sind die axialen Erweiterungen in Form der Vorsprünge 10 hier in einem Bereich großer Bauteil- beziehungsweise Materialstärke, insbesondere im Bereich der Ausbildung der in radialer Richtung zur Drehachse R weisenden Vorsprünge 17 im Erstreckungsbereich dieser in Umfangsrichtung und in radialer Richtung betrachtet oberhalb des Innendurchmessers 26 ausgeführt. Die integrale Ausführung erfolgt in besonders vorteilhafter Weise mittels Ausbildung von Durchsetzungen durch Umformen, insbesondere Prägen.
Eine andere, hier nicht dargestellte Ausführung ist durch die Ausbildung der axialen Vorsprünge 10 durch ein separates Element charakterisiert. Dieses kann gemäß einer ersten Ausführung lösbar mit dem Zwischenflansch 2 verbunden sein, was eine nachträgliche Anordnung sowie beliebige Ausbildungen und Anpassungen des einzelnen axialen Vorsprunges 10 erlaubt. Die Verbindung kann kraft- oder formschlüssig erfolgen. Gemäß einer weiteren Ausführung ist es denkbar, die Verbindung zwischen dem separaten Element und dem Zwischenflansch 2 unlösbar zu gestalten, wobei dies durch Formschluss in Form von Nieten oder aber Stoffschluss erfolgen kann. Beide Möglichkeiten bedingen jedoch einen erhöhten Fertigungsaufwand.
Der axiale Überstand selbst kann als einfache axiale Erhebung beliebiger Geometrie ausgeführt sein. In einer vorteilhaften Ausführung sind dabei die mit den Anschlagflächen in Umfangsrichtung zusammenwirkenden Flächen des einzelnen axialen Vorsprunges derart ausgeführt, dass bei Berührung ein Flächenkontakt gewährleistet ist, um eine geringe Flächenpressung zu ermöglichen. Ferner erfolgt die Dimensionierung derart, dass die Führung innerhalb der Ausnehmung 11 möglichst frei von einem Kontakt bis zum Erreichen der Anschlagfläche 21 erfolgt, sodass hier nach Möglichkeit Reibung vermieden werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung werden alle über den Zwischenflansch 2 miteinander gekoppelte Dämpferanordnungen 3, 4 vor Überlastung geschützt. Dies wird durch Mittel 9 zur Verdrehwinkelbegrenzung zwischen dem Eingangsteil 1E und dem Zwischenflansch 2 sowie Mittel 23 zur Verdrehwinkelbegrenzung zwischen dem Zwischenflansch 2 und dem im Kraftfluss nachgeordneten Dämpferteil, insbesondere dem Ausgangsteil 1A gewährleistet. Auch ist es denkbar, die axialen Vorsprünge 10 nicht am Zwischenflansch 2 sondern dem im Kraftfluss vorgeordneten oder nachgeordneten Dämpferteil vorzusehen.
Die 3a verdeutlicht anhand eines Ausschnittes einer Ansicht von Rechts analog zu 1b eine weitere besonders vorteilhafte Ausführung einer Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen für den Einsatz in sogenannten Kraftübertragungsvorrichtungen mit Leistungsverzweigung zwischen einer schaltbaren Kupplungseinrichtung und einer hydrodynamischen Komponente zwischen dem Eingang und dem Ausgang dieser. Die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen ist nicht nur einer schaltbaren Kupplungseinrichtung, sondern gleichzeitig auch der hydrodynamischen Komponente im Kraftfluss nachgeordnet. Das Eingangsteil 1E ist dazu mit der schaltbaren Kupplungseinrichtung als auch einem Turbinenrad der hydrodynamischen Komponente gekoppelt. Auch hier sind zwei Dämpferanordnungen 3, 4 vorgesehen, die über einen Zwischenflansch 2 in Reihe geschaltet sind. Die Anordnung der Verdrehwinkelbegrenzung 9 erfolgt zwischen dem Zwischenflansch 2 und einem im Kraftfluss vorgeordneten Bauteil, im dargestellten Fall beispielhaft mit einem von einer Seitenscheibe 12.1 gebildeten Turbinenmitnehmerblech 25. Dieses ist dabei wenigstens mittelbar drehfest mit dem nicht dargestellten Turbinenrad einer hydrodynamischen Komponente gekoppelt. Die Ausführung der axialen Erweiterungen beziehungsweise Vorsprünge 10 erfolgt hier nicht am Zwischenflansch 2, sondern an einer im Kraftfluss vor dieser liegenden Komponente, dem Turbinenmitnehmerblech 25. Der Zwischenflansch 2 ist im dargestellten Fall als geteilter Zwischenflansch aus den Zwischenflanschteilen 2A, 2B mit in radialer Richtung am Außenumfang 6 ausgebildeten Vorsprüngen 17 zur Ausbildung der Anschlag- und Abstützflächen für die Federeinheiten F3, F4 ausgeführt. Am Zwischenflanschteil 2A sind sich in Umfangsrichtung erstreckende Ausnehmungen 11 vorgesehen, die vorzugsweise in radialer Richtung innerhalb des Wirkdurchmessers d_3,4 der Dämpferanordnungen 3 beziehungsweise 4, in besonders vorteilhafter Ausführung innerhalb des Anordnungsinnendurchmessers der von Federeinheiten F3, F4 gebildeten Mittel 73, 83, 73, 84 ausgebildet sind. Die Ausnehmungen 11 sind am Zwischenflanschteil 2A am Außenumfang 6 angeordnet. Dies ist ohne Seitenscheibe 12.1 in 3b wiedergegeben.
Die in den 3a und 3b dargestellte Ausführung verdeutlicht eine alternative Ausführung der axialen Erweiterungen in Form von Vorsprüngen 10 am im Kraftfluss vorgeordneten Element. Die Ausführung gemäß 3a verdeutlicht ferner die Ausgestaltung der axialen Vorsprünge 10 durch Ausformung von in axialer Richtung ausgerichteten Vorsprüngen im Bereich des Außenumfanges des in Kraftflussrichtung vor dem Zwischenflanschteil 2A liegenden Elementes beziehungsweise Dämpferteils in Form des Turbinenbleches 25. Die mit diesem zusammenwirkenden unter Ausbildung der Anschlagflächen 21 für die axialen Vorsprünge 10 in Umfangsrichtung ausgerichteten Ausnehmungen 11 am Zwischenflanschteil 2A sind dabei gemäß 3b beispielhaft ebenfalls im Bereich des Außendurchmessers 6 des Zwischenflanschteiles 2A angeordnet.
Die 4 verdeutlicht in einer Ansicht von Rechts eine Darstellung der Vorrichtung 1 gemäß der 3a, 3b ohne Turbinenblech 25 und Zwischenflanschteil 2A die Ansicht auf den Zwischenflanschteil 2B und das im Kraftfluss nachgeordnete Dämpferbauteil in Form des Ausgangsteils 4A der zweiten Dämpferanordnung 4, insbesondere 1A der Vorrichtung 1. Erkennbar ist dabei, dass zwischen dem Zwischenflanschteil 2B, der mit dem Zwischenflanschteil 2A gemäß der 3a, 3b drehfest verbunden ist, Mittel 23 zur Verdrehwinkelbegrenzung vorgesehen sind, die in Analogie zu den Mitteln 9 aufgebaut sein können. Dazu sind hier am Zwischenflanschteil 2B axial ausgerichtete Vorsprünge 10 vorgesehen, welche Anschlagelemente in Form von Abstandsbolzen bilden, die ferner in Ausnehmungen 11 am Ausgangsteil 4A der zweiten Dämpferanordnung 4, vorzugsweise im Bereich des Außenumfanges 28 dessen eingreifen. Die Anordnung der Mittel 23 zur Verdrehwinkelbegrenzung erfolgt dabei innerhalb der Wirkdurchmesser der einzelnen Dämpferanordnungen 3, 4. Die Anordnung erfolgt ferner vorzugsweise in radialer Richtung vollständig unterhalb der Anordnung der Federeinheiten F3, F4 der einzelnen Dämpferanordnungen, 3, 4.
Bei den in den 3a, 3b und 4 dargestellten Ausführungen kann das Übermoment auf sehr kurzem Weg von dem Turbinenrad über das Turbinenmitnehmerblech 25 auf den Zwischenflansch 2 und von diesem in den Hauptflansch 20, der auf der Getriebewelle sitzt, übertragen werden. Dies wird insbesondere dadurch realisiert, dass das volle Moment übertragen wird, bevor die axialen Vorsprünge 10 die Anschlagflächen 21 der Ausnehmungen berühren.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen
1E: Eingangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen
1A: Ausgangsteil der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen
2: schwimmender Zwischenflansch
2A, 2B: Zwischenflanschteil
2.2: Stirnseite
3: erste Dämpferanordnung
3E: Eingangsteil der ersten Dämpferanordnung
3A: Ausgangsteil der ersten Dämpferanordnung
4: zweite Dämpferanordnung
4E: Eingangsteil der zweiten Dämpferanordnung
4A: Ausgangsteil der zweiten Dämpferanordnung
5: Reihendämpfer
6: Außenumfang
73, 74: Mittel zur Drehmomentübertragung
83, 84: Mittel zur Dämpfungskopplung
9: Mittel zur Drehwinkelbegrenzung
10: axialer Vorsprung
11: Ausnehmung
12.1, 12.2: Seitenscheibe
13: Mittel zur drehfesten Kopplung
14: Kupplungsscheibe
15: Ausnehmung an der Seitenscheibe 12.1
16: Ausnehmung an der Seitenscheibe 12.2
17: Vorsprung am Zwischenflansch
18: Anlage- beziehungsweise Abstützfläche am Zwischenflansch
19: Anlage- beziehungsweise Abstützfläche am Zwischenflansch
20: Flansch
21: in Umfangsrichtung ausgerichtete Fläche
22: Anlage- beziehungsweise Abstützfläche
23: Mittel zur Verdrehsicherung
24: Dämpfernabe
25: Turbinenmitnehmerblech
26: Innenumfang des Zwischenflansches
27: radialer Vorsprung
R: Drehachse
d3/4: Wirkdurchmesser der Dämpferanordnungen 3, 4
d10: Anordnungsdurchmesser der Vorsprünge
d11: Anordnungsdurchmesser der Ausnehmungen
d13: Anordnungsdurchmesser der Mittel 13 zur drehfesten Verbindung
dA: Außendurchmesser Zwischenflansch
d13: Anordnungsdurchmesser der Mittel 13 zur drehfesten Verbindung
F3, F4: Federeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008032009 A1 [0002]
EP 2085654 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung (1) zur Dämpfung von Schwingungen mit zumindest zwei in Reihe schaltbaren, über einen schwimmenden Zwischenflansch (2) miteinander gekoppelten und Mittel (73, 74, 83, 84) zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung aufweisenden Dämpferanordnungen (3, 4) und Mitteln (9, 23) zur Verdrehwinkelbegrenzung zwischen dem schwimmenden Zwischenflansch (2) und einem, diesem im Kraftfluss vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil einer der Dämpferanordnungen (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verdrehwinkelbegrenzung (2, 23) zumindest einen am Zwischenflansch (2) oder dem im Kraftfluss vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil angeordneten und sich in axialer Richtung zum jeweils anderen Dämpferteil – dem im Kraftfluss vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil oder dem Zwischenflansch (2) – gerichteten axialen Vorsprung (10) umfassen, der an diesem jeweils anderen Dämpferteil mit einem, den zulässigen Verdrehwinkel (β) charakterisierenden Spiel in Umfangsrichtung in eine Ausnehmung (11) eingreift.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne axiale Vorsprung (10) und der Zwischenflansch (2) oder das in Kraftlussrichtung vorgeordnete und/oder nachgeordnete Dämpferteil als integrales Bauteil ausgebildet sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne axiale Vorsprung (10) durch Umformen, insbesondere durch Biegen oder als Durchsetzung durch Prägen ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne axiale Vorsprung (10) von einem separaten, mit dem Zwischenflansch (2) oder dem in Kraftflussrichtung vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil oder einem drehfest mit diesem verbundenen Bauteil lösbar oder unlösbar verbundenen Anschlagelement gebildet wird.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne axiale Vorsprung (10) im Bereich des Innen- oder Außenumfanges (26, 6) des Zwischenflansches (2) und/oder des diesem in Kraftflussrichtung vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteils ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne axiale Vorsprung (10) im Bereich der die Anlage- und Abstützflächen (18, 19) für die Mittel (73, 74, 83, 84) zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung bildenden radialen Vorsprünge (17) am Zwischenflansch (2) angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne axiale Vorsprung (10) in radialer Richtung innerhalb des Wirkdurchmessers (d_3/4) der Mittel (73, 74, 83, 84) zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung, insbesondere unterhalb dieser am Zwischenflansch (2) und/oder dem diesen in Kraftflussrichtung vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Ausnehmung (11) am Zwischenflansch (2) und/oder dem diesen in Kraftflussrichtung vorgeordneten und/oder nachgeordneten Dämpferteil als Durchgangsöffnung ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (9, 23) zur Verdrehwinkelbegrenzung eine Mehrzahl von axialen Vorsprüngen (10) und Ausnehmungen (11) umfasst und die einzelnen axialen Vorsprünge (10) und Ausnehmungen (11) jeweils auf einem Anordnungsradius (d₁₀, d₁₁) und in Umfangsrichtung zueinander mit konstantem Abstand angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dämpferanordnung (3, 4) ein Eingangs- und ein Ausgangsteil (3E, 3A, 4E, 4A) aufweist und der Zwischenflansch (2) das Ausgangsteil (3A) der ersten Dämpferanordnung (3) und das Eingangsteil (4E) der zweiten Dämpferanordnung (4) bildet, wobei dieser geteilt oder einteilig ausgeführt ist und das Eingangsteil (3E) der ersten Dämpferanordnung (3) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass dieses mit einer schaltbaren Kupplungseinrichtung und einem Turbinenrad verbindbar ist, während das Ausgangsteil (4A) der zweiten Dämpferanordnung (4) mit einem abtriebsseitigen Bauteil drehfest verbindbar ist und zwischen dem Eingangsteil (3A) und dem Zwischenflansch (2) und/oder dem Zwischenflansch (2) und dem Ausgangsteil (4A) der zweiten Dämpferanordnung (4) Mittel (9, 23) zur Verdrehwinkelbegrenzung vorgesehen sind.