DE102010053934B4

DE102010053934B4 - Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen

Info

Publication number: DE102010053934B4
Application number: DE102010053934.1A
Authority: DE
Inventors: Eugen Kombowski
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2030-12-10
Also published as: DE102010053934A1

Abstract

Vorrichtung (1) zur Dämpfung von Schwingungen, umfassend zumindest drei Dämpferanordnungen (2, 3, 4), die auf zumindest zwei unterschiedlichen Wirkradien (r2, r3, r4) angeordnet sind, wobei zumindest zwei der Dämpferanordnungen (2, 3) in axialer Richtung unmittelbar nebeneinander benachbart angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingangsteil (2E) der ersten Dämpferanordnung (2) der benachbarten Dämpferanordnungen (2, 3) mit einem Lamellenträger (11) einer Kupplungseinrichtung verbunden ist und ein Eingangsteil (3E) der zweiten Dämpferanordnung (3) der benachbarten Dämpferanordnungen (2, 3) mit einem Turbinenrad (T) einer hydrodynamischen Komponente (12) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen in Form eines Dämpfersystems mit einer Mehrzahl von einzelnen Dämpfern sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese können Dämpferanordnungen auf einem oder mehreren Wirkradien umfassen, die in Reihe oder parallel geschaltet sind. Nachteilig sind häufig die durch den für die einzelnen Dämpferanordnungen zur Verfügung stehenden begrenzten Bauraum bedingten begrenzte Kennlinien. Ferner besteht aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Bauraumes häufig auch nur die Möglichkeit, auf ein- und demselben Wirkradius nur eine Dämpferanordnung zu platzieren oder aber zwei Dämpferanordnungen in Reihe zu schalten.
Die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen fungiert bei Anordnung in einem Antriebsstrang in Kraftflussrichtung betrachtet zwischen einem an- und abtriebsseitigen Bauteil in der Regel als elastische Kupplung, das heißt dient der Drehmomentübertragung und kompensiert gleichzeitig Schwingungen. Denkbar sind auch Ausführungen als Tilger oder die Ausnutzung einzelner Dämpferanordnungen in bestimmten Betriebsweisen zur federelastischen Ankopplung einer Masse.
Aus der Druckschrift US 2004 / 0 185 940 A1 ist eine als Reihen-Paralleldämpfer ausgeführte Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen aus einem Reihendämpfer mit zumindest zwei auf einem Wirkradius angeordneten Dämpferanordnungen und zumindest einer weiteren parallel dazu geschalteten Dämpferanordnung auf einem dazu unterschiedlichen Wirkradius vorbekannt. Eine alternative Ausführung als Reihendämpfer mit auf zwei unterschiedlichen Wirkradien angeordneten Dämpferstufen ist aus der Druckschrift DE 10 2008 032 009 A1 vorbekannt, wobei der Reihendämpfer aus zwei koaxial zueinander angeordneten, auf einem radial äußeren Wirkradius in einer axialen Ebene in Reihe geschalteten und über einen Zwischenflansch miteinander gekoppelten Dämpferanordnungen besteht, die in Reihe zu einer weiteren radial innen angeordneten Dämpferstufe geschalten sind.
Sind die vorgenannten Ausführungen durch eine hohe Funktionskonzentration bei geringem axialen Bauraum charakterisiert, offenbart die US 5 150 777 A eine Ausführung einer Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen mit auf einem Wirkradius einander benachbart angeordneten und parallel geschalteten Dämpferanordnungen.
Allen vorgenannten Ausführungen gemeinsam ist, dass sie die Anforderungen an die Kennlinie, insbesondere im Hinblick auf ein gewünschtes Verhalten in bestimmten Betriebsbereichen nicht erfüllen, da diese zu steil verlaufen.
Bezüglich weiteren Standes der Technik wird auf die DE 40 18 321 A1 , die DE 36 36 014 A1 , die WO 2004/ 083 677 A1 , die WO 2007/ 082 501 A1 , die DE 39 90 204 C2 und die US 2010 / 0 133 062 A1 verwiesen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen mit zumindest drei Dämpferanordnungen derart weiterzuentwickeln, dass zum einen mit dieser eine weiche Kennlinie unter optimaler Ausnutzung des vorhandenen Bauraumes erzielt wird sowie zum anderen eine einfach montierbare Einheit geschaffen wird.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen ist gemäß einem ersten Ansatz, umfassend zumindest drei Dämpferanordnungen, die auf zumindest zwei unterschiedlichen Wirkdurchmessern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Dämpferanordnungen in axialer Richtung nebeneinander benachbart angeordnet sind.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht durch die Platzierung in axialer Richtung nebeneinander eine optimale Auslegung der einzelnen benachbart angeordneten Dämpferanordnungen, welche nunmehr den in Umfangsrichtung vorhandenen Platz vollständig nutzen können. Die Kennlinie wird insgesamt flacher, wobei Verbesserungen der Kennlinie im Bereich von 20% bis 30% gegenüber anderen Lösungen mit in einer Ebene angeordneten Dämpferanordnungen erzielbar sind.
Dabei werden die einzelnen einander axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen vorzugsweise im Wesentlichen auf dem gleichen Wirkradius angeordnet und bilden eine Funktionseinheit in Form eines Reihen- oder Paralleldämpfers. Die Anordnung auf gleichem Wirkradius bietet bei gleicher Auslegung den Vorteil, den Reihen- oder Paralleldämpfer aus zwei gleich ausgelegten Teildämpfern auf größtmöglichem Radius ausbilden zu können und die Gesamtvorrichtung nahezu symmetrisch auszuführen. Die weitere dritte Dämpferanordnung und/oder weitere Dämpferanordnungen können je nach zur Verfügung stehendem Bauraum und Einsatzerfordernis in radialer Richtung oberhalb oder unterhalb der beiden, eine Funktionseinheit bildenden Dämpferanordnungen angeordnet werden. In vorteilhafter Weise können bei symmetrischer Ausführung der benachbarten Dämpferanordnungen die Vielfalt der Bauteilvarianten stark begrenzt werden und gleiche Dämpferteile mit gleichen Werkzeugen hergestellt werden.
In einer Weiterentwicklung ist die dritte Dämpferanordnung und/oder sind weitere Dämpferanordnungen der aus den axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen gebildeten Funktionseinheit im Kraftfluss nachgeschaltet, d.h. bilden mit dieser einen Reihendämpfer. Dabei können in besonders vorteilhafter Weise und ohne erhebliche zusätzliche Modifikationen bei nachgeschalteten Dämpferanordnungen beispielsweise die Seitenscheiben aufgrund des ohnehin beabstandeten Vorliegens der Ausgangsteile benachbart angeordneten Dämpferanordnungen auf einfache Art und Weise mit ausgebildet werden.
Bezüglich der konkreten konstruktiven Ausführung besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Besonders bauraumoptimierte Lösungen sind durch die Konzentration der Funktionen unterschiedlicher Dämpferteile in den gleichen Bauteilen charakterisiert, wobei nach Möglichkeit einfache Anordnungen aus Seitenscheiben und Mittelteilen für jede Dämpferanordnung gewählt werden. Die axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen sind zur Gewährleistung eines symmetrischen und einfachen Aufbaus vorzugsweise hinsichtlich der Zuordnung der Funktionen zu den einzelnen Dämpferteilen gleich aufgebaut.
Die Eingangsteile der Dämpferanordnungen der aus den axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen gebildeten Funktionseinheit können gemäß einer ersten Ausführung jeweils von zumindest einer Seitenscheibe gebildet werden, wobei zumindest eine der Seitenscheiben zumindest einer der axial benachbarten Dämpferanordnungen mit einem antriebsseitigen Bauteil koppelbar ist. Die Ausgangsteile beider axial benachbarten Dämpferanordnungen werden dann von einem Mittelteil gebildet, welche allein oder zusammen das Eingangsteil der weiteren dritten Dämpferanordnung bilden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften zweiten Ausführung können Eingangsteile der Dämpferanordnungen der aus den axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen gebildeten Funktionseinheit jeweils von einem Mittelteil gebildet werden, wobei zumindest eines der Mittelteile zumindest einer der axial benachbarten Dämpferanordnungen mit einem antriebsseitigen Bauteil koppelbar ist und die Ausgangsteile beider axial benachbarten Dämpferanordnungen von zumindest einer Seitenscheibe gebildet werden. Diese Seitenscheibe ist zur sicheren Führung der Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung vorzugsweise im Aufnahmebereich dieser schalenförmig unter teilweiser Umschließung dieser ausgebildet. Diese Lösung bietet den Vorteil, dass auf eine weitere Seitenscheibe zur Führung der Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung verzichtet werden kann und somit zumindest zwei Dämpferteile eingespart werden können.
In beiden Fällen kann in besonders vorteilhafter Weise die ohnehin axial beabstandete Anordnung der einzelnen Ausgangsteile der axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen zur Ausbildung des Eingangsteils in Form von Seitenscheiben oder aber auch eines Mittelteils genutzt werden, so dass die Ausgangsteile der axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen der Funktionseinheit als integrale Baueinheit ausgeführt sind und die Funktion eines Zwischenflansches übernehmen.
Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass bei Einbindung in eine Kraftübertragungsvorrichtung mit hydrodynamischer Komponente und schaltbarer Kupplung, welche jeweils mit einer der Dämpferanordnungen verbunden sind, bei Parallelschaltung der Dämpferanordnungen durch Weglassen der Verbindung zwischen den Eingangsteilen der axial benachbarten Dämpferanordnungen die Anordnung als Dämpfersystem mit Turbinentilger funktioniert. Die Turbinenmasse ist dazu an einem der beiden äußeren Dämpfer federnd angebunden. Dieser Dämpfer fungiert dann quasi als Tilgerdämpfer, beim Kraftfluss über die Funktionseinheit aus den beiden Dämpferanordnungen als Dämpfer und im anderen Fall als Tilger.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausbildung kann der radial innenliegende Dämpfer als Mehrfachdämpfer, insbesondere Reihendämpfer ausgebildet werden. Dazu umfasst die weitere dritte Dämpferanordnung zumindest zwei in Reihe geschaltete Teildämpferanordnungen, die über einen Zwischenflansch miteinander gekoppelt sind, wobei der Zwischenflansch aus zwei sich in radialer Richtung unter axialer Umschließung eines als Mittelteil ausgebildeten Ausgangsteils der Dämpferanordnung aufteilenden Seitenscheiben besteht. Diese Ausführung erlaubt eine einfache und optimale Anordnung der einzelnen Dämpferteile zueinander auf minimalem Bauraum und einen nahezu spiegelsymmetrischen Aufbau der weiteren dritten Dämpferanordnung.
Gemäß einem zweiten Lösungsansatz ist die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen als reiner Reihendämpfer konzipiert, umfassend zumindest zwei Dämpferanordnungen, die auf zumindest zwei unterschiedlichen Wirkradien angeordnet und miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei eine der beiden Dämpferanordnungen aus zumindest zwei in Reihe geschalteten Teildämpferanordnungen besteht, die über einen weiteren Zwischenflansch miteinander gekoppelt sind. Der Zwischenflansch ist als Mittelteil der Teildämpferanordnungen ausgeführt und besteht aus zwei sich in radialer Richtung unter axialer Umschließung eines als Mittelteil ausgebildeten Ausgangsteils dieser Dämpferanordnung aufteilenden Seitenscheiben. Diese Ausführung ist durch eine bauraumoptimierte Anordnung und Ausführung der einzelnen Dämpferteile charakterisiert, wobei die Dämpferteile der Teildämpfer weitestgehend symmetrisch ausgeführt sind.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:

1 verdeutlicht in einem Axialschnitt eine erste Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen;
2 verdeutlicht in einem Axialschnitt eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen;
3 verdeutlicht in einem Axialschnitt eine Ausführung eines Reihendämpfers mit zwei auf unterschiedlichen Wirkradien angeordneten Dämpferanordnungen mit zwei in Reihe geschalteten Teildämpfern der radial inneren Dämpferanordnung;
4 verdeutlicht in einem Axialschnitt eine weitere Ausführung eines Reihendämpfers mit zwei auf unterschiedlichen Wirkradien angeordneten Dämpferanordnungen mit zwei in Reihe geschalteten Teildämpfern der radial inneren Dämpferanordnung.

Die 1 verdeutlicht in einem Ausschnitt aus einem Axialschnitt eine vorteilhafte Ausführung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen, umfassend eine Mehrzahl von Dämpferanordnungen, hier drei Dämpferanordnungen 2, 3, und 4, wobei die Dämpferanordnungen auf zumindest zwei unterschiedlichen Wirkradien angeordnet sind. Denkbar ist auch die hier nicht dargestellte Ausführung mit drei unterschiedlichen Wirkradien. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung sind die erste und die zweite Dämpferanordnung 2, 3 auf einem gemeinsamen Wirkradius r_2,3 angeordnet, wobei die weitere dritte Dämpferanordnung 4 in radialer Richtung innerhalb der Dämpferanordnungen 2, 3 auf einem Wirkradius r₄ angeordnet ist. Die einzelnen Dämpferanordnungen 2, 3 und 4 sind koaxial zueinander angeordnet. Die zweite Dämpferanordnung 3 ist in axialer Richtung benachbart neben der ersten Dämpferanordnung 2 angeordnet. Dabei können die erste Dämpferanordnung 2 und die zweite Dämpferanordnung 3 sowohl in Reihe als auch parallel geschaltet sein und bilden je nach Ausführung und Kopplung miteinander unterschiedliche Funktionseinheiten, insbesondere als Reihen- oder Paralleldämpfer. Die aus beiden Dämpferanordnungen 2, 3 gebildete Funktionseinheit 5 ist im dargestellten Fall in Reihe zur weiteren Dämpferanordnung 4 geschaltet. Jede der Dämpferanordnungen 2, 3, 4 weist dabei ein Eingangsteil 2E, 3E beziehungsweise 4E und zumindest ein Ausgangsteil 2A, 3A, 4A auf. Die Ausgangsteile 2A und 3A sind vorzugsweise direkt mit dem Eingangsteil 4E der Dämpferanordnung 4 gekoppelt beziehungsweise bilden dieses mit aus. Zumindest ein Eingangsteil der Funktionseinheit 5 und damit der Dämpferanordnungen 2 oder 3 bilden das Eingangsteil 1E der Vorrichtung 1, während das Ausgangsteil 4A der Dämpferanordnung 4 dem Ausgangsteil 1A der Vorrichtung 1 entspricht.
Die in der 1 dargestellte Ausführung der Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen ist in einer Kraftübertragungsvorrichtung 10 integriert, umfassend eine hier nicht dargestellte schaltbare Kupplungseinrichtung, von der lediglich der Lamellenträger 11 des ausgangsseitigen Kupplungsteils dargestellt ist und eine hydrodynamische Komponente 12, von welcher lediglich ein Ausschnitt aus dem Turbinenrad T wiedergegeben ist. Die Kraftübertragungsvorrichtung 10 ist durch einen hier im Einzelnen nicht dargestellten Eingang und einen Ausgang A charakterisiert, wobei der Kraftfluss zwischen Eingang und Ausgang A entweder über die schaltbare Kupplungseinrichtung oder die hydrodynamische Komponente 12 oder aber in Leistungsverzweigung über beide erfolgen kann. Der Kraftfluss von der schaltbaren Kupplungseinrichtung oder der hydrodynamischen Komponente 12 erfolgt jeweils über die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen. Dazu ist das Eingangsteil 5E der Funktionseinheit 5 und damit je nach Krafteinleitung der Dämpferanordnungen 2 oder 3 mit dem Lamellenträger 11 und/oder dem Turbinenrad T drehfest verbunden.
Die 1 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Ausführung, bei welcher die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen als elastische Kupplung im Kraftfluss über die schaltbare Kupplungseinrichtung oder die hydrodynamische Komponente 12 fungiert, das heißt mittels der jeweils beaufschlagten Dämpferanordnungen 2, 3 und 4 sowohl Drehmoment überträgt als auch Schwingungen dämpft. Dazu ist die Vorrichtung 1 als kombinierter Reihen-/Paralleldämpfer ausgeführt. Die beiden Dämpferanordnungen 2, 3 sind parallel geschaltet, wozu deren Eingangsteile 2E und 3E miteinander drehfest verbunden sind. Die Verbindung erfolgt über Mittel 6 zur drehfesten Verbindung. Jede der Dämpferanordnungen 2, 3 ist mit einem antriebsseitigen Bauteil, das Eingangsteil 2E mit der schaltbaren Kupplung, das Eingangsteil 3E mit der hydrodynamischen Komponente, direkt verbunden. Aufgrund der Parallelschaltung wird trotzdem jede der Dämpferanordnungen 2, 3 immer an eines der beiden Bauteile, Turbinenrad T oder schaltbare Kupplung gebunden, so dass unabhängig von der Einleitung des Kraftflusses über die schaltbare Kupplung oder die hydrodynamische Komponente immer die gesamte Funktionseinheit als Dämpfer wirkt. Im dargestellten Fall werden die einzelnen Eingangsteile 2E und 3E jeweils von zwei drehfest miteinander gekoppelten Seitenscheiben 7.1 und 7.2 für das Eingangsteil 2E und 8.1, 8.2 für das Eingangsteil 3E gebildet. Diese sind axial beabstandet zueinander angeordnet und über entsprechende Mittel 9 beziehungsweise 13 zur drehfesten Verbindung miteinander gekoppelt. Die Mittel 9, 13 umfassen im einfachsten Fall sogenannte Abstandsbolzen, die in Umfangsrichtung zueinander beabstandet vorzugsweise auf einem gemeinsamen Durchmesser angeordnet sind und die Funktion der Lagefixierung sowie der drehfesten Kopplung der Seitenscheiben übernehmen. Ferner sind die Mittel 6 zur drehfesten Verbindung zwischen den einzelnen Eingangsteilen 2E, 3E ebenfalls im einfachsten Fall in Form sogenannter Abstandsbolzen ausgeführt, die hier beispielhaft die Seitenscheiben 7.2 und 8.2 miteinander verbinden. Die Kopplung der Funktionseinheit 5 und damit jeweils der Dämpferanordnungen 2, 3 mit der in Reihe dazu angeordneten Dämpferanordnung 4 erfolgt über einen schwimmenden Zwischenflansch 26, der hier von den Mittelteilen 14 und 15 der Dämpferanordnungen 2, 3 gebildet wird, die die Funktion der Ausgangsteile 3A und 2A der Dämpferanordnungen 2, 3 übernehmen und welche gleichzeitig die Seitenscheiben 16.1 und 16.2 der Dämpferanordnung 4 bilden. Die Seitenscheiben 16.1 und 16.2 bildenden Flansche erstrecken sich in radialer Richtung über die Dämpferanordnungen 2, 3 und 4. Zur Zentrierung erstreckt sich die Seitenscheibe 16.1 bis in den Bereich einer Dämpfernabe 17. Die Ausgangsteile 2A und 3A bilden dabei das Eingangsteil 4E der dritten Dämpferanordnung 4. Das Ausgangsteil 4A, welches gleichzeitig das Ausgangsteil 1A der Vorrichtung 1 bildet, wird von einem drehfest mit einem abtriebsseitigen Bauteil verbundenen Mittelteil 18 in Form einer Mittelscheibe beziehungsweise Flansches gebildet. Die federelastische Kopplung zwischen den einzelnen Eingangs- und Ausgangsteilen 2E, 2A, 3E, 3A und 4E, 4A der Dämpferanordnungen 2, 3, 4 erfolgt jeweils über Mittel zur Drehmomentübertragung und Mittel zur Dämpfungskopplung, welche im vorliegenden Fall in besonders vorteilhafter Ausführung in Funktionskonzentration von den gleichen Komponenten gebildet werden. Bei diesen handelt es sich um federelastische Einheiten in Form von Federeinheiten F2, F3 und F4 für die jeweiligen Dämpferanordnungen 2, 3, 4, die als Zug- oder dRuckfedern ausgeführt sein können. Dabei stützen sich die einzelnen Federeinheiten F2 jeweils mit ihren voneinander weg weisenden Endbereichen wechselseitig am Eingangsteil 2E und am Ausgangsteil 2A ab. Die Seitenscheiben 7.1 und 7.2 sind dazu mit in Umfangsrichtung weisenden Anschlag- und Abstützflächen für die jeweiligen Endbereiche der Federeinheiten 2 ausgeführt, während das Mittelteil 14 mit entsprechenden Anschlag- und Abstützflächen für den jeweils anderen entgegengesetzt ausgerichteten Endbereich ausgestattet ist. Dies gilt in Analogie für die Federeinheiten 3 der Dämpferanordnung 3, welche sich mit ihren jeweils voneinander weg weisenden Endbereichen am Eingangsteil 3E und am Ausgangsteil 3A abstützen.
In besonders vorteilhafter Ausführung fungieren die Mittel 9 und die Mittel 13 zur jeweils drehfesten Verbindung der einzelnen Seitenscheiben 7.1, 7.1 und 8.1, 8.2 gleichzeitig zur Realisierung einer Verdrehwinkelbegrenzung für die Mittelteile 14 und 15 beziehungsweise die daraus gebildeten Seitenscheiben 16.1 und 16.2 der Dämpferanordnung 4. In diesem Fall sind an den Mittelteilen 14 und 15 in radialer Richtung betrachtet im Bereich ihres Außenumfanges Aussparungen, welche auch randoffen sein können, vorgesehen, durch die die Mittel 9 und 13 unter Spiel in Umfangsrichtung geführt sind. Das vorhandene Spiel in Umfangsrichtung bestimmt dabei die Größe des möglichen Verdrehwinkels in Umfangsrichtung.
In Analogie gelten die Aussagen für die einzelnen Dämpferanordnungen 2 und 3 auch für die Dämpferanordnung 4. Die Seitenscheiben 16.1 und 16.2, welche von den Mittelteilen 14 und 15 im Bereich von deren Innenumfang gebildet werden, weisen Ausnehmungen auf, die in Umfangsrichtung weisende Anschlag- und Abstützflächen für die Federeinheiten F4 bilden, während der als Ausgangsteil 1A fungierende Mittelteil 18 die Anschlag- und Abstützflächen für den jeweils anderen gegenüberliegenden Endbereich der einzelnen Federeinheiten F4 bildet.
Die dargestellte Ausführung verdeutlicht eine Anordnung, bei der die einzelnen Dämpferanordnungen 2 und 3 der Funktionseinheit 5 quasi mittig beziehungsweise symmetrisch zur die Lage der Dämpferanordnung 4 beschriebenen Axialebene ausgebildet und angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine Anordnung der Dämpferanordnung 4 in axialer Richtung im Mittenbereich zwischen beiden Dämpferanordnungen 2 und 3. Die Führung und Formgebung der einzelnen Seiten- und Mittelteile ist relativ einfach.
In der dargestellten Parallel- und Reihendämpferanordnung wird im Kraftfluss von der schaltbaren Kupplungseinrichtung zum Ausgang A, insbesondere zur Dämpfernabe 17, das Moment über das Eingangsteil 2E und 3E eingebracht. Die beiden Dämpferanordnungen 2, 3 wirken aufgrund ihrer Kopplung parallel, so dass über beide die Leistung auf die Dämpferanordnung 4 übertragen wird. Im Kraftfluss von der hydrodynamischen Komponente 12 zum Ausgang A wird das Drehmoment über das Eingangsteil 3E auf das Eingangsteil 2E übertragen und über Mittel zur Drehmomentübertragung und Dämpfungskopplung, insbesondere die Federeinheiten F2 und F3, auf die jeweiligen Mittelteile 14 und 15 und damit die Seitenscheiben 16.1 und 16.2 der Dämpferanordnung 4 übertragen. Innerhalb der Dämpferanordnung 4 erfolgt der Kraftfluss über die Federeinheiten F4 auf den Flansch beziehungsweise das Mittelteil 18, das mit der Dämpfernabe 17 drehfest verbunden ist. In beiden Fällen fungiert die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen somit in gleicher Weise. Demgegenüber besteht jedoch auch die Möglichkeit, bei Weglassen der drehfesten Verbindung zwischen der Dämpferanordnung 2 und 3 und damit der Mittel 6, die erste oder zweite Dämpferanordnung 2, 3 lediglich als Tilger zu betreiben. Bei geschlossener Kupplung und Krafteinleitung über die Dämpferanordnung 2 fungiert die Dämpferanordnung 3 als Turbinentilger, da hier lediglich eine federelastische Ankopplung des Turbinenrades T an die Dämpferanordnungen 2 und 4, insbesondere den Zwischenflansch 26, welcher von den Mittelteilen 14 und 15 der Dämpferanordnungen 2, 3 gebildet wird, erfolgt.
Im Kraftfluss, eingeleitet über die hydrodynamischen Komponente 12, ist lediglich die schaltbare Kupplungseinrichtung, insbesondere der zweite Kupplungsteil, als Zusatzmasse an die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere den Zwischenflansch 26 aufgrund der drehfesten Kopplung der beiden Mittelteile 14 und 15 angebunden, wodurch die Dämpferanordnung 2 als Tilger fungiert.
Bezüglich der konkreten Ausgestaltung der einzelnen drehfesten Verbindungen besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Vorzugsweise wird auf kraft- oder formschlüssige Verbindungselemente zurückgegriffen. Die einzelnen Dämpferteile, insbesondere Eingangs- und Ausgangsteile 2E, 2A, 3E, 3A, 4E, 4A sind vorzugsweise als Blechformbauteile ausgeführt und hinsichtlich ihrer Ausführung an deren Anordnung in Einbaulage angepasst.
Demgegenüber verdeutlicht die 2 eine alternative Ausführung zur 1, bei welcher die äußere Funktionseinheit 5 aus den beiden Dämpferanordnungen 2 und 3 als Schalendämpfer ausgeführt ist. Der Grundaufbau entspricht dem in der 1 beschriebenen, insbesondere hinsichtlich der Anordnung der Dämpferanordnungen 2, 3 und 4 sowie der jeweiligen Eingangsteile 2E, 3E, 4E und deren funktionaler Kopplung. Lediglich der Aufbau der Dämpferanordnungen 2, 3 und 4 unterscheidet sich durch Vertauschen der Zuordnung der Funktionen der Eingangsteile 2E, 3E, und 4E und Augangsteile 2A, 3A zu den Seitenscheiben und den Mittelteilen.
Die Ausbildung der zweiten Dämpferanordnung 4 erfolgt analog zur Ausführung in 1, wobei jedoch die Seitenscheiben 16.1 und 16.2 von als Ausgangsteile 2A und 3A fungierenden Seitenscheiben 7, 8 mit geformten Schalen 19, 20 zur Abstützung der Federeinheiten F2, F3 ausgebildet sind. Die Eingangsteile 2E und 3E der Dämpferanordnungen 2, 3 werden hier von den sonst üblicherweise in Form von Flanschen gebildeten Mittelteilen 14, 15 gebildet. Die drehfeste Kopplung des einzelnen Mittelteils 14 mit der schaltbaren Kupplungseinrichtung erfolgt über die drehfeste Kopplung mit dem Lamellenträger 11. Dazu ist der Lamellenträger 11 mit einem in radialer Richtung erstreckenden Bereich ausgeführt, der hier beispielhaft unter Anlage im Bereich einer axialen Anlagefläche am Mittelteil 14 an diesem befestigt wird.
Das Mittelteil 15 ist drehfest mit dem Turbinenrad T der hydrodynamischen Komponente 12 verbunden und erstreckt sich in radialer Richtung von der Dämpferanordnung 3 bis in den radial inneren Bereich des Turbinenrades T, insbesondere bis in den Bereich der Dämpfernabe 17. Vorzugsweise erfolgt die Zentrierung der einzelnen Dämpferanordnungen 2, 3 in diesem Fall über die Seitenscheibe 16.1, welche gleichzeitig das Ausgangsteil 2A der ersten Dämpferanordnung 2 bildet, und das Mittelteil 15 der zweiten Dämpferanordnung 3 in axialer Richtung. Auch hier sind Mittel 6 zur drehfesten Verbindung zwischen den beiden Dämpferanordnungen 2 und 3, insbesondere den Schalen 19 und 20 vorgesehen, sodass die beiden Dämpferanordnungen 2 und 3 parallel geschaltet werden. Wird auf die Mittel 6 verzichtet, fungiert die Dämpferanordnung 3 als Tilgerdämpfer, das heißt, die Masse des Turbinenrades T wird an die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Schwingungen über die Dämpferanordnung 3 federelastisch angebunden. Die Anbindung erfolgt über die von den Schalen 19, 20 bildenden Seitenscheiben 7 und 8 der Dämpferanordnungen 2, 3, welche den Zwischenflansch 26 bilden. Bei beiden Ausführungen ist der Zwischenflansch 26 somit nicht einteilig sondern mehrteilig beziehungsweise über einen Teil seiner Erstreckung in radialer Richtung geteilt ausgeführt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann es - hier jedoch nicht dargestellt -, vorgesehen sein, die Dämpferanordnung 4 als Reihendämpfer auszuführen. In diesem Fall besteht diese aus zumindest zwei Teildämpfern 4.1 und 4.2, die in Reihe geschaltet sind und über einen Zwischenflansch, insbesondere einen schwimmenden Zwischenflansch 23, miteinander gekoppelt sind. Wird das Ausgangsteil der Dämpferanordnung 4 dann immer noch vom Mittelteil 18 gebildet, kann der Zwischenflansch 23 im Bereich des Innenumfanges geteilt ausgeführt und beidseitig des Mittelteiles 18 verlaufend ausgeführt sein. Für eine derartige Ausführung wird auf die 3 und 4 verwiesen.
Die 3 verdeutlicht eine Ausführung gemäß einem zweiten Lösungsansatz zur Erzeilung einer Kennlinienverbesserung für Reihendämpfer aus zumindest zwei in Reihe geschalteten Dämpferanordnungen 2, 4, wobei eine der Dämpferanordnungen, hier die Dämpferanordnung 4 von zwei in Reihe geschalteten Teildämpfern 4.1 und 4.2 gebildet wird, die auf einem gemeinsamen Wirkradius und in einer axialen Ebene angeordnet sind. Die 3 zeigt lediglich eine erste Dämpferanordnung 2 in radialer Richtung auf einem äußeren Wirkradius r₂. Die Dämpferanordnung 4 ist in radialer Richtung innerhalb der Erstreckung der ersten Dämpferanordnung 2 auf einem Wirkradius r₄ angeordnet. Der Aufbau der Dämpferanordnung 2 entspricht dem in 1 beschriebenen, weshalb diesbezüglich auf 1 verwiesen werden kann. Das Eingangsteil 2E wird von zwei Seitenscheiben 7.1 und 7.2 ausgebildet. Das Ausgangsteil 2A ist als Mittelteil 14 ausgeführt, welches die Funktion des Zwischenflansches 26 zur Kopplung mit der Dämpferanordnung 4 übernimmt und das Eingangsteil 4E bildet. Die beiden Teildämpfer 4.1 und 4.2 sind in Reihe geschaltet auf einem gemeinsamen Wirkradius r₄ angeordnet. Das Eingangsteil 4.1E des ersten Teildämpfers 4.1 entspricht dem Eingangsteil 4E der Dämpferanordnung 4. Dieses bildet im dargestellten Fall die Seitenscheiben 16.1, 16.2. Dazu erstreckt sich das das Eingangsteil 4E bildende Mittelteil 14 der Dämpferanordnung 2 in radialer Richtung bis unterhalb des Wirkradius r₂ und unterteilt sich in zwei Seitenscheiben 16.1, 16.2, welche die Funktion eines ersten Zwischenflansches 26 übernehmen, über welchen die Dämpferanordnung 2 mit der Dämpferanordnung 4, insbesondere dem Teildämpfer 4.1 gekoppelt ist. Die Kopplung zwischen dem Teildämpfer 4.1 mit dem Teildämpfer 4.2 erfolgt über einen weiteren Zwischenflansch 23, welcher die Funktion des Ausgangsteils 4.1A und des Eingangsteils 4.2E übernimmt. Das Ausgangsteil 4.2A entspricht dem Ausgangsteil 4A der Dämpferanordnung 4 und damit 1A der Vorrichtung 1. Dieses wird von einem Mittelteil 18 in Form eines innenliegenden Flansches gebildet. Die Kopplung von Eingangsteil 4.1E mit dem Zwischenflansch 23 erfolgt über Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung in Form von Federeinheiten F4.1. Die Kopplung des Zwischenflansches 23 als Eingangsteil 4.2E mit dem Ausgangsteil 4.2A beziehungsweise 4A erfolgt über Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung in Form von Federeinheiten F4.2.
Alle Dämpferanordnungen 2, 4 und die dazugehörigen Teildämpfer 4.1, 4.2 sind, wie bereits ausgeführt, in Reihe angeordnet. Jede der Dämpferanordnungen 2, 4 ist dabei in einer axialen Ebene zu den anderen Dämpferanordnungen bezogen auf die Drehachse R betrachtet angeordnet und ausgerichtet.
Zur kompakten Anordnung ist der Zwischenflansch 23 zweiteilig aufgebaut und in radialer Richtung im Bereich des Innenumfanges, vorzugsweise unterhalb des Wirkdurchmessers r₄ geteilt beziehungsweise gekröpft ausgeführt ist und seitlich entlang des Ausgangsteils 4A bildenden Mittelteils 18 geführt. Diese Ausführung stellt eine besonders platzsparende Variante für die Anordnung der einzelnen Dämpferteile einer Kombination einer Dämpferanordnung 2 mit einer Dämpferanordnung 4 und den diesen zugehörigen Teildämpfern 4.1, 4.2 bei Reihenschaltung dar. Ferner wird dadurch eine geschachtelte Bauweise erzielt, bei welcher die einzelnen im Kraftfluss liegenden Dämpferteile vom Eingang der Dämpferanordnung 4 zum Ausgang jeweils ineinander geschachtelt angeordnet werden.
4 unterscheidet sich in der Ausbildung des Eingangsteils 4E der Dämpferanordnung 4 von 3. Das Ausgangsteil 2A der Dämpferanordnung 2 ist als Mittelteil 14 in Scheibenform ausgeführt, das die Funktion des Zwischenflansches 26 übernimmt. Der Zwischenflansch 26 bildet in seiner Funktion als Eingangsteil 4E und damit 4.1E des ersten Teildämpfers 4.1 ein Mittelteil 24 dessen. Die Seitenscheiben 16.1, 16.2 des Teildämpfers 4.1 der Dämpferanordnung 4 übernehmen die Funktion des Zwischenflansches 23 zwischen den Teildämpfern 4.1, 4.2. Das Ausgangsteil 4A in Form des Mittelteils 18 bildet das Ausgangsteil 4.2A des zweiten Teildämpfers 4.2.
Die in den 3 und 4 dargestellten Ausführungen beschreiben reine Reihendämpferanordnungen, in denen in jedem Funktionszustand der Kraftfluss über alle Dämpferanordnungen 2, 4 erfolgt.

Claims

Vorrichtung (1) zur Dämpfung von Schwingungen, umfassend zumindest drei Dämpferanordnungen (2, 3, 4), die auf zumindest zwei unterschiedlichen Wirkradien (r₂, r₃, r₄) angeordnet sind, wobei zumindest zwei der Dämpferanordnungen (2, 3) in axialer Richtung unmittelbar nebeneinander benachbart angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingangsteil (2E) der ersten Dämpferanordnung (2) der benachbarten Dämpferanordnungen (2, 3) mit einem Lamellenträger (11) einer Kupplungseinrichtung verbunden ist und ein Eingangsteil (3E) der zweiten Dämpferanordnung (3) der benachbarten Dämpferanordnungen (2, 3) mit einem Turbinenrad (T) einer hydrodynamischen Komponente (12) verbunden ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei einander axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen (2, 3) auf dem gleichen Wirkradius (r₂, r₃) angeordnet sind, eine Funktionseinheit (5) bilden und parallel geschaltet sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Dämpferanordnung (4) und/oder weitere Dämpferanordnungen in radialer Richtung oberhalb oder unterhalb der beiden eine Funktionseinheit (5) bildenden Dämpferanordnungen (2, 3) angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Dämpferanordnung (4) und/oder weitere Dämpferanordnungen der aus den axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen (2, 3) gebildeten Funktionseinheit im Kraftfluss nachgeschaltet ist und das Ausgangsteil der Vorrichtung (1) bildet.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsteile (2E, 3E) der Dämpferanordnungen (2, 3) der aus den axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen (2, 3) gebildeten Funktionseinheit (5) jeweils von zumindest einer Seitenscheibe (7.1, 7.2, 8.1.8.2) gebildet werden, wobei zumindest eine der Seitenscheiben (7.1, 7.2, 8.1.8.2) zumindest einer der axial benachbarten Dämpferanordnungen (2, 3) mit einem antriebsseitigen Bauteil koppelbar ist und die Ausgangsteile (2A, 3A) beider axial benachbarten Dämpferanordnungen (2, 3) von einem Mittelteil (14, 15) gebildet werden, welches das Eingangsteil (4E) der weiteren dritten Dämpferanordnung (4) bildet.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsteile (2E, 3E) der Dämpferanordnungen (2, 3) der aus den axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen (2, 3) gebildeten Funktionseinheit (5) jeweils von einem Mittelteil (14, 15) gebildet werden, wobei zumindest eines der Mittelteile (14, 15) zumindest einer der axial benachbarten Dämpferanordnungen (2, 3) mit einem antriebsseitigen Bauteil koppelbar ist und die Ausgangsteile (2A, 3A) beider axial benachbarten Dämpferanordnungen (2, 3) von zumindest einer Seitenscheibe (7.1, 7.2, 8.1.8.2) gebildet werden, welche das Eingangsteil (4E) der weiteren dritten Dämpferanordnung (4) bilden.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsteile (2A, 3A) der axial benachbart angeordneten Dämpferanordnungen (2, 3) der Funktionseinheit (5) als integrale Baueinheit oder aber mehrteilig ausgebildet sind und zumindest eine Seitenscheibe (16.1, 16.2) oder einen Mittelteil der weiteren dritten Dämpferanordnung in integraler Bauweise mit dieser bilden.
Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere dritte Dämpferanordnung (4) aus zumindest zwei in Reihe geschalteten Teildämpferanordnungen (4.1, 4.2) besteht, die über einen Zwischenflansch (23) miteinander gekoppelt sind, wobei der Zwischenflansch (23) aus zwei sich in radialer Richtung unter axialer Umschließung eines als Mittelteil (18) ausgebildeten Ausgangsteils (4A) der Dämpferanordnung (4) aufteilenden Seitenscheiben (25.1, 25.2) besteht.