DE102011011469A1

DE102011011469A1 - Dämpfereinheit und Kraftübertragungsvorrichtung mit einer derartigen Dämpfereinheit

Info

Publication number: DE102011011469A1
Application number: DE102011011469A
Authority: DE
Inventors: Christian Hügel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2011-09-15
Also published as: JP2013522545A; US8708117B2; CN102792056B; CN102792056A; JP5752153B2; DE112011100860A5; US20120325609A1; WO2011110146A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dämpfereinheit mit zumindest zwei in Reihe geschalteten und in radialer Richtung versetzt zueinander angeordneten Dämpfern, umfassend jeweils zumindest zwei Dämpferteile, die über Federeinheiten miteinander gekoppelt sind und einen drehzahladaptiven Tilger, der wenigstens mittelbar mit der Verbindung zwischen den beiden Dämpfern gekoppelt ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger in radialer Richtung zwischen den Federeinheiten der beiden Dämpfer angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfereinheit, umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete und in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnete Dämpfer mit jeweils zumindest zwei koaxial zueinander angeordneten, in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbaren und über Federeinheiten miteinander gekoppelten Dämpferteilen, und einen drehzahladaptiven Tilger, der mit der Verbindung zwischen den beiden Dämpfern gekoppelt ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Kraftübertragungsvorrichtung mit einer Dämpfereinheit.
In Antriebsträngen, umfassend eine Antriebsmaschine und zumindest einen Abtrieb mit Verwendung einer Verbrennungskraftmaschine als Antriebsmaschine werden zur Dämpfung von Schwingungen Dämpfereinheiten in unterschiedlichster Ausführung in Abhängigkeit der auftretenden Schwingungszustände eingesetzt. Dämpfereinheiten, umfassend zumindest zwei koaxial zueinander angeordnete und relativ zueinander begrenzt in Umfangsrichtung verdrehbare Dämpferteile, die über Mittel zur Drehmomentübertragung und Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt sind, fungieren als elastische Kupplungen.
Treten zusätzlich zur Rotationsbewegung der Antriebswelle Drehschwingungen auf, deren Frequenzen sich mit der Drehzahl der Welle ändern, werden zur Vermeidung der daraus resultierenden Drehungleichförmigkeiten zusätzlich oder alternativ Tilgeranordnungen eingesetzt. Bei diesen handelt es sich um Zusatzmassen, die über ein Federsystem an das Schwingungssystem angekoppelt werden. Die Wirkungsweise eines Tilgers beruht dabei darauf, dass bei einer bestimmten Erregerfrequenz die Hauptmasse in Ruhe verbleibt, während die einzelne Zusatzmasse eine erzwungene Schwingung ausführt. Da sich die Erregerfrequenz mit der Drehzahl der Antriebsmaschine ändert, während die Eigenfrequenz des Tilgers konstant bleibt, tritt dieser Tilgungseffekt jedoch nur bei einer bestimmten Drehzahl ein. Ein derartiger Tilger ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 102 36 752 A1 vorbekannt.
Um die Wirkung einer Erregung über einen breiten, vorzugsweise den gesamten Drehzahlbereich der Antriebsmaschine zu tilgen, werden entsprechend DE 198 31 160 A1 drehzahladaptive Tilger in Antriebsträngen vorgesehen, die über einen größeren Drehzahlbereich Drehschwingungen, idealerweise über den gesamten Drehzahlbereich der Antriebsmaschine tilgen können, indem diese derart ausgeführt und angeordnet werden, dass deren Eigenfrequenz proportional zur Drehzahl ist.
Tilger arbeiten nach dem Prinzip eines Fliehkraftpendels im Fliehkraftfeld. Diese umfassen eine Trägheitsmassenträgereinrichtung und pendelnd an dieser um eine Rotationsachse gelagerte Trägheitsmassen. Dabei sind die Trägheitsmassen bei Einleitung einer Drehbewegung bestrebt, diese in größtmöglichem Abstand zu umkreisen. Die Drehschwingungen führen zu einer pendelnden Relativbewegung der Trägheitsmassen. Es sind unterschiedliche Systeme bekannt, bei denen sich die Trägheitsmassen relativ zur Drehmomenteinleitungsachse rein translatorisch auf einer kreisförmigen Bewegungsbahn bewegen oder aber die Bewegungsbahn einen Krümmungsradius aufweist, der sich mit zunehmender Auslenkung der Trägheitsmasse aus der mittleren Position wenigstens abschnittsweise ändert.
Eine Anordnung einer Dämpfereinheit und zusätzlich eines Tilgers in Form einer Fliehkraftpendeleinrichtung in einer Kraftübertragungsvorrichtung, umfassend eine schaltbare Kupplungseinrichtung, ist in der Druckschrift DE 10 2006 028 556 A1 offenbart. Die Fliehkraftpendeleinrichtung weist mehrere Trägheitsmassen auf, die mit Hilfe von Laufrollen an der Trägheitsmassenträgereinrichtung relativ zu dieser bewegbar angelenkt sind.
Aus der Druckschrift DE 10 2008 057 648 A1 ist eine Kraftübertragungsvorrichtung zur Leistungsübertragung zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb vorbekannt, umfassend eine gattungsbildende und über den gesamten Betriebsbereich einer Antriebsmaschine wirksame Dämpfereinheit mit zumindest zwei in Reihe schaltbaren Dämpfern und einem drehzahladaptiven Tilger, wobei der drehzahladaptive Tilger zumindest in einer Kraftflussrichtung über die Kraftübertragungsvorrichtung betrachtet den Dämpfern zwischengeschaltet ist. Dabei kann der drehzahladaptive Tilger als separat vormontierbare Einheit ausgeführt werden. Andererseits ist es denkbar, den drehzahladaptiven Tilger als Bestandteil eines der Anschlusselemente auszubilden, wobei das jeweilige Anschlusselement von einem Element eines Dämpfers der Dämpfereinheit ausgebildet sein kann. Bei derartigen Ausführungen wird insbesondere in einer Kraftflussrichtung, welche vorzugsweise immer im Hauptarbeitsbereich genutzt wird, eine Reduzierung oder Vermeidung der Einleitung von Drehungleichförmigkeiten in den Antriebstrang erzielt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Dämpfereinheit derart weiterzuentwickeln, dass diese durch einen geringen Bauraumbedarf in radialer und axialer Richtung charakterisiert ist und dadurch in optimaler Weise in den geringen zur Verfügung stehenden Bauraum platzierbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine erfindungsgemäß ausgeführte Dämpfereinheit, umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete und in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnete Dämpfer mit jeweils zumindest zwei koaxial zueinander angeordneten, in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbaren und über Federeinheiten miteinander gekoppelten Dämpferteilen, und einen drehzahladaptiven Tilger, der mit der Verbindung zwischen den beiden Dämpfern gekoppelt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger in radialer Richtung zwischen den Federeinheiten der beiden Dämpfer angeordnet ist und an zumindest einem der miteinander gekoppelten Dämpferteile der in Reihe geschalteten Dämpfer oder der Verbindung zwischen diesen gelagert ist.
Unter einem drehzahladaptiven Tilger gemäß der Erfindung wird dabei eine Einrichtung verstanden, die kein Drehmoment überträgt, sondern geeignet ist, Erregungen über einen sehr breiten Bereich, vorzugsweise den vollständigen Drehzahlbereich einer mit diesem zumindest mittelbar gekoppelten Antriebsmaschine zu tilgen. Die Eigenfrequenz eines drehzahladaptiven Tilgers ist dabei proportional zur Drehzahl, insbesondere der Drehzahl der anregenden Maschine.
Die erfindungsgemäße Anordnung des drehzahladaptiven Tilgers erlaubt neben einer Reduzierung und gegebenenfalls vollständigen Vermeidung der Einleitung von Drehungleichförmigkeiten in einen Antriebstrang aufgrund der Kombination der einzelnen Dämpfer mit einem drehzahladaptiven Tilger eine besonders bauraumsparende Ausführung einer universellen Dämpfereinheit, insbesondere beim Einsatz in Kraftübertragungsvorrichtungen. Durch die erfindungsgemäße Begrenzung des Anordnungsbauraumes für den drehzahladaptiven Tilger in radialer Richtung wird gleichzeitig die räumlich nahe Anordnung des Tilgers zu den einzelnen Dämpfern in axialer Richtung ermöglicht. Dabei ist die erfindungsgemäße Dämpfereinheit in besonders vorteilhafter Weise für den Einsatz in Kraftübertragungsvorrichtungen geeignet, bei denen die schaltbare Kupplungseinrichtung und der radial äußere Dämpfer in radialer Richtung innerhalb eines gemeinsamen radialen Erstreckungsbereiches angeordnet sind.
Gemäß einer vorteilhaften und bauraumsparenden Ausführung der Dämpfereinheit wird der drehzahladaptive Tilger in axialer Richtung betrachtet innerhalb des axialen Erstreckungsbereiches zumindest einer der beiden Dämpfer im beanspruchten radialen Bereich angeordnet. Der drehzahladaptive Tilger ist in diesem Fall frei von einem Einfluss auf die axiale Baulänge der Dämpfereinheit.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung sind beide in Reihe geschaltete Dämpfer in axialer Richtung frei von Versatz zueinander angeordnet, wodurch die Anordnung der drei Funktionselemente – der beiden Dämpfer und des Tilgers – innerhalb eines gemeinsamen axialen Erstreckungsbereiches erfolgt, und eine besonders kompakte Bauform der Dämpfereinheit in axialer Richtung gegeben ist.
Zur Reduzierung der Anzahl der erforderlichen Bauteile und Vereinfachung der Montage wird zumindest jeweils ein Bestandteil eines der miteinander zu verbindenden oder verbundenen Dämpferteile der in Reihe geschalteten Dämpfer von einem integralen Bauteil gebildet, wobei der drehzahladaptive Tilger an diesem integralen Bauteil gelagert ist. Zusätzliche Verbindungsmittel zur Realisierung der Reihenschaltung der Dämpfer und damit bauraumintensive und störanfällige Verbindungsstellen zur Realisierung der Reihenanordnung und ferner der Ankopplung und Lagerung des drehzahladaptiven Tilgers entfallen. Neben einer Vereinfachung der Montage ist eine derartige Anordnung durch eine hohe Verfügbarkeit charakterisiert.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung ist das integrale Bauteil als Blechformteil ausgeführt und bildet entweder jeweils eine Seitenscheibe oder ein Mittelteil des jeweiligen Dämpferteils der in Reihe geschalteten Dämpfer. Derartige Dämpferbestandteile sind durch Trenn- und Umformverfahren einfach herstellbar und auch mit komplexeren Formen ausbildbar. Ferner können Zusatzfunktionen, insbesondere Aussparungen und Führungen für die Federeinheiten und/oder Verdrehwinkelbegrenzungen in optimaler Weise durch entsprechende Blechbearbeitungsverfahren oder zusätzliche Fügeoperationen in diesen integriert werden.
Bezüglich der Ausbildung des drehzahladaptiven Tilgers sind unterschiedliche Möglichkeiten denkbar. In besonders vorteilhafter Ausführung ist dieser als Fliehkraftpendeleinrichtung ausgebildet, umfassend eine Trägheitsmassenträgereinrichtung und zumindest zwei an dieser pendelnd gelagerte Trägheitsmassen, wobei die jeweils miteinander zu verbindenden Dämpferteile, insbesondere zumindest eines von diesen oder die Verbindung selbst als Trägheitsmassenträgereinrichtung ausgebildet ist. Diese Ausführung ist durch eine hohe Funktionskonzentration und geringe Bauteilanzahl sowie minimalen Bauraumbedarf in axialer Richtung charakterisiert.
Bei alternativer separater Ausführung des drehzahladaptiven Tilgers kann dieser über Befestigungselemente mit den Anschlusselementen verbunden werden, die ohnehin vorhanden sind, indem der Anschlussbereich des drehzahladaptiven Tilgers in den Befestigungsbereich zwischen Anschlusselementen gelegt wird und vorzugsweise die ohnehin erforderlichen Befestigungselemente zur Ankoppelung des Tilgers genutzt werden. Wird der drehzahladaptive Tilger als separate Baueinheit vormontiert, kann dieser mit standardisierten Dämpferbauteilkomponenten ohne das Erfordernis von deren Modifizierung kombiniert werden. Ferner ist ein einfacher Austausch gegeben. Der drehzahladaptive Tilger kann ferner auf Halde vormontiert und gelagert werden.
Bezüglich der Ausbildung der einzelnen Dämpfer selbst besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Die Dämpfereinheit ist zumindest in einer Kraftflussrichtung als Reihendämpfer ausgebildet. Die einzelnen Dämpfer der Dämpferanordnung können wiederum als einzelne Dämpfer oder aber als Reihen- oder Paralleldämpfer ausgeführt sein. Dadurch können die einzelnen realisierbaren Dämpfungsstufen hinsichtlich der mit diesen erzielbaren Dämpfungskennlinien weiter beeinflusst werden, und somit gegebenenfalls auf bestimmte Erfordernisse optimaler abgestimmt werden.
Bezüglich der Anordnung der Dämpfer besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten Diese Möglichkeiten sind jedoch wiederum abhängig von der konkreten Ausgestaltung der einzelnen Dämpfer. Dabei wird zwischen funktionaler und in räumlicher Anordnung unterschieden. In räumlicher Richtung, insbesondere in axialer Richtung zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Kraftübertragungsvorrichtung betrachtet, kann die räumliche Anordnung der Dämpfer zueinander innerhalb der Dämpferanordnung in axialer Richtung versetzt oder frei von Versatz zueinander erfolgen.
In einer vorteilhaften Weiterentwicklung bilden die Mittel zur drehfesten Verbindung zumindest eines Dämpfers gleichzeitig einen Endanschlag für den drehzahladaptiven Tilger und ferner Mittel zur Verdrehwinkelbegrenzung.
Die erfindungsgemäße Dämpfereinheit wird vorzugsweise in Kraftübertragungsvorrichtungen eingesetzt, welche verschiedenartig ausgeführt sein können. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich um eine kombinierte Anfahreinheit, die auch als Multifunktionseinheit zum Einsatz gelangen kann. Diese umfasst eine hydrodynamische Komponente, mit zumindest einem als Pumpenrad fungierenden Primärrad und einem als Turbinenrad fungierenden Sekundärrad, die einen Arbeitsraum miteinander bilden, wobei das Turbinenrad wenigstens mittelbar drehfest mit dem Ausgang der Kraftübertragungsvorrichtung verbunden ist und die Kopplung über zumindest einen Dämpfer der Dämpferanordnung erfolgt, wobei der drehzahladaptive Tilger wenigstens mittelbar drehfest mit einem der zur Gewährleistung der Reihenschaltung miteinander gekoppelten Dämpferteile verbunden ist. Der Begriff „wenigstens mittelbar” bedeutet, dass die Kopplung entweder direkt erfolgen kann, frei von der Zwischenschaltung weiterer Übertragungselemente oder aber indirekt durch Kopplung beispielsweise mit einem Verbindungselement. Die erfindungsgemäße Kraftübertragungsvorrichtung ist dazu durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Dämpfereinheit gekennzeichnet, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass beide Dämpfer im Kraftfluss vom Eingang zum Ausgang betrachtet zumindest der schaltbaren Kupplungseinrichtung nachgeordnet sind.
Diese Lösung ermöglicht insbesondere in einer Kraftflussrichtung, welche vorzugsweise immer im Hauptarbeitsbereich genutzt wird, eine Reduzierung oder Vermeidung der Einleitung von Drehungleichförmigkeiten in den Antriebstrang. Ferner kann das gesamte Dämpfungssystem besser an die zu tilgenden Drehschwingungen ohne erhebliche zusätzliche Modifikationen der einzelnen Dämpfer angepasst werden.
In einer Weiterentwicklung ist die hydrodynamische Komponente derart mit der Dämpfereinheit gekoppelt, dass zumindest ein Dämpfer und der drehzahladaptive Tilger dieser im Kraftfluss nachgeordnet sind. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, dass der drehzahladaptive Tilger in allen Betriebszuständen wirksam ist. Die Ankopplung erfolgt bei Ausnutzung eines der Dämpfer als Tilger an den radial inneren Dämpfer im Verbindungsbereich mit dem radial äußeren Dämpfer. Im Fall der gewünschten Ausnutzung auch des radial äußeren Dämpfers in seiner Funktion als elastische Kupplung erfolgt die Anbindung an den radial äußeren Dämpfer im Kraftfluss vor dem Tilger.
Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung erfolgt die Anbindung der Dämpfereinheit an die schaltbare Kupplungseinrichtung und/oder der hydrodynamischen Komponente über eine drehfeste Verbindung mit axialem Längenausgleich, wodurch die Fertigung und Montage aufgrund des dadurch bedingten möglichen Toleranzausgleichs erheblich vereinfacht werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt:
1 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung die erfindungsgemäße Anordnung eines drehzahladaptiven Tilgers;
2 zeigt in einem Axialschnitt eine besonders vorteilhafte Ausführung einer Dämpfereinheit mit drehzahladaptiven Tilger;
3 zeigt in vereinfachter Darstellung in einem Ausschnitt aus einer Ansicht A die Lagerung des drehzahladaptiven Tilgers an einer beiden Dämpfern zugeordneten Seitenscheibe.
Die 1 zeigt in schematisiert stark vereinfachter Darstellung den Aufbau einer erfindungs gemäß ausgeführten Dämpfereinheit 1 in einer Kraftübertragungsvorrichtung 2 zur Leistungsübertragung in Antriebsträngen, insbesondere in Antriebsträngen von Fahrzeugen. Die Kraftübertragungsvorrichtung 2 dient dabei der Leistungsübertragung zwischen einem antriebseitigen Bauteil 3, beispielsweise in Form einer Antriebsmaschine, welche als Verbrennungskraftmaschine ausgeführt sein kann, und zumindest einem abtriebseitigen Bauteil 4. Die Kraftübertragungsvorrichtung 2 umfasst dazu einen Eingang E und zumindest einen Ausgang A. Der Eingang E ist wenigstens mittelbar mit dem antriebseitigen Bauteil 3 und der Ausgang A wenigstens mittelbar mit dem zumindest einen abtriebseitigen Bauteil 4 verbunden. Die Dämpfereinheit 1 ist zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A angeordnet und um eine Drehachse R drehbar. Diese umfasst zumindest zwei in Reihe schaltbare Dämpfer 5 und 6 sowie einen drehzahladaptiven Tilger 7. Unter einem drehzahladaptiven Tilger 7 wird eine Vorrichtung zum Tilgen von Drehungleichförmigkeiten verstanden, über welche jedoch keine Leistungsübertragung erfolgt. Der drehzahladaptive Tilger 7 wird dabei in besonders vorteilhafter Ausführung von einer Fliehkraftpendelvorrichtung gebildet. Drehschwingungen können über einen größeren Drehzahlbereich, vorzugsweise den gesamten Drehzahlbereich der antreibenden Maschine getilgt werden, indem Trägheitsmassen T1 bis Tn – hier beispielhaft nur Tn dargestellt – fliehkraftbedingt bestrebt sind, eine Drehmomenteinleitungsachse mit maximalem Abstand zu umkreisen. Die Drehmomenteinleitungsachse fällt mit der Drehachse R der Dämpfereinheit 1 zusammen. Die Überlagerung der Drehbewegung mit Drehschwingungen führt zu einer pendelnden Relativbewegung der Trägheitsmassen T1 bis Tn. Der drehzahladaptive Tilger 7 ist zumindest in einer der theoretisch möglichen Kraftflussrichtungen über die Dämpfereinheit 1 betrachtet zwischen den beiden Dämpfern 5 und 6 angeordnet. Neben der Dämpfung von Schwingungen über die einzelnen Dämpfer 5 und 6 wird der drehzahladaptive Tilger 7 bei unterschiedlichen Frequenzen wirksam.
Für die konkrete konstruktive Ausführung der Dämpfer 5 und 6 der Dämpfereinheit 1 und deren Anbindung an die Anschlussbauteile beziehungsweise Komponenten in der Kraftübertragungsvorrichtung 2 bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Dabei wird insbesondere bei Ausführungen der Kraftübertragungsvorrichtung 2 mit einer hydrodynamischer Komponente 8 mit zumindest einem Pumpenrad P, einem Turbinenrad T und bei Ausführung als hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler mit zumindest einem Leitrad L, und mit einer Einrichtung 9 zur zumindest teilweisen Überbrückung der hydrodynamischen Komponente 8 sowie Reihenschaltung der Dämpfer 5 und 6 zwischen Ausführungen mit Wirkungsweise der Dämpfer 5 und 6 in ihrer Funktion als elastische Kupplung, das heißt Drehmomentübertragung und Dämpfung in beiden Leistungszweigen, oder aber zumindest bei Leistungsübertragung über eine der Komponenten mit Reihenschaltung der Dämpfer 5 und 6 und Funktion als elastische Kupplungen und bei Leistungsübertragung über die jeweils andere Komponente mit Wirkung eines der Dämpfer 5 oder 6 als elastische Kupplung und Wirkung des anderen Dämpfers 6 oder 5 als Tilger unterschieden. In der Ausführung gemäß 1 ist dabei letztere Variante wiedergegeben. Bei dieser erfolgt der Kraftfluss in einem Leistungszweig bei überbrückter hydrodynamischer Komponente 8 über die Einrichtung 9 über beide Dämpfer 5 und 6 unter Zwischenschaltung des drehzahladaptiven Tilgers 7. Bei Leistungsübertragung über die hydrodynamische Komponente 8 fungiert der Dämpfer 5 als Tilger. Der Tilger 7 wirkt jedoch aufgrund seiner Ankopplung an die Verbindung beider Dämpfer 5 und 6 in beiden Leistungszweigen.
Die Dämpfer 5 und 6 sind in radialer Richtung zueinander versetzt angeordnet. Die Anordnung in axialer Richtung entlang der Drehachse R betrachtet erfolgt hier beispielhaft mit Versatz, kann jedoch auch frei von Versatz erfolgen. Jeder der Dämpfer 5 und 6 umfasst zumindest zwei Dämpferteile 5A und 5B beziehungsweise 6A und 6B, die koaxial zueinander angeordnet und in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind. Die einzelnen Dämpferteile 5A, 5B beziehungsweise 6A und 6B der einzelnen Dämpfer 5 und 6 sind jeweils über Mittel 11 beziehungsweise 12 zur Drehmomentübertragung und Mittel 13 beziehungsweise 14 zur Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt. In besonders vorteilhafter Ausführung werden die Funktionen der Mittel 11 und 13 zur Drehmomentübertragung und Dämpfungskopplung für den Dämpfer 5 und 12 und 14 für den Dämpfer 6 jeweils in Funktionskonzentration von den gleichen Funktionskomponenten gebildet. Bei diesen handelt es sich um Federeinheiten F5.1 bis F5.n für den Dämpfer 5 und F6.1 bis F6.n für den Dämpfer 6. Die einzelnen Federeinheiten F5.1 bis F5.n des Dämpfers 5 beziehungsweise F6.1 bis F6.n des Dämpfers 6 sind zueinander beabstandet in Umfangsrichtung vorzugsweise auf einem gemeinsamen Durchmesser angeordnet und stützen sich jeweils wechselseitig mit ihren Endbereichen an einem der Dämpferteile 5A, 5B beziehungsweise 6A, 6B ab. Dieser Durchmesser wird als Wirkdurchmesser d₅ beziehungsweise d₆ bezeichnet und entspricht dem mittleren Anordnungsdurchmesser der Federeinheiten F5.1 bis F5.n beziehungsweise F6.1 bis F6.n. Der radial äußere Dämpfer wird hier vom Dämpfer 5 gebildet. Die Anordnung des drehzahladaptiven Tilgers 7 erfolgt in radialer Richtung betrachtet erfindungsgemäß zwischen den beiden Dämpfern 5 und 6, insbesondere dem durch die Federeinheiten F5.1 bis F5.n in radialer Richtung charakterisierten minimalen Durchmesser d_5min und dem durch die Federeinheiten F6.1 bis F6.n in radialer Richtung charakterisierten maximalen Durchmesser d_6max. Der drehzahladaptive Tilger 7 umfasst Trägheitsmassen T1 bis Tn, die um die Rotations- beziehungsweise Drehachse R angeordnet sind. Die Lagerung der Trägheitsmassen T1 bis Tn erfolgt an einer Trägheitsmassenträgereinrichtung 10. Die Funktion der Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 für die Trägheitsmassen T1 bis Tn wird dabei von einem der Dämpferteile 5B oder 6A der Dämpfer 5 und 6 übernommen, die mit einem Dämpferteil 6A oder 5B des jeweils anderen Dämpfers 6 oder 5 verbunden sind oder mit diesem eine bauliche Einheit bilden oder aber von der Verbindung 23 zwischen den Dämpfern 5, 6. Dadurch wird der drehzahladaptive Tilger 7 in die Dämpfereinheit 1 in platzsparender Weise integrierbar.
Die 2 verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Ausführung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Dämpfereinheit 1 im Axialschnitt. Die Dämpfereinheit 1 ist als Reihendämpfer ausgebildet, umfassend die beiden Dämpfer 5 und 6, die als einfache Dämpfer ausgeführt sind und in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind. Der erste Dämpferteil 5A ist dabei mit einem antriebseitigen Bauteil 3 wenigstens mittelbar drehfest verbunden. Dargestellt ist hier beispielhaft der Ausgang 24.2 einer schaltbaren Kupplungseinrichtung 24, die in Kraftübertragungsvorrichtungen 2 mit hydrodynamischer Komponente als Einrichtung 9 zur zumindest teilweisen Überbrückung dieser fungiert und welcher in Funktionskonzentration von einem Kolbenelement 15 gebildet wird, indem die Funktion der äußeren Kupplungsscheibe und der Stelleinrichtung für die schaltbare Kupplungseinrichtung 24 miteinander vereinigt werden. Die Anordnung des radial äußeren Dämpfers 5 erfolgt in radialer Richtung im Anordnungsbereich der schaltbaren Kupplungseinrichtung 24. Der Dämpferteil 5B wird von einer Seitenscheibe 16 gebildet, welche der Führung der Federeinheiten F5.1 bis F5.n dient und diese im Axialschnitt betrachtet in Umfangsrichtung zumindest teilweise umschließend ausgeführt ist. Der Dämpferteil 5B ist mit dem Dämpferteil 6A des zweiten Dämpfers 6, welcher in radialer Richtung dem radial inneren Dämpfer entspricht, verbunden und im dargestellten Fall in besonders vorteilhafter Ausführung als bauliche Einheit in Form eines integralen Bauteils ausgeführt. Der Dämpferteil 6A wird im dargestellten Fall von zwei Seitenscheiben 17.1 und 17.2 gebildet, welche als Mitnehmerscheiben für die Federeinheiten F6.1 bis F6.n fungieren. Dabei wird die Seitenscheibe 17.1 im dargestellten Fall mit der Seitenscheibe 16 in Form eines integralen Bauteiles ausgeführt, vorzugsweise als Blechformteil 25. Die Ausformung erfolgt derart, dass beide Dämpfer 5 und 6 und damit die Federeinheiten F5.1 bis F5.n beziehungsweise F6.1 bis F6.n in axialer Richtung im Axialschnitt betrachtet mit geringem Versatz angeordnet sind. Durch diese Ausführung wird zwischen den Federeinheiten F5.1 bis F5.n des Dämpfers 5 und F6.1 bis F6.n des Dämpfers 6 in radialer Richtung ein Zwischenraum 18 geschaffen, der für die Anordnung des drehzahladaptiven Tilgers 7 genutzt werden kann. Der drehzahladaptive Tilger 7 kann dabei in axialer Richtung im Wesentlichen in einer Ebene mit einem der Dämpfer 5 oder 6, im dargestellten Fall in besonders vorteilhafter Weise mit dem radial inneren Dämpfer 6, angeordnet werden.
Der Dämpferteil 6B wird von einem Flansch 19 gebildet, der als Mittelscheibe fungiert und zwischen den Seitenscheiben 17.1 und 17.2 des Dämpfers 6 angeordnet ist sowie mit dem Ausgang A der Kraftübertragungsvorrichtung 2 wenigstens mittelbar drehfest verbindbar ist. Im dargestellten Fall ist der Flansch 19 mit einer Nabe 20 drehfest verbunden.
Der drehzahladaptive Tilger 7 ist im dargestellten Fall sowohl am Dämpferteil 5B als auch am Dämpferteil 6A gelagert beziehungsweise die Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 wird zumindest von Bestandteilen dieser Dämpferteile 5B, 6A in integraler Ausführung gebildet. Denkbar wäre auch hier eine mehrteilige Ausbildung beziehungsweise separate Ausbildung der Dämpferteile 5B und 6A und drehfeste Verbindung dieser, wobei die Ankopplung der Trägheitsmassen T1 bis Tn an den einzelnen Dämpferteilen 5B oder 6A oder aber der Verbindung 23 dieser erfolgen kann. Die bauliche Einheit bietet jedoch den Vorteil einer hohen Funktionskonzentration und des Wegfalls einer entsprechend dafür auszulegenden Verbindungsstelle und weiterer Verbindungs- und Befestigungselemente, sodass der Platz in optimaler Weise für die Anordnung des drehzahladaptiven Tilgers 7 genutzt werden kann.
Die Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 ist als Blechformteil 25 aus einem scheibenförmigen Blechteil ausgeführt. Die Lagerung der Trägheitsmassen T1 bis Tn am Dämpferteil 6A bietet aufgrund der axial beabstandeten Anordnung der Seitenscheiben 17.1 und 17.2 und deren drehfester Verbindung 26 den Vorteil, dass die einzelnen Trägheitsmassen T1 bis Tn beidseitig gleichmäßig gelagert sind. Die Anordnung der einzelnen Trägheitsmassen T1 bis Tn erfolgt hier auf einem Anordnungsdurchmesser, der dadurch charakterisiert ist, dass im ausgelenkten Zustand die Trägheitsmassen T1 bis Tn mit ihrem Außenumfang 21 einen Durchmesser beschreiben, der als maximaler Durchmesser d_max-T bezeichnet wird und der innerhalb des durch den minimalsten radialen Durchmesser d_5min charakterisierten kleinsten Erstreckungsdurchmesser der Federeinheiten F5.1 bis F5.n liegt. Dadurch wird gewährleistet, dass keine Behinderung durch die Federeinheiten F5.1 bis F5.n beim Auslenken der Trägheitsmassen T1 bis Tn erfolgt und ferner die Anordnung der Trägheitsmassen T1 bis Tn in radialer Richtung betrachtet immer innerhalb des minimalsten radialen Anordnungsdurchmessers d_5min der Federeinheiten F5.1 bis F5.n gegeben ist.
Die Ausführung in 2 stellt eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung dar. Der Dämpfer teil 5A ist als Flansch 27 ausgeführt und über eine axiale Schiebeverzahnung 28 mit dem antriebseitigen Bauteil in Form des den Ausgang 24.2 der schaltbaren Kupplungseinrichtung 24 bildenden Kolbens 15 verbunden, wodurch die Dämpferbaueinheit 1 hinsichtlich ihrer Anordnung in axialer Richtung über den dadurch erzeugten axialen Längenausgleich variabel ist. Die Dämpferteile 5B und 6A bilden eine bauliche Einheit in Form des Blechformteiles 25 und fungieren als Trägheitsmassenträgereinrichtung 10, wobei beide neben der Lagerung der Trägheitsmassen T1 bis Tn die Führung für die einzelnen Federeinheiten F5.1 bis F5.n und F6.1 bis F6.n der einzelnen Dämpfer 5 und 6 übernehmen. In besonders vorteilhafter Ausführung ist der Dämpferteil 6A zweiteilig in Form zweier in axialer Richtung zueinander beabstandeter Seitenscheiben 17.1 und 17.2 ausgebildet, wobei auch die zweite Seitenscheibe 17.2 der Lagerung der Trägheitsmassen T1 bis Tn sowie der Federführung des zweiten Dämpfers 6 dient.
Die drehfeste Verbindung 26 zwischen der als Mitnehmerscheibe fungierenden Seitenscheibe 17.1 und der als Gegenscheibe fungierenden Seitenscheibe 17.2 erfolgt durch Abstandsbolzen oder Bleche, die gleichzeitig einen Anschlag für das Fliehkraftpendel als auch für den radial inneren Dämpfer 6 darstellen. Dadurch wird in hoher Funktionskonzentration der Endanschlag des drehzahladaptiven Tilgers 7 und die Verdrehwinkelbegrenzung des radial inneren Dämpfers 6 zusammengefasst.
Denkbar wäre es theoretisch auch, hier jedoch nicht dargestellt, dass der Dämpferteil 6B von einem mittelscheibenbildenden Flansch gebildet wird. In diesem Fall wären allerdings die Trägheitsmassen T1 bis Tn lediglich einseitig an einer Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 angeordnet.
Bezüglich des Aufbaus des drehzahladaptiven Tilgers 7 besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. In vorteilhafter Ausführung ist dieser als Fliehkraftpendeleinrichtung ausgebildet und umfasst eine, vorzugsweise mehrere derartige in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordnete Trägheitsmassen T1 bis Tn, die an der Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 relativ gegenüber dieser bewegbar gelagert sind. Die Lagerung 29 kann beispielsweise über Laufrollen 22 pendelnd erfolgen. Aufgrund des Fliehkrafteinflusses stellen sich die Trägheitsmassen T1 bis Tn zumindest in radialer Richtung nach außen, ferner kann sich wenigstens eine Trägheitsmasse T1 bis Tn ausgehend von einer mittleren Position, in der sich der größte Abstand ihres Schwerpunktes von der Mittenachse, die der Rotationsachse R der Dämpfereinheit 1 entspricht, einstellt, relativ entlang einer Bewegungsbahn in Auslenkungsposition hin und her bewegen, wobei sich der Abstand des Schwerpunktes der wenigstens einen Trägheitsmasse T1 bis Tn gegenüber der mittleren Position verändert. Bezüglich weiterer möglicher Ausbildungen drehzahladaptiver Tilger wird stellvertretend auf die Druckschriften DE 10 2006 028 556 A1 sowie DE 198 31 160 A1 verwiesen. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften bezüglich der Ausführung drehzahladaptiver Schwingungstilger wird hiermit vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen.
Die Trägheitsmassen T1 bis Tn sind unter dem Einfluß der Fliehkraft bestrebt, sich in einem größtmöglichen Radius gegenüber der Drehmomenteinleitungsachse zu bewegen. Durch die Überlagerung der Drehbewegung durch die Drehschwingungen kommt es zu einer pendelnden Relativbewegung der Trägheitsmassen T1 bis Tn. Dies gilt auch für die Rückstellung. Es ist keine separate Rückstellkraft vorhanden. Die Frequenz dieser Pendelbewegung ist proportional zur Drehzahl, sodass die Drehschwingungen mit Frequenzen, die der antriebseitigen Drehzahl in gleicher Weise proportional sind, über einen großen Drehzahlbereich tilgbar sind. Aus der Druckschrift DE 198 31 160 A1 ist eine Ausführung bekannt, bei welcher die Bewegungsbahn beispielsweise ferner durch einen Krümmungsradius charakterisiert ist, der mit zunehmender Auslenkung der Trägheitsmassen aus der mittleren Position sich wenigstens abschnittsweise ändert.
Eine Ausführung eines derartigen Tilgers 7 ist beispielhaft in einem Ausschnitt aus einer Ansicht A gemäß 2 in der 3 wiedergegeben. Diese Ausführung der Anordnung der Trägheitsmassen T1 bis Tn, deren Lagerung, insbesondere pendelnde Lagerung 29 an der Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 und damit dem Dämpferteil 6a beziehungsweise der baulichen Einheit aus den Seitenscheiben 16 und 17.2 ist beispielhaft. Erkennbar ist hier die Ausgestaltung eines ringscheibenförmigen Elementes in Form eines Blechformteiles 25 und die sich daran in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt und pendelnd gelagert angeordneten einzelnen Trägheitsmassen, hier beispielhaft Tn. Diese werden mit Hilfe von ummantelten Stufenbolzen 30 und mit Hilfe von Laufrollen 22 bewegbar am Blechformteil 25 gehalten.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch charakterisiert, dass der drehzahladaptive Tilger 7 bei einer Ausführung und Integration in einer Kraftübertragungsvorrichtung 2 gemäß der 1 und 2 bei Leistungsübertragung sowohl über die hydrodynamische Komponente als auch die schaltbare Kupplungseinrichtung wirkt.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfereinheit
2: Kraftübertragungsvorrichtung
3: antriebseitiges Bauteil
4: abtriebseitiges Bauteil
5: Dämpfer
5A: Dämpferteil
5B: Dämpferteil
6: Dämpfer
6A: erster Dämpferteil
6B: zweiter Dämpferteil
7: drehzahladaptiver Tilger
8: hydrodynamische Komponente
9: Einrichtung zur zumindest teilweisen Überbrückung
10: Trägheitsmassenträgereinrichtung
11: Mittel zur Drehmomentübertragung
12: Mittel zur Drehmomentübertragung
13: Mittel zur Dämpfungskopplung
14: Mittel zur Dämpfungskopplung
15: Kolbenelement
16: Seitenscheibe
17.1, 17.2: Seitenscheibe
18: Zwischenraum
19: Flanschteil
20: Nabe
21: Außenumfang der Trägheitsmassen T1 bis Tn im ausgelenkten Zustand
22: Laufrollen
23: Verbindung
24: schaltbare Kupplungseinrichtung
24.2: Ausgangsteil der schaltbaren Kupplungseinrichtung
25: Blechformteil
26: drehfeste Verbindung
27: Flansch
28: Schiebeverzahnung
29: Lagerung
30: Stufenbolzen
d₅: Wirkdurchmesser des Dämpfers 5
d₆: Wirkdurchmesser des Dämpfers 6
d_max-T: maximaler Durchmesser des drehzahladaptiven Tilgers bei ausgelenkten Trägheitsmassen
d_5min: minimaler radialer Anordnungsdurchmesser der Federeinheiten F5.1–F5.n
d_6max: maximaler radialer Anordnungsdurchmesser der Federeinheiten F6.1–F6.n
F5.1–F5.n: Federeinheiten des Dämpfers 5
F6.1–F6.n: Federeinheiten des Dämpfers 6
L: Leitrad
P: Pumpenrad
R: Drehachse
T: Turbinenrad
T1–Tn: Trägheitsmassen

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 10236752 A1 [0004]
DE 19831160 A1 [0005, 0041, 0042]
DE 102006028556 A1 [0007, 0041]
DE 102008057648 A1 [0008]

Claims

Dämpfereinheit (1), umfassend zumindest zwei in Reihe geschaltete und in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnete Dämpfer (5, 6) mit jeweils zumindest zwei in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbaren und über Federeinheiten (F5.1–F5.n, F6.1–F6.n) miteinander gekoppelten Dämpferteilen (5A, 5B, 6A, 6B), und einen drehzahladaptiven Tilger (7), der mit der Verbindung (23) zwischen den beiden Dämpfern (5, 6) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (7) in radialer Richtung zwischen den Federeinheiten (F5.1–F5.n, F6.1–F6.n) der beiden Dämpfer (5, 6) angeordnet ist und an zumindest einem der miteinander gekoppelten Dämpferteile (5B, 6A) der in Reihe geschalteten Dämpfer (5, 6) oder an deren Verbindung (23) gelagert ist.
Dämpfereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (7) in axialer Richtung betrachtet innerhalb des axialen Erstreckungsbereiches zumindest eines der beiden Dämpfer (5, 6) angeordnet ist.
Dämpfereinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfer (5, 6) in axialer Richtung frei von Versatz zueinander angeordnet sind.
Dämpfereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jeweils ein Bestandteil der miteinander verbundenen Dämpferteile (5B, 6A) der in Reihe angeordneten Dämpfer (5, 6) von einem integralen Bauteil gebildet wird und der drehzahladaptive Tilger (7) an diesem integralen Bauteil gelagert ist.
Dämpfereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (7) als Fliehkraftpendeleinrichtung ausgebildet ist, umfassend eine Trägheitsmassenträgereinrichtung (10) und zumindest zwei an dieser pendelnd gelagerte Trägheitsmassen (T1–Tn), wobei zumindest ein Bestandteil eines der miteinander zu verbindenden Dämpferteile (5B, 6A) der in Reihe angeordneten Dämpfer (5, 6) oder die Verbindung (23) dieser die Trägheitsmassenträgereinrichtung (10) bildet.
Dämpfereinheit (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmassenträgereinrichtung (10) von einem jeweils eine Seitenscheibe (16, 17.1) oder einen Flansch des einzelnen Dämpfers (5, 6) bildenden integralen Bauteil in Form eines Blechformteiles (25) ausgeführt ist.
Dämpfereinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der miteinander verbundenen Dämpferteile (5B, 6A) der in Reihe angeordneten Dämpfer (5, 6) zwei drehfest miteinander verbundene Seitenscheiben (17.1, 17.2) umfasst, und die drehfeste Verbindung einen Endanschlag für den drehzahladaptiven Tilger (7) und/oder eine Verdrehwinkelbegrenzung für den jeweiligen Dämpfer (5, 6) bildet.
Kraftübertragungsvorrichtung (2) zur Leistungsübertragung zwischen einem antriebseitigen und zumindest einem abtriebseitigen Bauteil (3, 4), umfassend einen Eingang (E) und einen Ausgang (A) und eine dazwischen angeordnete hydrodynamische Komponente (8), eine schaltbare Kupplungseinrichtung (24) zur zumindest teilweisen Überbrückung der hydrodynamischen Komponente (8) und eine Dämpfereinheit (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass beide Dämpfer (5, 6) im Kraftfluss vom Eingang (E) zum Ausgang (A) betrachtet der schaltbaren Kupplungseinrichtung (24) nachgeordnet sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrodynamischen Komponente (8) derart mit der Dämpfereinheit (1) gekoppelt ist, dass zumindest ein Dämpfer (5, 6) und der drehzahladaptive Tilger (7) dieser im Kraftfluss nachgeordnet sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (2) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfereinheit (2) mit der schaltbaren Kupplungseinrichtung (24) und/oder der hydrodynamischen Komponente (8) über eine drehfeste Verbindung mit axialem Längenausgleich gekoppelt ist.