DE102011107144A1

DE102011107144A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102011107144A1
Application number: DE102011107144A
Authority: DE
Inventors: Marco Wild
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2012-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere ein Zweimassenschwungrad mit einem Eingangsteil und einem gegenüber diesem begrenzt entgegen der Wirkung zweier auf unterschiedlichen Durchmessern angeordneten Bogenfedereinrichtungen mit jeweils mehreren Bogenfedern verdrehbar auf derselben Drehachse angeordneten Ausgangsteil. Um einen vorzugsweise mehrstufigen Drehschwingungsdämpfer mit weicher Kennlinie und verminderter Reibung insbesondere der Bogenfedern der radial inneren Bogenfedereinrichtung vorsehen zu können, werden die radial äußere Bogenfedereinrichtung eingangsseitig ausschließlich von Beaufschlagungseinrichtungen des Eingangsteils, die radial innere Bogenfedereinrichtung ausgangsseitig ausschließlich von Beaufschlagungseinrichtungen des Ausgangsteils und beide Bogenfedereinrichtungen jeweils ausgangsseitig beziehungsweise eingangsseitig von Beaufschlagungseinrichtungen eines schwimmend angeordneten Zwischenflanschs in Umfangsrichtung beaufschlagt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere ein Zweimassenschwungrad mit einem Eingangsteil und einem gegenüber diesem begrenzt entgegen der Wirkung zweier auf unterschiedlichen Durchmessern angeordneten Bogenfedereinrichtungen mit jeweils mehreren Bogenfedern verdrehbar auf derselben Drehachse angeordneten Ausgangsteil.
Ein gattungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer ist in Form eines Zweimassenschwungrads aus der DE 37 21 708 A1 bekannt. Das als primäre Schwungmasse ausgebildete Eingangsteil und das als sekundäre Schwungmasse ausgebildete Ausgangsteil sind aufeinander um eine gemeinsame Drehachse begrenzt entgegen der Wirkung zweier auf unterschiedlichem Durchmesser angeordneter Bogenfedereinrichtungen mit jeweils mehreren Bogenfedern gelagert. Dabei werden die Bogenfedern beider Bogenfedereinrichtungen jeweils eingangsseitig von eingangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen des Eingangsteils und ausgangsseitig von ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen eines mit dem Ausgangsteil verbundenen Flanschteils beaufschlagt. Aufgrund der auf diese Weise beaufschlagten Bogenfedereinrichtungen können diese nur parallel zueinander geschaltet werden. Im Weiteren treten insbesondere an den Bogenfedern der radial inneren Bogenfedern unter Fliehkrafteinwirkung hohe Reibungskräfte infolge einer Abstützfläche auf, die durch eingangs- und ausgangsseitige Bauelemente gebildet ist.
Aufgabe der Erfindung ist daher, einen gattungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere ein Zweimassenschwungrad derart weiterzubilden, dass dieser bezüglich seiner Dämpfungsfunktion vielseitig einsetzbar ist.
Die Aufgabe wird durch einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad mit einem Eingangsteil und einem gegenüber diesem begrenzt entgegen der Wirkung zweier auf unterschiedlichen Durchmessern angeordneten Bogenfedereinrichtungen mit jeweils mehreren Bogenfedern verdrehbar auf derselben Drehachse angeordneten Ausgangsteil gelöst, wobei die radial äußere Bogenfedereinrichtung eingangsseitig ausschließlich von Beaufschlagungseinrichtungen des Eingangsteils, die radial innere Bogenfedereinrichtung ausgangsseitig ausschließlich von Beaufschlagungseinrichtungen des Ausgangsteils und beide Bogenfedereinrichtungen jeweils ausgangsseitig beziehungsweise eingangsseitig von Beaufschlagungseinrichtungen eines schwimmend angeordneten Zwischenflanschs in Umfangsrichtung beaufschlagbar sind. Durch die Trennung des Zwischenflansches von dem Ausgangsteil kann eine parallele, serielle oder überlappende Beschaltung der Bogenfedereinrichtung über den Verdrehwinkel von Ausgangsteil und Eingangsteil erfolgen.
Zur Stabilisierung der Bogenfedern der radial inneren Bogenfedereinrichtung insbesondere gegen Fliehkrafteinwirkung bei höheren Drehzahlen des Drehschwingungsdämpfers kann der Zwischenflansch zumindest eine radial außerhalb der radial inneren Bogenfedereinrichtung angeordnete Abstützfläche aufweisen. Diese Abstützfläche kann an den Radius der Bogenfedern in Umfangsrichtung sowie dem Radius der Windungen der Bogenfedern in axiale Richtung angepasst sein, so dass diese eine gute Führung erhalten. Die Abstützfläche kann zur Verminderung der Gleitreibung der Bogenfederwindungen befettet und/oder beispielsweise mit reibwertmindernden Materialien wie beispielsweise Polyfluorkohlenwasserstoffen wie beispielsweise PTFE beschichtet sein.
Die zumindest eine Abstützfläche kann über den Umfang geteilt oder ringförmig ausgebildet sein und in den Zwischenflansch als separates Bauteil eingebracht, beispielsweise mit diesem vernietet, in diesen eingehängt oder in anderer Weise befestigt sein. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die zumindest eine Abstützfläche aus dem Zwischenflansch einteilig ausgestellt ist. Hierbei werden bei einem aus einer Ronde gestanzten und umgeformten Zwischenflansch radial ohne Funktion bleibende Elemente axial ausgestellt und an die Kontur der Bogenfedern materialumformend angepasst. Um eine bevorzugt bezüglich der axialen Lager der Bogenfedern mittige Anordnung der Abstützfläche zu erzielen, kann im Weiteren der Zwischenflansch im Bereich der zumindest einen Abstützfläche gefaltet sein.
Der Zwischenflansch kann mehrere, insbesondere bei Herstellung aus Blech einteilig ausgebildete, nach radial innen gerichtete Arme mit den eingangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen für die radial innere Bogenfedereinrichtung und mehrere nach außen gerichtete Arme mit den ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen für die radial äußere Bogenfedereinrichtung aufweisen, wobei mehrere Abstützflächen jeweils – in Umfangsrichtung betrachtet – mit den radial nach innen gerichteten Armen abwechseln, so dass eine besonders effektive Ausnutzung des Rondenmaterials erzielt werden kann und der Stanzausbruch gering ausfällt.
Je nach Auslegung der Betätigung der beiden Bogenfedereinrichtungen während einer Verdrehung des Eingangsteils gegenüber dem Ausgangsteil und einer Belastung des Zwischenflanschs können die Arme der radial inneren Beaufschlagungseinrichtung gegenüber den Armen der radial äußeren auf demselben Umfang oder in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sein. Beispielsweise können bei vergleichsweise gegenüber der Steifigkeit der radial äußeren Bogenfedern weichen radial inneren Bogenfedern oder umgekehrt die Bogenfedern einer Bogenfedereinrichtung zuerst bei kleinen Verdrehwinkeln bevorzugt wirksam sein und anschließend auf Block gehen oder durch einen Anschlag überbrückt werden, so dass bei großen Verdrehwinkeln ausschließlich die Bogenfedern der anderen Bogenfedereinrichtung wirksam sind. Alternativ können bei annähernd gleicher Steifigkeit beider Bogenfedereinrichtungen über den gesamten Verdrehwinkel beide Bogenfedereinrichtungen wirksam sein und damit bei paralleler Anordnung die Gesamtkapazität der Bogenfederdämpfung erhöhen. Es versteht sich, dass eine oder beide Bogenfedereinrichtungen Bogenfedern enthalten können, die in deren von deren Windungen ausgebildeten Innenräumen eingebrachte weitere Bogenfedern enthalten können. Diese können gegenüber den äußeren Bogenfedern kürzer sein, so dass eine oder mehrere weitere, vom Verdrehwinkel abhängige Dämpferstufen erzielt werden, sobald auch die inneren, kürzeren Bogenfedern in Kontakt mit den zugehörigen Beaufschlagungseinrichtungen treten und komprimiert werden.
Es hat sich weiterhin insbesondere zur Optimierung des axialen Bauraums als vorteilhaft erwiesen, wenn die beide Bogenfedereinrichtungen beaufschlagenden Arme auf axial gleicher Höhe angeordnet sind und damit auch die Bogenfedern bei symmetrischer Beaufschlagung durch die Beaufschlagungseinrichtungen der Arme auf axial gleicher Höhe angeordnet werden können.
Die ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen des Drehschwingungsdämpfers werden mittels einer Nabe gebildet, die unmittelbar das Ausgangsteil bildet oder beispielsweise mit einer als Ausgangsteil wirksamen sekundären Schwungmasse eines Zweimassenschwungrads verbunden wie vernietet sind. Dabei bildet die Nabe eine Aufnahme bevorzugt in Form von Ausnehmungen für die Bogenfedern, in die die Bogenfedern axial gesichert eingelegt werden können. Hierzu kann die Nabe aus zwei axial beabstandeten Scheibenteilen mit mehreren nach radial außen erweiterten Armen gebildet sein, welche Arme ausgangsseitige Beaufschlagungseinrichtungen für die radial innere Bogenfedereinrichtung enthalten. Zur Beabstandung der Scheibenteile kann ein Ringteil vorgesehen sein, dessen Durchmesser in etwa dem Außendurchmesser der über den Umfang angeordneten Bogenfedern der radial inneren Bogenfedereinrichtung entspricht.
Ergänzend sei angemerkt, dass das Eingangsteil aus mehreren miteinander verbundenen, eine primäre Schwungmasse und eine Ringkammer zur Aufnahme der radial äußeren Bogenfedereinrichtung bildenden Scheibenteilen gebildet sein kann, die Einformungen mit eingangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen zur eingangsseitigen Beaufschlagung der radial äußeren Bogenfedereinrichtung enthalten.
Die Erfindung wird anhand des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer in Form eines Zweimassenschwungrads und
2 eine Ansicht der inneren Bogenfedereinrichtung des Drehschwingungsdämpfers der 1.
1 zeigt den um die Drehachse 2 verdrehbaren Drehschwingungsdämpfer 1 im Teilschnitt. Der Drehschwingungsdämpfer 1 ist als Zweimassenschwungrad 3 mit dem als primäre Schwungmasse 4 ausgebildeten Eingangsteil 5 und dem als sekundäre Schwungmasse 6 ausgebildeten Ausgangsteil 7 gebildet. Eingangsteil 5 und Ausgangsteil 7 sind entgegen der Wirkung der beiden auf unterschiedlichen Durchmessern angeordneten Bogenfedereinrichtungen 8, 9 mittels der Lagerung 10 um einen vorgegebenen Verdrehwinkel gegeneinander um die Drehachse 2 verdrehbar.
Die radial äußere Bogenfedereinrichtung 8 enthält mehrere – hier zwei – über den Umfang verteilte radial äußere Bogenfedern 11, in deren Innenraum jeweils eine weitere Bogenfeder 12 untergebracht ist. Die radial innen angeordnete Bogenfedereinrichtung 9 weist mehrere – hier zwei – über den Umfang verteilte Bogenfedern 13 auf. Zwischen dem Eingangsteil 5 und dem Ausgangsteil 7 ist der Zwischenflansch 14 angeordnet. Dieser weist jeweils zwischen die Bogenfedern 11, 12 beziehungsweise 13 radial eingreifende Arme 15, 16 auf, an denen in Umfangsrichtung beidseitig Beaufschlagungseinrichtungen 17, 18 in Form von Beaufschlagungsflächen für die Stirnseiten der Bogenfedern 11, 12, 13 vorgesehen sind. Insoweit ist der Zwischenflansch 14 schwimmend zwischen dem Eingangsteil 5 und dem Ausgangsteil 7 angeordnet. Der Zwischenflansch 14 ist aus Blech hergestellt und weist radial außerhalb der Außendurchmesser der Bogenfedern 13 über den Umfang verteilte, mit den Armen 16 abwechselnde Abstützflächen 19 auf, an denen sich die Bogenfedern 13 radial insbesondere unter Fliehkrafteinwirkung abstützen. Zur axial mittigen Anordnung der Arme 16 bei axial mittiger Anordnung der Abstützfläche gegenüber den axial in Linie zu den Bogenfedern 11, 12 angeordneten Bogenfedern 13 ist der Zwischenflansch 14 im Bereich der Abstützflächen 19 in axiale Richtung gefaltet. Hierdurch wird die axiale Begrenzung der Abstützfläche 19 an dem Falz 20 in Richtung des Eingangsteils 5 ausgedehnt und die Abstützfläche kann mit ihrem freien Ende 22 in Richtung Ausgangsteil 7 an die Kontur der Bogenfedern 13 angeformt werden und eine flächige Abstützung für diese bilden. Gleichzeitig kann der Zwischenflansch 14 zumindest grob gegenüber den Bogenfedern 13 zentriert werden, so dass die schwimmende Aufnahme des Zwischenflanschs 14 zwischen den Bogenfedern 13 und der Verschleißschutzschale 23 für die Bogenfedern 11 radial begrenzt ist. Es versteht sich, dass der Zwischenflansch 14 entsprechend der Verschleißschutzschale 23 zumindest im Bereich der Abstützfläche 19 partiell gehärtet sein kann.
Eingangsseitig werden die Bogenfedern 11, 12 durch die die Ringkammer 21 zu deren Aufnahme bildenden Scheibenteile 24, 25 beaufschlagt, die hierzu über die axialen Einformungen 26, 27 verfügen, die axial zwischen die Stirnseiten der Bogenfedern 11, 12 eingreifen und mit ihren Beaufschlagungseinrichtungen 28, 29 die Stirnseiten der Bogenfedern 11, 12 in Umfangsrichtung beaufschlagen. Die ausgangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern 11, 12 erfolgt – wie bereits beschrieben – mittels der Beaufschlagungseinrichtungen 17 der Arme 15.
Ausgangsseitig werden die Bogenfedern 13 von den Beaufschlagungseinrichtungen 30, 31 der Arme 32, 33 beaufschlagt, die radial zwischen die Stirnseiten dieser eingreifen und aus den Scheibenteilen 34, 35 nach radial außen angeformt sind. Die Scheibenteile 34, 35 sind mittels des Ringteils 36 voneinander beabstandet und bilden in axialer Schichtung mit diesem die Nabe 37, die mittels der Niete 38 mit der sekundären Schwungmasse 6, die eine Reibungskupplung aufnehmen kann, und damit mit dem Ausgangsteil 7 verbunden ist.
Die eingangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern 13 erfolgt – wie bereits beschrieben – mittels der Beaufschlagungseinrichtungen 18 der Arme 16.
2 zeigt schematisch eine Ansicht der radial inneren Bogenfedereinrichtung 9 des Drehschwingungsdämpfers 1 der 1. Hierbei sind die Bogenfedern 13 zwischen den radial nach innen erstreckten Arme 16 mit den Beaufschlagungseinrichtungen 18 aufgenommen. Die radial nach außen erweiterten Arme 15 mit den Beaufschlagungseinrichtungen 17 übernehmen die Beaufschlagung der nicht dargestellten Bogenfedern 11, 12 der 1. Der Zwischenflansch 14 weist nur angedeutet unter Faltung entlang des Falzes 20 die Abstützflächen 19 zur radialen Abstützung der Bogenfedern 13 auf.
Die radial erweiterten Arme 32 mit den Beaufschlagungseinrichtungen 30 des Scheibenteils 34 und die hier durch die verdeckten und nur in 1 ersichtlichen Arme 33 mit den Beaufschlagungseinrichtungen 31 des Scheibenteils 35 flankieren die Arme 16 und beaufschlagen unter Bildung der Nabe 37 die Bogenfedern 13 ausgangsseitig. Die Arme 15, 16 des Zwischenflansches 14 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel bezüglich der Drehachse 2 um 90° gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt. Die Ausnehmungen 39 zwischen den Armen 32 nehmen die Bogenfedern 13 in der Nabe 37 auf, wobei durch die axiale Beabstandung der Scheibenteile 34 und 35 (1) die Bogenfedern 13 zwischen diesen eintauchen können, da das die Scheibenteile 34, 35 axial beabstandende Ringteil 36 (1) einen kleineren Durchmesser als die Scheibenteile 34, 35 aufweist.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungsdämpfer
2: Drehachse
3: Zweimassenschwungrad
4: primäre Schwungmasse
5: Eingangsteil
6: sekundäre Schwungmasse
7: Ausgangsteil
8: Bogenfedereinrichtung
9: Bogenfedereinrichtung
10: Lagerung
11: Bogenfeder
12: Bogenfeder
13: Bogenfeder
14: Zwischenflansch
15: Arm
16: Arm
17: Beaufschlagungseinrichtung
18: Beaufschlagungseinrichtung
19: Abstützfläche
20: Falz
21: Ringkammer
22: freies Ende
23: Verschleißschutzschale
24: Scheibenteil
25: Scheibenteil
26: Einformung
27: Einformung
28: Beaufschlagungseinrichtung
29: Beaufschlagungseinrichtung
30: Beaufschlagungseinrichtung
31: Beaufschlagungseinrichtung
32: Arm
33: Arm
34: Scheibenteil
35: Scheibenteil
36: Ringteil
37: Nabe
38: Niet
39: Ausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3721708 A1 [0002]

Claims

Drehschwingungsdämpfer (1), insbesondere Zweimassenschwungrad (3) mit einem Eingangsteil (5) und einem gegenüber diesem begrenzt entgegen der Wirkung zweier auf unterschiedlichen Durchmessern angeordneten Bogenfedereinrichtungen (8, 9) mit jeweils mehreren Bogenfedern (11, 12, 13) verdrehbar auf derselben Drehachse (2) angeordneten Ausgangsteil (7), dadurch gekennzeichnet, dass die radial äußere Bogenfedereinrichtung (8) eingangsseitig ausschließlich von Beaufschlagungseinrichtungen (28, 29) des Eingangsteils (5), die radial innere Bogenfedereinrichtung (9) ausgangsseitig ausschließlich von Beaufschlagungseinrichtungen (30, 31) des Ausgangsteils (7) und beide Bogenfedereinrichtungen (8, 9) jeweils ausgangsseitig beziehungsweise eingangsseitig von Beaufschlagungseinrichtungen (17, 18) eines schwimmend angeordneten Zwischenflanschs (14) in Umfangsrichtung beaufschlagbar sind.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenflansch (14) zumindest eine radial außerhalb der radial inneren Bogenfedereinrichtung (9) angeordnete Abstützfläche (19) aufweist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Abstützfläche (19) aus dem Zwischenflansch (14) ausgestellt ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenflansch (14) im Bereich der zumindest einen Abstützfläche (19) gefaltet ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenflansch (14) mehrere nach radial innen gerichtete Arme (16) mit den eingangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen (18) für die radial innere Bogenfedereinrichtung (8) und mehrere nach außen gerichtete Arme (15) mit den ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen (17) für die radial äußere Bogenfedereinrichtung (8) aufweist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die nach radial außen gerichteten Arme (15) gegenüber den radial nach innen gerichteten Armen (16) in Umfangsrichtung versetzt sind.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (15, 16) axial auf gleicher Höhe angeordnet sind.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenfedern (13) der radial inneren Bogenfedereinrichtung (8) in Ausnehmungen (39) einer Nabe (37) des Ausgangsteils (7) aufgenommen sind.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (37) aus zwei axial beabstandeten Scheibenteilen (34, 35) mit mehreren nach radial außen erweiterten Armen (32, 33) gebildet ist, welche Arme (32, 33) ausgangsseitige Beaufschlagungseinrichtungen (30, 31) für die radial innere Bogenfedereinrichtung (9) enthalten.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (5) aus mehreren miteinander verbundenen, eine Ringkammer (21) zur Aufnahme der radial äußeren Bogenfedereinrichtung (8) bildenden Scheibenteilen (24, 25) gebildet ist, welche Scheibenteile (24, 25) Einformungen (26, 27) mit eingangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen (28, 29) zur eingangsseitigen Beaufschlagung der radial äußeren Bogenfedereinrichtung (8) enthalten.