DE102012214825B4 - Coupling device with flexible vibration damping - Google Patents
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Abstract
Kupplungsvorrichtung (1) mit zumindest einer Übertragungseinrichtung (13) zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments, zumindest einer Betätigungseinrichtung, die ausgebildet ist, die Übertragungseinrichtung (13) in reibschlüssigen Eingriff zu bringen oder den reibschlüssigen Eingriff der Übertragungseinrichtung (13) aufzuheben, wobei die Kupplungsvorrichtung (1) mit einer Schwingungsdämpfungseinrichtung (2) zusammenwirkt, die geeignet ist, Schwingungen der Kupplungsvorrichtung (1) zu tilgen, die drehzahldynamische Schwingungsfrequenzen aufweisen, wobei die Schwingungsdämpfungseinrichtung (2) ferner geeignet ist, Schwingungen der Kupplungsvorrichtung (1) zu tilgen, die drehzahlstatische Schwingungsfrequenzen aufweisen, und die Schwingungsdämpfungseinrichtung (2) ferner einen Rupftilger (5) umfasst, der zumindest eine Schwingmasse (51), eine Massenträgereinrichtung (54) und eine Reibeinrichtung (53) aufweist, wobei die Schwingmasse (51) elastisch mit der Massenträgereinrichtung (54) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung (2) ferner eine Fliehkraftpendeleinrichtung (4) mit zumindest einer Pendelmasse (44) und einer Pendelmassenträgereinrichtung (41) umfasst. Coupling device (1) with at least one transmission device (13) for the frictional transmission of a torque, at least one actuating device which is designed to bring the transmission device (13) into frictional engagement or to cancel the frictional engagement of the transmission device (13), the clutch device ( 1) interacts with a vibration damping device (2) which is suitable for absorbing vibrations of the clutch device (1) which have speed-dynamic vibration frequencies, wherein the vibration damping device (2) is also suitable for absorbing vibrations of the clutch device (1) which have speed-static vibration frequencies and the vibration damping device (2) further comprises a judder damper (5) which has at least one oscillating mass (51), a mass carrier device (54) and a friction device (53), the oscillating mass (51) being connected elastically to the mass carrier device (5 4) is connected, characterized in that the vibration damping device (2) further comprises a centrifugal pendulum device (4) with at least one pendulum mass (44) and a pendulum mass carrier device (41).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer Schwingungsdämpfungsvorrichtung, die geeignet ist, frequenzdynamische und frequenzstatische Schwingungen zu dämpfen.The invention relates to a clutch device according to the preamble of
Bisher werden zur Reduzierung von Torsionsschwingungen auf einem rotierenden Teil des Torsionsschwingungssystems zusätzliche Massen in Form eines Fliehkraftpendels angebracht. Diese Massen führen im Feld der Zentrifugalbeschleunigung Schwingungen auf vorgegebenen Bahnen aus, wenn sie durch Drehzahlungleichförmigkeiten angeregt werden. Durch diese Schwingungen wird der Erregerschwingung zu passenden Zeiten Energie entzogen und wieder zugeführt, so dass es zu einer Beruhigung der Erregerschwingung kommt, das Fliehkraftpendel also als Schwingungstilger wirkt. Da sowohl die Eigenfrequenz der Fliehkraftpendelschwingung als auch die Erregerschwingung proportional zur Drehzahl sind, kann die Tilgerwirkung eines Fliehkraftpendels über den gesamten Frequenzbereich erzielt werden. Das Fliehkraftpendel wird dabei auf eine bestimmte Anregungsordnung abgestimmt. Das verhindert, dass eine Anregung dieser Ordnung in den Triebstrang eingeleitet wird. Dadurch kann beispielsweise vermieden werden, dass es für den Fahrer zu hörbaren Geräuschen kommt.Previously, additional masses in the form of a centrifugal pendulum were attached to a rotating part of the torsional vibration system to reduce torsional vibrations. In the field of centrifugal acceleration, these masses oscillate on predetermined paths if they are excited by speed irregularities. Due to these vibrations, energy is withdrawn from the exciter vibration at suitable times and fed back in again, so that the exciter vibration calms down, i.e. the centrifugal pendulum pendulum acts as a vibration absorber. Since both the natural frequency of the centrifugal pendulum oscillation and the excitation oscillation are proportional to the speed, the damping effect of a centrifugal pendulum can be achieved over the entire frequency range. The centrifugal pendulum is tuned to a specific excitation order. This prevents an excitation of this order from being introduced into the drive train. As a result, it can be avoided, for example, that the driver hears audible noises.
Solche Fliehkraftpendel werden zusammen mit Kupplungsscheiben verwendet, um Drehzahlabhängige Schwingungsfrequenzen zu tilgen. Ein Problem dabei ist, dass nicht alle Schwingungen einer Kupplungsvorrichtung, insbesondere im Schlupfbetrieb, getilgt werden können.Such centrifugal pendulums are used together with clutch discs to eliminate speed-dependent vibration frequencies. A problem here is that not all vibrations of a clutch device, especially in slip mode, can be eliminated.
Aus der
Ferner ist aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Schwingungstilgung für eine Kupplungsvorrichtung bereit zu stellen.The object of the present invention is to provide improved vibration damping for a clutch device.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1. Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen vorhanden.The object is achieved by a coupling device according to
Eine erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung weist zumindest eine Übertragungseinrichtung zur reibschlüssigen Übertragung eines Drehmoments auf, zumindest eine Betätigungseinrichtung, die ausgebildet ist, die Übertragungseinrichtung in reibschlüssigen Eingriff zu bringen oder den reibschlüssigen Eingriff der Übertragungseinrichtung aufzuheben, wobei die Kupplungsvorrichtung mit einer Schwingungsdämpfungseinrichtung zusammenwirkt, die geeignet ist, sowohl drehzahldynamische als drehzahlstatische Schwingungsfrequenzen der Kupplungsvorrichtung zu tilgen. Eine solche Schwingungsdämpfungseinrichtung ermöglicht eine bessere Schwingungsdämpfung der Kupplungsvorrichtung und ist damit auch sehr flexibel beim Einsatz.A clutch device according to the invention has at least one transmission device for the frictional transmission of a torque, at least one actuating device which is designed to bring the transmission device into frictional engagement or to cancel the frictional engagement of the transmission device, with the clutch device interacting with a vibration damping device which is suitable both to eradicate speed-dynamic than speed-static vibration frequencies of the clutch device. Such a vibration damping device enables better vibration damping of the coupling device and is therefore also very flexible in use.
Die Schwingungsdämpfungseinrichtung umfasst eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit zumindest einer Pendelmasse und einer Pendelmassen-Trägereinrichtung. Ein solches Fliehkraftpendel ist eine geeignete Schwingungsdämpfung für drehzahldynamische Schwingungsfrequenzen.The vibration damping device comprises a centrifugal pendulum device with at least one pendulum mass and a pendulum mass carrier device. Such a centrifugal pendulum is a suitable vibration damping for speed-dynamic vibration frequencies.
Erfindungsgemäß umfasst die Schwingungsdämpfungseinrichtung ferner einen, der eine Schwingmasse, eine Massenträgereinrichtung und eine Reibeinrichtung aufweist, wobei die Schwingmasse elastisch mit der Massenträgereinrichtung verbunden ist. Ein solcher Rupftilger ist eine geeignete Schwingungsdämpfungseinrichtung für drehzahlstatische Schwingungsfrequenzen. Die so aufgebaute Schwingungsdämpfungseinrichtung kann ohne großen Aufwand an der Kupplungsvorrichtung oder der Kupplungsnabe angebracht werden und ist darüber hinaus auch noch flexibel montierbar.According to the invention, the vibration damping device also includes one which has an oscillating mass, a mass carrier device and a friction device, the oscillating mass being elastically connected to the mass carrier device. Such a judder damper is a suitable vibration damping device for speed-static vibration frequencies. The vibration damping device constructed in this way can be attached to the clutch device or the clutch hub without great effort and can also be mounted flexibly.
Vorzugsweise ist die Schwingungsdämpfungseinrichtung an einer Nabe oder an einem Flansch der Kupplungsvorrichtung befestigt. Eine solche Verbindung mit der Kupplungsvorrichtung erlaubt ein sicheres Zusammenwirken.The vibration damping device is preferably attached to a hub or to a flange of the coupling device. Such a connection with the coupling device allows a secure cooperation.
Ferner kann die Schwingungsdämpfungseinrichtung auch an der Kupplungsvorrichtung befestigt sein. Dies erlaubt neben einer zuverlässigen Wechselwirkung zwischen Schwingungsdämpfungseinrichtung und Kupplungsvorrichtung auch eine möglichst platzsparende Konstruktion, da die Welle, auf der die Kupplungsvorrichtung sitzt, kürzer ausgestaltet sein kann.Furthermore, the vibration damping device can also be attached to the clutch device. In addition to a reliable interaction between the vibration damping device and the coupling device, this also allows a design that is as space-saving as possible, since the shaft on which the coupling device is seated can be made shorter.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kupplungsvorrichtung zwischen der Fliehkraftpendeleinrichtung und dem Rupftilger angeordnet, oder die Fliehkraftpendeleinrichtung und der Rupftilger sind auf der gleichen Seite der Kupplungsvorrichtung angeordnet.In a preferred embodiment, the coupling device is arranged between the centrifugal pendulum device and the Rupftilger, or The centrifugal pendulum device and the judder damper are arranged on the same side of the clutch device.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungsvorrichtung mit Schwingungsdämpfungseinrichtung, -
2 eine Schnittansicht II-II der Kupplungsvorrichtung mit Schwingungsdämpfungseinrichtung aus1 und -
3 eine isometrische Ansicht auf die Kupplungsvorrichtung mit Schwingungsdämpfungseinrichtung aus1 .
-
1 a front view of a coupling device according to the invention with vibration damping device, -
2 a sectional view II-II of the coupling device withvibration damping device 1 and -
3 an isometric view of the coupling device withvibration damping device 1 .
Im Folgenden werden die Begriffe „axial“, „radial“ und „umfänglich“ verwendet. „Axial“ bedeutet dabei eine Richtung entlang der Drehachse Z (siehe
Die dargestellte Kupplungsvorrichtung 1 ist als normal eingerückte Kupplungsvorrichtung ausgebildet, kann aber auch als normal ausgerückte Kupplungsvorrichtung ausgestaltet sein, beispielsweise in einer Doppelkupplung.The
Wie in
In der vorliegenden Ausführungsform besteht die Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 aus einem Fliehkraftpendel 4 und einem Rupftilger 5.In the present embodiment, the
Das Fliehkraftpendel 4 ist geeignet, um drehzahldynamische Schwingungen abzudämpfen, also Schwingungen deren Frequenzbereich sich mit der Drehzahl der Kupplungsvorrichtung 1 ändert. Das Fliehkraftpendel 4 besteht aus einem Pendelmassenträger, der vorliegend als Flansch 41 ausgestaltet ist und in den Aussparungen für Laufrollen 42 und Verbindungsbolzen 43 ausgebildet sind. Der Flansch ist auf der Nabe, bzw. direkt an einer Welle befestigt, kann aber auch mit Schrauben an der Kupplungsvorrichtung 1 angeschraubt oder anderweitig an der Kupplungsvorrichtung 1 befestigt sein. Ebenso kann der Flansch 41 an dem später erläuterten Rupftilger 5 befestigt sein.The centrifugal pendulum 4 is suitable for damping speed-dynamic vibrations, ie vibrations whose frequency range changes with the speed of the
Die Pendelmassen 44 sind in Axialrichtung auf beiden Seiten des Flansches 41 vorgesehen und mit den Verbindungsbolzen 43 miteinander verbunden. Vorzugsweise werden die Pendelmassen 44 mit den Bolzen 43 vernietet. In die Pendelmassen 44 sind Aussparungen ausgebildet, die den Laufweg der Laufrolle 42 definieren und so die Schwingungsdämpfungswirkung der Pendelmassen 44 bestimmen (siehe
Diese Pendelmassen 44 führen im Feld der Zentrifugal-Beschleunigung Schwingungen auf vorgegebenen Bahnen aus, wenn sie durch Drehzahlungleichförmigkeiten angeregt werden. Durch diese Schwingungen wird der Erregerschwingung zu passenden Zeiten Energie entzogen und wieder zugeführt, so dass es zu einer Beruhigung der Erregerschwingung kommt und diese dadurch gedämpft wird. Da sowohl die Eigenfrequenz der Fliehkraftpendelschwingung als auch die Erregerfrequenz proportional zur Drehzahl sind, kann die Tilgerwirkung eines Fliehkraftpendels 4 über den gesamten Frequenzbereich der Schwingungen erzielt werden.In the field of centrifugal acceleration, these
Die Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 umfasst ferner einen Rupftilger 5. Der Rupftilger besteht aus einer Masse 51, die in Umfangsrichtung über einen Flansch elastisch mit der Nabe 3, oder auch direkt an einer Welle, mittels Federn 52 verbunden ist. D.h., der Flansch dient auch als Massenträgereinrichtung 54, der die Massen über die Federn 52 lagert. Der Rupftilger 5 kann aber auch mit Schrauben an der Kupplungsvorrichtung 1 angeschraubt oder anderweitig an der Kupplungsvorrichtung 1 befestigt sein. Ebenso kann der Rupftilger am Flansch des Fliehkraftpendels 4 befestigt sein.The
Zwischen Nabe 3 und Masse 51 ist eine Reibeinrichtung 53 vorgesehen, die durch Reibung die Schwingungsenergie aus dem System entfernt, d.h. die entstandene Schwingung der Masse durch den Energieverlust der Reibung abdämpft. Beispielsweise kann die Reibeinrichtung 53 mit an der Nabe 3 in Umfangsrichtung drehfest befestigten Reibflächen ausgestaltet sein, die mit der Masse 51 oder mit an der Masse 51 befestigten Elementen zusammenwirken. Die Reibeinrichtung 53 kann bspw. auch direkt an der Massenträgereinrichtung befestigt sein, bspw. indem an dieser die Reibflächen ausgebildet sind.Between
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Schwingungsdämpfungseinrichtung durch ein Fliehkraftpendel 4 und einen Rupftilger 5 ausgestaltet. Diese sind vorzugsweise zusammen auf einer Seite der Kupplungsvorrichtung 1 angeordnet, können jedoch auch auf gegenüber liegenden Seiten der Kupplungsvorrichtung 1 angeordnet sein. Da in der vorliegenden Ausführungsform die Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 durch zwei getrennt wirkende Schwingungsdämpfer ausgebildet ist, ist die konstruktive Freiheit recht groß, d.h. die Anordnung des Fliehkraftpendels 4 und/oder des Rupftilgers 5 kann relativ frei bestimmt werden. So kann beispielsweise das Fliehkraftpendel 4 auf der Nabe 3 montiert werden, und der Rupftilger 5 mit dem Trägerflansch 41 (der Massenträgereinrichtung) an einem Kupplungsflansch befestigt werden. Der Flansch ist dabei wieder über Federn 52 mit der Masse 51 verbunden. Es ist aber ebenfalls möglich, das Fliehkraftpendel 4 an einem Kupplungsflansch zu befestigen und dem Rupftilger 5 an der Nabe, oder die gesamte Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 am Kupplungsflansch zu montieren. In the present embodiment, the vibration damping device is configured by a centrifugal pendulum 4 and a judder absorber 5 . These are preferably arranged together on one side of the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kupplungsvorrichtungcoupling device
- 22
- Schwingungsdämpfungseinrichtungvibration damping device
- 33
- Nabe/Wellehub/shaft
- 44
- Fliehkraftpendeleinrichtungcentrifugal pendulum device
- 55
- Rupftilgerjudder absorber
- 1212
- Mitnehmerscheibedrive plate
- 1313
- Kraftübertragungseinrichtungpower transmission device
- 1414
- Federsegmentespring segments
- 1515
- Gegenscheibecounter washer
- 1616
- Nabenflanschhub flange
- 4141
- Massenträgereinrichtung/FlanschMass support device/flange
- 4242
- Laufrolleroller
- 4343
- Verbindungsbolzenconnecting bolts
- 4444
- Pendelmassependulum mass
- 5151
- MasseDimensions
- 5252
- Federnfeathers
- 5353
- Reibeinrichtungfriction device
- 5454
- Massenträgereinrichtung/FlanschMass support device/flange
- ZZ
- Drehachseaxis of rotation
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