DE102012219800A1

DE102012219800A1 - Drehschwingsdämpfer und Kupplungsaggregat

Info

Publication number: DE102012219800A1
Application number: DE102012219800A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Mende
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-11-11
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2013-05-16
Anticipated expiration: 2032-10-31
Also published as: DE102012219800B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere zur Vormontage an einer Kupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Eingangsteil, einem in Umfangsrichtung relativ zum Eingangsteil um eine Hauptdrehachse verdrehbaren Ausgangsteil, und einer Energiespeichereinrichtung, über die der Ausgangsteil verdrehbar, insbesondere begrenzt verdrehbar mit dem Eingangsteil gekoppelt ist, wobei der Ausgangsteil zur Abstützung nur an der Energiespeichereinrichtung und an der Kupplung ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, mit dessen Hilfe Drehschwingungen insbesondere in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit Verbrennungsmotor gedämpft beziehungsweise ganz oder teilweise getilgt werden können. Ferner betrifft diese Erfindung ein Kupplungsaggregat umfassend einen erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer vormontiert an einer Kupplung, insbesondere einer Doppelkupplung.
Im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs können bei relativ niedrigen Motordrehzahlen wegen einer Ungleichmäßigkeit des Motormoments Schwingungen auftreten. Diese Schwingungen können durch eine passive Isolation des Antriebsstrangs mit Hilfe eines Feder-Dämpfer-Systems isoliert werden, welches auch als Torsionsschwingungstilger- beziehungsweise Drehschwingungsdämpfungssystem bezeichnet wird. Die Technik der dynamischen Dämpfung oder Tilgung ist seit langem bekannt und in der technischen Literatur beschrieben. Durch Abstimmung der Eigenfrequenz einer zum Hauptsystem elastisch angekoppelten Sekundäroder Tilgermasse auf die Anregungsfrequenz können die Schwingungen der Primär- oder Hauptmasse im reibungsfreien System vollständig gedämpft beziehungsweise getilgt werden. Dies gilt aber nur für eine Frequenz, während die Anregungsfrequenzen in einem Fahrzeug sich von der Drehzahl abhängen und dadurch in einem breiten Bereich ändern.
Eine bekannte Modifizierung dieses Prinzips ist das Fliehkraftpendel. Hier wird die Tilgermasse als ein Pendel an die Hauptmasse verknüpft. Da das Pendel sich im Fliehkraftfeld befindet, steigt seine Eigenfrequenz proportional zur Drehzahl. Bekannt sind verschiedene konstruktive Umsetzungen dieses Prinzips, die sich durch Lagerung des Pendels unterscheiden. In der Offenlegungsschrift DE 103 10 831 A1 wurde zum Beispiel eine Kombination vom Zweimassenschwungrad (ZMS) mit Fliehkraftpendel vorgeschlagen. Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2009 030 971 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer bekannt, der eine Fliehkraftpendeleinrichtung in einer raumsparenden Anordnung im Hinblick auf den in axialer Richtung benötigten Bauraum aufweist.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Konstruktion eines Drehschwingungsdämpfers bzw. -tilgers weiter zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf den benötigten Bauraum. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehschwingungsdämpfer zur vereinfachten Vormontage mit einer Kupplung bereitzustellen, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
Die Lösung der Aufgaben erfolgt durch einen Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Drehschwingungsdämpfer, insbesondere zur Vormontage mit einer Kupplung zum Einsatz in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, geschaffen, mit einem Eingangsteil, einem in Umfangsrichtung relativ zum Eingangsteil um eine Hauptdrehachse verdrehbaren Ausgangsteil, und einer Energiespeichereinrichtung, über die das Ausgangsteil verdrehbar, insbesondere begrenzt verdrehbar mit dem Eingangsteil gekoppelt ist, wobei das Ausgangsteil zur Abstützung nur an der Energiespeichereinrichtung und an der Kupplung ausgebildet ist. Mit anderen Worten wird das Ausgangsteil des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers ausschließlich an der Energiespeichereinrichtung und an der Kupplung abgestützt, d.h. ohne Abstützung des Ausgangsteils auf dem Eingangsteil über eine drehbare axiale Lagerung oder Achsenlagerung, wie im Stand der Technik bekannt ist. Da diese Achsenlagerung völlig weggelassen ist, kann der erfindungsgemäßen Dämpfer entsprechend kompakter gestaltet werden und eine einfache und kostengünstige Basis-Konstruktion eines Drehschwingungsdämpfers wird damit erreicht. Eine vereinfachte Vormontage des Dämpfers mit einer Kupplung wird auch dadurch erreicht, dass der Drehschwingungsdämpfer keine eigene Lagerung an einer Kupplungswelle braucht. Eine Bewegung des Ausgangsteils um die Hauptdrehachse relativ zum Eingangsteil erfolgt über die Energiespeichereinrichtung, welche eine oder mehrere Federeinrichtungen in einem um die Hauptdrehachse verlaufenden Kanal aufweisen kann. Keine Verspanneinrichtung zur Spielbeseitigung zwischen Dämpfer und Kupplung wird benötigt, denn diese Funktion wird von der Energiespeichereinrichtung übernommen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Ausgangsteil ausschließlich zwei Abstützbereiche auf, nämlich einen ersten Abstützbereich zur Verbindung mit und Abstützung an der Energiespeichereinrichtung und einen zweiten Abstützbereich zur drehfesten Verbindung mit und Abstützung an der Kupplung. Vorzugsweise umfasst das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers ein ringförmiges Teil, der sich von der Energiespeichereinrichtung radial nach außen erstreckt und den zweiten Abstützbereich zur drehfesten Verbindung mit der Kupplung aufweist. Dieser zweite Abstützbereich des Ausgangsteils ist vorzugsweise in einem radial äußeren Abschnitt des ringförmigen Teils oder um dessen äußeren Umfang vorgesehen. Dieses sich von der Energiespeichereinrichtung radial nach außen erstreckende, ringförmige Teil ist vorzugsweise als Mitnehmerring zur drehfesten Verbindung in Vormontage mit einer Gegenplatte der Kupplung ausgebildet. Ferner umfasst das Ausgangsteil ein Verbindungselement, das in einem radial inneren Abschnitt des ringförmigen Teils beziehungsweise des Mitnehmerrings vorgesehen ist und den ersten Abstützbereich zur Verbindung mit und Abstützung an der Energiespeichereinrichtung aufweist. Vorzugsweise kann das Verbindungselement auch ringförmig ausgestaltet sein, zum Beispiel als Flansch, der mit der einen oder mehreren Federeinrichtungen (beispielsweise Bogenfedern) der Energiespeichereinrichtung in einer kraft- und bewegung-übertragenden Beziehung steht. Das Verbindungselement oder der Verbindungsflansch ist vorzugsweise mit dem Mitnehmerring an dessen radial inneren Abschnitt fest verbunden, zum Beispiel mittels einer Verschweißung, einer Vernietung, einer Verschraubung oder ähnlicher.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Drehschwingungsdämpfer ferner eine Fliehkraftpendeleinrichtung auf, die radial außerhalb der Energiespeichereinrichtung und in axialer Richtung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil überlappend zu der Energiespeichereinrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Fliehkraftpendeleinrichtung direkt am Mitnehmerring des Ausgangteils gelagert, sodass der Mitnehmerring nicht nur als Abtriebsflansch des Drehschwingungsdämpfers sondern auch als Trägerflansch für die Fliehkraftpendeleinrichtung dient. Typischerweise weist die Fliehkraftpendeleinrichtung mehrere Pendelelemente auf, die direkt an dem Mitnehmerring um einen innenliegenden Bogenfederkanal der Energiespeichereinrichtung herum und axial überlappend mit dem Bogenfederkanal angebracht sind. Auf dieser Weise wird eine in axialer Richtung besonders raumsparende Konstruktion des Drehschwingungsdämpfers erreicht. Die Pendelelemente sind daher jeweils in einem Raum radial außerhalb der Energiespeichereinrichtung angeordnet, welcher Raum mindestens teilweise in einer gemeinsamen radialen Ebene mit der Energiespeichereinrichtung liegt. Vorzugsweise ist der Raum der Pendel von einem Schutzteil, beispielsweise aus Blech, im Wesentlichen umgeben, der die Fliehkraftpendeleinrichtung vor Schmutz und Nässe und/oder vor einem Bersten der Pendelelemente schützen kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Eingangsteil eine Antriebsscheibe auf, vorzugsweise in Form einer sogenannten Flexplate. Da eine Flexplate eine relativ dünne, in der axialen Richtung etwas biegsame Antriebsscheibe ist, kann der Dämpfer durch die Flexplate von Axialschwingungen des Motors im Wesentlichen abgekoppelt werden. Eine(End-)Montage der Dämpfer/Doppelkupplungseinheit mit einer Kurbelwelle eines Motors kann über die Antriebsscheibe beziehungsweise über die Flexplate erfolgen, welche üblicherweise einen Zahnring oder -kranz für einen Anlasser trägt. Hierbei handelt es sich um eine Wandlerverschraubung an der Kurbelwelle.
Ferner betrifft die Erfindung ein Kupplungsaggregat, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet werden kann, vormontiert an einer Kupplung, wobei der Mitnehmerring des Drehschwingungsdämpfers in drehfester Verbindung mit einer Gegendruckplatte der Kupplung steht. Vorzugsweise ist die Kupplung eine Doppelkupplung.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers zusammengebaut mit einer Doppelkupplung und gezeigt im Halbschnitt.
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers 1 im Halbschnitt dargestellt. Der Drehschwingungsdämpfer 1 ist in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit 2, insbesondere einer Brennkraftmaschine, von der eine Kurbelwelle 3 ausgeht, und einem Getriebe 4 angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer 1 ist derart in dem Antriebsstrang eingebaut, dass der Drehschwingungsdämpfer 1 zwischen die Antriebseinheit 2 und eine Kupplung 5 (hier eine Doppelkupplung) geschaltet ist. Die Kupplung 5 wiederum ist zwischen den Drehschwingungsdämpfer 1 und das Getriebe 4 geschaltet.
Der Drehschwingungsdämpfer 1 ist als Zweimassenschwungrad mit einem Eingangsteil 10 als Primärschwungrad und einem Ausgangsteil 20 als Sekundärschwungrad ausgeführt, das relativ zu dem Eingangsteil 10 und entgegen der Wirkung einer Energiespeichereinrichtung 30 um eine Drehachse A verdrehbar ist. Die Energiespeichereinrichtung 30 umfasst eine oder mehrere Federeinrichtungen 32, insbesondere Bogenfedern, die in einem oder in mehreren ringförmigen Kanälen 34 um die Drehachse A angeordnet sind. Eine Bewegung des Ausgangsteils 20 relativ zu dem Eingangsteil 10 erfolgt somit durch eine Komprimierung oder eine Ausdehnung der Bogenfeder 32.
In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Eingangsteil 10 plattenartige Teile 12, 14, die die Kanäle 34 für die Bogenfedern 32 bilden und somit eine Art Gehäuse für die Energiespeichereinrichtung 30 ausgestalten. Diese plattenartigen Teile 12, 14 sind vorzugsweise aus Metall (also, Blech) und werden mit einem radial äußeren Abschnitt einer relativ dünnen, in axialer Richtung etwas biegsamen Antriebsscheibe 16 (also eine sogenannte Flexplate) über eine um die Achse A verteilte Verschraubung 6 befestigt. Die Antriebsscheibe oder Flexplate 16, die außerdem als Teil des Eingangsteils 10 des Drehschwingungsdämpfers 1 gilt, ist mittels einer weiteren Schraubverbindung 7 fest mit der Kurbelwelle 3 der Brennkraftmaschine verbunden. Die Flexplate 16 weist weiterhin einen Zahnkranz 18 um ihren Umfang herum auf, mit dem die Flexplate 16 zum Anlassen der Brennkraftmaschine von einem Anlasser-Motor betrieben werden kann.
Das Ausgangsteil 20 in diesem Ausführungsbeispiel weist ein Verbindungselement 22 in der Form eines Flansches auf, mit dem das Ausgangsteil 20 mit der Energiespeichereinrichtung 30 verbunden ist. Einen ersten Abstützbereich 23 ist in einem radial äußeren Abschnitt des Flansches 22 vorgesehen zur Abstützung an der Energiespeichereinrichtung in einer kraftund bewegung-übertragenden Beziehung mit der einen oder mehreren Bogenfedern 32. Das Ausgangsteil 20 weist ferner einen Mitnehmerring 24 auf, der im radial inneren Abschnitt mit dem Flansch 22 mittels einer Vernietung 25 fest verbunden ist. Der Mitnehmerring 24 erstreckt sich vom Flansch 22 und von der Energiespeichereinrichtung 30 radial nach außen und umfasst einen zweiten Abstützbereich 26 um dessen äußeren Umfang zur drehfesten Verbindung mit der Kupplung 5 mittels einer Verschraubung 27.
Der Drehschwingungsdämpfer 1 weist ferner eine Fliehkraftpendeleinrichtung 40 mit mehreren einzelnen Pendelelementen 42 auf, die um einen Umfang des Ausgangsteils 20 verteilt und unmittelbar am Mitnehmerring 24 montiert sind. Auf dieser Weise dient der Mitnehmerring 24 sowohl als einen Abtriebsflansch des Drehschwingungsdämpfers 1 als auch als einen Trägerflansch für die Fliehkraftpendeleinrichtung 40. In axialer Richtung zwischen dem Eingangsteil 10 und dem Ausgangsteil 20 sind die Pendelelemente 42 der Fliehkraftpendeleinrichtung 40 in Räumen 44 angeordnet, die radial außerhalb – aber in axialer Richtung überlappend zu – der Energiespeichereinrichtung 30 liegen. Das heißt, die Energiespeichereinrichtung 30 verwendet Bogenfeder 32 in einem innenliegenden Bogenfederkanal 34 und die Fliehkraftpendeleinrichtung 40 umfasst mehrere Pendel 42, die an dem Mitnehmerring 24 in einem Raum 44 um den Bogenfederkanal 34 herum und axial überlappend mit ihm angebracht sind. Der Raum 44, der gegebenenfalls ringförmig um die Achse A ausgestaltet sein kann, ist von einem Blechteil 46 radial umgeben, das als Schmutz- und/oder Berstenschutz für die Pendelelemente 42 dient.
Der Drehschwingungsdämpfer 1 kann an der Kupplung 5 beziehungsweise an der Gegenplatte 8 der Kupplung 5 vormontiert werden, um ein Kupplungsaggregat zu schaffen. Ohne eine zusätzliche Lagerung des Drehschwingungsdämpfers 1 auf einer Kupplungswelle 9 ist die Vormontage des Dämpfers 1 deutlich vereinfacht. Ferner wird durch einen Verzicht auf eine zusätzliche Achsenlagerung ein kompakter und raumsparender Drehschwingungsdämpfer 1 beziehungsweise Kupplungsaggregat geschaffen.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungsdämpfer
2: Antriebseinheit
3: Kurbelwelle
4: Getriebe
5: Doppelkupplung
6: Schraubverbindung
7: Schraubverbindung
8: Gegenplatte der Kupplung
9: Kupplungswelle
10: Eingangsteil
12: plattenartiges Teil oder Blechteil
14: plattenartiges Teil oder Blechteil
16: Antriebsscheibe oder Flexplate
18: Anlasser-Zahnkranz
20: Ausgangsteil
22: Verbindungselement oder -flansch
23: erster Abstützbereich
24: Mitnehmerring
25: Vernietung
26: zweiter Abstützbereich
27: Verschraubung
30: Energiespeichereinrichtung
32: Federeinrichtungen oder Bogenfeder
34: Bogenfederkanal
40: Fliehkraftpendeleinrichtung
42: Pendelelemente
44: Raum zur Aufnahme der Pendelelemente
46: Blechteil
A: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10310831 A1 [0003]
DE 102009030971 A1 [0003]

Claims

Drehschwingungsdämpfer (1), insbesondere zur Vormontage an einer Kupplung (5) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Eingangsteil (10), einem in Umfangsrichtung relativ zum Eingangsteil (11) um eine Hauptdrehachse (A) verdrehbaren Ausgangsteil (20), und einer Energiespeichereinrichtung (30), über die das Ausgangsteil (20) verdrehbar, insbesondere begrenzt verdrehbar mit dem Eingangsteil (10) gekoppelt ist, wobei das Ausgangsteil (20) zur Abstützung nur an der Energiespeichereinrichtung (30) und an der Kupplung (5) ausgebildet ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, wobei das Ausgangsteil (20) ausschließlich zwei Abstützbereiche (23, 26) aufweist, nämlich einen ersten Abstützbereich (23) zur Verbindung mit und Abstützung an der Energiespeichereinrichtung (30) und einen zweiten Abstützbereich (26) zur drehfesten Verbindung mit und Abstützung an der Kupplung.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 2, wobei das Ausgangsteil (20) einen Mitnehmerring (24) umfasst, der sich von der Energiespeichereinrichtung (30) radial nach außen erstreckt und den zweiten Abstützbereich (26) zur drehfesten Verbindung mit der Kupplung (5) aufweist, vorzugsweise in dessen radial äußeren Abschnitt oder um dessen radial äußeren Umfang.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 3, wobei ein Verbindungselement (22) in einem radial inneren Abschnitt des Mitnehmerrings (24) vorgesehen ist, welches Verbindungselement (22) den ersten Abstützbereich (23) zur Verbindung mit und Abstützung an der Energiespeichereinrichtung (30) aufweist und mit einer oder mehreren Federeinrichtungen (32) in einer kraft- und bewegung-übertragenden Beziehung steht.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einer Fliehkraftpendeleinrichtung (40), die radial außerhalb der Energiespeichereinrichtung (30) und in axialer Richtung zwischen dem Eingangsteil (10) und dem Ausgangsteil (20) überlappend zu der Energiespeichereinrichtung (30) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 5, wobei die Fliehkraftpendeleinrichtung (40) direkt an dem Mitnehmerring (24) gelagert ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Fliehkraftpendeleinrichtung (40) in einem Raum (44) radial außerhalb der Energiespeichereinrichtung (30) angeordnet und radial außerhalb von einem Schutzblech (46) im Wesentlichen umgeben ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Eingangsteil (10) eine Antriebsscheibe (16), insbesondere in Form einer Flexplate, aufweist und/oder zur Wandler-Verschraubung mit einer Kurbelwelle eines Antriebsstrangs ausgebildet ist, wobei das Ausgangsteil (20) zur Vormontage mit der Kupplung (5) über den Mitnehmerring (24) ausgebildet ist.
Kupplungsaggregat, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Drehschwingungsdämpfer (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche vormontiert an einer Kupplung (5), vorzugsweise an einer Doppelkupplung, wobei das Ausgangsteil (20) des Drehschwingungsdämpfers (1) in drehfester Verbindung mit einer Gegendruckplatte (8) der Kupplung (5) steht.
Kupplungsaggregat nach Anspruch 9, wobei das Eingangsteil (10) eine Flexplate aufweist und/oder mit einer Kurbelwelle (3) verbunden ist.