DE102012219800A1 - Drehschwingsdämpfer und Kupplungsaggregat - Google Patents
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Abstract
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 OffenlegungsschriftDE 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 Drehschwingungsdämpfers1 im Halbschnitt dargestellt. Der Drehschwingungsdämpfer1 ist in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit2 , insbesondere einer Brennkraftmaschine, von der eine Kurbelwelle3 ausgeht, und einem Getriebe4 angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer1 ist derart in dem Antriebsstrang eingebaut, dass der Drehschwingungsdämpfer1 zwischen die Antriebseinheit2 und eine Kupplung5 (hier eine Doppelkupplung) geschaltet ist. Die Kupplung5 wiederum ist zwischen den Drehschwingungsdämpfer1 und das Getriebe4 geschaltet. - Der Drehschwingungsdämpfer
1 ist als Zweimassenschwungrad mit einem Eingangsteil10 als Primärschwungrad und einem Ausgangsteil20 als Sekundärschwungrad ausgeführt, das relativ zu dem Eingangsteil10 und entgegen der Wirkung einer Energiespeichereinrichtung30 um eine Drehachse A verdrehbar ist. Die Energiespeichereinrichtung30 umfasst eine oder mehrere Federeinrichtungen32 , insbesondere Bogenfedern, die in einem oder in mehreren ringförmigen Kanälen34 um die Drehachse A angeordnet sind. Eine Bewegung des Ausgangsteils20 relativ zu dem Eingangsteil10 erfolgt somit durch eine Komprimierung oder eine Ausdehnung der Bogenfeder32 . - In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Eingangsteil
10 plattenartige Teile12 ,14 , die die Kanäle34 für die Bogenfedern32 bilden und somit eine Art Gehäuse für die Energiespeichereinrichtung30 ausgestalten. Diese plattenartigen Teile12 ,14 sind vorzugsweise aus Metall (also, Blech) und werden mit einem radial äußeren Abschnitt einer relativ dünnen, in axialer Richtung etwas biegsamen Antriebsscheibe16 (also eine sogenannte Flexplate) über eine um die Achse A verteilte Verschraubung6 befestigt. Die Antriebsscheibe oder Flexplate16 , die außerdem als Teil des Eingangsteils10 des Drehschwingungsdämpfers1 gilt, ist mittels einer weiteren Schraubverbindung7 fest mit der Kurbelwelle3 der Brennkraftmaschine verbunden. Die Flexplate16 weist weiterhin einen Zahnkranz18 um ihren Umfang herum auf, mit dem die Flexplate16 zum Anlassen der Brennkraftmaschine von einem Anlasser-Motor betrieben werden kann. - Das Ausgangsteil
20 in diesem Ausführungsbeispiel weist ein Verbindungselement22 in der Form eines Flansches auf, mit dem das Ausgangsteil20 mit der Energiespeichereinrichtung30 verbunden ist. Einen ersten Abstützbereich23 ist in einem radial äußeren Abschnitt des Flansches22 vorgesehen zur Abstützung an der Energiespeichereinrichtung in einer kraftund bewegung-übertragenden Beziehung mit der einen oder mehreren Bogenfedern32 . Das Ausgangsteil20 weist ferner einen Mitnehmerring24 auf, der im radial inneren Abschnitt mit dem Flansch22 mittels einer Vernietung25 fest verbunden ist. Der Mitnehmerring24 erstreckt sich vom Flansch22 und von der Energiespeichereinrichtung30 radial nach außen und umfasst einen zweiten Abstützbereich26 um dessen äußeren Umfang zur drehfesten Verbindung mit der Kupplung5 mittels einer Verschraubung27 . - Der Drehschwingungsdämpfer
1 weist ferner eine Fliehkraftpendeleinrichtung40 mit mehreren einzelnen Pendelelementen42 auf, die um einen Umfang des Ausgangsteils20 verteilt und unmittelbar am Mitnehmerring24 montiert sind. Auf dieser Weise dient der Mitnehmerring24 sowohl als einen Abtriebsflansch des Drehschwingungsdämpfers1 als auch als einen Trägerflansch für die Fliehkraftpendeleinrichtung40 . In axialer Richtung zwischen dem Eingangsteil10 und dem Ausgangsteil20 sind die Pendelelemente42 der Fliehkraftpendeleinrichtung40 in Räumen44 angeordnet, die radial außerhalb – aber in axialer Richtung überlappend zu – der Energiespeichereinrichtung30 liegen. Das heißt, die Energiespeichereinrichtung30 verwendet Bogenfeder32 in einem innenliegenden Bogenfederkanal34 und die Fliehkraftpendeleinrichtung40 umfasst mehrere Pendel42 , die an dem Mitnehmerring24 in einem Raum44 um den Bogenfederkanal34 herum und axial überlappend mit ihm angebracht sind. Der Raum44 , der gegebenenfalls ringförmig um die Achse A ausgestaltet sein kann, ist von einem Blechteil46 radial umgeben, das als Schmutz- und/oder Berstenschutz für die Pendelelemente42 dient. - Der Drehschwingungsdämpfer
1 kann an der Kupplung5 beziehungsweise an der Gegenplatte8 der Kupplung5 vormontiert werden, um ein Kupplungsaggregat zu schaffen. Ohne eine zusätzliche Lagerung des Drehschwingungsdämpfers1 auf einer Kupplungswelle9 ist die Vormontage des Dämpfers1 deutlich vereinfacht. Ferner wird durch einen Verzicht auf eine zusätzliche Achsenlagerung ein kompakter und raumsparender Drehschwingungsdämpfer1 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
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- DE 10310831 A1 [0003]
- DE 102009030971 A1 [0003]
Claims (10)
- 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.
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2012
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