DE102013202690A1 - Drehschwingungsdämpfer - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer (1) für einen Riementrieb eines Verbrennungsmotors, umfassend eine mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehfest verbindbare Nabe (2), ein Riemenscheibe (6), ein die Nabe mit der Riemenscheibe (6) verbindendes, elastisches Entkopplungselement (2), wobei das Entkopplungselement (7) an der breitesten Stelle in Axialrichtung (3) eine erste Breite (22) aufweist, und einen ersten mit der Nabe (2) verbundenen Torsionsschwingungsdämpfer (11), wobei der erste Torsionsschwingungsdämpfer (11) einen ersten Schwungring (9) und ein den ersten Schwungring (9) mit der Nabe (2) verbindendes elastisches Torsionselement (10) umfasst, wobei das Torsionselement (10) und das Entkopplungselement (7) in ihrer axialen Erstreckung, um zumindest 25% der ersten Breite (22), überlappen, oder der erste Torsionsschwingungsdämpfer (11) einen mit der Nabe (2) verbundenen Hohlkörper und ein in dem Hohlkörper in Öl gelagerten Schwungring umfasst, wobei der Schwungring und das Entkopplungselement (7) in ihrer axialen Erstreckung, um zumindest 25% der ersten Breite (22), überlappen.
Description
- Vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer für einen Riementrieb eines Verbrennungsmotors. Insbesondere wird der Drehschwingungsdämpfer in einem Kraftfahrzeug verwendet.
- Ein Drehschwingungsdämpfer ist üblicherweise ein Kombinationsbauteil aus einem Torsionsschwingungsdämpfer und einer entkoppelten Riemenscheibe. Der Torsionsschwingungsdämpfer umfasst üblicherweise einen Schwungring und ein Gummielement oder eine viskose Öllagerung. Dadurch wird ein Federmassesystem dargestellt, das die Torsionsschwingungen der Kurbelwelle und somit die Belastung der Kurbelwelle reduziert. Die Riemenscheibe ist üblicherweise über ein Gummielement von der Nabe entkoppelt. Das Gummielement lässt eine stärkere Verdrehung zu und reduziert die verbleibende Drehungleichförmigkeit und dadurch die Belastung des Riementriebs.
- Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Drehschwingungsdämpfer anzugeben, der bei kostengünstiger Herstellung und Montage sehr kompakt aufgebaut ist und betriebssicher funktioniert.
- Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.
- Somit wird die Aufgabe gelöst durch einen Drehschwingungsdämpfer für einen Riementrieb eines Verbrennungsmotors, umfassend eine mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehfest verbindbare Nabe. Entsprechend der Kurbelwelle bzw. entsprechend der Nabe sind eine Axialrichtung und eine Radialrichtung definiert. Der Drehschwingungsdämpfer umfasst ferner eine Riemenscheibe, ein Kopplungselement und einen ersten Torsionsschwingungsdämpfer. Um die Riemenscheibe wird ein entsprechender Riemen gelegt, um so den Drehschwingungsdämpfer mit Nebenaggregaten, beispielsweise einem Generator, zu verbinden. Die Nabe ist mit der Riemenscheibe über das elastische Entkopplungselement, welches insbesondere ringförmig ausgestaltet ist, verbunden. An dem Entkopplungselement ist an der breitesten Stelle, im Querschnitt betrachtet, eine erste Breite definiert. Die erste Breite wird in Axialrichtung gemessen. Der erste Torsionsschwingungsdämpfer ist mit der Nabe verbunden. Für den ersten Torsionsschwingungsdämpfer sind erfindungsgemäß zwei Varianten vorgesehen:
In der ersten Variante umfasst der erste Torsionsschwingungsdämpfer einen ersten Schwungring und ein den ersten Schwungring mit der Nabe verbindendes elastisches Torsionselement. Dieses elastische Torsionselement ist beispielsweise aus Gummi ausgestaltet. Das elastische Torsionselement ist ringförmig ausgebildet und an seinem inneren Umfang mit der Nabe verbunden. Der erste Schwungring sitzt bevorzugt am äußeren Umfang des elastischen Torsionselementes. Um einen möglichst kompakten Aufbau des Drehschwingungsdämpfers zu erreichen, ist vorgesehen, dass das Torsionselement und das Entkopplungselement in ihrer axialen Erstreckung überlappen. Betrachtet man den Drehschwingungsdämpfer im Querschnitt, so liegt das Torsionselement radial außerhalb des Entkopplungselementes. In axialer Richtung überlappen das Torsionselement und das Entkoppelungselement um zumindest 25% der ersten Breite. - In der zweiten Variante ist der erste Torsionsschwingungsdämpfer als „viskoser Dämpfer” ausgebildet. Hierzu umfasst der erste Torsionsschwingungsdämpfer einen mit der Nabe verbundenen Hohlkörper. Der Hohlraum in dem Hohlkörper ist ringförmig ausgestaltet. In dem Hohlkörper ist ein Schwungring in Öl gelagert. Um auch in der zweiten Variante einen möglichst kompakten Aufbau des Drehschwingungsdämpfers zu erreichen, ist vorgesehen, dass der Schwungring und das Entkopplungselement in ihrer axialen Erstreckung überlappen. Auch diese beiden Elemente überlappen um zumindest 25% der ersten Breite.
- In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass das Torsionselement und das Entkopplungselement in der ersten Variante in ihrer axialen Erstreckung um zumindest 40%, vorzugsweise zumindest 50%, besonders vorzugsweise zumindest 60%, der ersten Breite überlappen. Dementsprechend überlappen bevorzugt in der zweiten Variante der Schwungring und das Entkopplungselement in ihrer axialen Erstreckung um zumindest 40%, vorzugsweise zumindest 50%, besonders vorzugsweise zumindest 60%, der ersten Breite. Durch die größere Überlappung der zentralen Bauteile des ersten Torsionsschwingungsdämpfers und der entkoppelten Riemenscheibe ist ein sehr kompakter Aufbau mit möglichst geringer axialer Erstreckung möglich.
- Ferner ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Riemenscheibe auf dem ersten Torsionsschwingungsdämpfer gleitbeweglich gelagert ist. In der ersten Variante ist die Riemenscheibe auf dem ersten Schwungring des ersten Torsionsschwingungsdämpfers gleitbeweglich gelagert. In der zweiten Variante, bei Ausbildung des ersten Torsionsschwingungsdämpfers als viskoser Dämpfer, wird die Riemenscheibe vorzugsweise auf dem Hohlkörper gelagert.
- Durch die Lagerung der Riemenscheibe auf dem ersten Torsionsschwingungsdämpfer überlappen die Riemenscheibe und der Torsionsschwingungsdämpfer in ihrer axialen Erstreckung, so dass auch in diesem Bereich ein kompakter Aufbau möglich ist.
- Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Entkopplungselement als sog. „axiale Gummispur” ausgebildet ist. Hierzu ist die Riemenscheibe an einer axialen ersten Stirnfläche des Entkopplungselementes mit dem Entkopplungselement verbunden. Die Nabe, insbesondere ein die Nabe mit dem Entkopplungselement verbindender Verbindungsarm, ist an einer der ersten Stirnfläche gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Entkopplungselementes mit dem Entkopplungselement verbunden. Durch diese Anbindung des Entkopplungselementes an den Stirnseiten, kann das Entkopplungselement relativ breit, in Axialrichtung gemessen, ausgebildet werden. Die Erstreckung des Entkopplungselementes in Radialrichtung wird gleichzeitig reduziert. Dadurch kann der Bauraum radial innerhalb des Torsionselementes optimal ausgenutzt werden. Da das Torsionselement ohnehin eine gewisse Breite in axialer Richtung aufweist, ist es von Vorteil, auch das Entkopplungselement durch die Ausbildung als axiale Gummispur in der Axialrichtung zu strecken.
- Alternativ dazu ist bevorzugt eine radiale Gummispur vorgesehen. Dabei ist die Riemenscheibe an einer radialen Außenseite des Entkopplungselements mit dem Entkopplungselement verbunden. Die Nabe oder ein entsprechender Verbindungsarm ist an der radialen Innenseite des Entkopplungselements mit dem Entkopplungselement verbunden.
- Das Entkopplungselement ist vorzugsweise, im Querschnitt betrachtet, V-förmig. Dabei weist das Entkopplungselement, an seiner radialen Außenseite in Axialrichtung gemessen eine größere Breite als an seiner radialen Innenseite auf. Diese Ausbildung ist insbesondere bevorzugt für die axiale Gummispur vorgesehen.
- Der Drehschwingungsdämpfer weist bevorzugt einen zweiten Torsionsschwingungsdämpfer auf. Die Riemenscheibe befindet sich in Axialrichtung zwischen dem ersten Torsionsschwingungsdämpfer und dem zweiten Torsionsschwingungsdämpfer. Der zweite Torsionsschwingungsdämpfer kann entweder als Gummidämpfer oder als viskoser Dämpfer ausgebildet sein. Als Gummidämpfer umfasst der zweite Torsionsschwingungsdämpfer ein entsprechendes elastisches Torsionselement mit einem Schwungring. Als viskoser Dämpfer umfasst der zweite Torsionsschwingungsdämpfer einen Hohlkörper, in dem ein Schwungring ölgelagert ist. In besonders bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass der erste Torsionsschwingungsdämpfer als Gummidämpfer und der zweite Torsionsschwingungsdämpfer als viskoser Dämpfer ausgebildet sind.
- Bevorzugt überragen die beiden Torsionsschwingungsdämpfer die Riemenscheibe in Radialrichtung. In Axialrichtung begrenzen die beiden Torsionsschwingungsdämpfer bevorzugt die Riemenscheibe, so dass eine achsversetzte Montage, beispielsweise der Versatz um eine Rille, des Riemens nicht möglich ist.
- An dem Drehschwingungsdämpfer ist eine Montageseite definiert. Diese Montageseite wird dem Verbrennungsmotor zugewandt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der zweite Torsionsschwingungsdämpfer näher an der Montageseite angeordnet ist, als der erste Torsionsschwingungsdämpfer. Im montierten Zustand befindet sich somit der zweite Torsionsschwingungsdämpfer näher an dem Verbrennungsmotor.
- Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen der Riemenscheibe und dem Entkopplungselement ein Hohlraum ausgebildet ist, der in Axialrichtung offen ist. Dieser Hohlraum öffnet sich zu der der Montageseite gegenüberliegenden Seite. Das Torsionselement ragt in den Hohlraum hinein. Durch dieses Ineinanderragen der einzelnen Bauteile ist ein kompakter Aufbau möglich.
- Die Erfindung zeigt einen kompakten und leichten Aufbau eines Drehschwingungsdämpfers. Durch das geringe Gewicht des Drehschwingungsdämpfers kann die Belastung der Kurbelwellenlagerung reduziert werden. Insbesondere durch den sehr kompakten Aufbau in axialer Richtung ragt der Drehschwingungsdämpfer nicht mehr so weit, wie im Stand der Technik, über das äußerste Lager der Kurbelwelle hinaus. Dadurch reduziert sich die auf das Lager wirkende Kraft.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
-
1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers gemäß einem Ausführungsbeispiel, und -
2 eine Detailansicht zu1 . - Die beiden
1 und2 zeigen einen Drehschwingungsdämpfer1 . Der Drehschwingungsdämpfer1 weist eine Nabe2 auf. Mittels eines Klemmelementes25 kann die Nabe2 an der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors befestigt werden. Hierzu weist das Klemmelement25 Befestigungslöcher auf. Entsprechend der Nabe2 sind eine Axialrichtung3 und eine Radialrichtung4 definiert. Eine Montageseite5 ist im montierten Zustand dem Verbrennungsmotor zugewandt. - Der Drehschwingungsdämpfer
1 umfasst eine Riemenscheibe6 . Die Riemenscheibe6 ist über ein elastisches Entkopplungselement7 mit der Nabe2 verbunden. Die direkte Verbindung zwischen dem elastischen Entkopplungselement7 und der Nabe2 erfolgt über einen Verbindungsarm8 . Das elastische Entkopplungselement7 ist ringförmig ausgebildet und weist zwei axiale Stirnseiten auf. An einer axialen Stirnseite ist die Riemenscheibe6 angebunden. An der anderen axialen Stirnseite ist der Verbindungsarm8 zur Nabe2 angebunden. Es handelt sich somit bei dem Entkopplungselement7 um eine axiale Gummispur. Zwischen der Riemenscheibe6 und dem Entkopplungselement7 ist ein Hohlraum17 definiert. Dieser Hohlraum17 öffnet sich in Axialrichtung zu der der Montageseite5 gegenüberliegenden Seite. - Der Drehschwingungsdämpfer
1 umfasst ferner einen ersten Torsionsschwingungsdämpfer11 . Der erste Torsionsschwingungsdämpfer11 umfasst einen ersten Schwungring9 . Auf dem ersten Schwungring9 ist die Riemenscheibe6 gleitbeweglich gelagert. Der erste Schwungring9 ist mit einem ringförmigen elastischen Torsionselement10 verbunden. Das Torsionselement10 wiederum ist über einen weiteren Verbindungsarm13 mit der Nabe2 verbunden. - Der weitere Verbindungsarm
13 setzt sich zusammen aus einem ersten axialen Anteil13 , der direkt mit dem Torsionselement10 verbunden ist, einem zweiten axialen Anteil16 , der mit der Nabe2 verbunden ist, und einem radialen Anteil15 , der den ersten axialen Anteil14 mit dem zweiten axialen Anteil16 verbindet. - Das Entkopplungselement
7 befindet sich in dem Raum zwischen dem ersten axialen Anteil14 und dem zweiten axialen Anteil16 . Dadurch ragen der erste axiale Anteil14 und das Torsionselement10 in den Hohlraum17 . - Der Drehschwingungsdämpfer
1 umfasst ferner einen zweiten Torsionsschwingungsdämpfer12 , ausgebildet als viskoser Dämpfer. Der zweite Torsionsschwingungsdämpfer12 umfasst einen Hohlkörper18 . In den Hohlkörper18 ist ein zweiter Schwungring19 eingesetzt. Der zweite Schwungring19 ist mit einem viskosen Öl in dem Hohlkörper18 gelagert. - Der Hohlkörper
18 und der erste Schwungring9 bilden jeweils eine seitliche Begrenzung21 , die in Radialrichtung4 über die Riemenscheibe6 hinausragt. Dadurch ist eine seitliche Begrenzung für den Riemen gegeben. - Insbesondere
2 zeigt, dass das elastische Entkopplungselement7 an seiner breitesten Stelle, insbesondere an seiner radial äußersten Stelle, eine erste Breite22 aufweist. An der radialen Innenseite des elastischen Entkopplungselements7 ist eine zweite Breite23 definiert. Die erste Breite22 ist bevorzugt größer als die zweite Breite23 . - Des Weiteren weist das Torsionselement
10 in Axialrichtung3 gemessen eine dritte Breite24 auf. - Das Entkopplungselement
7 und das Torsionselement10 überlappen in ihrer axialen Erstreckung um zumindest 25% der ersten Breite22 . Dadurch ist ein sehr kompakter Aufbau in Axialrichtung3 gegeben. - Der Verbindungsarm
8 kann alternativ mit dem zweiten axialen Anteil16 fest oder lösbar verbunden sein. - Der weitere Verbindungsarm
13 und das Klemmelement25 können alternativ als ein Bauteil dargestellt werden, insbesondere als ein Gussbauteil. Ebenso können der Hohlkörper18 und die Nabe2 als ein Bauteil, vorzugsweise als Gussbauteil, ausgebildet sein. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Nabe
- 3
- Axialrichtung
- 4
- Radialrichtung
- 5
- Montageseite
- 6
- Riemenscheibe
- 7
- elastisches Entkopplungselement
- 8
- Verbindungsarm
- 9
- erster Schwungring
- 10
- elastisches Torsionselement
- 11
- erster Torsionsschwingungsdämpfer
- 12
- zweiter Torsionsschwingungsdämpfer
- 13
- weiterer Verbindungsarm
- 14
- erster axialer Anteil
- 15
- radialer Anteil
- 16
- zweiter axialer Anteil
- 17
- Hohlraum
- 18
- Hohlkörper
- 19
- zweiter Schwungring
- 21
- seitliche Begrenzung
- 22
- erste Breite
- 23
- zweite Breite
- 24
- dritte Breite
- 25
- Klemmelement
Claims (10)
- Drehschwingungsdämpfer (
1 ) für einen Riementrieb eines Verbrennungsmotors, umfassend – eine mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors drehfest verbindbare Nabe (2 ), – ein Riemenscheibe (6 ), – ein die Nabe mit der Riemenscheibe (6 ) verbindendes, elastisches Entkopplungselement (2 ), wobei das Entkopplungselement (7 ) an der breitesten Stelle in Axialrichtung (3 ) eine erste Breite (22 ) aufweist, und – einen ersten mit der Nabe (2 ) verbundenen Torsionsschwingungsdämpfer (11 ), wobei – der erste Torsionsschwingungsdämpfer (11 ) einen ersten Schwungring (9 ) und ein den ersten Schwungring (9 ) mit der Nabe (2 ) verbindendes elastisches Torsionselement (10 ) umfasst, wobei das Torsionselement (10 ) und das Entkopplungselement (7 ) in ihrer axialen Erstreckung, um zumindest 25% der ersten Breite (22 ), überlappen, oder – der erste Torsionsschwingungsdämpfer (11 ) einen mit der Nabe (2 ) verbundenen Hohlkörper und ein in dem Hohlkörper in Öl gelagerten Schwungring umfasst, wobei der Schwungring und das Entkopplungselement (7 ) in ihrer axialen Erstreckung, um zumindest 25% der ersten Breite (22 ), überlappen. - Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionselement (
10 ) und das Entkopplungselement (7 ) in ihrer axialen Erstreckung, um zumindest 40%, vorzugsweise zumindest 50%, besonders vorzugsweise zumindest 60%, der ersten Breite (22 ), überlappen, oder dass der Schwungring und das Entkopplungselement (7 ) in ihrer axialen Erstreckung, um zumindest 40%, vorzugsweise zumindest 50%, besonders vorzugsweise zumindest 60%, der ersten Breite (22 ), überlappen. - Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (
6 ) auf dem ersten Torsionsschwingungsdämpfer (11 ) gleitbeweglich gelagert ist. - Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (
6 ) an einer axialen ersten Stirnfläche des Entkopplungselementes (7 ) mit dem Entkopplungselement (7 ) verbunden ist, und die Nabe (2 ) an einer der ersten Stirnfläche gegenüberliegenden zweiten Stirnfläche des Entkopplungselementes (7 ) mit dem Entkopplungselement (7 ) verbunden ist. - Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (
6 ) an einer radialen Außenseite des Entkopplungselementes (7 ) mit dem Entkopplungselement (7 ) verbunden ist, und die Nabe (2 ) an einer radialen Innenseite des Entkopplungselementes (7 ) mit dem Entkopplungselement (7 ) verbunden ist. - Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungselement (
7 ) an seiner radialen Außenseite in Axialrichtung (3 ) gemessen breiter ist als an seiner radialen Innenseite. - Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zweiten mit der Nabe (
2 ) verbundenen Torsionsschwingungsdämpfer (12 ), wobei die Riemenscheibe (6 ) in Axialrichtung (3 ) zwischen dem ersten Torsionsschwingungsdämpfer (11 ) und dem zweiten Torsionsschwingungsdämpfer (12 ) angeordnet ist. - Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Torsionsschwingungsdämpfer (
11 ) und der zweite Torsionsschwingungsdämpfer (12 ) die Riemenscheibe (6 ) in Radialrichtung (4 ) überragen und in Axialrichtung (3 ) seitlich begrenzen, so dass eine axialversetzte Montage eines Riemens nicht möglich ist. - Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine dem Verbrennungsmotor zuzuwendende Montageseite (
5 ), wobei der zweite Torsionsschwingungsdämpfer (12 ) näher an der Montageseite (5 ) angeordnet ist als der erste Torsionsschwingungsdämpfer (11 ). - Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlraum (
17 ) zwischen der Riemenscheibe (6 ) und dem Entkopplungselement (7 ) in Axialrichtung (3 ) zu der der Montageseite (5 ) abgewandten Seite hin offen ist, und das Torsionselement (10 ) in den Hohlraum (17 ) ragt.
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