DE102014206296A1

DE102014206296A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102014206296A1
Application number: DE102014206296.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Kühnle; Peter Wahl
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2015-10-08

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, der drehbar um eine Drehachse eines Antriebsstrangs lagerbar ist, aufweisend eine Eingangsseite, eine Getriebeanordnung, eine Federanordnung und eine Ausgangsseite, wobei die Eingangsseite mit einem Antriebsmotor verbindbar ist, wobei die Ausgangsseite mit einer weiteren Komponente des Antriebsstrangs verbindbar ist, wobei die Getriebeanordnung die Eingangsseite mit der Federanordnung koppelt, wobei die Federanordnung die Getriebeanordnung mit der Ausgangsseite koppelt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer gemäß Patentanspruch 1.
Aus der DE 10 2012 215 831 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, wobei der Torsionsschwingungsdämpfer einen Eingangsflansch zur Verbindung mit einem Antriebsmotor, einen Zwischenflansch, ein Planetengetriebe zur Kopplung des Eingangsflanschs mit dem dem Zwischenflansch, einen Ausgangsflansch zur Verbindung mit einem Getriebe und ein Federsystem zur drehelastischen Verbindung des Zwischenflanschs mit dem Ausgangsflansch umfasst. Das Planetengetriebe umfasst ein mit dem Eingangsflansch drehfest verbundenes Sonnenrad, ein mit dem Ausgangsflansch drehfest verbundenes Hohlrad und ein Planetenrad, das am Zwischenflansch drehbar gelagert ist. Ein erster Verdrehwinkel zwischen dem Eingangsflansch und dem Ausgangsflansch ist dabei größer als ein zweiter Verdrehwinkel zwischen dem Zwischenflansch und dem Ausgangsflansch.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Drehschwingungsdämpfer bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mittels eines Drehschwingungsdämpfers gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbesserter Drehschwingungsdämpfer dadurch bereitgestellt werden kann, dass der Drehschwingungsdämpfer drehbar um eine Drehachse eines Antriebsstrangs lagerbar ist. Der Drehschwingungsdämpfer umfasst eine Eingangsseite, eine Getriebeanordnung, eine Federanordnung und eine Ausgangsseite. Die Eingangsseite ist mit einem Antriebsmotor verbindbar. Die Ausgangsseite ist mit einer weiteren Komponente des Antriebsstrangs verbindbar. Die Getriebeanordnung koppelt die Eingangsseite mit der Federanordnung. Die Federanordnung kopplet die Getriebeanordnung mit der Ausgangsseite. Dadurch können besonders hohe Verdrehwinkel der Eingangsseite in die Federanordnung eingeleitet werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Getriebeanordnung ein erstes Stirnrad und wenigstens ein zweites Stirnrad auf. Das erste Stirnrad ist mit der Eingangsseite gekoppelt. Das zweite Stirnrad ist radial außenseitig zu dem ersten Stirnrad angeordnet, wobei eine Verzahnung des zweiten Stirnrads radial innenseitig des zweiten Stirnrads angeordnet ist, wobei die Ausgangsseite wenigstens eine Aufnahme aufweist, wobei in der Aufnahme die Federanordnung zumindest teilweise angeordnet ist, wobei radial innenseitig zur Federanordnung das zweite Stirnrad angeordnet ist.
Ferner ist von Vorteil, wenn radial außenseitig an dem zweiten Stirnrad wenigstens ein Betätigungselement vorgesehen ist, wobei die Federanordnung sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung erstreckt, wobei das Betätigungselement einer ersten Stirnseite der Federanordnung und die Ausgangsseite einer zweiten Stirnseite der Federanordnung zugeordnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Stirnrad als Zahnstange und die Federanordnung als Druckfeder ausgebildet, wobei das zweite Stirnrad ausgebildet ist, bei einer Verdrehung des ersten Stirnrads die Federanordnung in linearer Richtung zu betätigen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Drehschwingungsdämpfers;
2 einen Längsschnitt durch den in 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfer;
3 einen Halblängsschnitt durch den in 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfer;
4 einen Querschnitt durch den in den 1 bis 3 gezeigten Drehschwingungsdämpfer in einem ersten Betriebszustand; und
5 einen Querschnitt durch den in den 1 bis 3 gezeigten Drehschwingungsdämpfer in einem zweiten Betriebszustand.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Drehschwingungsdämpfers 10. 2 zeigt einen Längsschnitt durch den in 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfer 10 und 3 zeigt einen Halblängsschnitt durch den in 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfer 10. Nachfolgend sollen die 1 bis 3 gemeinsam erläutert werden.
Der Drehschwingungsdämpfer 10 ist drehbar um eine Drehachse 15 lagerbar. Der Drehschwingungsdämpfer 10 dient dazu, Drehschwingungen innerhalb eines Antriebsstrangs (nicht dargestellt) eines Kraftfahrzeugs zu dämpfen. Der Drehschwingungsdämpfer 10 weist eine Eingangsseite 20, eine Ausgangsseite 25, eine Getriebeanordnung 30 sowie eine Federanordnung 35 auf.
Die Eingangsseite 20 ist ausgebildet, mit einem Hubkolbenmotor des Antriebsstrangs verbunden zu werden. Dazu weist die Eingangsseite 20 eine Eingangswelle 40 auf. Die Ausgangsseite 25 weist ein erstes Scheibenteil 45 und ein zweites Scheibenteil 50 auf. Die beiden Scheibenteile 45, 50 sind in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet und mittels mehrere Verbindungselemente 55, die parallel zur Drehachse 15 angeordnet sind, verbunden. Die Ausgangsseite 25 ist ausgebildet, mit einer Getriebeeingangswelle verbunden zu werden. Dazu können in zumindest einem der beiden Scheibenteile 45, 50 Ausnehmungen vorgesehen sein, um die Ausgangsseite 25 mit einem Flansch zu verbinden.
In der Ausführungsform ist radial außenseitig an den Scheibenteilen 45, 50 ein Fliehkraftpendel 60 vorgesehen. Das Fliehkraftpendel 60 weist eine Pendelmasse 65 auf, die axial zwischen den beiden Scheibenteilen 45, 50 angeordnet ist. Die Pendelmasse 65 ist mittels einer Kulissenführung 70 mit den beiden Scheibenteilen 45, 50 verbunden, sodass die Pendelmasse 65 mittels der Kulissenführung 70 entlang einer Pendelbahn bei Einleitung einer Drehschwingung in die Eingangsseite 20 zum Pendeln angeregt wird. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass das Fliehkraftpendel 60 andersartig als in den 1 bis 5 gezeigt ausgebildet ist oder gänzlich auf das Fliehkraftpendel 60 verzichtet wird.
In dem ersten Scheibenteil 45 sind zwei gegenüberliegend bezogen auf die Drehachse angeordnete erste Aufnahmen 75 vorgesehen. Die erste Aufnahme 75 weist einen ersten Aufnahmeabschnitt 80 und einen zweiten Aufnahmeabschnitt 85 auf. Der erste Aufnahmeabschnitt 80 erstreckt sich im Wesentlichen geradlinig zu einer Tangente zu der Drehachse 15. Der zweite Aufnahmeabschnitt 85 ist radial innenseitig und in Umfangsrichtung versetzt zu dem ersten Aufnahmeabschnitt 80 angeordnet. Der zweite Aufnahmeabschnitt 85 ist ebenso geradlinig ausgebildet. Der erste Aufnahmeabschnitt 80 weist in radialer Richtung eine größere Erstreckung auf als der zweite Aufnahmeabschnitt 85.
In dem zweiten Scheibenteil 50 sind zwei gegenüberliegend bezogen auf die Drehachse 15 angeordnete zweite Aufnahmen 90 vorgesehen. Die zweite Aufnahme 90 weist einen dritten Aufnahmeabschnitt 95 und einen vierten Aufnahmeabschnitt 100 auf. Der dritte Aufnahmeabschnitt 95 ist analog zum ersten Aufnahmeabschnitt 80 ausgebildet. Der vierte Aufnahmeabschnitt 100 ist auf einer zum zweiten Aufnahmeabschnitt 85 gegenüberliegenden Seite in Umfangsrichtung radial innenseitig angrenzend an den dritten Aufnahmeabschnitt 95 angeordnet.
Die Federanordnung 35 weist ein erstes Federelement 105 und ein bezogen auf die Drehachse 15 angeordnetes zweites Federelement 110 auf. Die Federelemente 105, 110 sind bezogen auf die Drehachse 15 gegenüberliegend angeordnet. Die Federelemente 105, 110 sind in der Ausführungsform als Druckfedern ausgebildet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Federelemente 105, 110 andersartig ausgebildet sind. So ist insbesondere eine Ausbildung als Bogenfeder denkbar. Die Federelemente 105, 110 sind jeweils im ersten Aufnahmeabschnitt 80 bzw. im dritten Aufnahmeabschnitt 95 der ersten Aufnahme 75 bzw. der zweiten Aufnahme 90 angeordnet. Bezogen auf das Federelement 105, 110 ist somit der zweite und vierte Aufnahmeabschnitt 85, 100 radial innenseitig zu dem Federelement 105, 110 angeordnet.
Die Getriebeanordnung 30 weist ein erstes Stirnrad 115 und ein zweites Stirnrad 120 auf. Das erste Stirnrad 115 weist eine erste Verzahnung 125 auf, die umfangsseitig an dem Stirnrad 115 vorgesehen ist. In der Ausführungsform ist die Eingangswelle 40 zusammen mit dem ersten Stirnrad 115 einstückig und materialeinheitlich ausgebildet, sodass die Verzahnung 125 ebenso an einer äußeren Umfangsfläche der Eingangswelle 40 angeordnet ist.
Das zweite Stirnrad 120 weist eine radial innenseitig angeordnete zweite Verzahnung 130 auf. Die zweite Verzahnung 130 ist derart ausgebildet, dass die erste Verzahnung 125 in die zweite Verzahnung 130 kämmend eingreifen kann. In der Ausführungsform ist das zweite Stirnrad 120 als Zahnstange ausgebildet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass das zweite Stirnrad 120, insbesondere bei der Verwendung von Bogenfedern für die Federanordnung 35, zumindest teilringförmig ausgebildet ist.
Radial außenseitig ist an dem zweiten Stirnrad 120 ein erstes Betätigungselement 135 und ein zweites Betätigungselement 140 angeordnet. Das erste Betätigungselement 135 ist dabei an einem ersten Längsende 145 des zweiten Stirnrads 120 angeordnet. Das zweite Betätigungselement 140 ist an einem zweiten Längsende 150 des zweiten Stirnrads 120 angeordnet. Die beiden Betätigungselemente 135, 140 erstrecken sich radial von innen nach außen hin und sind radial innenseitig mit dem zweiten Stirnrad 120 verbunden. Auf einer jeweils dem Federelement 105, 110 zugewandten Seite des Betätigungselements 135, 140 ist jeweils ein Halteelement 155 vorgesehen, das radial innenseitig in das Federelement 105, 110 eingreift, um so ein radiales Verrutschen des Federelements 105, 110 in der Aufnahme 75, 90 zu verhindern.
Ferner ist jeweils an einem Längsende 145, 150 des zweiten Stirnrads 120 ein Gleitelement 160 vorgesehen. Die Gleitelemente 160 sind diagonal bezogen auf die Drehachse 15 an dem zweiten Stirnrad 120 angeordnet und erstrecken sich in entgegengesetzte Richtungen parallel zur Drehachse 15. Dabei greift ein Gleitelement 160 in den zweiten Aufnahmeabschnitt 85 und das andere Gleitelement 160 in den vierten Aufnahmeabschnitt 100 ein. Die Gleitelemente 160 bilden zusammen mit dem zweiten bzw. vierten Aufnahmeabschnitt 85, 100 jeweils eine weitere Kulissenführung 151 aus, um das zweite Stirnrad 120 in seiner Bewegung zu führen. Dabei führen die Gleitelemente 160 in den beiden Aufnahmeabschnitten 85, 100 bei Ausbildung des zweiten Stirnrads 120 als Zahnstange das zweite Stirnrad 120 in einer linearen Bewegung.
In 4 ist der Drehschwingungsdämpfer 10 in einer Ruhelage dargestellt. Dabei weisen die Federelemente 105, 110 ihre maximale Längserstreckung in der jeweiligen Aufnahme 75, 90 auf. Wird, wie in 5 gezeigt, eine Drehschwingung über die Eingangsseite 20 in das erste Stirnrad 115 eingeleitet, so verdreht sich das erste Stirnrad 115 gegenüber den Scheibenteilen 45, 50 und betätigt das zweite Stirnrad 120. Das zweite Stirnrad 120 reduziert die effektive Länge in der Aufnahme 75, 90, sodass mittels des in 5 beispielhaft gezeigten ersten Betätigungselements 135 das Federelement 105, 110 in der Aufnahme 75, 90 gestaucht wird. Dadurch wird die Energie der Drehschwingung in das Federelement 105, 110 übertragen. Das Federelement 105, 110 drückt an eine Stirnseite 165 der Aufnahme 75, 90 und leitet somit die Drehschwingung weiter und überträgt die Drehschwingung, vorteilweise in reduziertem Maße, weiter an die Ausgangsseite 25.
Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Ausgangsseite 25 und die Eingangsseite 20 vertauscht sind. Auch ist denkbar, dass sowohl die Drehmomenteinleitung als auch die Drehmomentausleitung über das erste Stirnrad 115 erfolgt und somit die Stauchung der Federelemente 105, 110, wie in den 4 und 5 gezeigt, in beiden Umfangsrichtungen erfolgen kann.
Zusätzlich können, damit die Federanordnung 35 bzw. die Getriebeanordnung 30 nicht verkippen, weitere Zahnräder, Rollen oder Kulissenführungen 70 vorgesehen sein. Auch ist denkbar, dass zusätzliche Federelemente 105, 110 vorgesehen sind. Insbesondere ist denkbar, dass das Federelement 105, 110 zweiteilig wie in den 1 und 2 ausgebildet ist, wobei ein erstes Federelementteil 170 radial außenseitig eines zweiten Federelementteils 175 angeordnet ist. Auch ist denkbar, dass das zweite Federelementteil 175 einen Freiwinkel aufweist, sodass zuerst nur das erste Federelementteil 170 und dann das zweite Federelementteil 175 beim Stauchen des Federelements 105, 110 betätigt wird.
Die Ausgestaltung hat den Vorteil, dass hohe Verdrehwinkel des ersten Stirnrads 115 bzw. der Eingangswelle 40 möglich sind, da der hohe Verdrehwinkel durch eine Übersetzung der Getriebeanordnung 30 entsprechend an die Ausgestaltung der Federanordnung 35 angepasst werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Drehschwingungsdämpfer
15: Drehachse
20: Eingangsseite
25: Ausgangsseite
30: Getriebeanordnung
35: Federanordnung
40: Eingangswelle
45: erstes Scheibenteil
50: zweites Scheibenteil
55: Verbindungselement
60: Fliehkraftpendel
65: Pendelmasse
70: Kulissenführung
75: erste Aufnahme
80: erster Aufnahmeabschnitt
85: zweiter Aufnahmeabschnitt
90: zweite Aufnahme
95: dritter Aufnahmeabschnitt
100: vierter Aufnahmeabschnitt
105: erstes Federelement
110: zweites Federelement
115: erstes Stirnrad
120: zweites Stirnrad
125: erste Verzahnung
130: zweite Verzahnung
135: erstes Betätigungselement
140: zweites Betätigungselement
145: erstes Längsende
150: zweites Längsende
151: Kulissenführung
155: Halteelement
160: Gleitelement
165: Stirnseite
170: erstes Federelementteil
175: zweites Federelementteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012215831 [0002]

Claims

Drehschwingungsdämpfer (10), der drehbar um eine Drehachse (15) eines Antriebsstrangs lagerbar ist, – aufweisend eine Eingangsseite (20), eine Getriebeanordnung (30), eine Federanordnung (35) und ein Ausgangsseite (25), – wobei die Eingangsseite (20) mit einem Antriebsmotor verbindbar ist, – wobei das die Ausgangsseite (25) mit einer weiteren Komponente des Antriebsstrangs verbindbar ist, – wobei die Getriebeanordnung (30) die Eingangsseite (20) mit der Federanordnung (35) koppelt, – wobei die Federanordnung (35) die Getriebeanordnung (30) mit der Ausgangsseite (25) koppelt.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, – wobei die Getriebeanordnung (30) ein erstes Stirnrad (115) und wenigstens ein zweites Stirnrad (120) aufweist, – wobei das erste Stirnrad (115) mit der Eingangsseite (20) gekoppelt ist, – wobei das zweite Stirnrad (120) radial außenseitig zum ersten Stirnrad (115) angeordnet ist, – wobei eine Verzahnung (130) des zweiten Stirnrads (120) radial innenseitig des zweiten Stirnrads (120) angeordnet ist, – wobei die Ausgangsseite (25) wenigstens eine Aufnahme (75, 90) aufweist, – wobei in der Aufnahme (75, 90) die Federanordnung (35) zumindest teilweise angeordnet ist, – wobei radial innenseitig zur Federanordnung (35) das zweite Stirnrad (120) vorgesehen ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, – wobei radial außenseitig an dem zweiten Stirnrad (120) wenigstens ein Betätigungselement (135, 140) vorgesehen ist, – wobei die Federanordnung (35) sich zumindest teilweise in Umfangsrichtung erstreckt, – wobei das Betätigungselement (135, 140) einer ersten Stirnseite der Federanordnung (35) und die Ausgangsseite (25) einer zweiten Stirnseite der Federanordnung (35) zugeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2 oder 3, – wobei das zweite Stirnrad (120) als Zahnstange und die Federanordnung (35) als Druckfeder ausgebildet ist, – wobei das zweite Stirnrad (120) ausgebildet ist, bei einer Verdrehung des ersten Stirnrads (115) die Federanordnung (35) in linearer Richtung zu betätigen.