-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Dämpfungseinrichtung, die über einen Eingang und über einen mit einem Abtrieb in Wirkverbindung stehenden Ausgang verfügt, wobei der Ausgang sowohl mit einem Tilgersystem als auch mit einer Masseeinrichtung verbunden ist.
-
Ein derartiger Torsionsschwingungsdämpfer ist aus der
DE 10 2011 076 790 A1 ,
3, entnehmbar. Dieser Torsionsschwingungsdämpfer ist für eine hydrodynamische Kopplungsanordnung vorgesehen, die einen hydrodynamischen Kreis aufweist, gebildet durch ein Pumpenrad, ein Turbinenrad und ein Leitrad. Der Eingang des Torsionsschwingungsdämpfers steht über eine Kupplungseinrichtung, die zur Umgehung des hydrodynamischen Kreises bei vorbestimmten Betriebszuständen dient, mit einem Antrieb, wie einer Brennkraftmaschine, in Wirkverbindung, während der Ausgang des Torsionsschwingungsdämpfers mit einem Abtrieb, realisiert beispielsweise als Torsionsdämpfernabe, in Wirkverbindung steht. Damit ist der Ausgang des Torsionsschwingungsdämpfers nicht nur mit einer Torsionsdämpfernabe, sondern auch mit einem Tilgersystem und mit dem Turbinenrad verbunden, wobei das Turbinenrad als eine dem Ausgang des Torsionsschwingungsdämpfers zugeordnete Masseeinrichtung wirksam ist.
-
Bei Torsionsschwingungsdämpfern mit einer Dämpfungseinrichtung, deren Ausgang sowohl mit einem Tilgersystem als auch mit einer Masseeinrichtung verbunden ist, besteht selbst unter Volllast bei sehr geringer Drehzahl, beispielsweise bei einer Drehzahl um 1000 Umdrehungen pro Minute, der Vorteil sehr geringer Drehungleichförmigkeit. Diesem Vorteil steht allerdings entgegen, dass bei höherer Drehzahl, beispielsweise innerhalb eines Drehzahlbereiches zwischen 1500 und 1800 Umdrehungen pro Minute, ein deutlicher Anstieg der Drehungleichförmigkeit zu verzeichnen ist. Dieser Anstieg der Drehungleichförmigkeit geht einher mit stark abfallenden Auslenkwinkeln am Ausgang der Dämpfungseinrichtung, auch wenn am Eingang der Dämpfungseinrichtung Torsionsschwingungen anliegen. Dieses Verhalten der Dämpfungseinrichtung, deren Ausgang dann zumindest näherungsweise in einem Schwingungsknoten verweilt, ist zum einen durch die vergleichsweise hohe Abtriebsmasse mit Tilgersystem und Masseeinrichtung bedingt, zum anderen aber auch durch Effekte aus der Getriebeanordnung. Besonders nachteilig ist das Verweilen des Ausgangs der Dämpfungseinrichtung in einem Schwingungsknoten, weil hierdurch die Schwingungsanregungen fehlen, welche für die Funktion von Tilgermassen des mit dem Ausgang der Dämpfungseinrichtung verbundenen Tilgersystems dringend benötigt würden. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf den zuvor genannten deutlichen Anstieg der Drehungleichförmigkeit.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Dämpfungseinrichtung, deren Ausgang sowohl mit einem Tilgersystem als auch mit einer Masseeinrichtung verbunden ist, so auszubilden, dass ein Anstieg der Drehungleichförmigkeit in einem bestimmten Drehzahlbereich zumindest begrenzt wird.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß Anspruch 1 gelöst.
-
Ein derartiger Torsionsschwingungsdämpfer ist mit einer Dämpfungseinrichtung ausgebildet, die über einen Eingang und über einen mit einem Abtrieb in Wirkverbindung stehenden Ausgang verfügt, wobei der Ausgang sowohl mit einem Tilgersystem als auch mit einer Masseeinrichtung verbunden ist, und das Tilgersystem über einen Tilgermassenträger und zumindest eine Tilgermasse verfügt, von denen der Tilgermassenträger ebenso wie die zumindest eine Tilgermasse jeweils mit Führungsbahnen ausgebildet ist, die jeweils paarweise mittels je eines Koppelelementes in Wirkverbindung miteinander stehen.
-
Weiterhin ist dem Tilgermassenträger und der zumindest einen Tilgermasse eine Kontakteinrichtung zugeordnet. Alternativ oder ergänzend sind die Koppelelemente, welche die Führungsbahnen des Tilgermassenträgers und der zumindest einen Tilgermasse miteinander in Wirkverbindung bringen, in ihren Kontaktbereichen mit den Führungsbahnen mit erhöhter Rauigkeit ausgebildet.
-
Wie bereits erläutert, besteht bei Torsionsschwingungsdämpfern mit einer Dämpfungseinrichtung, deren Ausgang sowohl mit einem Tilgersystem als auch mit einer Masseeinrichtung verbunden ist, in einem bestimmten Drehzahlbereich, beispielsweise innerhalb eines Drehzahlbereiches zwischen 1500 und 1800 Umdrehungen pro Minute, das Problem stark abfallender Auslenkwinkel am Ausgang der Dämpfungseinrichtung, auch wenn am Eingang der Dämpfungseinrichtung Torsionsschwingungen anliegen. Da der Ausgang der Dämpfungseinrichtung somit zumindest näherungsweise in einem Schwingungsknoten verweilt, sind die Schwingungsanregungen, welche für die Funktion von Tilgermassen des mit dem Ausgang der Dämpfungseinrichtung verbundenen Tilgersystems dringend benötigt werden, begrenzt. Die Kontakteinrichtung trägt diesem Verhalten der Dämpfungseinrichtung des Torsionsschwingungsdämpfers Rechnung, indem sie eine Reduzierung von Hemmnissen gegen die Auslenkung der zumindest einen Tilgermasse relativ zu dem Tilgermassenträger bewirkt. Damit genügen selbst kleine Anregungen im Bereich des Ausgangs der Dämpfungseinrichtung, um am Tilgersystem eine Wirkung zu erzeugen.
-
Mit Vorzug ist die dem Tilgermassenträger und der zumindest einen Tilgermasse zugeordnete Kontakteinrichtung an einer der beiden Baugruppen – also Tilgermassenträger und zumindest eine Tilgermasse – vorgesehen, und wirkt auf die jeweils andere Baugruppe ein. Hierbei ist denkbar, an dem Tilgermassenträger und/oder an der zumindest einen Tilgermasse eine Beschichtung oder, alternativ, eine Folie vorzusehen, um auf diese Weise durch Optimierung der Gleit- und Haftreibungswerte zwischen diesen Baugruppen die dort wirksame Reibung zu reduzieren. Die Beschichtungen beschränken sich dabei nicht auf reibwertmindernde Kunststoffe, wie PTFE (Polytetrafluorethylen) oder Gleitlacke, es sind vielmehr auch Bestandteile wie Graphit, Sintermetall oder Molybdän verwendbar.
-
Alternativ oder ergänzend kann die Kontakteinrichtung in Form von an einer der beiden Baugruppen vorgesehenen Axialvorsprüngen realisiert sein, die gegenüber der jeweils anderen Baugruppe als Abstandshalter wirksam sind. Diese Axialvorsprünge können an dem Tilgermassenträger oder an der zumindest einen Tilgermasse vorgesehen sein, und begrenzen dadurch die gegenseitige Annäherung der beiden Baugruppen. Auf diese Weise bleibt ein axialer Freiraum zwischen den beiden Baugruppen erhalten, der folgende Wirkung entfaltet:
Wenn der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer in einer von viskosem Medium durchströmten Kopplungsanordnung aufgenommen ist, kann es zu hydrodynamischen Effekten kommen, welche ein Anpressen der zumindest einen Tilgermasse gegen den Tilgermassenträger bewirken. Hierdurch bedingt, kommt es zum einen zwischen der zumindest einen Tilgermasse und dem Tilgermassenträger zu Coulomb’scher Reibung, und zum anderen aufgrund der Bewegung der zumindest einen Tilgermasse relativ zum Tilgermassenträger zu einer eine Scherströmung erzeugenden Fluidströmung. Die Kontakteinrichtungen wirken diesen Effekten entgegen, indem sie, als Abstandshalter dienend, einen definierten axialen Mindestabstand zwischen dem Tilgermassenträger und der zumindest einen Tilgermasse vorgeben, wodurch sich die Scherkräfte reduzieren lassen. Gleichzeitig kann durch spezielle Formgebung der Axialvorsprünge der Kontakteinrichtung der Strömungsverlauf beeinflusst werden, um die resultierende Strömungsgeschwindigkeit zwischen dem Tilgermassenträger und der zumindest einen Tilgermasse zumindest im Wesentlichen in Umfangsrichtung zu vermindern. Damit ist das dynamische Verhalten des Tilgersystems optimierbar. Was den statischen Reibwert betrifft, so kann die Kontakteinrichtung diesen zwar nicht beeinflussen, es ist aber immerhin aufgrund exakt ermittelbarer Position der jeweiligen Reibstelle eine verbesserte Vorbestimmung des Reibverhaltens und damit der Entkopplungsgüte möglich.
-
Mit besonderem Vorzug liegen die als Kontakteinrichtung wirksamen Axialvorsprünge in Form von Sicken vor, die in dem jeweiligen Bauteil – insbesondere in dem Tilgermassenträger – als Ausformung in Richtung zur benachbarten zumindest einen Tilgermasse vorgesehen sind. Neben der bereits behandelten Funktion kommt diesen Sicken die vorteilhafte Wirkung einer Versteifung des Tilgermassenträgers zu. Dies ist unter dem Aspekt von Bedeutung, dass eine Verformung des Tilgermassenträgers auch eine Verformung der im Tilgermassenträger ausgebildeten Führungsbahnen bewirken kann, was dazu führt, dass die Koppelelemente, welche sowohl in die Führungsbahnen des Tilgermassenträgers als auch in die Führungsbahnen der mindestens einen Tilgermasse eingreifen, sich gegenüber den Führungsbahnen des Tilgermassenträgers verkanten, und dabei ebenso wie diese Führungsbahnen hohen Flächenpressungen ausgesetzt sind. Hinzu kommt eine hierdurch hervorgerufene Kippbewegung der mindestens einen Tilgermasse gegenüber dem Tilgermassenträger. Diesem Problem, das sich in erhöhter Coulomb’scher Reibung zwischen dem Tilgermassenträger und der zumindest einen Tilgermasse äußert, kann durch die besagte Versteifung des Tilgermassenträgers durch die Sicken entgegen gewirkt werden.
-
Schließlich besteht die weitere Möglichkeit, dass an dem Tilgermassenträger und der zumindest einen Tilgermasse Ausnehmungen vorgesehen sind, die, zusätzlich zu den Führungsbahnen am Tilgermassenträger sowie an der mindestens einen Tilgermasse durch Gewährung einer Abströmmöglichkeit für enthaltenes Strömungsfluid einen Druckausgleich ermöglichen. Diese Ausnehmungen können als vom radialen Außen- und/oder Innenrand eingreifende Einkerbungen oder als zwischen dem radialen Außen- und Innenrand vorgesehene Aussparungen vorliegen, und dienen ebenfalls dazu, hydrodynamische Effekte zu reduzieren.
-
Zurückkommend auf die bereits genannten Koppelelemente, welche sowohl in die Führungsbahnen des Tilgermassenträgers als auch in die Führungsbahnen der mindestens einen Tilgermasse eingreifen, ist festzustellen, dass diese mit besonderem Vorzug in ihren mit jeweils einer der Führungsbahnen in Wirkverbindung kommenden Kontaktbereichen mit erhöhter Rauigkeit ausgebildet sind. Diese erhöhte Rauigkeit, die zu einem besseren Abrollverhalten der Koppelelemente gegenüber den Führungsbahnen führt, kann durch eine Profilierung, beispielsweise in Form sehr schmaler, in Achsrichtung des Koppelelementes verlaufender Rillen gebildet werden, die wie eine Mikroverzahnung wirken.
-
Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer ist insbesondere für die Verwendung in einer hydrodynamischen Kopplungsanordnung geeignet. Vorzugsweise verfügt eine derartige Kopplungsanordnung über einen hydrodynamischen Kreis, gebildet zumindest durch ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, sowie über eine Kupplungseinrichtung zur Umgehung des hydrodynamischen Kreises bei vorbestimmten Betriebszuständen. Der mit dem in Form einer Torsionsdämpfernabe vorliegende Abtrieb steht in Wirkverbindung mit dem Ausgang des Torsionsschwingungsdämpfers. Während die Masseeinrichtung des Torsionsschwingungsdämpfers durch das Turbinenrad gebildet ist, liegt eine Halterung der Masseeinrichtung zur Anbindung derselben an die Torsionsdämpfernabe in Form des Turbinenradfußes vor.
-
Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Beschreibung anschaulich behandelt. Es zeigt:
-
1 eine Schnittdarstellung durch einen Torsionsschwingungsdämpfer in einer Kopplungsanordnung, mit einer Dämpfungseinrichtung, deren Eingang mit einer Kupplungseinrichtung und deren Ausgang mit einem Tilgersystem und einer Masseeinrichtung verbunden ist, und zwar jeweils mittels Vernietung;
-
2 eine Draufsicht auf das Tilgersystem aus der Blickrichtung II-II der 1 bei Betriebszustand;
-
3 wie 2, aber mit dem Tilgersystem bei Ruhezustand;
-
4 wie 1, aber mit Anbindung der Masseeinrichtung über das Tilgersystem an den Ausgang;
-
5 Energiespeicher der Dämpfungseinrichtung, gemäß 5a mit unterschiedlichem Windungsabstand und gemäß 5b mit unterschiedlicher Erstreckungslänge;
-
6 wie 1, aber mit Verbindung des Ausgangs mit einem Tilgersystem und einer Masseeinrichtung mittels Verzahnung;
-
7 Tilgermassen-Trägerelemente und Tilgermassen des Tilgersystems mit zwischen den Tilgermassen-Trägerelementen und den Tilgermassen wirksamen Kontakteinrichtungen, gemäß 7a an den Tilgermassen-Trägerelementen und gemäß 7b an den Tilgermassen vorgesehen;
-
8 Ausnehmungen in den Tilgermassen-Trägerelementen, gemäß 8a in Form von Einkerbungen und gemäß 8b in Form von Aussparungen;
-
9 ein Koppelelement, das Führungsbahnen der Tilgermassen-Trägerelemente und der Tilgermassen funktional koppelt.
-
1 zeigt eine Kopplungsanordnung 56, die über ein Gehäuse 54 verfügt und, da als hydrodynamischer Drehmomentwandler 90 ausgebildet, einen hydrodynamischen Kreis 60 mit Pumpenrad 61, Turbinenrad 62 und Leitrad 63 aufweist. Weiterhin ist eine Kupplungseinrichtung 64 vorgesehen, die mit einem Kupplungskolben 65 sowie mit einer Reibscheibenkupplung 66 ausgebildet ist, wobei radial äußere Reibscheibenelemente 84 der Reibscheibenkupplung 66 in Verzahnungseingriff mit einer Außenwandung 86 des Gehäuses 54 und radial innere Reibscheibenelemente 85 der Reibscheibenkupplung 66 in Verzahnungseingriff mit einem Reibscheiben-Elemententräger 87 stehen, der an einem Eingang 67 einer Dämpfungseinrichtung 70 angreift. In Abhängigkeit von der Ansteuerung des auf einem Kolbenträger 82 axial verlagerbar angeordneten Kupplungskolbens 65 ist die Kupplungseinrichtung 64 zwischen einer Einrückposition und einer Ausrückposition bewegbar. Der Eingang 67 der Dämpfungseinrichtung 70 ist über eine erste Dämpfungseinheit 68 mit einer Zwischenübertragung 74 verbunden, die zwei mit Axialabstand zueinander angeordnete und mittels Abstandselementen 81 auf fester axialer Distanz gehaltene Zwischenübertragungselemente 74a und 74b aufweist. Über eine zweite Dämpfungseinheit 69 ist die Zwischenübertragung 74 mit einem Ausgang 72 verbunden, der mit einer als Abtrieb 73 wirksamen Torsionsdämpfernabe 71 zusammen wirkt. Die Dämpfungseinrichtung 70 dient gemeinsam mit einem Tilgersystem 1 und einer Masseeinrichtung 100, im vorliegenden Fall gebildet durch das Turbinenrad 62, als Torsionsschwingungsdämpfer 30.
-
Wie weiterhin in 1 dargestellt, weist das Tilgersystem 1 einen Tilgermassenträger 3 mit zwei mit Axialabstand zueinander angeordneten Tilgermassen-Trägerelementen 5a und 5b auf, zwischen denen Tilgermassen 7 aufgenommen sind. Axial zwischen den beiden Tilgermassen-Trägerelementen 5a und 5b sind Abstandsstücke 11 vorgesehen, die, wie nachfolgend noch ausführlich erläutert wird, jeweils zur Aufnahme eines ringförmigen Bauteils 32 (2, 3) dienen. Im Gegensatz zu dem Tilgermassen-Trägerelement 5b weist das Tilgermassen-Trägerelement 5a eine nach radial innen greifende Radialverlängerung 78 auf, um mittels einer als Vernietung ausgebildeten Anbindungsanordnung 77 an den Ausgang 72 des Torsionsschwingungsdämpfers 30 und daher an die den Abtrieb 73 bildende Torsionsdämpfernabe 71 angebunden zu werden. Auch die Masseeinrichtung 100 verfügt über eine nach radial innen greifende, durch den Turbinenradfuß 92 gebildete Halterung 102, die mittels der Anbindungsanordnung 77 an den Ausgang 72 des Torsionsschwingungsdämpfers 30 und damit an die den Abtrieb 73 bildende Torsionsdämpfernabe 71 angebunden ist. Um sowohl die Radialverlängerung 78 des Tilgersystems 1 als auch die Halterung 102 der Masseeinrichtung 100 mit dem Ausgang 72 sowie mit der Torsionsdämpfernabe 71 verbinden zu können, verfügt die Anbindungsanordnung 77 über axial mehrstufige Niete 76, die nicht nur sämtliche vorgenannte Bauteile in axiale Verbindung miteinander bringen, sondern darüber hinaus auch Zwischenvernietungen 83 bilden, so dass beispielsweise die Radialverlängerung 78 des Tilgersystems 1 und die Halterung 102 der Masseeinrichtung 100 erst dann mit dem Ausgang 72 sowie mit der Torsionsdämpfernabe 71 verbunden werden können, wenn die Verbindung der beiden letztgenannten Bauteile, also von Ausgang 72 und Torsionsdämpfernabe 71 bereits fertig gestellt ist. Damit wird eine zeitversetzte Fertigung ermöglicht, was Vorteile im Fertigungsprozess mit sich bringt.
-
Das Tilgersystem 1 stützt sich über die Radialverlängerung 78 und die Masseeinrichtung 100 über die Halterung 102 an einer an der radialen Außenseite der Torsionsdämpfernabe 71 vorgesehenen Radialabstützung 97 ab.
-
Abweichend hiervon zeigt 4 einen Torsionsschwingungsdämpfer 30, bei welchem die Masseeinrichtung 100 zwar ebenfalls über eine nach radial innen greifende, durch den Turbinenradfuß 92 gebildete Halterung 102 verfügt, jedoch ist diese Masseeinrichtung 100 nicht unmittelbar an den Ausgang 72 des Torsionsschwingungsdämpfers 30 und daher an den Abtrieb 73 angebunden, sondern lediglich mittelbar über die nach radial innen greifende Radialverlängerung 78 des Tilgermassen-Trägerelementes 5a. Hierzu liegt zwischen der Halterung 102 der Masseeinrichtung 100 und der Radialverlängerung 78 des Tilgermassen-Trägerelementes 5a eine durch Vernietung gebildete erste Verbindung 93 vor, und zwischen der Radialverlängerung 78 des Tilgermassen-Trägerelementes 5a und dem Ausgang 72 des Torsionsschwingungsdämpfers 30 ein mittels der Anbindungsanordnung 77 gebildete zweite Verbindung 94. Die Lösung nach 4 baut, wegen des radialen und/oder axialen Versatzes der Verbindungen 93, 94 axial deutlich kompakter als die Lösung nach 1, bei welcher allerdings die Ausbildung lediglich einer einzigen Verbindung in Form der Anbindungsanordnung 77 genügt.
-
Alternativ zur Anbindung der Radialverlängerung 78 des Tilgermassen-Trägerelementes 5a sowie gegebenenfalls auch der Halterung 102 der Masseeinrichtung 100 an den Ausgang 72 des Torsionsschwingungsdämpfers 30 mittels Vernietung ist ebenso auch denkbar, diese Anbindung, wie in 6 gezeigt, mittels Verzahnungen 95, 96 zu bilden, von denen die Verzahnung 95 als Außenverzahnung in der Radialabstützung 97 an der radialen Außenseite der Torsionsdämpfernabe 71 und die Verzahnung 96 als Innenverzahnung an der Radialverlängerung 78 des Tilgermassen-Trägerelementes 5a sowie gegebenenfalls auch an der Halterung 102 der Masseeinrichtung 100 gebildet ist. Mittels Verstemmung 134 werden die beiden Verzahnungen 95, 96 axial zueinander gesichert.
-
Bezüglich der Auslegung der Dämpfungseinheiten 68 und 69 gilt folgendes: Entweder werden beide Dämpfungseinheiten 68 und 69 auf Volllast ausgelegt, so dass vermieden wird, dass diese innerhalb des von einem Antrieb, wie einer Brennkraftmaschine, gelieferten Drehmomentbereichs an einen Drehwinkelanschlag laufen, oder aber es wird, wenn eine der Dämpfungseinheiten 68, 69 auf Teillast ausgelegt werden soll, dafür gesorgt, dass auf jeden Fall die andere Dämpfungseinheit 68, 69 auf Volllast ausgelegt ist. Bei Auslegung einer der Dämpfungseinheiten 68, 69 auf Teillast wird nämlich zugelassen, dass diese Dämpfungseinheit innerhalb des vom Antrieb gelieferten Drehmomentbereichs den zugeordneten Drehwinkelanschlag erreicht, so dass, sobald dies geschehen ist, das jeweils abtriebsseitig der Dämpfungseinheit 68, 69 vorgesehene Bauteil eine bewegungsgleiche Mitnahme mit dem jeweils antriebsseitig der Dämpfungseinheit vorgesehenen Bauteil erfährt. Im Fall der Dämpfungseinheit 68 wird demnach die Zwischenübertragung 74 mit dem Eingang 67 bewegt, im Fall der Dämpfungseinheit 69 dagegen der Ausgang 72 mit der Zwischenübertragung 74. Wegen der Auslegung der jeweils anderen Dämpfungseinheit 68 oder 69 auf Volllast wird aber auch dann noch eine Dämpfung für die Tilgermassen 7 des Tilgermassenträgers 3 vorliegen.
-
Die Auslegung einer der Dämpfungseinheiten 68 oder 69 auf Teillast kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn zur Unterdrückung bestimmter Torsionsschwingungen eine Dämpfungseinheit geringer Steifigkeit benötigt wird.
-
Alternativ sind allerdings auch andere Lösungen zur Ausbildung von Energiespeichern der Dämpfungseinheit 68 und/oder der Dämpfungseinheit 69 denkbar. So zeigt 5a die Ausführung eines Energiespeichers 98, bei welchem die einzelnen Windungen 99 – in Erstreckungsrichtung und bei entspanntem Energiespeicher gesehen – in unterschiedlichen Erstreckungszonen a bis c mit variierenden Abständen 104 voneinander vorgesehen sind. Dadurch lassen sich mit nur einem Energiespeicher mehrstufige Kennlinien erzeugen. Dem gleichen Zweck, nämlich der Erzeugung mehrstufiger Kennlinien, dient die in 5b gezeigte Ausführung der Energiespeicher 98a und 98b, die koaxial zueinander angeordnet sind, indem der Energiespeicher 98a den Energiespeicher 98b umschließt. Hierbei ist die Länge der beiden Energiespeicher 98a, 98b in Erstreckungsrichtung ungleich lang, so dass der kürzere Energiespeicher 98b erst dann eine Verformung erfährt, wenn der länger Energiespeicher 98a um denjenigen Betrag, um welchen er den Energiespeicher 98b in entlastetem Zustand überragt hat, gestaucht worden ist.
-
Zum Tilgersystem 1 ist folgendes auszuführen:
Zugunsten besserer Darstellbarkeit der am Tilgermassenträger 3 aufgenommenen Tilgermassen 7 ist in den 2 und 3 jeweils das in Blickrichtung axial vor den Tilgermassen 7 angeordnete Tilgermassen-Trägerelement 5a entfernt, und lediglich das in Blickrichtung axial hinter den Tilgermassen 7 angeordnete Tilgermassen-Trägerelement 5b abgebildet. Die Tilgermassen 7 verfügen über jeweils paarweise ausgebildete Führungsbahnen 22 zur Aufnahme von jeweils als Rollkörper ausgebildeten Koppelelementen 20, wobei die Führungsbahnen 22 derart ausgelegt sind, dass sie eine radiale Relativbewegung der Tilgermassen 7 gegenüber den Koppelelementen 20 ermöglichen. Die Tilgermassen 7 weisen, radial innen an ihre Umfangsseiten 42 angrenzend, Anschlagseiten 43 auf.
-
An den Tilgermassen-Trägerelementen 5a und 5b sind, ebenfalls jeweils paarweise, Führungsbahnen 13 vorgesehen, die über einen gekrümmten Verlauf verfügen. Gemäß Darstellung in 2 oder 3 verfügen die Führungsbahnen 13 über je einen Ausgangsbereich 14, in welchem die jeweilige Führungsbahn 13 den größten Radialabstand von einer Zentralachse 15 aufweist, und über Anschlussbereiche 17, die sich, einander umfangsmäßig entgegengesetzt erstreckend, an beide Seiten des Ausgangsbereiches 14 anschließen. Auch die an den Tilgermassen 7 vorgesehenen Führungsbahnen 22 verfügen über einen gekrümmten Verlauf, mit je einem Ausgangsbereich 24, in welchem die jeweilige Führungsbahn 22 den geringsten Radialabstand von der Zentralachse 15 aufweist, und mit Anschlussbereichen 25, die sich, einander umfangsmäßig entgegengesetzt erstreckend, an beide Seiten des Ausgangsbereiches 24 anschließen. Die Führungsbahnen 22 sind jeweils beidseits eines Tilgermassenzentrums 35 der jeweiligen Tilgermasse vorgesehen. Dieses Tilgermassenzentrum 35 befindet sich in einem mittleren Erstreckungsradius 36 der Tilgermassen 7, der bei Fahrbetrieb in einem Abstand R1 gegenüber der Zentralachse 15 angeordnet ist. Der Zustand der Tilgermassen 7 bei Fahrbetrieb ist in 2 gezeigt, und liegt dann vor, wenn das Tilgersystem 1 mit einer Drehzahl betrieben wird, bei welcher die Fliehkraft die Gewichtskraft übersteigt.
-
Die in den Führungsbahnen 13 und 22 aufgenommenen Koppelelemente 20 greifen jeweils beidseits der jeweiligen Führungsbahn 22 in die dort vorgesehenen Führungsbahnen 13 ein. In der Darstellung gemäß 2 streben die Tilgermassen 7, bedingt durch die Fliehkraft, nach radial außen, so dass sich die Koppelelemente 20 jeweils im Ausgangsbereich 24 der jeweiligen Führungsbahn 22 positionieren, also in demjenigen Bereich, der über den geringsten Radialabstand zur Zentralachse 15 verfügt. Die Koppelelemente 20 stützen sich hierbei jeweils im Ausgangsbereich 14 der Tilgermassen-Trägerelemente 5a und 5b ab, also in demjenigen Bereich, der über den größten Radialabstand zur Zentralachse 15 verfügt.
-
Die Tilgermassen 7 weisen jeweils an ihren radial inneren Enden jeweils eine geometrische Anformung 28 auf, die im umfangsseitig mittleren Teil über einen ersten Kontaktbereich 26 verfügt, in den umfangsseitig äußeren Teilen dagegen über zweite Kontaktbereiche 27. Der erste Kontaktbereich 26 verfügt über eine Bereichsmitte 37, welche den ersten Kontaktbereich 29 in Anformunghälften 23 unterteilt. Diese geometrische Anformung 28 wirkt in nachfolgend noch zu beschreibender Weise mit radial innerhalb der Tilgermassen 7 vorgesehenen Anschlägen 31 zusammen, die an einem ringförmigen Bauteil 32 zusammen gefasst sind.
-
Das ringförmige Bauteil 32 verfügt in Umfangsrichtung zwischen je zwei Tilgermassen 7 über je eine Halterung 34, die jeweils ein Abstandsstück 11 umschließt, so dass die Halterung 34 jeweils als Anschlagaufnehmer 38 dient. Das ringförmige Bauteil 32 ist demnach drehfest an dem Tilgermassenträger 3 aufgenommen. Ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Ringkörper 33 wirkt zwischen je zwei Anschlagaufnehmern 38 jeweils mit einem Anschlagprofil 40. Anschlagaufnehmer 38 und Anschlagprofile 40 bilden gemeinsam Anschläge 31 an dem ringförmigen Bauteil 32.
-
Wenn das Tilgersystem 1 mit einer Drehzahl betrieben wird, bei welcher die Fliehkraft die Gewichtskraft übersteigt, streben die Tilgermassen 7 unter der Wirkung der Fliehkraft nach radial außen, so dass sich die Koppelelemente 20 jeweils im Ausgangsbereich 24 der jeweiligen Führungsbahn 22 der Tilgermassen 7 positionieren können. Torsionsschwingungen können zwar Auslenkungen der Tilgermassen 7 in Umfangsrichtung erzwingen, wodurch die Koppelelemente 20 aus den Ausgangsbereichen 14, 24 der Führungsbahnen 13, 22 in deren Anschlussbereiche 17, 25 ausgelenkt werden, jedoch erfolgt bei abklingender Torsionsschwingung stets eine Rückstellung der Koppelelemente 20 in die Ausgangsposition unter der Wirkung der Fliehkraft.
-
Fällt die Fliehkraft dagegen unter die Gewichtskraft, beispielsweise bei einem Kriechbetrieb eines Kraftfahrzeuges oder beim Abstellen eines Antriebs, wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine, dann fallen die Tilgermassen 7 nach radial innen, um die in 3 gezeigte Relativposition zueinander und zum Tilgermassenträger 3 einzunehmen. Bei einem solchen Betriebszustand fallen die beiden sich radial oberhalb der Zentralachse 15 befindlichen Tilgermassen 7 nach radial innen, bis ihre Anschlagseiten 43 mit der für die Bewegungsrichtung relevanten Anformungshälfte 23 des ersten Kontaktbereichs 26 in Anlage an dem zugeordneten Anschlagprofil 40 des Anschlags 31 am Ringkörper 33 des ringförmigen Bauteils 32 gekommen sind. Sollten die Führungsbahnen 13, 22 eine weitere Bewegung der Tilgermassen 7 nach radial unten zulassen, wird diese Bewegung erst dann enden, wenn der für die Bewegungsrichtung relevante zweite Umfangsbereich 27 der jeweiligen Tilgermasse 7 an der Halterung 34 und damit am Anschlagaufnehmer 38 des ringförmigen Bauteils 32 in Anlage gelangt ist. Die beiden sich radial unterhalb der Zentralachse 15 befindlichen Tilgermassen 7 fallen ebenfalls nach radial innen, bis ihre Anschlagseiten 43 mit den daran angeformten, für die Bewegungsrichtung relevanten ersten Kontaktbereichen 26 in Anlage an dem zugeordneten Anschlagprofil 40 des Anschlags 31 am Ringkörper 33 des ringförmigen Bauteils 32 gekommen sind, und bis zudem die für die Bewegungsrichtung relevanten zweiten Kontaktbereiche 27 der jeweiligen Tilgermassen 7 an den entsprechenden Halterungen 34 und damit an den Anschlagaufnehmern 38 des ringförmigen Bauteils 32 in Anlage gelangt sind. Auf diese Weise wird verhindert, dass die beiden sich radial unterhalb der Zentralachse 15 befindlichen Tilgermassen 7 mit ihren Umfangsseiten 42 in Anlage aneinander gelangen.
-
Da der Torsionsschwingungsdämpfer 30 mit einer Dämpfungseinrichtung 70 ausgebildet ist, deren Ausgang 72 sowohl mit einem Tilgersystem 1 als auch mit einer Masseeinrichtung 100 verbunden ist, besteht bei bestimmten Drehzahlen, beispielsweise innerhalb eines Drehzahlbereiches zwischen 1500 und 1800 Umdrehungen pro Minute, das Problem stark abfallender Auslenkwinkel am Ausgang 72 der Dämpfungseinrichtung 70, auch wenn am Eingang 67 der Dämpfungseinrichtung 70 Torsionsschwingungen anliegen. Da der Ausgang 72 der Dämpfungseinrichtung 70 somit zumindest näherungsweise in einem Schwingungsknoten verweilt, sind die Schwingungsanregungen, welche für die Funktion der Tilgermassen 7 des Tilgersystems 1 dringend benötigt werden, sehr gering. Es ist somit nicht auszuschließen, dass die Reibwirkung, die zwischen den Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b und den Tilgermassen 7 besteht, genügt, um eine Auslenkung der Tilgermassen 7 relativ zu den Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b und damit relativ zum Tilgermassenträger 3 zu verhindern. Zur Minderung dieses Problems ist vorgesehen, den Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b und damit dem Tilgermassenträger 3 sowie der zumindest einen Tilgermasse 7 eine Kontakteinrichtung 105 zuzuordnen, welche eine Reduzierung von Hemmnissen gegen die Auslenkung der zumindest einen Tilgermasse relativ zu dem Tilgermassenträger bewirkt.
-
Zur Wahrnehmung ihrer Aufgabe ist die Kontakteinrichtung 105 (vgl. 1 oder 4) an einer der beiden Baugruppen – also Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b und Tilgermasse 7 – vorgesehen, und wirkt auf die jeweils andere Baugruppe ein. In besonders einfacher Ausgestaltung wird die Kontakteinrichtung 105 durch eine Oberflächenbehandlung erzielt, die vorzugsweise durch Beschichtung der Bauteile 5a, 5b oder 7 einer der Baugruppen oder durch Aufbringen einer Folie an Bauteilen 5a, 5b oder 7 einer der beiden Baugruppen bewirkt wird, und dazu dient, die Gleit- und Haftreibungswerte zwischen diesen Baugruppen und damit die dort wirksame Reibung zu reduzieren. Die Beschichtungen beschränken sich dabei nicht auf reibwertmindernde Kunststoffe, wie PTFE (Polytetrafluorethylen) oder Gleitlacke, es sind vielmehr auch Bestandteile wie Graphit, Sintermetall oder Molybdän verwendbar.
-
Alternativ kann die Kontakteinrichtung 105 aber auch dadurch gebildet werden, dass, wie 7a, 7b zeigen, an einer der beiden Baugruppen, also an Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b und an Tilgermassen 7, Axialvorsprünge 106 vorgesehen sind, die gegenüber der anderen der beiden Baugruppen als Abstandshalter 107 wirksam sind. Während 7a die Axialvorsprünge 106 der Kontakteinrichtung 105 an den Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b des Tilgermassenträgers 3 zeigt, sind gemäß 7b die Axialvorsprünge 106 der Kontakteinrichtung 105 an den Tilgermassen 7 vorgesehen, und zwar mit Vorzug an beiden Axialseiten derselben. Diese Axialvorsprünge 106 liegen mit Vorzug als Sicken 108 vor, die in der jeweiligen Baugruppe 5a, 5b oder 7 als Ausformung in Richtung zur jeweils benachbarten Baugruppe 5a, 5b oder 7 überstehen, um auf diese Weise die Annäherung der beiden Baugruppen 5a, 5b und 7 aneinander zur Bildung eines axialen Freiraums 110 zwischen den beiden Baugruppen 5a, 5b und 7 zu begrenzen. Der Freiraum 110 entfaltet folgende Wirkung:
Da der Torsionsschwingungsdämpfer 30 Teil der Kopplungsanordnung 56 ist, die von viskosem Medium durchströmt ist, kann es zu hydrodynamischen Effekten kommen, welche ein Anpressen der Tilgermassen 7 gegen die Tilgermassen-Trägerelemente 5a, 5b des Tilgermassenträgers 3 bewirken. Hierdurch bedingt, kommt es zum einen zwischen den Tilgermassen 7 und den Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b zu Coulomb’scher Reibung, und zum anderen aufgrund der Bewegung der Tilgermassen 7 relativ zu den Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b zu einer eine Scherströmung erzeugenden Fluidströmung. Die Kontakteinrichtungen 105 wirken diesen Effekten durch Bildung des Freiraums 110 entgegen, durch welchen sich die Scherkräfte reduzieren lassen. Gleichzeitig kann durch spezielle Formgebung der Axialvorsprünge 106 der Kontakteinrichtung 105 der Strömungsverlauf beeinflusst werden, um die resultierende Strömungsgeschwindigkeit zwischen den Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b und den Tilgermassen 7 zumindest im Wesentlichen in Umfangsrichtung zu vermindern.
-
Ebenfalls zur Minderung hydrodynamischer Effekte ist gemäß 8a oder 8b vorgesehen, die Tilgermassen-Trägerelemente 5a, 5b und damit den Tilgermassenträger 3 mit Ausnehmungen 112 zu versehen. Diese können gemäß 8a als großflächige Einkerbung 113 im Tilgermassen-Trägerelement 5a und/oder 5b vorgesehen sein, die von dessen jeweiligen radialen Außen- und/oder Innenrand eingreifen, oder aber gemäß 8b als Aussparung 114, die radial zwischen dem Außen- und Innenrand des Tilgermassen-Trägerelementes 5a und/oder 5b vorgesehen sind. Diese Ausnehmungen 112 gewähren zusätzlich zu den Führungsbahnen 13 an den Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b sowie an den Tilgermassen 7 eine Abströmmöglichkeit für Strömungsfluid und damit einen Druckausgleich. Die Ausnehmungen 112 können separat vorgesehen sein, dienen aber mit Vorzug als Ergänzung zu den durch die Kontakteinrichtung 105 erzielten Maßnahmen.
-
Der Kontakteinrichtung 105 kommt bei Ausbildung der Axialvorsprünge 106 in Form von Sicken 108 die vorteilhafte Wirkung einer Versteifung der Tilgermassen-Trägerelemente 5a, 5b des Tilgermassenträgers 3 zu. Dies ist von Bedeutung, da eine Verformung der Tilgermassen-Trägerelemente 5a, 5b auch eine Verformung der in diesen ausgebildeten Führungsbahnen 13 zur Folge hat, was dazu führen kann, dass die Koppelelemente 20, welche die Führungsbahnen 13 der Tilgermassen-Trägerelemente 5a, 5b durchdringen, sich gegenüber diesen Führungsbahnen 13 verkanten, und dabei ebenso wie die Führungsbahnen 13 hohen Flächenpressungen ausgesetzt sind. Dies kann eine Kippbewegung an den Tilgermassen 7 gegenüber den Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b auslösen, und lässt letztendlich auch eine nicht beeinflussbare erhöhte Rollreibung des Koppelelementes 20 erwarten.
-
Zu den Koppelelementen 20 zwischen den Tilgermassen-Trägerelementen 5a, 5b des Tilgermassenträgers 3 und den Tilgermassen 7 ist auszuführen, dass diese gemäß 9 in ihren mit den Führungsbahnen 13 der Tilgermassen-Trägerelemente 5a, 5b in Wirkverbindung kommenden Kontaktbereiche 109 zur Erzielung erhöhter Rauigkeit mit einer Profilierung 111 ausgebildet sind. Diese Profilierung 111, die, bedingt durch die erhöhte Rauigkeit, zu einem besseren Abrollverhalten der Koppelelemente 20 gegenüber den Führungsbahnen 13 führt, kann durch wie eine Mikroverzahnung wirkende sehr schmale axiale Rillen gebildet werden. Die Rillen verlaufen vorzugsweise in Erstreckungsrichtung der Koppelelemente 20.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Tilgersystem
- 3
- Tilgermassenträger
- 5
- Tilgermassen-Trägerelemente
- 7
- Tilgermassen
- 8
- Tilgermasseneinheit
- 11
- Abstandsstücke
- 13
- Führungsbahnen
- 14
- Ausgangsbereich
- 15
- Zentralachse
- 17
- Anschlussbereiche
- 20
- Koppelelement
- 22
- Führungsbahn
- 24
- Ausgangsbereich
- 25
- Anschlussbereich
- 26
- Kontaktbereich
- 27
- Kontaktbereich
- 28
- geometrische Anformung
- 30
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 31
- Anschlag
- 32
- ringförmiges Bauteil
- 33
- Ringkörper
- 34
- Halterung
- 35
- Tilgermassenzentrum
- 36
- mittlerer Erstreckungsradius
- 37
- Bereichsmitte
- 38
- Anschlagaufnehmer
- 40
- Anschlagprofil
- 42
- Umfangsseite
- 43
- Anschlagseite
- 44
- Tilgermassenelemente
- 54
- Gehäuse
- 56
- Kopplungsanordnung
- 60
- hydrodynamischer Kreis
- 61
- Pumpenrad
- 62
- Turbinenrad
- 63
- Leitrad
- 64
- Kupplungseinrichtung
- 65
- Kupplungskolben
- 66
- Reibscheibenkupplung
- 67
- Eingang
- 68
- antriebsseitige erste Dämpfungseinheit
- 69
- abtriebsseitige zweite Dämpfungseinheit
- 70
- Dämpfungseinrichtung
- 71
- Torsionsdämpfernabe
- 72
- Ausgang
- 73
- Abtrieb
- 74
- Zwischenübertragung
- 75
- Anbindung
- 76
- axial mehrstufige Niete
- 77
- Anbindungsanordnung
- 78
- Radialverlängerung
- 79
- Axialausdrückung
- 80
- Verbindung
- 81
- Abstandselemente
- 82
- Kolbenträger
- 83
- Zwischenvernietungen
- 84
- radial äußere Reibscheibenelemente
- 85
- radial innere Reibscheibenelemente
- 86
- Außenwandung des Gehäuses
- 87
- radial innerer Reibscheiben-Elemententräger
- 88
- radial äußerer Reibscheiben-Elemententräger
- 89
- Deckel
- 90
- hydrodynamischer Drehmomentwandler
- 92
- Turbinenradfuß
- 93
- erste Verbindung
- 94
- zweite Verbindung
- 95
- erste Verzahnung
- 96
- zweite Verzahnung
- 97
- Radialabstützung
- 98
- Energiespeicher
- 99
- Windungen
- 100
- Masseeinrichtung
- 102
- Halterung
- 105
- Kontakteinrichtung
- 106
- Axialvorsprünge
- 107
- Abstandshalter
- 108
- Sicken
- 109
- Kontaktbereiche
- 110
- Freiraum
- 111
- Profilierung
- 112
- Ausnehmungen
- 113
- Einkerbung
- 114
- Aussparung
- 134
- Verstemmung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102011076790 A1 [0002]
