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Die vorliegende Erfindung betrifft einen in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs anordbaren Drehschwingungsdämpfer, wie insbesondere einen Zweimassendämpfer, gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Drehschwingungsdämpfer, wie beispielsweise Zweimassendämpfer (ZMD) beziehungsweise Zweimassenschwungräder (ZMS), sind an sich bekannt. Diese werden beispielsweise in dem Antriebsstrang eines Fahrzeugs verwendet, um hier beispielsweise von einem Motor eingeleitete Drehungleichförmigkeiten, welche zu Drehschwingungen führen können, zu dämpfen.
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Es besteht dabei ein ständiges Bedürfnis, die Fehleranfälligkeit eines Drehschwingungsdämpfers zu reduzieren beziehungsweise die Langlebigkeit eines Drehschwingungsdämpfers zu verbessern.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen aufzuzeigen, um die Fehleranfälligkeit eines Drehschwingungsdämpfers zu reduzieren und/oder die Langlebigkeit eines Drehschwingungsdämpfers zu verbessern.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsdämpfung zwischen einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors und einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes umfasst eine erste Schwungmasse und eine zweite Schwungmasse und ein mit der ersten Schwungmasse und der zweiten Schwungmasse koppelbares Energiespeicherelement, insbesondere eine Bogenfeder, wobei das Energiespeicherelement in einem Volumen angeordnet ist, welches Volumen zumindest teilweise durch die erste Schwungmasse und ein Gehäusebauteil begrenzt wird, wobei ein Flansch zumindest teilweise in dem Volumen angeordnet ist, und wobei zwischen dem Flansch und der ersten Schwungmasse ein erstes Dichtelement vorgesehen ist und wobei zwischen dem Flansch und dem Gehäusebauteil ein zweites Dichtelement vorgesehen ist.
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Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer erlaubt eine verbesserte Langlebigkeit und ferner eine reduzierte Fehleranfälligkeit auch bei stark begrenztem Bauraum.
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Im Detail betrifft die vorliegende Erfindung einen Drehschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsdämpfung zwischen einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors und einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes. Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer ist somit insbesondere in dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet und ist als solcher insbesondere ein Zweimassendämpfer (ZMD) beziehungsweise ein Zweimassenschwungrad (ZMS). Er dient dabei insbesondere dazu, beispielsweise von einem Motor eingeleitete Drehungleichförmigkeiten, welche zu Drehschwingungen führen können, zu dämpfen. Dadurch kann insbesondere das schädliche Getrieberasseln verhindert werden, wobei ferner verhindert oder zumindest signifikant reduziert werden kann, dass etwa über die entsprechenden Lagerungen von Motor- und Antriebsstrangkomponenten eine Fahrzeugkarosserie zu Schwingungen angeregt wird, welche sich als ungewollte Geräusche bemerkbar machen können.
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Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer umfasst eine erste Schwungmasse und eine zweite Schwungmasse. Ferner ist ein Energiespeicherelement vorgesehen, welches mit der ersten Schwungmasse und mit der zweiten Schwungmasse koppelbar ist, um so Drehschwingungen zu dämpfen. Insbesondere ist dieses Energiespeicherelement eine Bogenfeder.
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Das Energiespeicherelement, wie beispielsweise die Bogenfeder, ist dabei insbesondere in einem Volumen angeordnet, welches zumindest teilweise einen Aufnahmeraum etwa für das Energiespeicherelement ausbilden kann. Das Volumen wird dabei zumindest teilweise durch die erste Schwungmasse und ein Gehäusebauteil begrenzt. Die erste Schwungmasse kann beispielsweise die Primärmasse sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Gehäusebauteil einen Deckel oder den Teil eines Deckels ausbilden, welcher den Drehschwingungsdämpfer nach außen hin zumindest teilweise abschließt.
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Zumindest teilweise in dem Volumen angeordnet ist ferner ein Flansch. Der Flansch kann insbesondere Teil der zweiten Schwungmasse, wie etwa der Sekundärmasse, sein oder mit dieser verbunden sein. Vorzugsweise ist der Flansch mehrteilig, um eine Mehrzahl an Funktionen ausführen zu können. Insbesondere kann der Flansch einen Scheibendämpfer aufweisen, vorzugsweise um Drehschwingungen in einem Frequenzbereich zu dämpfen, in welchem die entsprechenden Schwingungen von dem Energiespeicherelement nicht oder gegebenenfalls nur bedingt gedämpft werden.
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Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass zwischen dem Flansch und der ersten das Volumen zumindest teilweise begrenzenden Schwungmasse ein erstes Dichtelement vorgesehen ist und dass zwischen dem Flansch und dem das Volumen zumindest teilweise begrenzenden Gehäusebauteil ein zweites Dichtelement vorgesehen ist. Dabei können das erste Dichtelement und das zweite Dichtelement gleich sein oder voneinander verschieden.
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Die Dichtelemente können dabei dazu dienen, ein Eindringen von Staub und Feuchtigkeit in das Volumen zu verhindern oder zumindest deutlich zu erschweren. Eine Verfestigung von Schmierfett und/oder ein Auswaschen von Schmierfett kann so vermieden oder zumindest signifikant reduziert werden, so dass die Schmierwirkung über die Lebensdauer des Zweimassenschwungrads erhalten oder sogar verlängert werden kann. Darüber hinaus kann gleichermaßen ein Austreten von Schmierfett aus dem Volumen verhindert oder zumindest deutlich erschwert werden, so dass auch benachbarte Teile vor ungewollter Schmutzbeeinflussung geschützt werden können. Ferner kann auch auf diese Weise die Schmierwirkung über die Lebensdauer des Zweimassenschwungrads erhalten oder sogar verlängert werden.
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Durch die vorbeschriebenen Maßnahmen kann es somit ermöglicht werden, dass die Fehleranfälligkeit eines vorbeschriebenen Drehschwingungsdämpfers signifikant reduziert beziehungsweise die Verlässlichkeit und Langlebigkeit deutlich erhöht werden kann. Somit können gleichermaßen nicht erwünschte und fehlerbedingte Stillstandzeiten verhindert oder zumindest deutlich reduziert werden, was nicht nur einen besonders verlässlichen sondern zusätzlich auch kostengünstigen Betrieb erlauben kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung kann wenigstens eines des ersten Dichtelements und des zweiten Dichtelements eine Tellerfeder aufweisen, welche Tellerfeder ein Federelement mit Ausnehmungen aufweist, welche Ausnehmungen zumindest teilweise durch ein Dichtmaterial verschlossen sind. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann eine besonders vorteilhafte Dichtfunktion ermöglicht werden. Denn in dieser Ausgestaltung kann das Dichtelement zunächst eine Dämpfungsfunktion wahrnehmen. Hierzu weist die Tellerfeder in an sich bekannter Weise ein Federelement auf, welches etwa ringförmig oder auch vollständig tellerförmig ausgestaltet sein kann. Um eine gewünschte und besonders vorteilhaft an das Anwendungsgebiet beziehungsweise an die Dämpfungsfunktion angepasste Federkonstante zu erreichen, sind in dem Federelement Ausnehmungen vorgesehen. Diese können beispielsweise bei einem ringförmigen Federelement derart ausgestaltet sein, dass das ringförmige Federelement die Form eines mit nach innen gerichteten Zähnen ausgestatteten ringförmigen Zahnrads aufweist. Diese Ausnehmungen sind jedoch, um eine geeignete Dichtfunktion zu gewährleisten, zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mit einem Dichtmaterial bedeckt beziehungsweise verschlossen. Somit kann eine gute Dichtfunktion mit einer zusätzlichen Dämpfungsfunktion auf besonders vorteilhafte Weise ermöglicht werden.
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Dabei kann das Dichtmaterial insbesondere ein Elastomermaterial aufweisen oder daraus bestehen. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann ein besonders vorteilhaftes zusätzliches Dämpfungsverhalten mit einer Abdichtfunktion kombiniert werden, da selbst bei einer Dämpfung, bei welcher nicht immer ein gleichmäßiges Anliegen der Tellerfeder an dem entsprechenden Element gewährleistet ist, trotzdem aufgrund des elastomeren Charakters des Dichtmaterials eine gute Dichtfunktion unabhängig von der Dämpfung gewährleistet ist. Unter einem Elastomermaterial kann dabei in an sich für den Fachmann bekannter Weise ein Material verstanden werden, welches elastisch verformbar ist. Dabei findet eine Elastizität insbesondere unter den bei einem gewünschten Betrieb des Drehschwingungsdämpfers auftretenden Bedingungen statt. Somit verformt sich das Dichtungselement und kehrt wieder in seine ursprüngliche Form zurück bei den Kräften und Temperaturen, welche bei einer Dämpfung durch die Tellerfeder auftreten. Beispielsweise kann als Elastomermaterial ein Kautschuk-Material, wie beispielsweise ein insbesondere hydrierter Acrylnitrilbutadien-Kautschuk ((H)NBR-Kautschuk) Verwendung finden. Das Elastomermaterial kann dabei beispielsweise durch einen Vulkanisationsprozess auf die Oberfläche der Tellerfeder aufgebracht werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die Tellerfeder an dem Flansch und einer an dem Gehäusebauteil angeordneten Dichtanlage anliegen. In dieser Ausgestaltung kann die Dichtanlage beispielsweise in ihren Abmessungen, wie etwa ihrer Dicke, an die Tellerfeder angepasst werden, so dass eine besonders gute Dichtfunktion realisierbar sein kann. Dabei ist dies möglich ohne aufwändige konstruktive Umbauten an dem Drehschwingungsdämpfer bezüglich des Dichtelements zu benötigen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann wenigstens eines des ersten Dichtelements und des zweiten Dichtelements ein mit einem Dichtspalt, insbesondere einer Labyrinthdichtung, verbundenes Abweiselement aufweisen. In dieser Ausgestaltung kann als Dichtelement somit ein einfach ausgestaltetes Abweiselement, wie etwa ein Abweisblech, Verwendung finden, welches einfach und kostengünstig herstellbar ist und trotzdem eine gute Dichtwirkung ermöglicht. Dabei kann durch eine einfach anpassbare Ausgestaltung des Abweiselements eine besonders gute Anpassbarkeit an die exakt herrschenden Bedingungen möglich sein. Ein Dichtspalt, wie etwa eine Labyrinthdichtung, kann dabei wiederum eine gute und dabei ferner berührungslose Dichtfunktion ermöglichen, so dass der Betrieb des Drehschwingungsdämpfers nicht negativ beeinflusst wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die erste Schwungmasse eine Primärmasse zum Einleiten eines Drehmoments sein und kann die zweite Schwungmasse eine relativ zur Primärmasse verdrehbare Sekundärmasse zum Ausleiten eines Drehmoments sein. Insbesondere in dieser Ausgestaltung lässt sich ein erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer einfach und ohne verhältnismäßig große Umbauten realisieren. Dabei kann beispielsweise das zwischen dem Flansch und der Primärmasse angeordnete Dichtelement ein mit einem Dichtspalt, insbesondere einer Labyrinthdichtung, verbundenes Abweiselement aufweisen, wohingegen das zwischen dem Flansch und dem Gehäusebauteil angeordnete Dichtelement eine Tellerfeder aufweisen kann, welche Tellerfeder ein Federelement mit Ausnehmungen aufweist, welche Ausnehmungen zumindest teilweise durch ein Dichtmaterial verschlossen sind.
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Bezüglich weiterer Vorteile und technischer Merkmale des Drehschwingungsdämpfers wird hiermit auf die nachfolgende Beschreibung des Antriebsstrangs, die Figuren sowie die Beschreibung der Figuren verwiesen.
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Die Erfindung betriff ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem Drehschwingungsdämpfer, wie etwa einem Zweimassenschwungrad, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, wobei der Drehschwingungsdämpfer, insbesondere über die Primärmasse, mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors und, insbesondere über die Sekundärmasse, mit einem Kupplungsaggregat zum Kuppeln der Antriebswelle mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes verbunden ist. Durch die beschriebenen Dichteinrichtungen des Drehschwingungsdämpfers kann insbesondere ein Eindringen von Staub und Feuchtigkeit in das Volumen verhindert werden, so dass die Lebensdauer des Antriebsstrangs erhöht werden kann.
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Bezüglich weiterer Vorteile und technischer Merkmale des Antriebsstrangs wird hiermit auf die nachfolgende Beschreibung des Drehschwingungsdämpfers, die Figuren sowie die Beschreibung der Figuren verwiesen.
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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:
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1: eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Antriebsstrangs mit einem Drehschwingungsdämpfer,
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2: eine schematische Detailansicht einer Tellerfeder eines Drehschwingungsdämpfers mit offenliegenden Ausnehmungen,
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3: eine schematische Detailansicht der Tellerfeder gemäß 2,
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4: eine weitere schematische Detailansicht der Tellerfeder gemäß 2,
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5: eine schematische Detailansicht einer Tellerfeder eines Drehschwingungsdämpfers mit durch ein Dichtmaterial verschlossenen Ausnehmungen,
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6: eine schematische Detailansicht der Tellerfeder gemäß 5,
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7: eine weitere schematische Detailansicht der Tellerfeder gemäß 5.
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In der 1 ist ein Drehschwingungsdämpfer 10 zur Drehschwingungsdämpfung zwischen einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors und einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gezeigt. Als solcher ist der Drehschwingungsdämpfer 10 insbesondere Bestandteil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs.
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Der Drehschwingungsdämpfer 10 umfasst eine erste Schwungmasse 12 und eine zweite Schwungmasse 14. Die erste Schwungmasse 12 ist dabei insbesondere eine Primärmasse zum Einleiten eines Drehmoments, wohingegen die zweite Schwungmasse 14 insbesondere eine relativ zur Primärmasse verdrehbare Sekundärmasse zum Ausleiten eines Drehmoments ist. Die erste Schwungmasse 12 und die zweite Schwungmasse 14 sind dabei mit einem Energiespeicherelement 16, wie insbesondere einer Bogenfeder, koppelbar, so dass das Energiespeicherelement 16 zusammen mit der ersten Schwungmasse 12 und der zweiten Schwungmasse 14 Drehschwingungen dämpfen kann.
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Das Energiespeicherelement 16 ist dabei in einem Volumen 18 angeordnet ist, welches Volumen 18 zumindest teilweise durch die erste Schwungmasse 12 und ein Gehäusebauteil 20 begrenzt wird. Ferner ist ein Flansch 22 zumindest teilweise in dem Volumen 18 angeordnet.
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Um das Volumen 18 abzudichten, ist zwischen dem Flansch 22 und der ersten Schwungmasse 12 ein erstes Dichtelement 24 vorgesehen und ist zwischen dem Flansch 22 und dem Gehäusebauteil 20 ein zweites Dichtelement 26 vorgesehen. Ein derartiger Drehschwingungsdämpfer 10 erlaubt eine verbesserte Langlebigkeit und ferner eine reduzierte Fehleranfälligkeit auch bei stark begrenztem Bauraum. Im Detail kann dabei wenigstens eines des ersten Dichtelements 24 und des zweiten Dichtelements 26 eine Tellerfeder 28 aufweisen, welche Tellerfeder 28 ein Federelement 30 mit Ausnehmungen 32 aufweist, welche Ausnehmungen 32 zumindest teilweise durch ein Dichtmaterial 34 verschlossen sind. Diese Ausgestaltung des ersten Dichtelements 24 und/oder des zweiten Dichtelements 26 ist im Detail in den 2 bis 7 gezeigt.
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Im Detail zeigt 2 eine Tellerfeder 28, welche insbesondere ein ringförmiges Federelement 30 und darin angeordnete Ausnehmungen 32 aufweist. Eine derartige Tellerfeder 28 kann als Basis für ein erstes Dichtelement 24 und/oder zweites Dichtelement 26 eines Drehschwingungsdämpfers 10 dienen. Dabei zeigt die 3 einen Schnitt durch das Federelement 30 in dem Bereich einer Ausnehmung 32, wohingegen 4 ein Schnitt durch das Federelement 30 in dem Bereich zeigt, in welchem keine Ausnehmung 32 vorliegt.
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Die 5 zeigt weiterhin eine Tellerfeder 28 gemäß den 2 bis 4, bei welcher die Ausnehmungen 32 durch ein Dichtmaterial 34 verschlossen beziehungsweise durch dieses verdeckt sind. Detailliertere Ansichten sind dabei in den 6 und 7 gezeigt. Dabei zeigt die die 6 einen Schnitt durch das Federelement 30 in dem Bereich einer Ausnehmung 32, wohingegen in der 7 ein Schnitt durch das Federelement 30 in dem Bereich zeigt, in welchem keine Ausnehmung 32 vorliegt. Es ist deutlich zu erkennen, dass das Dichtmaterial 34, welches insbesondere ein Elastomermaterial sein kann, den Bereich der Ausnehmungen 32 verschließt, um so eine gute Dichtfunktion zu ermöglichen.
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Zurückkommend auf 1 ist zu erkennen, dass beispielsweise das zweite Dichtelement 26 eine vorbeschriebene Tellerfeder 28 sein kann, welche etwa an einer an dem Gehäusebauteil 20 angeordnete Dichtanlage 36 anliegen kann.
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Neben einer vorbeschriebenen Tellerfeder 28 kann ferner wenigstens eines des ersten Dichtelements 24 und des zweiten Dichtelements 26 ein mit einem Dichtspalt 38, insbesondere einer Labyrinthdichtung, verbundenes Abweiselement 40 aufweisen. In der konkreten Ausgestaltung gemäß 1 ist dabei das erste Dichtelement 24, also das auf der motorseitigen Flanschseite angeordnete Dichtelement 24, als ein mit einem Dichtspalt 38, insbesondere einer Labyrinthdichtung, verbundenes Abweiselement 40, insbesondere Abweisblech, ausgestaltet, wohingegen das zweite Dichtelement 26, also das auf der getriebeseitigen Flanschseite angeordnete Dichtelement 28, als Tellerfeder 28 ausgestaltet, welche Tellerfeder 28 ein Federelement 30 mit Ausnehmungen 32 aufweist, welche Ausnehmungen 32 zumindest teilweise durch ein Dichtmaterial 34 verschlossen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehschwingungsdämpfer
- 12
- erste Schwungmasse
- 14
- zweite Schwungmasse
- 16
- Energiespeicherelement
- 18
- Volumen
- 20
- Gehäusebauteil
- 22
- Flansch
- 24
- erstes Dichtelement
- 26
- zweites Dichtelement
- 28
- Tellerfeder
- 30
- Federelement
- 32
- Ausnehmung
- 34
- Dichtmaterial
- 36
- Dichtanlage
- 38
- Dichtspalt
- 40
- Abweiselement
