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Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, im Einzelnen mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Torsionsschwingungsdämpfer sind in einer Vielzahl von Ausführungen aus dem Stand der Technik bekannt. Diese umfassen im Allgemeinen zumindest zwei entgegen der Wirkung einer Dämpfereinrichtung in Umfangsrichtung relativ zueinander verdrehbare Dämpferteile, wobei an den einzelnen Dämpferteilen in Umfangsrichtung weisende Anschlagflächenbereiche vorgesehen sind, die der Abstützung der Energiespeichereinrichtung und der Dämpfereinrichtung dienen. Dabei sind verschiedene Möglichkeiten der Ausbildung der Anschlagbereiche denkbar.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2010 032 400 A1 ist eine Ausbildung vorbekannt, bei welcher an einer Seitenscheibe eine Führungseinheit für die Energiespeichereinheit vorgesehen ist, die eine Führung in radialer und axialer Richtung erlaubt sowie gleichzeitig Anschlagbacken und damit Anschlagflächenbereiche bereitstellt.
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Demgegenüber offenbart die Druckschrift
EP 1 092 836 B1 eine Ausbildung von Anschlagflächenbereichen an einem Dämpferbauteil, welches als Blechformteil mit mindestens einer axialen Anprägung ausgebildet ist, die zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Energiespeichern eingreift. Bei dieser Ausführung erfolgt die Ausbildung der Anlageflächen an einem mit der Anprägung formschlüssig verbundenen Anschlagelement.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsschwingungsdämpfer derart weiterzuentwickeln, dass zum einen eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung der einzelnen Dämpferteile gewährleistet ist, insbesondere mit hinsichtlich des Herstellungsverfahrens geringen Anforderungen an die Genauigkeit der Herstellung der Anschlagflächen bildenden Bereiche. Ferner ist zu gewährleisten, dass in Abhängigkeit des Einsatzfalles Dämpferteile mit unterschiedlichsten Anschlagflächenbereichen einfach und kostengünstig bereitstellbar sind.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
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Ein Torsionsschwingungsdämpfer mit mindestens zwei in Umfangsrichtung gegen die Wirkung einer Energiespeichereinrichtungen aufweisenden Dämpfungseinrichtung verdrehbaren Dämpferteilen mit in Umfangsrichtung weisenden Anschlagflächenbereichen zur zumindest mittelbaren Abstützung der Energiespeichereinrichtungen zur Drehmoment- und/oder Kraftübertragung, wobei eines der Dämpferteile als scheibenförmiges oder ringscheibenförmiges Bauteil ausgeführt ist, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die einander entgegengesetzt in Umfangsrichtung weisenden Anschlagflächen für zwei in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnete benachbarte Energiespeichereinrichtungen an einem Anschlagflächen tragenden Bauteil ausgebildet sind, das drehfest mit dem scheibenförmigen Element verbunden ist, wobei die einzelnen Anschlagflächenbereiche zumindest an einer Seite des scheibenförmigen oder ringscheibenförmigen Bauteiles in axialer Richtung an diesem überstehend ausgeführt sind.
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Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt in besonders vorteilhafter Weise die Ausbildung hinsichtlich der geometrischen Form/Kontur und/oder Dimensionierung und/oder Positionierung unterschiedlich ausgebildeter Anschlagflächenbereiche in Kombination mit einem Feinschneidteil, womit eine hohe Variantenvielfalt gegeben ist.
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Unter einem Anschlagflächenbereich wird ein Bereich verstanden, an welchem die zur Drehmomentübertragung und/oder Kraftübertragung erforderlichen Energiespeichereinheiten in Form von Federeinheiten sich entweder direkt oder wenigstens mittelbar, beispielsweise über entsprechende Führungseinrichtungen für die Federenden abstützen.
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In einer vorteilhaften Ausbildung ist das scheibenförmige Bauteil als Feinschneidteil frei von einem Umformverfahren ausgebildet. Lediglich die Anschlagfläche wird von einem separaten Element gebildet, was eine besonders materialökonomische Fertigung erlaubt.
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Vorteilhaft kann das scheibenförmige Bauteil auch kostengünstiger als Stanzteil ausgeführt sein, da die im Vergleich zum Feinschneidteil größeren Toleranzen und Schnittflächenoberflächengüten durch das separate Element ausgeglichen werden können.
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Bezüglich der Verbindung zwischen dem Anschlagflächenbereich tragenden Bauteil und dem scheibenförmigen Bauteil besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Die Verbindung des einzelnen Anschlagflächenbereich tragenden Bauteiles und dem scheibenförmigen Bauteil ist aus einer Verbindung aus der nachfolgenden Gruppe oder Kombination aus diesen ausgewählt:
- – kraftschlüssige Verbindung
- – formschlüssige Verbindung, insbesondere Nietverbindung
- – stoffschlüssige Verbindung.
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In besonders vorteilhafter Ausbildung wird eine formschlüssige Verbindung in Form einer Nietverbindung gewählt, wobei über die Ausführung der Verbindung, insbesondere Anzahl und die Dimensionierung eine feste Zuordnung zwischen den Anschlagflächenbereichen und dem scheibenförmigen oder ringscheibenförmigen Bauteil erfolgt.
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Die Ausgestaltung des Anschlagflächenbereiche tragenden Bauteiles kann vielgestaltig erfolgen. Dieses umfasst vorzugsweise einen Verbindungsbereich, der über Zwischenbereiche mit den Anschlagflächenbereichen verbunden ist. Die Anschlagflächenbereiche sind dabei vorzugsweise in einem Winkel gegenüber dem Verbindungsbereich ausgerichtet. Die Zwischenbereiche sind gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung gekröpft ausgeführt, wobei die Ausbildung und Dimensionierung der Kröpfung die konkrete Lagezuordnung zwischen dem scheibenförmigen oder ringscheibenförmigen Bauteil und der Anschlagfläche in axialer Richtung betrachtet bezogen auf die Erstreckung des scheibenförmigen Bauteiles ermöglicht. Durch die Ausgestaltung und Dimensionierung der Kröpfung kann die Festigkeit des Anschlagflächen tragenden Bauteiles erhöht werden. Ferner ist eine Variation des axialen Überstandes an der Seitenscheibe in einer Richtung, frei von einem Überstand in axialer Richtung in der anderen Richtung möglich, wobei die Anschlagflächen tragenden Bauteile für Torsionsschwingungsdämpfer mit annähernd gleicher Geometrie des scheibenförmigen Bauteiles in Form von Seitenscheiben eingesetzt werden können.
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Zur weiteren Festigkeitssteigerung ist das Anschlagflächenbereiche tragende Bauteil wärmebehandelt.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist in vorteilhafter Weise für jegliche Ausführung scheibenförmiger Dämpferteile mit in Umfangsrichtung ausgebildeten Anschlagflächenbereichen einsetzbar. Dabei kann das scheibenförmige Bauteil von einer Ringscheibe mit in radialer Richtung nach außen und/oder nach innen weisenden radialen Fortsätzen gebildet werden, wobei die einzelnen in Umfangsrichtung zueinander beabstandet angeordneten radialen Fortsätze eine randoffene Aussparung zur Aufnahme der Energiespeicherelemente beschreiben. Eine weitere vorteilhafte Anwendung sind scheibenförmige Bauteile mit in Umfangsrichtung verlaufenden Aussparungen, die über Stegelemente miteinander gekoppelt sind.
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Besonders vorteilhaft ist der Einsatz in Torsionsschwingungsdämpfern mit einem Primärteil und zumindest einem Sekundärteil, die in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind, wobei Primärteil und Sekundärteil über wenigstens eine Dämpfereinrichtung miteinander gekoppelt sind und das Primärteil zwei Seitenscheiben umfasst, zwischen denen in axialer Richtung eine Mittelscheibe in Form des Sekundärteils angeordnet ist und das scheibenförmige Element jeweils eine Seitenscheibe des Primärteils bildet.
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Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
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1a und 1b verdeutlichen eine vorteilhafte Ausbildung eines scheibenförmigen Elementes mit einem Anschlagflächen tragenden Bauteil;
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2 zeigt einen Torsionsschwingungsdämpfer in beispielhafter Ausführung,
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3a bis 3c zeigen ein Anschlagflächen tragendes Bauteil in verschiedenen Ansichten;
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4 und 5 zeigen weitere Ausführungen eines Dämpferteiles mit Anschlagflächen tragenden Bauteilen.
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Die 1a und 1b zeigen in vereinfachter Darstellung ein Dämpferteil 2 eines Torsionsschwingungsdämpfers 1, welches Bestandteil eines Primärteiles 3 sein kann, mit erfindungsgemäßer Ausbildung von Anschlagflächenbereichen 4 zur zumindest mittelbaren Abstützung von Energiespeichereinrichtungen F1. Das Dämpferteil 2 ist als ringscheibenförmiges Bauteil ausgebildet, an welchem separate Anschlagflächenbereiche 4 tragende Bauteile 5 angeordnet bzw. befestigt sind.
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Die 2 zeigt anhand eines Axialschnittes eine beispielhafte Ausführung eines Torsionsschwingungsdämpfers 1 mit einem derartig ausgebildeten Dämpferteil 2. Der Dämpferteil 2 ist Bestandteil eines Primärteils 3 des Torsionsschwingungsdämpfers 1, der des Weiteren ein Sekundärteil 6 umfasst, das in Umfangsrichtung zu diesem relativ begrenzt verdrehbar ist. Dabei können Primärteil 3 und Sekundärteil 6 ein- oder mehrteilig ausgebildet sein. Primärteil 3 und Sekundärteil 6 können je nach Einbindung in einem Antriebsstrang als Ein- oder Ausgangsteil des Torsionsschwingungsdämpfers 1 fungieren. Die Verdrehung in Umfangsrichtung relativ zueinander erfolgt entgegen der Wirkung zumindest einer Dämpfereinrichtung, hier beispielhaft zweier Dämpferstufen 7 und 8, die in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind. Die erste Dämpferstufe 7 ist hier beispielhaft als mechanische Dämpferstufe, umfassend Energiespeichereinheiten F1, ausgebildet, während die zweite, radial äußere Dämpferstufe 8 von einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung gebildet wird. Der Primärteil 3 ist mehrteilig ausgebildet, umfassend zwei Seitenscheiben 9 und 10, die als Dämpferteil 2 Bestandteil des Primärteils 3 sind. Die Seitenscheiben 9, 10 sind drehfest miteinander verbunden. Das Sekundärteil 6 umfasst eine Mittelscheibe 11, die zwischen den Seitenscheiben 9 und 10 angeordnet ist. Ein Gehäuse, gebildet beispielhaft aus zwei Gehäuseteilen 12.1, 12.2, umschließt die Seitenscheiben 9 und 10 in radialer und axialer Richtung. Die Dämpfereinrichtung der Dämpferstufe 7 ist als mechanische Dämpfereinrichtung ausgebildet und umfasst jeweils Federeinheiten F1 als Mittel zur Drehmomentübertragung und/oder Dämpfungskopplung. Diese Energiespeichereinrichtungen können dabei als Druckfedern oder Bogenfedern ausgeführt sein. Jede der Energiespeichereinrichtungen kann aus einer oder mehreren Federeinheiten bestehen, die in Reihe oder parallel geschaltet sind. Im letztgenannten Fall sind beispielsweise die Federeinheiten einer Energiespeichereinrichtung radial ineinander verschachtelt angeordnet. Die Energiespeichereinrichtungen stützen sich dabei wechselweise mit ihren zueinander entgegengesetzt ausgerichteten Endbereichen am Primärteil 3 und am Sekundärteil 6 ab. Am Primärteil 3, insbesondere dem Dämpferteil 2 des Primärteiles 3 in Form der Seitenscheiben 9 bzw. 10 sind dazu in Umfangsrichtung weisende Anschlagflächenbereiche 4 angeordnet, welche erfindungsgemäß an den Anschlagflächenbereiche tragenden Bauelementen 5 angeordnet sind. Dabei weist das einzelne Anschlagflächenbereiche 4 tragende Bauelement 5 jeweils zwei einander in Umfangsrichtung entgegengesetzt zueinander ausgerichtete Anschlagflächenbereiche 4.1 und 4.2 auf, die derart gegenüber der Seitenscheibe 9 bzw. 10 angeordnet sind, dass diese zumindest an einer Seite der Seitenscheibe 9 bzw. 10 überstehend in axialer Richtung angeordnet sind. Über diese Ausführung ist es möglich, die Größe der Anschlagflächenbereiche optimal auf die Gegebenheiten des Einzelfalles anzupassen.
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Die Seitenscheibe 9 bzw. 10 ist jeweils als scheibenförmiges Bauteil ausgebildet, im einfachsten Fall aus einem Blech über Trennverfahren herausgetrennt und frei von Umformverfahren hergestellt.
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Eine derartige Ausbildung des Dämpferteils 2 ist in Form der Seitenscheibe 9 bzw. 10 in 1 in Perspektivansicht wiedergegeben. Die Seitenscheibe 9 ist als ringscheibenförmiges Bauteil ausgebildet, vorzugsweise in Form eines Feinschneidteils mit in radialer Richtung ausgerichteten Fortsätzen 13, welche im vorliegenden Fall in radialer Richtung nach innen gerichtet ausgebildet sind und die in Umfangsrichtung voneinander weggerichteten Flächenbereiche 14.1 und 14.2, bilden. Die Fortsätze 13 sind einteilig mit einem in Umfangsrichtung geschlossen verlaufenden ringförmigen Verbindungsbereich 15 ausgebildet. Das Anschlagflächenbereiche 4 tragende Bauelement 5 kann dabei entweder mit dem Verbindungsbereich 15 oder aber wie in der 1 in vorteilhafter Weise dargestellt, im Bereich der Fortsätze 13 über zumindest eine hier im Einzelnen nicht vollständig wiedergegebene Verbindungseinrichtung 19 verbunden werden. Dargestellt sind lediglich die Durchgangsöffnungen für Befestigungselemente der Verbindungseinrichtung 19. Die Verbindung erfolgt drehfest. Dabei sind unterschiedliche Verbindungsarten denkbar. Eine besonders vorteilhafte Ausbildung besteht in einer formschlüssigen Verbindung, vorzugsweise durch die Ausbildung einer Nietverbindung. Andere Möglichkeiten sind ebenfalls denkbar. Möglich wäre auch ein Formschluss oder ein Kraftschluss. Vorzugsweise wird jedoch eine Verbindung gewählt, die eine definierte Lage der einzelnen Anschlagflächenbereiche am Anschlagflächenbereich tragenden Bauelement 5 in Umfangsrichtung erlaubt. Die Fortsätze 13 begrenzen dabei in Umfangsrichtung betrachtet jeweils Aufnahmebereiche 16.1 bis 16.n für die Energiespeichereinrichtungen. Dabei sind die Aufnahmebereiche 16.1 bis 16.n durch die Fortsätze 13 in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet. Die in den Aufnahmebereichen 16.1 bis 16.n aufgenommenen Energiespeicherelemente stützen sich dann an den mittleren Anschlagflächenbereichen 4.1 und 4.2 des Anschlagflächenbereich tragenden Bauelementes 5 in Umfangsrichtung wenigstens mittelbar, das heißt entweder direkt mit ihren Endbereichen oder über weitere Führungselemente ab.
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Die 1 zeigt dabei eine besonders vorteilhafte Ausbildung für das Dämpferteil 2 und für das Anschlagflächenbereich tragende Bauelement 5. Dieses ist im Detail in den 3a bis 3c in unterschiedlichen Ansichten wiedergegeben. Beim dargestellten Fall ist das einzelne Anschlagflächenbereich 4 tragende Bauelement 5 als Lasche in Form eines Blechformteiles ausgebildet. Dieses ist durch einen Verbindungsbereich 17 charakterisiert, an den sich die Anschlagflächenbereiche 4.1, 4.2 über einen gekröpften Bereich 18.1 und 18.2 in einem Winkel anschließen. Bezüglich der konkreten Ausbildung des Verbindungsbereiches und der Anschlagflächen besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Bei der dargestellten Ausführung ist der Verbindungsbereich 17 hinsichtlich seiner Formgebung an die Ausbildung des Fortsatzes 13 angepasst. Der Verbindungsbereich 17 weist meist eine ebene Anlagefläche zur Anlage am Fortsatz 13, insbesondere einem an diesem ausgebildeten Flächenbereich auf. Die geometrische Ausbildung des in radialer Richtung ausgerichteten Fortsatzes 13 ist im dargestellten Fall in radialer Richtung verjüngend ausgebildet. Die sich dadurch am scheibenförmigen oder ringscheibenförmigen Element ergebenden, in Umfangsrichtung voneinander wegweisenden Flächenbereiche sind dann gegenüber in Umfangsrichtung in einem Winkel ausgerichtet. Die Erstreckung in radialer Richtung erfolgt über einen Teilbereich der Erstreckung des Fortsatzes 13.
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Über die Ausbildung des gekröpften Bereiches 18.1, 18.2 kann die Richtung und in Einbaulage die Erstreckung des Anschlagflächenbereiches 4.1, 4.2 in axialer Richtung bezogen auf das scheibenförmige Element, insbesondere auf die axiale Erstreckung des scheibenförmigen Elementes variiert werden.
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In besonders vorteilhafter Ausbildung ist der Anschlagflächenbereich 4.1, 4.2, vorzugsweise das gesamte Anschlagflächen tragende Bauteil 5, aus einem geeigneten Material, insbesondere Stahlblech oder Aluminium, ausgebildet. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung ist dies gehärtet.
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Die 3a zeigt beispielhaft eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Bauteils 5 in Perspektivansicht. Die 3b zeigt eine Ansicht in axialer Richtung. 3c zeigt eine Ansicht in einem Schnitt. Die Einbausituation ist in 1b in einer Schnittansicht des scheibenförmigen Elementes 5 wiedergegeben. Der gekröpfte Bereich 18.1 bzw. 18.2 ist hinsichtlich seiner Dimensionierung derart gewählt, dass die Anschlagfläche quasi in axialer Richtung zumindest an einer Seite über das scheibenförmige Element überstehend ausgebildet ist, während der vom gekröpften Bereich wegweisende Endbereich der Anschlagfläche, der freisteht, innerhalb der axialen Erstreckung der Dicke des scheibenförmigen Elementes in Einbaulage angeordnet ist. Andere Ausführungen sind denkbar, insbesondere mit Erstreckung beidseitig des scheibenförmigen Elementes, das heißt beidseitigem Überstand. In diesem Fall ist jedoch entsprechend die Anschlussgeometrie und Anordnung der Seitenscheiben im Gehäuse zu wählen.
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Die 4 und 5 zeigen beispielhaft weitere Ausgestaltungen des scheibenförmigen Elementes in Form des Dämpferteiles 2, bei welchem das Anschlagflächenbereiche tragende Bauelement 5 zum Einsatz gelangen kann. 4 zeigt eine Ausführung einer Seitenscheibe mit in radialer Richtung am Außenumfang eines ringförmigen Bereiches angeordneten und sich erstreckenden Vorsprüngen, insbesondere radialen Fortsätzen 13 mit in Umfangsrichtung voneinander wegweisenden Flächenbereichen 14.1 und 14.2. Diese sind quasi am Außenumfang des scheibenförmigen Elementes vorgesehen und bilden sogenannte randoffene Aussparungen, die den Aufnahmebereichen 16.1 bis 16.n für die Federelemente entsprechen. Das Anschlagflächenbereich tragende Bauelement 5 ist hier beispielhaft an den radialen Fortsätzen 13 befestigt und bildet die Anschlagflächen 4.1, 4.2 für die Energiespeichereinrichtungen in Umfangsrichtung.
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Demgegenüber zeigt die 5 eine Ausbildung eines scheibenförmigen Elementes, welches Fensterbereiche bildende Aussparungen 16 umfasst, die innerhalb der radialen Erstreckung des scheibenförmigen Elementes angeordnet sind und in Umfangsrichtung weisende Flächenbereiche 14.1, 14.2 bilden. Dabei sind die einzelnen in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordneten Aufnahmebereiche über radiale Verbindungsstege 22 voneinander beabstandet. Die Anordnung des Anschlagflächenbereich tragenden Bauelementes 5, insbesondere einer Lasche, kann dann ebenfalls vorzugsweise im Bereich der Verbindungsstege 22 an diesen erfolgen. Eine andere, hier nicht dargestellte Ausführung besteht in den sich an die Verbindungsstege anschließenden radialen Bereichen. Andere Ausführungen sind denkbar.
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Die in der 2 dargestellte beispielhafte Ausführung eines Torsionsschwingungsdämpfers zeigt in einem Ausschnitt aus dem Axialschnitt ferner ein Führungselement 20 zur zumindest teilweisen axialen und radialen Führung der Energiespeichereinrichtungen, welches aus einem Stahlblech, beispielsweise im Tiefziehverfahren hergestellt ist. Dies hat ein im Wesentlichen U-förmiges Profil mit einem ersten und einem zweiten Schenkel und einem Steg, wobei der erste Schenkel an der Bogenfeder anliegt und der zweite Schenkel sich an der betreffenden Seitenscheibe 9 bzw. 10 abstützt und an der radial inneren Begrenzungsfläche der Dämpfungskammerwand anliegt. Die Energiespeichereinrichtung befindet sich hier radial innerhalb der Innenwandung eines Dämpfungskammersegmentes 21, welches Bestandteil der zweiten Dämpferstufe 8 in Form der hydraulischen Dämpferanordnung ist. Dargestellt ist in 2 nur der oberhalb der Rotationsachse R angeordnete Bereich des Torsionsschwingungsdämpfers 1.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 2
- Dämpferteil
- 3
- Primärteil
- 4
- Anschlagflächenbereich
- 5
- Anschlagflächenbereich tragendes Bauelement bzw. Bauteil, insbesondere Lasche
- 6
- Sekundärteil
- 7
- Dämpferstufe
- 8
- Dämpferstufe
- 9
- Seitenscheibe
- 10
- Seitenscheibe
- 11
- Mittelscheibe
- 12.1, 12.2
- Gehäuseteile
- 13
- radialer Fortsatz
- 14.1, 14.2
- Flächenbereich
- 15
- Verbindungsbereich
- 16.1–16.n
- Aufnahmebereich
- 17
- Verbindungsbereich
- 18.1, 18.2
- gekröpfter Bereich
- 19
- Verbindung
- 20
- Führungselement
- 21
- Dämpfungskammer
- 22
- Verbindungssteg
- F1
- Energiespeichereinheit
- R
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010032400 A1 [0003]
- EP 1092836 B1 [0004]
