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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem um eine Drehachse verdrehbaren Eingangsteil mit einem eine primäre Schwungmasse bildenden Masseteil und einem koaxial zu diesem angeordneten, entgegen der Wirkung einer in einem Ringraum untergebrachten Federeinrichtung relativ gegenüber diesem verdrehbaren Ausgangsteil.
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Gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfer sind beispielsweise als Zweimassenschwungräder zur Verwendung in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen aus den Dokumenten
DE 10 2013 207 290 A1 und
DE 10 2012 216 620 A1 bekannt. Hierbei wird eine Drehschwingungsisolation von Drehschwingungen einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine erzielt, indem das Eingangsteil und das Ausgangsteil entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung relativ gegeneinander verdreht werden, wobei die Federeinrichtung phasenabhängig von der Phase der Drehschwingungen Energie aufnimmt und zeitversetzt wieder abgibt.
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Die Federeinrichtung ist hierbei in einem Ringraum aufgenommen, der aus dem Eingangsteil gebildet ist. Hierbei bilden zwei miteinander dicht verbundene Scheibenteile den Ringraum und zugleich das die primäre Schwungmasse bildende Masseteil.
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Die Anbindung des Ausgangsteils an die sekundäre Schwungmasse erfolgt mittels einer Steckverbindung oder direkt mittels einer Vernietung.
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Insbesondere in Verbindung mit hochdrehzahlfesten Antriebssträngen sind die Federeinrichtungen aufgrund ihres großen Außendurchmessers hohen Belastungen ausgesetzt.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Drehschwingungsdämpfer bei vorgegebenem Bauraum vorzuschlagen, dessen Federeinrichtung hoher Belastung ausgesetzt werden kann.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer dient der Drehschwingungsisolation insbesondere in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen. Hierzu kann ein um eine Drehachse verdrehbares, mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundenes Eingangsteil vorgesehen sein. Um eine Zweimassenschwungradfunktion vorzusehen kann das Eingangsteil ein Masseteil enthalten, welches eine primäre Schwungmasse bildet. Zu dem Eingangsteil ist im Wesentlichen koaxial zu diesem ein Ausgangsteil angeordnet, welches entgegen der Wirkung einer in einem Ringraum untergebrachten Federeinrichtung relativ gegenüber dem Eigangsteil verdrehbar ausgebildet ist. Die Federeinrichtung kann über den Umfang verteilt auf einem oder mehreren Durchmessern angeordnete Federn – Bogenfedern und/oder gerade Schraubendruckfedern – enthalten. Zur Ausbildung einer mehrstufigen Gesamtfederkennlinie und damit eines mehrstufigen Drehschwingungsdämpfers können die Federn der Federeinrichtung bei unterschiedlichen Verdrehwinkeln zwischen Ein- und Ausgangsteil wirksam geschaltet sein und/oder über zumindest einen Umfangsbereich linear oder graduell gewickelt sein. Die Federn der Federeinrichtung können seriell und/oder ineinander geschachtelt angeordnet sein. Über einen Teil oder den gesamten Verdrehwinkel zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil kann eine zwischen Ein- und Ausgangsteil angeordnete, ein- oder mehrstufige Reibeinrichtung vorgesehen sein.
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Um den Ringraum und damit die Federeinrichtung radial innerhalb des Eingangsteils unabhängig von dem Masseteil ausbilden zu können, ist der Ringraum mittels zumindest eines separat zu dem Masseteil ausgebildeten Schalenteils ausgebildet. Hierbei bildet das zumindest eine Schalenteil, bevorzugt ein einteiliges Ringteil mit beispielsweise eingerolltem Innenumfang den Ringraum und nimmt die Federeinrichtung in Form von Bogenfedern und/oder geraden Schraubenfedern radial abgestützt auf. Der Ringraum ist im Wesentlichen radial außen und weist Eingriffe zur ein- und ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung in Umfangsrichtung auf. Durch die funktionale Trennung des Masseteils und des Ringraums kann die Federeinrichtung innerhalb des Innendurchmessers des Masseteils unabhängig vom Masseteil angeordnet werden. Dies erlaubt beispielsweise eine Anordnung der Federeinrichtung auf einem nach radial innen verlagerten Durchmesser unter Bildung eines Radialspalts zwischen dem zumindest einen Schalenteil und dem Masseteil. Hierdurch wird eine Anordnung der Federeinrichtung auf kleinem Durchmesser und damit insbesondere bei Anwendungen mit hohen Drehzahlen geringerem Fliehkrafteinfluss ermöglicht. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das zumindest eine Schalenteil fest mit dem Eingangsteil, beispielsweise zusammen mit dem Masseteil mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden. Hierbei sind in dem zumindest einen Schalenteil axial in den Ringraum erstreckte Anprägungen zur eingangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung und in den Ringraum eingreifende ausgangsseitige Beaufschlagungseinrichtungen zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung vorgesehen. Die ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen können durch radial erweiterte Arme, die radial außen an einem Flanschteil vorgesehen sind, gebildet sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das zumindest eine Schalenteil fest mit dem Ausgangsteil verbunden sein oder das Ausgangsteil bilden, wobei in dem zumindest einen Schalenteil axial in den Ringraum erstreckte Anprägungen zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung und in den Ringraum eingreifende eingangsseitige Beaufschlagungseinrichtungen zur eingangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung vorgesehen sind. Hierdurch kann die Masse der Federeinrichtung und des zumindest einen Schalenteils der sekundären Schwungmasse zugeordnet werden. Die primäre Schwungmasse wird dabei im Wesentlichen durch das Masseteil und entsprechende Anbauteile gebildet.
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In bevorzugter Weise ist der Drehschwingungsdämpfer als Zweimassenschwungrad ausgebildet. Hierbei dienen das Masseteil und dessen Anbauteile als primäre Schwungmasse. Die sekundäre Schwungmasse ist direkt mit dem Ausgangsteil fest verbunden oder bei entsprechenden Ausführungen beispielsweise bei geforderter Trennung des Antriebsstrangs während der Montage oder Reparaturen mit dem Ausgangsteil drehschlüssig verbindbar ausgebildet. Beispielsweise ist das Ausgangsteil mittels einer Steckverbindung mit einem eine sekundäre Schwungmasse bildenden Antriebsstrangbauteil verbunden. Als Antriebsstrangbauteil können dabei Doppelkupplungen, hydrodynamische Drehmomentwandler, Rotoren von Elektromaschinen eines hybridischen Antriebsstrangs, Reibungskupplungen oder andere Drehmomentübertragungseinrichtungen dienen.
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Bei direkt mit dem Ausgangsteil verbundener sekundärer Schwungmasse ist diese beispielsweise mit dem die Federeinrichtung beaufschlagenden Flanschteil, dem zumindest einen Schalenteil oder dergleichen fest verbunden, beispielsweise vernietet. An der sekundären Schwungmasse ist dabei bevorzugt eine Kupplungsdruckplatte aufgenommen, so dass durch diese und die sekundäre Schwungmasse eine Reibungskupplung gebildet wird.
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Das Masseteil erfüllt unabhängig von der Ausbildung des Ringraums für die Federeinrichtung den geforderten Bauraum des Drehschwingungsdämpfers und nimmt die erforderlichen Schnittstellenfunktionen zum Antriebsstrang wahr. Hierzu und zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments kann das Masseteil einen Anlasserzahnkranz aufweisen, der bei Antrieb des Eingangsteils und damit der Kurbelwelle durch einen Elektromotor dem Start der Brennkraftmaschine dient. Zusätzlich kann an dem Masseteil ein Geberring zur Erfassung von Drehkennwerten des Eingangsteils angeordnet sein, der mit einem gehäusefest angeordneten Drehwinkelsensor in Wirkverbindung steht, so dass Drehkennwerte wie Drehzahl, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung und dergleichen der Kurbelwelle erfasst werden können und der Steuerung der Brennkraftmaschine zugeführt werden können.
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Desweiteren kann mittels einer an dem Masseteil vorgesehenen Wuchteinrichtung der Drehschwingungsdämpfer gewuchtet werden. Die Wuchteinrichtung kann aus entsprechend dem gewuchteten Zustand befestigten Wuchtgewichten gebildet sein. In vorteilhafter Weise und insbesondere bei Anwendungen des Drehschwingungsdämpfers bei Hochdrehzahlanwendungen kann es jedoch vorteilhaft sein, die Wuchteinrichtung durch Materialabtrag des Masseteils auszubilden. Hierzu haben sich dem ausgewuchteten Zustand an entsprechenden Umfangslagen angeordnete Wuchtbohrungen als vorteilhaft erwiesen.
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Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt den oberen Teil eines um eine Drehachse angeordneten Drehschwingungsdämpfers im Schnitt.
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Der Drehschwingungsdämpfer 1 ist um die Drehachse d angeordnet und aus dem Eingangsteil 2, dem Ausgangsteil 3 und der Federeinrichtung 4 gebildet. Das Eingangsteil 2 enthält das Masseteil 5, den Anlasserzahnkranz 6, den Geberring 7 und die Wuchteinrichtung 8, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus den Wuchtgewichten 9 gebildet ist.
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Das Eingangsteil 2 enthält desweiteren das Schalenteil 10, welches radial außen den Ringraum 11 für die Federeinrichtung 4 bildet und die Federeinrichtung 4 aufnimmt. Die Federeinrichtung 4 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus beispielsweise zwei über den Umfang angeordneten Bogenfedern 12 gebildet. Der Außenumfang des Schalenteils 10 ist gegenüber dem Masseteil 5 unabhängig ausgebildet und weist gegenüber dem axialen Ansatz 13 des Masseteils 5 den Radialspalt 14 auf. Das Schalenteil 10 weist über den Umfang verteilte Anprägungen 15 auf, die die eingangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen 16 zur umfangsseitigen Beaufschlagung der Stirnseiten der Bogenfedern 12 bilden. Das Schalenteil 10 ist nach radial innen erweitert und zusammen mit dem Masseteil 5 mittels der Befestigungsöffnungen 17, 18 mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden wie verschraubt.
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Das Ausgangsteil 3 enthält zur Bildung einer Steckverbindung 25 mit einem nachgeschalteten Antriebsstrangbauteil beziehungsweise Antriebsaggregat, Drehmomentübertragungseinrichtung oder dergleichen, beispielsweise einer Doppelkupplung und dergleichen, die Abtriebsnabe 19 mit der Innenverzahnung 20. Das nachfolgende Antriebsstrangbauteil bildet dabei die sekundäre Schwungmasse des als Zweimassenschwungrad ausgebildeten Drehschwingungsdämpfers 1. Die Abtriebsnabe 19 ist mittels der Niete 21 mit dem Flanschteil 22 verbunden, welches die ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtung 23 der Bogenfedern 12 bildet. Hierzu weist das Flanschteil 22 radial erweiterte, in den Ringraum 11 eingreifende Arme 24 auf, die die Bogenfedern 12 jeweils an ihren Stirnseiten ausgangsseitig in Umfangsrichtung beaufschlagen.
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Durch das radial mit Radialspalt 14 gegenüber dem Ansatz 13 angeordnete Schalenteil 10 sind die Bogenfedern 12 auf einem gegenüber dem Innenumfang des Ansatzes 13 kleineren Durchmesser aufgenommen. Die auf die Bogenfeder 12 wirkenden Fliehkräfte sind dadurch geringer, so dass deren Drehzahl- und Berstfestigkeit zunimmt. Aufgrund dieser verbesserten Drehzahl- und Berstfestigkeit können höhere Drehzahlen mit dem vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfer 1 zugelassen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Eingangsteil
- 3
- Ausgangsteil
- 4
- Federeinrichtung
- 5
- Masseteil
- 6
- Anlasserzahnkranz
- 7
- Geberring
- 8
- Wuchteinrichtung
- 9
- Wuchtgewicht
- 10
- Schalenteil
- 11
- Ringraum
- 12
- Bogenfeder
- 13
- Ansatz
- 14
- Radialspalt
- 15
- Anprägung
- 16
- Beaufschlagungseinrichtung
- 17
- Befestigungsöffnung
- 18
- Befestigungsöffnung
- 19
- Abtriebsnabe
- 20
- Innenverzahnung
- 21
- Niet
- 22
- Flanschteil
- 23
- Beaufschlagungseinrichtung
- 24
- Arm
- 25
- Steckverbindung
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013207290 A1 [0002]
- DE 102012216620 A1 [0002]
