DE102014216072A1

DE102014216072A1 - Drehschwingungsdämpfungsanordnung für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014216072A1
Application number: DE102014216072.3A
Authority: DE
Inventors: Tobias Höche; Daniel Lorenz; Ingrid Hoffelner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2014-08-13
Publication date: 2016-02-18
Also published as: WO2016023692A1; CN106574686A; US20170268597A1; EP3180544A1

Abstract

Drehschwingungsdämpfungsanordnung, für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend einen zur Drehung um eine Drehachse A anzutreibenden Eingangsbereich mit einer Primärmasse und einen Ausgangsbereich, wobei zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich ein erster Drehmomentübertragungsweg und parallel dazu ein zweiter Drehmomentübertragungsweg sowie eine Koppelanordnung, umfassend ein Planetengetriebe mit einem Planetenradelement, zur Überlagerung der über die Drehmomentübertragungswege geleiteten Drehmomente vorgesehen sind, wobei im ersten Drehmomentübertragungsweg eine Phasenschieberanordnung mit einer ersten Steifigkeit zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von über den ersten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten bezüglich über den zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten vorgesehen ist, wobei die Phasenschieberanordnung eine zweite Steifigkeit umfasst, die sich einerseits gegenüber der Primärmasse abstützt und zumindest teilweise axial und radial überlappend zu dem Planetenradelement angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung, für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend einen zur Drehung um eine Drehachse anzutreibenden Eingangsbereich und einen Ausgangsbereich, wobei zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich ein erster Drehmomentübertragungsweg und parallel dazu ein zweiter Drehmomentübertragungsweg sowie eine Koppelanordnung zur Überlagerung der über die Drehmomentübertragungswege geleiteten Drehmomente vorgesehen sind, wobei im ersten Drehmomentübertragungsweg eine Phasenschieberanordnung zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von über den ersten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten bezüglich über den zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten vorgesehen ist.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2011 007 118 A1 ist eine gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung bekannt, welche das in einen Eingangsbereich beispielsweise durch eine Kurbelwelle eines Antriebsaggregates eingeleitete Drehmoment in einen über einen ersten Drehmomentübertragungsweg übertragenen Drehmomentenanteil und einen über einen zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehmomentenanteil aufteilt. Bei dieser Drehmomentenaufteilung wird nicht nur ein statisches Drehmoment aufgeteilt, sondern auch die, im zu übertragenen Drehmoment enthaltenen Schwingungen bzw. Drehungleichförmigkeiten, beispielsweise generiert durch die periodisch auftretenden Zündungen in einem Antriebsaggregat, werden anteilig auf die beiden Drehmomentübertragungswege aufgeteilt. In einer Koppelanordnung, die als Planetengetriebe mit einem Planetenrad, einem Antriebselement und einem Abtriebselement ausgeführt ist, werden die, über die beiden Drehmomentübertragungswege übertragenen Drehmomentenanteile wieder zusammengeführt und dann als ein Gesamtdrehmoment in den Ausgangsbereich, beispielsweise eine Reibkupplung oder dergleichen, eingeleitet.
In zumindest einem der Drehmomentübertragungswege ist eine Phasenschieberanordnung vorgesehen, welche nach Art eines Schwingungsdämpfers, also mit einer Primärseite und einer durch die Kompressibilität einer Federanordnung bezüglich dieser verdrehbaren Sekundärseite, aufgebaut ist. Insbesondere dann, wenn dieses Schwingungssystem in einen überkritischen Zustand übergeht, also mit Schwingungen angeregt wird, die über der Resonanzfrequenz des Schwingungssystems liegen, tritt eine Phasenverschiebung von bis zu 180° auf. Dies bedeutet, dass bei maximaler Phasenverschiebung die vom Schwingungssystem abgegebenen Schwingungsanteile bezüglich der vom Schwingungssystem aufgenommenen Schwingungsanteile um 180° phasenverschoben sind. Da die über den anderen Drehmomentübertragungsweg geleiteten Schwingungsanteile keine oder ggf. eine andere Phasenverschiebung erfahren, können die in den zusammengeführten Drehmomentenanteilen enthaltenen und bezüglich einander dann phasenverschobenen Schwingungsanteile einander destruktiv überlagert werden, so dass im Idealfall das in den Ausgangsbereich eingeleitete Gesamtdrehmoment ein im Wesentlichen keine Schwingungsanteile enthaltenes statisches Drehmoment ist.
Ausgehend vom erläuterten Stand der Technik ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung zu entwickeln, die ein noch besseres Schwingungsdämpfungsverhalten aufweist und dazu kompakt baut.
Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung, welche zusätzlich das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 umfasst, gelöst.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen zur Drehung um eine Drehachse (A) anzutreibenden Eingangsbereich und einen Ausgangsbereich, wobei der Eingangsbereich eine Primärmasse und der Ausgangsbereich eine Sekundärmasse umfasst und eine mit dem Ausgangsbereich in Verbindung stehende Koppelanordnung, wobei die Koppelanordnung ein erstes Eingangselement, ein zweites Eingangselement und ein Ausgangselement umfasst, und einen Drehmomentübertragungsweg zur Übertragung eines Gesamtdrehmoments, der zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich verläuft, wobei der Drehmomentübertragungsweg von dem Eingangsbereich bis zu der Koppelanordnung in einen ersten Drehmomentübertragungsweg, zur Übertragung eines ersten Drehmomentanteils, und in einen parallelen zweiten Drehmomentübertragungsweg, zur Übertragung eines zweites Drehmomentanteils, aufgeteilt wird, wobei der erste und der zweite Drehmomentübertragungsweg und damit der erste und der zweite Drehmomentanteil an der Koppelanordnung wieder zu einem Ausgangsdrehmoment zusammengeführt wird, und eine Phasenschieberanordnung im ersten Drehmomentübertragungsweg, umfassend ein Schwingungssystem mit einer ersten Steifigkeit, wobei die erste Steifigkeit eine Federanordnung umfasst, und wobei eine vom Eingangsbereich kommende Eingangsdrehschwingung durch das Weiterleiten über den ersten und über den zweiten Drehmomentübertragungsweg in einen ersten Drehschwingungsanteil und in einen zweiten Drehschwingungsanteil aufgeteilt wird und wobei bei einem Betrieb des Schwingungssystems in einem Drehzahlbereich oberhalb wenigstens einer Grenzdrehzahl, bei der das Schwingungssystem in einem Resonanzbereich betrieben wird, der erste Drehschwingungsanteil mit dem zweiten Drehschwingungsanteil an der Koppelanordnung so überlagert wird, dass sich der erste Drehschwingungsanteil und der zweite Drehschwingungsanteil destruktiv überlagern und dadurch am Ausgangselement der Koppelanordnung eine gegenüber der Eingangsdrehschwingung minimierte Ausgangsdrehschwingung vorhanden ist, wobei die Phasenschieberanordnung eine zweite Steifigkeit umfasst, die sich einerseits gegenüber der Primärmasse abstützt und zumindest teilweise axial und radial überlappend zu dem Planetenradelement angeordnet ist. Die Anordnung der zweiten Steifigkeit, die vorteilhaft aus einer Federanordnung, wie beispielsweise aus einer geschachtelten oder nicht geschachtelten Schraubenfederanordnung, wie auch Bogenfederanordnung bestehen kann, im Bereich des Planetengetriebes ist besonders vorteilhaft in Bezug auf eine optimale Bauraumausnutzung, da in Umfangsrichtung gesehen zwischen den Planetenrädern freier Bauraum vorhanden ist. Dieser freie Bauraum richtet sich je nach Anzahl der verwendeten Planetenräder. Durch die Verwendung einer zweiten Steifigkeit kann die maximal erreichbare Federarbeit vergrößert werden. Da der Bauraum zwischen den Planetenrädern begrenzt ist, ist es vorteilhaft, die Steifigkeit der zweiten Steifigkeit zwischen den Planetenrädern größer zu wählen und die erste Steifigkeit weicher auszuführen.
Der Drehmomentweg und damit auch der Übertragungsweg von Drehschwingungen, die vornehmlich von dem Antriebsaggregat, wie beispielsweise ein Hubkolbenmotor, entstehen, verlaufen wie folgt. Von dem Eingangsbereich kommend wird ein Gesamtdrehmoment auf den ersten und den zweiten Drehmomentübertragungsweg aufgeteilt. Im ersten Drehmomentübertragungsweg befindet sich die Phasenschieberanordnung, die zumindest aus der ersten und aus der zweiten Steifigkeit besteht. Da die zweite Steifigkeit zumindest teilweise axial überlappend zu dem Planetengetriebe und dabei auch zumindest teilweise radial überlappend zwischen den Planetenrädern angeordnet ist, ist ein möglicher Verdrehwinkel der zweiten Steifigkeit begrenzt. Aus diesem Grund ist die erste Steifigkeit vorteilhaft weicher auszuführen. In Folge dessen verläuft der Drehmomentweg im ersten Drehmomentübertragungsweg auch zuerst über die zweite Steifigkeit und danach über die erste Steifigkeit an das erste Eingangselement, vorteilhaft ein Antriebshohlrad, der Koppelanordnung, hier vorteilhaft das Planetengetriebe. Im zweiten Drehmomentübertragungsweg wird der übertragene Drehmomentanteil starr und damit direkt an das zweite Eingangselement der Koppelanordnung geleitet. An der Koppelanordnung werden die Drehmomentanteile und damit auch die jeweiligen Drehschwingungsanteile destruktiv überlagert, so dass eine Ausgangsdrehschwingung an dem Ausgangselement der Koppelanordnung gegenüber der Eingangsdrehschwingung minimiert, im optimalen Falle sogar völlig ausgelöscht wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
In einer vorteilhaften Ausführung umfasst die Koppelanordnung ein Planetengetriebe mit einem Planetenradträger, einem am Planetenradträger befestigten Planetenradbolzen und ein am Planetenradbolzen drehbar gelagertes Planetenradelement, wobei das Planetenradelement mit dem Eingangsbereich mittels des ersten Eingangselements und mittels des zweiten Eingangselements verbunden ist und wobei das Planetenradelement mittels des Ausgangselements mit dem Ausgangsbereich verbunden ist.
Dabei wird der erste Drehmomentanteil und auch der erste Drehschwingungsanteil über den ersten Drehmomentübertragungsweg mittels des ersten Eingangselements an das Planetenradelement der Koppelanordnung geleitet, wohingegen des zweite Eingangselement den zweiten Drehmomentanteil und den zweiten Drehschwingungsanteil mittels des zweiten Drehmomentübertragungsweges starr an das Planetenradelement leitet. Am Planetenradelement werden der erste und der zweite Drehmomentanteil, sowie der erste und der zweite Drehschwingungsanteil wieder zusammengeführt oder besser ausgedrückt, überlagert und als Ausgangsdrehmoment und als Ausgangsdrehschwingung an das Ausgangselement abgegeben. Dabei kann das Ausgangselement in einer vorteilhaften Ausgestaltung beispielsweise eine Reibkupplung aufnehmen Das erste Eingangselement ist in seiner Wirkrichtung auf der einen Seite mit der Phasenschieberanordnung und auf der anderen Seite mit dem Planetenradelement verbunden. Das zweite Eingangsteil ist in seiner Wirkrichtung auf der einen Seite mit dem Eingangsbereich und auf der anderen Seite mit dem Planetenradelement verbunden. Die Überlagerungseinheit wiederum ist in ihrer Wirkrichtung auf der einen Seite sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Eingangsteil und auf der anderen Seite mit dem Ausgangsteil verbunden. Das Ausgangsteil bildet den Ausgangsbereich und kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Reibkupplung aufnehmen.
Um in einfacher Art und Weise die Phasenverschiebung in einem der Drehmomentübertragungswege erlangen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Phasenschieberanordnung ein Schwingungssystem mit einer Primärmasse und einer gegen die Wirkung einer Federanordnung bezüglich der Primärmasse um die Drehachse A drehbares Zwischenelement umfasst. Ein derartiges Schwingungssystem kann also nach Art eines an sich bekannten Schwingungsdämpfers aufgebaut sein, bei dem insbesondere durch Beeinflussung der primärseitigen Masse und der sekundärseitigen Masse bzw. auch der Steifigkeit der Federanordnung die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems definiert eingestellt werden kann und damit auch festgelegt werden kann, bei welcher Frequenz ein Übergang in den überkritischen Zustand auftritt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die zweite Steifigkeit sich andererseits gegenüber dem Zwischenelement abstützt. Dabei kann das Zwischenelement vorteilhaft drehfest mit dem Antriebshohlrad verbunden sein. Eine Masse des Zwischenelements dient dabei zusätzlich dazu, die Phasenverschiebung abzustimmen.
Auch kann beispielsweise an der Zwischenmasse eine Zusatzmasse, ein Massependel oder ein fliehkraftabhängiger Tilger befestigt sein.
In einer weiteren günstigen Ausgestaltung umfasst die Phasenschieberanordnung eine Zusatzsteifigkeit, die zumindest teilweise axial überlappend zu der ersten Steifigkeit angeordnet ist. Dabei kann die Zusatzsteifigkeit auch aus einem Federelement, wie beispielsweise aus einer Schraubenfeder oder einer Bogenfeder bestehen. Durch eine Verwendung der dritten Steifigkeit, die vorteilhaft in Reihe zu der ersten und der zweiten Steifigkeit geschaltet ist, kann eine größere Federarbeit und ein größerer Verdrehwinkel zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse erreicht werden, was sich vorteilhaft auf das Schwingungsdämpfungsverhalten auswirken kann.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die erste und zweite Steifigkeit der Phasenschieberanordnung in Reihe geschaltet sind. Durch die Reihenschaltung kann, wie bereits erwähnt, eine größere Federarbeit und ein größerer Verdrehwinkel zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse erreicht werden, was sich vorteilhaft auf das Schwingungsdämpfungsverhalten auswirken kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die erste, zweite und Zusatzsteifigkeit der Phasenschieberanordnung in Reihe geschaltet. Wie bereits erwähnt bewirkt dies eine größere Federarbeit und einen größeren Verdrehwinkel zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse, was sich vorteilhaft auf das Schwingungsdämpfungsverhalten auswirken kann. Dabei können auch mehr als drei Steifigkeiten Verwendung finden, die ebenfalls alle vorteilhaft in Reihe geschaltet sind.
Eine weitere günstige Ausgestaltung sieht vor, dass der zweite Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Eingangsbereich und dem zweiten Eingangselement der Koppelanordnung eine Zusatzsteifigkeit umfasst. Dies kann die Abstimmung der Drehschwingungsdämpfungsanordnung vorteilhaft beeinflussen. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Steifigkeit als eine Schraubendruckfeder ausgeführt, die einteilig oder auch bevorzugt mehrteilig radial ineinander geschachtelt und nahezu reibungsfrei ausgeführt ist
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Ausgangsteil der Koppelanordnung und dem Ausgangsbereich zumindest eine erste Ausgangssteifigkeit. Dies ist besonders vorteilhaft für den Fall, dass nach dem Koppelgetriebe noch Ausgangsdrehschwingungen vorhanden sind, um diese weiter zu reduzieren. Hierzu können auch mehrerer Steifigkeiten, die vorteilhaft als eine Schraubendruckfeder ausgeführt sind, die einteilig oder auch bevorzugt mehrteilig radial ineinander geschachtelt und nahezu reibungsfrei ausgeführt sind, verwendet werden.
Auch kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eine zweite Ausgangssteifigkeit in Reihe zu der ersten Ausgangssteifigkeit in dem Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Ausgangsteil der Koppelanordnung und dem Ausgangsbereich angeordnet sein. Wie bereits vorangehend erwähnt, dient dies dazu, um eventuell vorhandene Ausgangsdrehschwingungen weiter zu reduzieren.
In einer weiteren günstige Ausführungsform umfasst der Planetenradträger ein Trägerelement und ein Stützelement, die zumindest teilweise voneinander axial beabstandet und drehfest miteinander verbunden sind und die durch die zumindest teilweise axiale Beabstandung einen Zwischenraum bilden, in dem das Planetenradelement verdrehbar an dem Trägerelement und dem Stützelement gelagert ist. Dabei kann das Planetenradelement ein gestuftes oder ein ungestuftes Planetenrad sein, das auch segmentiert ausgeführt sein kann. Durch die Lagerung des Planetenradelements einerseits an dem Trägerelement und andererseits an dem Stützelement kann das Planetenrad vorteilhaft gegen ein Verkippen gelagert werden. In einer günstigen Ausführungsform sind das Trägerelement und das Stützelement in einem radial inneren Bereich durchgehend miteinander so verbunden, dass kein viskoses Medium durchdringen kann. Die Verbindung kann dabei vorteilhaft mittels einer Schweißverbindung erfolgen. In einem radial äußeren Bereich ist das Trägerelement und das Stützelement ebenfalls, vorzugsweise mittels einer Schweißverbindung, miteinander verbunden. Jedoch befinden sich radial außen im Bereich der Lagerstelle des Planetenradelements abschnittsweise Aussparungen um mittels eines Antriebshohlrades und eines Abtriebshohlrades das Planetenradelement anzusteuern.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Trägerelement und das Stützelement Blechformelemente sind. Blechformteile bieten den Vorteil, dass diese kostengünstig und schnell herzustellen sind. Weiter bilden beispielsweise verschweißte Blechformteile eine hohe Stabilität, was vorteilhaft für die Funktion der gesamten Drehschwingungsdämpfungsanordnung ist.
In einer weiteren günstigen Ausgestaltungsform umfasst der erste Drehmomentübertragungsweg und/oder der zweite Drehmomentübertragungsweg und/oder der Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Ausgangsteil der Koppelanordnung und dem Ausgangsbereich eine Zusatzmasse. Auch hier kann die Zusatzmasse dazu dienen, die Drehschwingung noch weiter zu reduzieren. Dabei kann die Zusatzmasse an verschiedenen Stellen der Drehschwingungsdämpfungsanordnung, wie bereits erwähnt, befestigt werden, um eine bestmögliche Drehschwingungsreduzierung zu erreichen. Die Positionierung der Zusatzmasse ist vornehmlich abhängig vom Bauraum und von der Güte der zu erzielenden Drehschwingungsreduzierung.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Drehschwingungsdämpfungsanordnung von einem Gehäuseelement umschlossen wird und dass sich innerhalb des Gehäuseelements ein viskoses Medium befindet. Durch die Anordnung der Drehschwingungsdämpfungsanordnung in einem Nassraum, der mit einem viskosen Medium wie Öl oder Fett befüllt ist, kann eine in der Drehschwingungsdämpfungsanordnung entstehende Reibung reduziert und damit eine Lebensdauer der Bauteile erhöht werden. Auch ist es vorteilhaft, da die Bauteile mit dem viskosen Medium gekühlt werden können.
im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigt in:
1 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit drei Steifigkeiten, wobei eine Steifigkeit im Bereich des Planetenradträgers angeordnet ist, als Prinzipskizze.
2 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung wie in 1 beschrieben, jedoch als konstruktive Umsetzung im Querschnitt,
3 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung wie in 1 beschrieben, jedoch mit einem anderen Querschnitt
4 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung wie in 3 beschrieben, jedoch in einer Frontansicht
5 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung wie in 1 beschrieben, jedoch mit zwei Steifigkeiten, wobei eine Steifigkeit im Bereich des Planetenradträgers angeordnet ist, als Prinzipskizze.
6 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung wie in 1 beschrieben, jedoch statt einem gestuften Planetenradelement mit einem einfachen Planetenradelement.
7 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung wie in 2 beschrieben, jedoch im Querschnitt nach dem Bereich des Planetenradelements.
8 ein Abdichtblech für eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung als gewichtsoptimierte Ausführung.
9 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit möglichen zusätzlichen Steifigkeiten.
In 1 ist eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 mit einer Phasenschieberanordnung 43 und einer Koppelanordnung 41, die auch als eine Überlagerungseinheit 52 bezeichnet werden kann, welche nach dem Prinzip der Leistungs- bzw. Drehmomentenaufzweigung arbeitet, als Prinzipskizze dargestellt. Die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 kann in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs zwischen, beispielsweise einem Antriebsaggregat 80, das hier einen Eingangsbereich 50 bildet und dem folgenden Teil des Antriebsstrangs, also beispielsweise ein Getriebeaggregat 85, das hier einen Ausgangsbereich 55 bildet, angeordnet werden. Dieser Eingangsbereich 50 kann beispielsweise an eine Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, beide hier nicht dargestellt, drehfest angebunden sein. Der Drehmomentweg vom Eingangsbereich 50 zum Ausgangsbereich 55 verläuft dabei in folgender Weise. Ein Drehmoment, das von dem Eingangsbereich 50 kommend in die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 eingeleitet wird, das auch als Gesamtdrehmoment Mges bezeichnet werden kann, wird in einen ersten Drehmomentanteil Ma1 und in einen zweiten Drehmomentanteil Ma2 aufgeteilt, indem der erste Drehmomentanteil Ma1 über einen ersten Drehmomentübertragungsweg 47 und der zweite Drehmomentanteil Ma2 über einen zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 weiter geleitet wird. Dementsprechend wird auch eine Eingangsdrehschwingung EDSw, die vornehmlich von dem Antriebsaggregat 80, beispielsweise von einem Hubkolbenmotor, hier nicht dargestellt, kommt, in einen ersten Drehschwingungsanteil DSwA1, der über den ersten Drehmomentübertragungsweg 47 geleitet wird und in einen zweiten Drehschwingungsanteil DSwA2, der über den zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 verläuft, aufgeteilt. Der erste Drehmomentübertragungsweg 47 umfasst eine Phasenschieberanordnung 43, die hier aus drei Steifigkeiten, genauer aus einer ersten Steifigkeit 21, einer zweiten Steifigkeit 22 und aus einer Zusatzsteifigkeit 23 besteht. Dabei werden die drei Steifigkeiten vornehmlich aus Schraubenfedern gebildet. In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die zweite Steifigkeit 22 im Bereich der Koppelanordnung 41 positioniert. Dies kann vorteilhaft daher erfolgen, da die Koppelanordnung 41 in vorteilhafter Ausführung drei Planetenradelementen 45 umfasst, die umfangsmäßig symmetrisch verteilt sind. Innerhalb eines sich dadurch bildenden Zwischenraumes zwischen zwei benachbarten Planetenradelementen kann die Steifigkeit, hier die zweite Steifigkeit 22, platzsparend positioniert werden. Dabei ist die zweite Steifigkeit 22 teilweise radial und teilweise axial überlappend zu der Koppelanordnung 41 angeordnet. Der Drehmomentverlauf des ersten Drehmomentanteils Ma1 und damit auch der Verlauf des ersten Drehschwingungsanteils DSwA1 im ersten Drehmomentübertragungsweg 47 verläuft dabei von dem Eingangsbereich 50 kommend über ein Eingangselement 35, das auch als ein Abdeckblech 42 ausgeführt sein kann, zu der zweiten Steifigkeit 22. Von der zweiten Steifigkeit 22 wird der erste Drehmomentanteil Ma1 mit dem ersten Drehschwingungsanteil DSwA1 mittels eines Ausgangselements 37, das auch als eine Nabenscheibe 38 ausgeführt sein kann, an ein damit drehfest verbundenes Eingangselement 39, das auch als ein Abdeckblech 42 ausgeführt sein kann weiter an die Zusatzsteifigkeit 23 geleitet. Von der Zusatzsteifigkeit 23 gelangt der erste Drehmomentanteil Ma1 und der erste Drehschwingungsanteil DSwA1 mittels eines Ausgangselements 75, das hier als eine Nabenscheibe 76 ausgeführt ist, an die erste Steifigkeit 21. Dabei dient die Nabenscheibe 76 auch als Ansteuerelement 77 für die erste Steifigkeit 21. Mittels eines Ausgangselements und einem Ausgangselement 34 der ersten Steifigkeit 21 zu einem ersten Eingangsteil 53 der Koppelanordnung 41. Dabei ist das erste Eingangsteil 53 der Koppelanordnung 41 mit dem Ausgangselement 34 der ersten Steifigkeit 21 drehfest verbunden.
Im zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 wird der zweite Drehmomentanteil Ma2 mit dem zweiten Drehschwingungsanteil DSwA2 von dem Eingangsbereich 50 direkt an den Planetenradträger 9, der hier das zweite Eingangsteil 54 darstellt, der Koppelanordnung 41 geleitet. Folglich wird an der Koppelanordnung 41 der erste und der zweite Drehmomentanteil Ma1; Ma2, sowie der erste jetzt phasenverschobene Drehschwingungsanteil DSwA1 und der zweite Drehschwingungsanteil DSwA2 wieder zu einem Ausgangsgesamtdrehmoment Maus und zu einer Ausgangsdrehschwingung ADSw zusammen geführt, oder besser gesagt, die Drehschwingungsanteile 1 und 2 werden an der Koppelanordnung destruktiv überlagert. Dabei ist es das Ziel der destruktiven Überlagerung, dass die Ausgangsdrehschwingung ADSw im Vergleich zu der Eingangsdrehschwingungen EDSw minimiert wird, in einem optimalen Fall sogar völlig ausgelöscht wird, so dass am Ausgangsbereich 55 eine Drehschwingung nicht mehr vorhanden ist.
Die 2 und 3 zeigen eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 wie in 1, als schematischen Aufbau beschrieben, jedoch als konstruktive Umsetzung im Querschnitt. Dabei soll zu besseren Übersichtlichkeit an 2 der Aufbau und an 3 der Drehmomentverlauf und der Drehschwingungsverlauf erläutert werden. Der Drehmomentverlauf Mges und damit auch der Verlauf der Eingangsdrehschwingungen EDSw vom Eingangsbereich 50 zum Ausgangsbereich 55 verlaufen dabei wie unter 1 dargestellt. Nachfolgend wird dieser Drehmomentübertragungsweg, der dabei auch den Übertragungsweg für die Eingangsdrehschwingung EDSw bildet näher beschrieben. Zuvor soll aber auf den Aufbau der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 eingegangen werden.
Dabei wird der Eingangsbereich 50 der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 hier von einer Kurbelwelle 16 des Antriebsaggregates 80, beispielsweise ein Hubkolbenmotor, hier nicht dargestellt, gebildet. An der Kurbelwelle 16 ist mittels einer Schraubverbindung 14 eine Primärmasse 1 drehfest verbunden. Die Primärmasse 1 ist dabei radial außerhalb mit einem Deckblech 3 und einem Abdichtblech 5 drehfest verbunden. Diese Bauteile 1; 3; und 5 ergeben zusammen mit dem Planetenradträger 9, der hier ein Trägerelement 11 und ein Stützelement 12 umfasst, die axial zueinander beabstandet sind, eine Primärseite der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10. Dabei ist das Trägerelement 11 des Planetenradträgers 9 mittels einer Nietbefestigung 17, wie in 3 zu sehen, mit der Primärmasse 1 drehfest verbunden. Es kann aber auch eine andere Befestigungsmethode wie beispielsweise eine Verschraubung gewählt werden. Das Trägerelement 11 und das Stützelement 12 des Planetenradträgers 9 sind radial innen umlaufend drehfest und undurchlässig für ein viskoses Medium miteinander durch eine Schweißnaht 15 verbunden. Es kann hier aber auch eine andere gleichwertige Verbindung gewählt werden. Der durch die axiale Beabstandung des Trägerelements 11 und des Stützelement 12 gebildete Öffnungsbereich 29 nimmt die Federanordnung 8 der zweiten Steifigkeit 22 auf, wobei die Federanordnung 8 einteilig oder wie hier gezeigt bevorzugt mehrteilig radial ineinander geschachtelt und nahezu reibungsfrei am Umfang zwischen den Planetenradelementen 45; 45a; 45b in einem Federfenstern 18, besser zu sehen in 4, angeordnet ist. Dies kann vorteilhaft daher erfolgen, da die Koppelanordnung 41 in vorteilhafter Ausführung drei Planetenradelementen 45, 45a, 45b umfasst, die umfangsmäßig symmetrisch verteilt sind, besser zu sehen in 4. Innerhalb eines sich dadurch bildenden Zwischenraumes 30 zwischen zwei benachbarten Planetenradelementen 45 kann die Steifigkeit, hier die zweite Steifigkeit 22, platzsparend positioniert werden. Dabei ist die zweite Steifigkeit 22 teilweise radial und teilweise axial überlappend zu der Koppelanordnung 41 angeordnet Die Zusatzsteifigkeit 23 ist der zweiten Steifigkeit 22 nachgeschalten und ist durch ein Ansteuerelement 40, das ein Eingangselement 39 für die Zusatzsteifigkeit 23 bildet miteinander verbunden. Dabei ist das Ansteuerelement 40 radial und axial mittels eines Radiallagers 27 und eines Axiallagers 28 an dem Trägerelement 11 gelagert. Dieser Zusatzsteifigkeit 23 ist hier noch eine erste Steifigkeit 21 nachgelagert, die sich platzsparend axial überlappend und radial gestaffelt zu der Zusatzsteifigkeit 23 befindet. Dabei ist die erste Steifigkeit 21 mit der Zusatzsteifigkeit 23 mittels eines Ansteuerelements 77 verbunden. Die erste Steifigkeit 21, wie auch die Zusatzsteifigkeit 23 und die zweite Steifigkeit 22 sind hier als Federanordnungen 8, 12 und 4, die hier mehrteilig und radial ineinander geschachtelt sind, ausgeführt. Dabei ist hier die Federanordnung 4 der ersten Steifigkeit 21 mittels eines Federtellers 6 und eines Gleitschuhes 7, in 3 zu sehen, reibungsminimierend an einem Gehäuseelement 20, das hier aus der Primärmasse gebildet ist und auch einen Starterzahnkranz 90 aufnimmt, gelagert. Weiter ist die erste Steifigkeit 21 mit einem Antriebshohlradträger 62 drehfest verbunden, der wiederum drehfest mit einem Antriebshohlrad 63 verbunden ist. Das Antriebshohlrad 63 bildet hier ein erstes Eingangselement 31 der Koppelanordnung 41. Dabei bildet der Planetenradträger 9, der drehfest mittels einer Schraubverbindung 14 mit einer Kurbelwelle 16 eines Antriebsaggregates 80 verbunden ist, das zweite Eingangselement 32 der Koppelanordnung 41. Ein Abtriebshohlrad 88 bildet das Ausgangselement 33 der Koppelanordnung und ist mittels eines Abtriebshohlradträgers 89 drehfest mit dem Ausgangsbereich 55 verbunden. Dabei kann beispielsweise, hier nicht dargestellt, der Ausgangsbereich 55 mit einem schaltbaren Kupplungselement verbunden werden, das wiederum mit einem nachfolgenden Getriebeaggregat 85 verbunden ist.
Um einen Nassraum 69, der vorzugsweise mit einem viskosen Medium wie Öl oder Fett versehen ist, gegenüber einem Umgebungsbereich 70 abzudichten, sind zwischen dem Abdeckblech 42 und der Sekundärmasse 2 des Ausgangsbereiches 55 ein Dichtelement 51 und zwischen dem Abtriebshohlradträger 89 und dem Stützring 12 des Planetenradträgers 9 ein Dichtelement 64 verbaut, die vorzugsweise als Radialwellendichtring ausgeführt sind. In einem radial inneren Bereich um die Drehachse A ist der Abtriebshohlradträger 89 mittels eines Lagerelements 74 an einem Verlängerungsbereich des Stützringes 12 des Planetenradträgers 9 gelagert. Ein radial innerer Bereich des Verlängerungsbereichs des Stützringes 12 kann wiederum auch ein Lager aufnehmen, hier nicht gezeigt, das als eine Art Pilotlager für eine Getriebeeingangswelle verwendet werden kann.
Der Weg des Gesamtdrehmoments Mges und damit auch der Eingangsdrehschwingung EDSw von dem Eingangsbereich 50 zu dem Ausgangsbereich 55 verläuft dabei in folgender Weise.
Das Gesamtdrehmoment Mges und die Eingangsdrehschwingung EDSw, die von dem Eingangsbereich 50 kommend in die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 eingeleitet werden, werden in den ersten Drehmomentanteil Ma1 und in den zweiten Drehmomentanteil Ma2 aufgeteilt, indem der erste Drehmomentanteil Ma1 über den ersten Drehmomentübertragungsweg 47 und der zweite Drehmomentanteil Ma2 über den zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 weiter geleitet wird. Dementsprechend wird auch die Eingangsdrehschwingung EDSw, die vornehmlich von dem Antriebsaggregat 80, beispielsweise von dem Hubkolbenmotor, hier nicht dargestellt, kommt, in den ersten Drehschwingungsanteil DSwA1, der über den ersten Drehmomentübertragungsweg 47 geleitet wird und in den zweiten Drehschwingungsanteil DSwA2, der über den zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 geleitet wird, aufgeteilt. Der erste Drehmomentübertragungsweg 47 umfasst die Phasenschieberanordnung 43, die hier aus drei Steifigkeiten, genauer aus einer ersten Steifigkeit 21, einer zweiten Steifigkeit 22 und aus einer Zusatzsteifigkeit 23 besteht. Dabei werden die drei Steifigkeiten 21; 22; 23 vornehmlich aus Schraubenfedern gebildet, die hier bevorzugt mehrteilig radial ineinander geschachtelt ausgeführt sind. In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist die zweite Steifigkeit 22, wie bereits erläutert, im Bereich der Koppelanordnung 41 platzsparend positioniert. Der erste Drehmomentanteils Ma1 und damit auch der erste Drehschwingungsanteil DSwA1 im ersten Drehmomentübertragungsweg 47 verläuft dabei von der Kurbelwelle 16 kommend über ein Eingangselement 35, das hier durch den Planetenradträger 9, genauer durch das Trägerelement 11 und das Stützelement 12 gebildet wird. Das Trägerelement 11 und das Stützelement bilden dabei auch ein Ansteuerelement 36 für die Federanordnung 8 der zweiten Steifigkeit 22. Von der Federanordnung 8 gelangen der erste Drehmomentanteil Ma1 und der erste Drehschwingungsanteil DSwA1 mittels eines Ausgangselements 37, das hier als eine Nabenscheibe 38 ausgeführt ist, an ein damit drehfest verbundenes Eingangselement 39 der Zusatzsteifigkeit 23. Dabei ist die Nabenscheibe 38 und das Eingangselement 39 an ihrem radial äußeren Bereich mittels einer Nietverbindung 19 drehfest miteinander verbunden. Das Eingangselement 39 bildet dabei ein Ansteuerelement 40 für die Federanordnung 13 der Zusatzsteifigkeit 23. Dabei ist das Ansteuerelement 40 radial und axial mittels eines Radiallagers 27, hier als ein Gleitlager ausgeführt, und eines Axiallagers 28, hier ebenfalls als ein Gleitlager ausgeführt an dem Trägerelement 11 des Planetenradträgers 9 gelagert. Von der Federanordnung 13 wird der erste Drehmomentanteil Ma1 und der erste Drehschwingungsanteil DSwA1 mittels einer Nabenscheibe 76 an die Federanordnung 4 der ersten Steifigkeit 21 weiter geleitet. Dabei dient die Nabenscheibe 76 hier als ein Ansteuerelement 77 für die Federanordnung 4 der ersten Steifigkeit. Weiter ist die Federanordnung 4 vorteilhaft mittels eines Federtellers 6 und eines Gleitschuhes 7 an einem umlaufenden Randbereich 58 der Primärmasse 1 radial und reibungsminimiert gelagert. Eine axiale Lagerung oder besser eine axiale Sicherung erfolgt zum einen durch das Deckblech 3 und zum anderen durch eine Seitenfläche 60 der Primärmasse 1. Dabei ist hier vorteilhaft die erste Steifigkeit 21 zu der Zusatzsteifigkeit 23 axial überlappend und radial gestaffelt platzsparend angeordnet. Von der Federanordnung 4 der ersten Steifigkeit 21 gelangt der erste Drehmomentanteil Ma1 und der erste Drehschwingungsanteil DSwA1 mittels des Ausgangselements 78, das drehfest mit einem Antriebshohlradträger 62 verbunden ist an ein mit dem Antriebshohlradträger 62 drehfest verbundenes Antriebshohlrad 63. Das Antriebshohlrad kämmt dabei mit dem Planetenradelement 45 und führt folglich den erste Drehmomentanteil Ma1 und den erste Drehschwingungsanteil DSwA1 auf Grund der drei Steifigkeiten 21; 22; 23 phasenverschoben gegenüber dem zweiten Drehmomentanteil MA2 und dem zweiten Drehschwingungsanteil DSwA2 an die Koppelanordnung 41.
Im zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 wird der zweite Drehmomentanteil Ma2 mit dem zweiten Drehschwingungsanteil DSwA2 von der Kurbelwelle 16 direkt an den damit drehfest verbundenen Planetenradträger 9 der Koppelanordnung 41 geleitet.
Folglich wird an der Koppelanordnung 41 der zweite Drehmomentanteil Ma2 und der zweite Drehschwingungsanteil DSwA2 mit dem phasenverschobenen ersten Drehmomentanteil Ma1 und dem ebenfalls phasenverschobenen ersten Drehschwingungsanteil DSwA1 so überlagert, dass es zu einer hinsichtlich der Drehschwingungsanteile DswA1 und DSwA2 zu einer destruktiven Überlagerung in der Koppelanordnung kommt. Dies ist dann der Fall, wenn das Schwingungssystem 56 der Phasenschieberanordnung 43 oberhalb einer Grenzdrehzahl betrieben wird, bei der sich das Schwingungssystem in einem Resonanzbetrieb befindet, der auch als ein überkritischer Betriebsbereich bezeichnet werden kann, und die Koppelanordnung 41 so ausgestaltet ist, dass durch die Überlagerung des ersten Drehschwingungsanteils DSwA1 mit dem zweiten Drehschwingungsanteil DSwA2 eine Ausgangsdrehschwingung ADSw mit gegenüber der Eingangsdrehschwingung EDSw minimierten Schwingungsanteilen resultiert.
Dazu ist die Koppelanordnung so ausgelegt, dass der erste Drehschwingungsanteil DSwA1 mit für das Ausgangselement 33 entgegen gerichteten zweiten Drehschwingungsanteil DSwA2 überlagert wird.
Dabei ist es das Ziel der destruktiven Überlagerung, dass das von der Koppelanordnung 41 mittels eines Abtriebshohlrades 88 und eines damit drehfest verbundenen Abtriebshohlradträgers 89 zu dem Ausgangsbereich 55, hier durch das Getriebeaggregat 85 gebildet, geleitete Ausgangsdrehmoment Maus das auch die Ausgangsdrehschwingungen ADSw enthält, die im Vergleich zu den Eingangsdrehschwingungen EDSw minimiert sind, in einem optimalen Fall sogar völlig ausgelöscht sind. Die Drehmomentanteile Ma1; Ma2 addieren sich wieder zu einem Ausgangsdrehmoment Maus.
Die 3 zeigt eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 wie in 1 beschrieben, jedoch mit einem anderen Querschnitt. Wie bereits in 2 erwähnt, ist hier in 3 besonders gut der Gleitschuh 7 zu sehen, der die Federanordnung 4 der ersten Steifigkeit 21 radial außen an dem Randbereich 58 des Gehäuseelements 20, das aus der Primärmasse 1 gebildet ist lagert. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn fliehkraftbedingt die Federanordnung 4 radial nach außen gedrückt wird und dadurch die Reibung sich erhöhen würde, was sich nachteilig auf ein Dämpfungsverhalten der Federanordnung auswirken könnte. Dabei ist der Gleitschuh in axialer Richtung zum einen durch die Primärmasse 1 und zum anderen durch das Deckblech 3 gelagert. Weiter wird hier gezeigt, dass das Trägerelement 11 des Planetenradträgers 9 mittels einer Nietbefestigung 17 mit der Primärmasse 1 drehfest verbunden ist.
Die 4 zeigt eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 wie in 3 beschrieben, jedoch in einer Frontansicht. Dabei ist die in der 1 bereits beschriebene Anordnung der zweiten Steifigkeit 22 innerhalb des Planetengetriebes 61 gut zu erkennen. Die Federanordnung 8 der zweiten Steifigkeit 22 ist platzsparend in den Zwischenräumen 30 zwischen den Planetenradelementen 45 positioniert. Da hier das Planetengetriebe 61 drei Planetenradelemente 45 umfasst, werden auch drei Zwischenräume 30 gebildet, innerhalb derer die drei Federanordnungen 8 der zweiten Steifigkeit 22 gleichmäßig mit einem Teilungswinkel von 120° verba ut werden können. Mittels Federfenster 18, die am Planetenradträger 9 angebracht sind und durch die die Federanordnungen 8 sich zumindest teilweise axial mit dem Planetenradträger 9 überlappen können kann eine nochmals geringere axiale Baubreite erzielt werden.
Die 5 zeigt eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 wie in 1 und 2 beschrieben, jedoch mit zwei Steifigkeiten, wobei eine Steifigkeit im Bereich des Planetenradträgers angeordnet ist, als Prinzipskizze.
Dabei ist die Primärmasse 1 mit dem Deckblech 3 verdrehfest mit dem Eingangsbereich 50 verbunden. Diese Komponenten ergeben zusammen mit dem Planetenradträger 9 eine Primärseite der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10. An den Planetenradträger 9 ist die zweite Steifigkeit 22 angebunden, dessen einteilig oder bevorzugt mehrteilig radial ineinander geschachtelt und nahezu reibungsfrei ausgeführte Federanordnung 8 am Umfang zwischen den Planetenradelementen 45 angeordnet ist. Die Federanordnung 8 der zweiten Steifigkeit 22 ist hier mittels einer Nabenscheibe 38 mit der Federanordnung 4 der ersten Steifigkeit verbunden, die wiederum ebenfalls einteilig oder bevorzugt mehrteilig radial ineinander geschachtelt ausgeführten sein kann. Die Federanordnung 4 ist weiter mittels eines drehfest verbundenen Antriebshohlradträgers 62 mit einem Antriebshohlrad 63 verbunden, das mit dem hier gestuften Planetenradelement 45 kämmt. Ein Abtriebshohlrad 88, das mit dem gestuften Planetenradelement 45 kämmt, ist über einen Abtriebshohlradträger 89 mit dem Ausgangsbereich 55 verbunden. Der Drehmomentübertragungsweg Mges, sowie die Übertragung der Eingangsdrehschwingung EDSw von dem Eingangsbereich 50 zu dem Ausgangsbereich 55 verläuft dabei wie unter 2 und 3 bereits beschrieben, jedoch sind hier nur zwei Steifigkeiten 21 und 22 vorhanden.
Die 6 zeigt eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 ebenfalls wie in 1 beschrieben, mit drei Steifigkeiten 21, 23, 22 jedoch ist der Ausgangsbereich 55 mit dem Planetenradträger 9 des Planetengetriebes 61 drehfest verbunden und der der zweite Drehmomentübertragungsweg 48 ist mit dem Planetengetriebe mittels eines Sonnenrades 91 verbunden. Dabei verläuft hier ein Weg des Gesamtdrehmomentes Mges und der Eingangsdrehschwingung EDSw vom Eingangsbereich 50 kommend zum Ausgangsbereich 55 wie folgt. Das Gesamtdrehmoment Mges und die Eingangsdrehschwingung EDSw werden auf den ersten und den zweiten Drehmomentübertragungsweg 47, 48 aufgeteilt. Dabei ist der zweite Drehmomentübertragungsweg direkt mittels des Sonnenrades 91, das mit dem Planetenradelement 45 kemmt, mit der Koppelanordnung 41 verbunden und leitet somit den zweiten Drehmomentanteil Ma2 und den zweiten Drehschwingungsanteil DSwA2 direkt an die Koppelanordnung. Der erste Drehmomentanteil Ma1 und der erste Drehschwingungsanteil DSwA1 werden über den ersten Drehmomentübertragungsweg 47 an die Koppelanordnung 41 mittels des Antriebshohlradträgers 62 und des damit drehfest verbundenen Antriebshohlrades 63 geleitet. Dabei befinden sich im ersten Drehmomentübertragungsweg die drei Steifigkeiten 21, 23 und 22. Hier ist anzumerken, dass in dieser Ausführungsvariante vom Eingangsbereich 50 gesehen, zuerst mittels der damit drehfest verbundenen Primärmasse 1 die erste Steifigkeit 21 angesteuert wird. Von der ersten Steifigkeit 21 wird die Zusatzsteifigkeit 23 und dann nachfolgend die zweite Steifigkeit 22 angesteuert, die ebenfalls axial überlappend zu dem Planetenradelement 45 angeordnet ist. Durch die Verwendung von mehreren Steifigkeiten, wie hier drei Steifigkeiten 21, 23, 22, kann ein maximaler Verdrehwinkel der Primärmasse 1 zu dem Planetenradträger 9 erhöht werden. Es ist notwendig den im Planetenradträger 9 angeordnete Federanordnung 8 im Momentenfluss von der Primärmasse 1 her gesehen als letzten anzusteuern, da der relative Verdrehwinkel der Komponenten im Planetenradträger 9 durch die Anordnung der Planetenradelemente 45 begrenzt ist und der Planetenradträger 9 in diesem Fall die Sekundärmasse 2 darstellt. Deswegen muss auch wenigstens eine wesentlich weicher ausgeführte Federanordnung 21 oder 23, der deutlich mehr Verdrehwinkel darstellen kann, vorgeschaltet werden. Durch die Bauform des Koppelgetriebes 41 mit Antriebshohlrad 63 und Sonnenrad 91 kann diese axial schmäler ausgeführt werden als die Ausführungsvarianten mit zwei Hohlrädern. Zur Reduktion radialen Bauraums können die Planetenradelemente 45 mit verschiedenen Wirkradien 95, 96 ausgehend von der Planetenachse B für den jeweiligen Kontakt Antriebshohlrad 63 und Sonnenrad 91 versehen werden.
Die 7 zeigt eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 wie in 2 beschrieben, jedoch im Querschnitt im Bereich eines Planetenradbolzens 65. Hierbei ist vorteilhaft die Ausgestaltung des Planetenradträgers 9, umfassend das Trägerelement 11 und das Stützelement 12 zu sehen, die durch die axiale Beabstandung zueinander einen Zwischenraum 59 bilden, in dem das Planetenradelement 45 aufgenommen werden kann. Durch die Verwendung des Stützringes 12 kann der Planetenradbolzen 65 beidseitig, einerseits am Trägerelement 11 und andererseits am Stützring 12, gelagert werden, was sich positiv auf eine Gesamtsteifigkeit des Planetenradträgers 9 auswirkt und sich damit auch positiv auf eine Entkopplungsgüte der gesamten Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 auswirkt.
Die 8 zeigt ein Abdichtblech 5 für eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 wie in 2 bereits beschrieben, als gewichtsoptimierte Ausführung. Das Abdichtblech 5 wird normalerweise so hergestellt, dass es eine gleichmäßige Wanddicke bei einer konstanten Dichte aufweist. Durch die dargestellten Erleichterungsbereiche 97 im radial inneren Bereich des Abdichtblechs 5 kann dieses gewichtsoptimiert werden ohne große Einbußen einem Massenträgheitsmoment des Abdichtbleches 5 zu erfahren. Die Erleichterungsbereiche 97 müssen stets dicht ausgeführt werden um ein Austreten von Schmierstoff aus der Drehschwingungsdämpfungsanordnung zu verhindern. In bevorzugter Ausgestaltung sind diese gleichmäßig über den Umfang verteilt, damit möglichste eine Unwucht des Abdichtbleches 5 verhindert wird.
Die 9 zeigt eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 Stellen, an denen mögliche zusätzliche Steifigkeiten verbaut werden können, um die Entkopplungsgüte von Drehschwingungen zu optimieren. Dabei kann neben den bereits bekannten Steifigkeiten 21, 22, 23, die im ersten Drehmomentübertragungsweg 47 verbaut sein können, auch im zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 eine oder mehrere Zusatzsteifigkeiten 24 verbaut werden. Auch im Bereich des Ausgangsteils 49 der Koppelanordnung 41 können eine oder mehrere Zusatzsteifigkeiten, wie hier Ausgangssteifigkeiten 25, 26 verbaut werden. Es kann ebenfalls vorteilhaft sein an die Drehmomentübertragungswege 47, 48 Zusatzmassen 71, 72, 73 anzubringen, um die Entkopplungsgüte zu verbessern. Dabei können vorteilhaft im ersten Drehmomentübertragungsweg 47, im zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 und am Ausgangsteil 49 der Koppelanordnungen 41 Zusatzmassen angebracht werden. Diese Zusatzmassen 71, 72, 73 können vorteilhaft als einfache Masseelemente, Massependel, Tilgermassen oder ähnlich bekannte Trägheitsmassen ausgebildet sein. Die in 9 beschriebenen Stellen sind beispielhaft anzusehen. Es können Zusatzmassen und Zusatzsteifigkeiten beliebig miteinander kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: Primärmasse
2: Sekundärmasse
3: Deckblech
4: Federanordnung
5: Abdichtblech
6: Federteller
7: Gleitschuh
8: Federanordnung
9: Planetenradträger
10: Drehschwingungsdämpfungsanordnung
11: Trägerelement
12: Stützelement
13: Federanordnung
14: Schraubverbindung
15: Schweißnaht
16: Kurbelwelle
17: Nietbefestigung
18: Federfenster
19: Nietverbindung
20: Gehäuseelement
21: erste Steifigkeit
22: zweite Steifigkeit
23: Zusatzsteifigkeit
24: Zusatzsteifigkeit
25: erste Ausgangssteifigkeit
26: zweite Ausgangssteifigkeit
27: Radiallager
28: Axiallager
29: Öffnungsbereich
30: Zwischenraum
31: erstes Eingangselement
32: zweites Eingangselement
33: Ausgangselement
34: Ausgangselement
35: Eingangselement
36: Ansteuerelement
37: Ausgangselement
38: Nabenscheibe
39: Eingangselement
40: Ansteuerelement
41: Koppelanordnung
42: Abdeckblech
43: Phasenschieberanordnung
45: Planetenradelement
46: Drehmomentübertragungsweg
47: erster Drehmomentübertragungsweg
48: zweiter Drehmomentübertragungsweg
49: Ausgangsteil
50: Eingangsbereich
51: Dichtelement
52: Überlagerungseinheit
53: erstes Eingangsteil
54: zweites Eingangsteil
55: Ausgangsbereich
56: Schwingungssystem
57: Zwischenelement
58: Randbereich
59: Zwischenraum
60: Seitenfläche
61: Planetengetriebe
62: Antriebshohlradträger
63: Antriebshohlrad
64: Dichtelement
65: Planetenradbolzen
69: Nassraum
70: Umgebungsbereich
71: Zusatzmasse
72: Zusatzmasse
73: Zusatzmasse
74: Lagerelement
75: Ausgangselement
76: Nabenscheibe
77: Ansteuerelement
78: Ausgangselement
80: Antriebsaggregat
85: Getriebeaggregat
88: Abtriebshohlrad
89: Abtriebshohlradträger
90: Starterzahnkranz
91: Sonnenrad
95: Wirkradius
96: Wirkradius
A: Drehachse
B: Planetenradachse
Mges: Gesamtdrehmoment
Ma1: Drehmomentanteil 1
Ma2: Drehmomentanteil 2
Maus: Ausgangsdrehmoment
EDSw: Eingangsdrehschwingung
DSwA1: Drehschwingungsanteil 1
DSwA2: Drehschwingungsanteil 2
ADSw: Ausgangsdrehschwingung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011007118 A1 [0002]

Claims

Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend – einen zur Drehung um eine Drehachse (A) anzutreibenden Eingangsbereich (50) und einen Ausgangsbereich (55), wobei der Eingangsbereich (50) eine Primärmasse (1) und der Ausgangsbereich (55) eine Sekundärmasse (2) umfasst und – eine mit dem Ausgangsbereich (55) in Verbindung stehende Koppelanordnung (41), wobei die Koppelanordnung (41) ein erstes Eingangselement (31), ein zweites Eingangselement (32) und ein Ausgangselement (33) umfasst, und – einen Drehmomentübertragungsweg (46) zur Übertragung eines Gesamtdrehmoments (Mges), der zwischen dem Eingangsbereich (50) und dem Ausgangsbereich (55) verläuft, wobei der Drehmomentübertragungsweg (46) von dem Eingangsbereich (50) bis zu der Koppelanordnung (41) in einen ersten Drehmomentübertragungsweg (47), zur Übertragung eines ersten Drehmomentanteils (Ma1), und in einen parallelen zweiten Drehmomentübertragungsweg (48), zur Übertragung eines zweites Drehmomentanteils (Ma2), aufgeteilt wird, wobei der erste und der zweite Drehmomentübertragungsweg (47; 48) und damit der erste und der zweite Drehmomentanteil (Ma1; Ma2) an der Koppelanordnung (41) wieder zu einem Ausgangsdrehmoment (Maus) zusammengeführt wird, und – eine Phasenschieberanordnung (43) im ersten Drehmomentübertragungsweg (47), umfassend ein Schwingungssystem (56) mit einer erste Steifigkeit (21), wobei die erste Steifigkeit (21) eine Federanordnung (4) umfasst, und wobei – eine vom Eingangsbereich (50) kommende Eingangsdrehschwingung (EDSw) durch das Weiterleiten über den ersten und über den zweiten Drehmomentübertragungsweg (47; 48) in einen ersten Drehschwingungsanteil (DSwA1) und in einen zweiten Drehschwingungsanteil (DSwA2) aufgeteilt wird – und wobei bei einem Betrieb des Schwingungssystems (56) in einem Drehzahlbereich oberhalb wenigstens einer Grenzdrehzahl, bei der das Schwingungssystem (56) in einem Resonanzbereich betrieben wird, der erste Drehschwingungsanteil (DSwA1) mit dem zweiten Drehschwingungsanteil (DSwA2) an der Koppelanordnung (41) so überlagert wird, dass sich der erste Drehschwingungsanteil (DSwA1) und der zweite Drehschwingungsanteil (DSwA2) destruktiv überlagern und dadurch am Ausgangselement (33) der Koppelanordnung (41) eine gegenüber der Eingangsdrehschwingung (EDSw) minimierte Ausgangsdrehschwingung (ADSw) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenschieberanordnung (43) eine zweite Steifigkeit (22) umfasst, die sich einerseits gegenüber der Primärmasse (1) abstützt und zumindest teilweise axial und radial überlappend zu der Koppelanordnung (41) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelanordnung (41) ein Planetengetriebe (61) mit einem Planetenradträger (9), einem am Planetenradträger (9) befestigten Planetenradbolzen (65) und ein am Planetenradbolzen (65) drehbar gelagertes Planetenradelement (45) umfasst, wobei das Planetenradelement (45) mit dem Eingangsbereich (50) mittels des ersten Eingangselements (31) und mittels des zweiten Eingangselements (32) verbunden ist und wobei das Planetenradelement (45) mittels des Ausgangselements (33) mit dem Ausgangsbereich (55) verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenschieberanordnung (43) ein Schwingungssystem (56) mit der Primärmasse (1) und ein, gegen die Wirkung zumindest der Federanordnung (4) bezüglich der Primärmasse (1) um die Drehachse (A) drehbares Zwischenelement (57) umfasst.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steifigkeit (22) sich andererseits gegenüber dem Zwischenelement (57) abstützt.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenschieberanordnung (43) eine Zusatzsteifigkeit (23) umfasst, die zumindest teilweise axial überlappend zu der ersten Steifigkeit (21) angeordnet.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Steifigkeit (21, 22) der Phasenschieberanordnung (43) in Reihe geschaltet sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, die zweite und die Zusatzsteifigkeit (21, 22, 23) der Phasenschieberanordnung (43) in Reihe geschaltet sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Drehmomentübertragungsweg (48) zwischen dem Eingangsbereich (50) und dem zweiten Eingangselement (32) der Koppelanordnung (41) eine Zusatzsteifigkeit (24) umfasst.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Drehmomentübertragungsweg (46) zwischen dem Ausgangsteil (49) der Koppelanordnung (41) und dem Ausgangsbereich (55) zumindest eine erste Ausgangssteifigkeit (25) umfasst.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Ausgangssteifigkeit (26) in Reihe zu der ersten Ausgangssteifigkeit (25) in dem Drehmomentübertragungsweg (46) zwischen dem Ausgangsteil (49) der Koppelanordnung (41) und dem Ausgangsbereich (55) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenradträger (9) ein Trägerelement (11) und ein Stützelement (12) umfasst, die zumindest teilweise voneinander axial beabstandet und drehfest miteinander verbunden sind und die durch die zumindest teilweise axiale Beabstandung einen Zwischenraum (59) bilden, in dem das Planetenradelement 45 verdrehbar an dem Trägerelement (11) und dem Stützelement (12) gelagert ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (11) und das Stützelement (12) Blechformelemente sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehmomentübertragungsweg (47) und/oder der zweite Drehmomentübertragungsweg (48) und/oder der Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Ausgangsteil (49) der Koppelanordnung (41) und dem Ausgangsbereich (55) eine Zusatzmasse (71; 72; 73) umfasst.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) von einem Gehäuseelement (20) umschlossen wird und dass sich innerhalb des Gehäuseelements (20) zumindest teilweise ein viskosen Medium befindet.