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Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Drehschwingungsdämpfer, wie er beispielsweise bei einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen kann.
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In vielen Bereichen des Maschinen-, Anlagen und Fahrzeugbaues werden Drehbewegungen zum Übertragen mechanischer Energie eingesetzt. Hierbei kann es aus unterschiedlichen Gründen dazu kommen, dass einer solchen Drehbewegung eine oder mehrere Drehschwingungen überlagert sind.
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Drehschwingungen können beispielsweise durch den zur Erzeugung der Drehbewegungen eingesetzten Motor hervorgerufen werden, sie können jedoch beispielsweise auch durch stoßartige Belastungen oder stoßartige Energieentnahmen bewirkt werden. Solche auch als Drehungleichförmigkeiten bezeichneten Drehschwingungen können beispielsweise nachfolgende Komponenten, wie Kupplungen, Getriebe und Differentiale, belasten. Ebenso können sie als unangenehm empfunden werden, wenn sie beispielsweise zu Geräuschentwicklungen in einem Mehrstufengetriebe oder auch zu Vibrationen und damit gegebenenfalls einhergehenden Schwingungen führen. Gleiches kann auch bei anderen Getriebetypen, beispielsweise stufenlosen Getrieben auftreten. Gerade bei solchen Getrieben können die Vibrationen zu einem erhöhten Verschleiß führen.
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Um Drehschwingungen zu reduzieren oder sogar vollständig zu eliminieren werden beispielsweise Drehschwingungsdämpfer eingesetzt. Ein Beispiel stellt ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dar. Wird bei diesem die Drehbewegung beispielsweise über eine Hubkolbenmaschine wie einen Diesel- oder Ottomotor erzeugt, kann es aufgrund der konstruktions- und konzeptionsbedingten Ausgestaltung dieser Motoren mit ihrer stoßartigen Kraft- und damit Drehmomententfaltung zu entsprechenden Drehschwingungen bereits bei der Erzeugung der Drehbewegung kommen.
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Um nun beispielsweise die Drehschwingungen hinsichtlich ihrer Stärke zu reduzieren, werden beispielsweise Drehschwingungsdämpfer eingesetzt. Diese können beispielsweise im Rahmen eines Anfahrelements, also beispielsweise in einer nass laufenden oder trocken laufenden Kupplung oder auch einem Drehmomentwandler mit oder ohne Überbrückungskupplung eingesetzt werden.
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Die
EP 2 693 077 A2 bezieht sich auf einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite mit einer gemeinsamen Drehachse. Zwei elastische Elemente sind zur Übertragung von Kräften in Umfangsrichtung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite vorgesehen. Die elastischen Elemente sind in unterschiedlichen Wirkradien angeordnet. Beide Federelemente sind durch ein radial außen liegendes Kontaktelement gehalten.
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Neben der reinen Leistungsfähigkeit, also der Übertragung der Drehbewegung bei gleichzeitiger Reduzierung der Drehschwingungen, und der Zuverlässigkeit werden Drehschwingungsdämpfer unter einer Vielzahl verschiedener Randbedingungen an ihre Anwendung und ihren Einsatzort angepasst. Ein für die Zuverlässigkeit und die Leistungsfähigkeit nicht unerheblicher Aspekt ist so beispielsweise die mechanische Stabilität eines solchen Drehschwingungsdämpfers. Neben nicht zuletzt auch wirtschaftlich motivierten Randbedingungen, wie einer kompakten Ausgestaltung, um den zur Verfügung stehenden Bauraum möglichst gut ausnutzen zu können, und einer möglichst einfachen und damit kostengünstigen Herstellung, spielen nicht zuletzt auch ökologische Randbedingungen eine nicht unerhebliche Rolle. Hierzu zählt beispielsweise das Gewicht eines solchen Drehschwingungsdämpfers.
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Aber auch in anderen Bereichen des Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbaus treten diese und ähnliche Herausforderungen auf. Daher kommen auch in diesen Bereichen Drehschwingungsdämpfer zum Einsatz.
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Es besteht so ein Bedarf daran, einen Kompromiss zwischen einer mechanischen Stabilität, einer kompakten Ausgestaltung, einer Reduzierung des Gewichts und einer einfachen Herstellung zu verbessern.
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Diesem Bedarf trägt ein Drehschwingungsdämpfer gemäß Anspruch 1 Rechnung.
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Ein Drehschwingungsdämpfer zum Dämpfen eines Drehschwingungsanteils einer Drehbewegung um eine axiale Richtung, beispielsweise für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfasst ein Energiespeicherelement und ein Aufnahmebauteil, das ein Fenster umfasst, in dem das Energiespeicherelement aufgenommen ist. Der Drehschwingungsdämpfer umfasst ferner ein Abdeckblech, das das Fenster durchgreift und das Energiespeicherelement wenigstens teilweise entlang der Umfangsrichtung radial übergreift, um das Energiespeicherelement radial zu führen. Das Aufnahmebauteil ist hierbei ausgebildet, um das Abdeckblech nach radial außen abzustützen, wobei das Abdeckblech mit dem Aufnahmebauteil vernietet ist, wobei das Abdeckblech und das Aufnahmebauteil an einem Flanschabschnitt einer Abtriebsnabe befestigt ist, wobei der Flanschabschnitt entlang der axialen Richtung zwischen dem Abdeckblech und dem Aufnahmebauteil angeordnet ist.
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Das Abdeckblech übergreift das Energiespeicherelement wenigstens teilweise entlang der Umfangsrichtung, um das Energiespeicherelement radial zu führen, und bildet so einen Kanal für das Energiespeicherelement, an den sich das Energiespeicherelement aufgrund der Drehbewegung und der dabei auftretenden Fliehkräfte anlegen kann. Das Abdeckblech kann so das Energiespeicherelement radial führen. Dadurch dass das Abdeckblech das Fenster, in dem das Energiespeicherelement angeordnet ist, durchgreift und das Aufnahmebauteil gerade so ausgebildet ist, dass dieses das Abdeckblech nach radial außen abzustützen vermag, kann die mechanische Stabilität dieser Konstruktion gesteigert werden. Ebenso kann der so erzielbare Stabilitätsgewinn vollständig oder teilweise in eine Reduzierung des Gewichts verwandelt werden. Dies kann nicht nur mit konstruktiv einfachen Mitteln umgesetzt werden, auch der zusätzliche Bauraumbedarf ist - wenn überhaupt - sehr gering. Es kann gegebenenfalls sogar möglich sein, den Bauraumbedarf zu senken. Der zuvor genannte Kompromiss kann so gegebenenfalls verbessert werden.
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Optional kann das Energiespeicherelement ein Federelement umfassen. Hierdurch kann eine Zwischenspeicherung der in der Drehschwingung umfassten Energie mit vergleichsweise konstruktiv einfachen Mitteln umgesetzt werden. Optional kann ein Energiespeicherelement auch mehrere Federelemente umfassen, die parallel und/oder seriell geschaltet sind. Hierdurch kann es möglich sein, eine mehrstufige Federkennlinie zu implementieren. Ergänzend oder alternativ kann ein Drehschwingungsdämpfer eine Mehrzahl, also zwei oder mehr, von Energiespeicherelementen umfassen, die entlang der Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Entsprechend kann das Aufnahmebauteil eine entsprechende Anzahl von Fenstern aufweisen, in denen jeweils ein Energiespeicherelement der Mehrzahl von Energiespeicherelementen angeordnet ist. Die Mehrzahl von Energiespeicherelementen kann hierbei beispielsweise nur solche umfassen, die auf dem gleichen Radius (radialer Abstand) oder vergleichbaren Radien bezogen auf die axiale Richtung angeordnet sind. Die Energiespeicherelemente der Mehrzahl von Energiespeicherelementen können in beliebiger Kombination ein oder mehrere Federelemente umfassen. Ein Federelement kann beispielsweise eine Schraubenfeder, eine Bogenfeder oder eine andere mechanische Feder sein.
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Optional kann bei einem Drehschwingungsdämpfer das Abdeckblech außerhalb aller Drehmomentpfade von einem Eingang des Drehschwingungsdämpfers zu einem Ausgang des Drehschwingungsdämpfers liegen, welche das Energiespeicherelement umfassen. Hierdurch kann es möglich sein, eine geringere Materialdicke bzw. Blechstärke für das Abdeckblech zu verwenden, da die mechanische Stabilität zumindest teilweise auch von dem Aufnahmebauteil bereitgestellt wird.
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Ergänzend oder alternativ kann bei einem Drehschwingungsdämpfer das Aufnahmebauteil ausgebildet sein, um das Energiespeicherelement anzusteuern. Hierdurch kann es möglich sein, das Aufnahmebauteil zu mehr als nur einem Zweck zu implementieren und so gegebenenfalls weitere Bauteile und damit gegebenenfalls zusätzliches Gewicht einzusparen und/oder komplexere Implementierungen zu vermeiden.
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Optional kann bei einem solchen Drehschwingungsdämpfer das Aufnahmebauteil eine Nabenscheibe des Drehschwingungsdämpfers sein. Hierdurch kann es möglich sein, ein bei vielen Drehschwingungsdämpfern implementiertes Bauteil zur Aufnahme des Energiespeicherelements und zur radialen Abstützung des Abdeckblechs heranzuziehen. Auch hierdurch kann es so möglich sein, die Implementierung zu vereinfachen und/oder Gewicht einzusparen, ohne den benötigten Bauraum signifikant negativ zu beeinflussen. Gegebenenfalls kann es sogar möglich sein, Bauraum einzusparen.
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Ergänzend oder alternativ kann ein Drehschwingungsdämpfer ferner ein Einkoppelbauteil umfassen, das ausgebildet ist, um das Energiespeicherelement anzusteuern. Das Einkoppelbauteil kann so ein beispielsweise von dem Aufnahmebauteil separates Bauteil sein. Hierdurch kann es möglich sein, die Ansteuerung des Energiespeicherelements durch das Einkoppelbauteil umzusetzen.
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Ergänzend oder alternativ können bei einem Drehschwingungsdämpfer das Aufnahmebauteil und das Abdeckblech separate Bauteile sein. Hierdurch kann es möglich sein, die betreffenden Bauteile gezielter auf ihre eigentlichen Aufgaben auszulegen. So kann es möglich sein, das Gewicht der einzelnen Bauteile durch die gezieltere Auslegung zu reduzieren und so das Gewicht des Drehschwingungsdämpfers zu reduzieren.
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Ergänzend oder alternativ kann bei einem Drehschwingungsdämpfer das Abdeckblech mit dem Aufnahmebauteil drehfest verbunden sein. Hierdurch kann es möglich sein, eine Reibung einzelner Komponenten aneinander zu reduzieren, indem auftretende Relativgeschwindigkeiten reduziert werden. Alternativ kann jedoch auch eine in Umfangsrichtung schwimmende Führung mit einem vorbestimmten Spiel bzw. einer vorbestimmten Bewegungsfreiheit implementiert werden.
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Ergänzend oder alternativ kann bei einem Drehschwingungsdämpfer das Abdeckblech mit dem Aufnahmebauteil vernietet sein. Hierdurch kann eine es ergänzend oder alternativ zu der zuvor beschriebenen drehfesten Verbindung und ihren Möglichkeiten, eine leichter vormontierbare Baugruppe geschaffen werden, die eine leichtere Herstellung bzw. Montage des Drehschwingungsdämpfers ermöglichen kann.
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Optional können bei einem solchen Drehschwingungsdämpfer das Abdeckblech und das Aufnahmebauteil an einem Flanschabschnitt einer Abtriebsnabe befestigt sein, wobei der Flanschabschnitt entlang der axialen Richtung zwischen dem Abdeckblech und dem Aufnahmebauteil angeordnet ist. Hierdurch kann es möglich sein eine auch in axialer Richtung stabilere, vormontierbare Baugruppe geschaffen werden. So kann auch hierdurch die Herstellung bzw. Montage des Drehschwingungsdämpfers gegebenenfalls erleichtert werden.
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Ergänzend oder alternativ kann ein Drehschwingungsdämpfer ferner einen weiteren Dämpfer umfassen, der radial außerhalb des Energiespeicherelements angeordnet ist. So kann ein solcher Drehschwingungsdämpfer beispielsweise gerade dann gewinnbringend einsetzbar sein, wenn radial außerhalb ein weitere Dämpfer gleich welchen Typs angeordnet ist. In diesem Fall kann es nämlich aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten schwieriger sein, den zuvor genannten Kompromiss zu verbessern.
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Optional kann bei einem solchen Drehschwingungsdämpfer das Aufnahmebauteil eine Komponente des weiteren Dämpfers sein. So kann es hierdurch möglich sein, eine höhere Integration eines entsprechenden Drehschwingungsdämpfers zu erzielen. Diese kann sich beispielsweise positiv auf den benötigten Bauraum, das Gewicht und/oder auf die Einfachheit der Herstellung bzw. Montage auswirken. Wie diese Beispiele zeigen kann so der vorgenannte Kompromiss gegebenenfalls weiter verbessert werden.
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Ergänzend oder alternativ kann ein Drehschwingungsdämpfer ferner eine Tilgermasse umfassen, die ausgebildet ist, um durch eine Bewegung den Drehschwingungsanteil oder einen weiteren Drehschwingungsanteil der Drehbewegung zu dämpfen, wobei die Tilgermasse radial außerhalb des Energiespeicherelements angeordnet ist. So kann ein solcher Drehschwingungsdämpfer beispielsweise dann eingesetzt werden, wenn radial außerhalb ein Tilgerschwingungsdämpfer angeordnet ist. In diesem Fall kann es nämlich aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten schwieriger sein, den zuvor genannten Kompromiss zu verbessern. Optional kann der Drehschwingungsdämpfer eine Mehrzahl von entlang der Umfangsrichtung verteilten Tilgermassen umfassen.
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Optional kann bei einem Drehschwingungsdämpfer die Tilgermasse durch das Aufnahmebauteil beweglich geführt werden. Hierdurch kann es möglich sein, die Integration des Drehschwingungsdämpfers und des Tilgerschwingungsdämpfers zu erhöhen. Ist beispielsweise das Aufnahmebauteil als Nabenscheibe ausgestaltet, kann die Tilgermasse eine erste und eine zweite Teiltilgermasse umfassen, die entlang der axialen Richtung zu beiden Seiten des Aufnahmebauteils angeordnet sind. Die Nabenscheibe kann so entlang der axialen Richtung zwischen der ersten und der zweiten Teiltilgermasse angeordnet sein. Die erste und die zweite Teiltilgermasse können miteinander verbunden sein.
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Ergänzend oder alternativ kann bei einem Drehschwingungsdämpfer das Aufnahmebauteil drehfest mit einem Turbinenrad eines Drehmomentwandlers gekoppelt sein. Die Kopplung kann hierbei mittelbar oder unmittelbar erfolgen, also gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines oder mehrere weitere Bauteile. Ein Drehschwingungsdämpfer kann so sehr kompakt mit anderen Komponenten, beispielsweise einem Drehmomentwandler gekoppelt werden.
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Ergänzend oder alternativ kann bei einem Drehschwingungsdämpfer das Abdeckblech wenigstens teilweise einen Kanal zur Aufnahme des Energiespeicherelements bilden, wobei das Energiespeicherelement mit dem Abdeckblech in Kontakt tritt oder mit dem Abdeckblech in Kontakt steht, und wobei das Abdeckblech erst ab Überschreiten einer Grenzdrehzahl mit dem Aufnahmebauteil in Kontakt tritt, um das Abdeckblech nach radial außen abzustützen. Das Abdeckblech und das Energiespeicherelement können so je nach Betriebszustand, also beispielsweise je nach Drehzahl des Drehschwingungsdämpfers bereits miteinander in Kontakt stehen oder auch erst beispielsweise bei Überschreiten einer vorbestimmten Drehzahl miteinander in Kontakt treten. Das Abdeckblech und das Aufnahmebauteil können so ausgestaltet sein, dass diese erst bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl und damit bei Vorliegen einer bestimmten Mindestfliehkraft miteinander in Kontakt treten. Anders ausgedrückt können bei Unterschreiten der Grenzdrehzahl das Abdeckbauteil und das Aufnahmebauteil voneinander beabstandet sein. Hierdurch kann es möglich sein, eine zusätzliche Federwirkung des Abdeckblechs zu realisieren, ohne dass sofort ein entsprechender Kontakt zwischen Abdeckblech und Aufnahmebauteil besteht. Hierdurch kann es möglich sein, die radiale Abstützung als Sicherungsfunktion zum Schutz vor Überlastungen zu implementieren. So kann gegebenenfalls Reibung reduziert werden.
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Ergänzend oder alternativ können die einzelnen Bauteile einteilig und/oder einstückig sein bzw. hergestellt sein. Hierdurch kann es möglich sein, die Herstellung und/oder die Montage einzelner Komponenten zu vereinfachen. Eine einstückig ausgebildete Komponente kann beispielsweise eine solche sein, die genau aus einem zusammenhängenden Materialstück gefertigt ist. Eine einteilig gefertigte, bereitgestellte oder hergestellte Komponente oder Struktur oder auch eine integral mit wenigstens einer weiteren Komponente oder Struktur gefertigte, bereitgestellte oder hergestellte Komponente oder Struktur kann beispielsweise eine solche sein, die ohne eine Zerstörung oder Beschädigung einer der wenigstens zwei beteiligten Komponenten nicht von der wenigstens einen weiteren Komponente getrennt werden kann. Ein einstückiges Bauteil oder eine einstückige Komponente stellt so auch wenigstens ein integral mit einer anderen Struktur des betreffenden Bauteils oder der betreffenden Komponente gefertigtes oder einteiliges Bauteil bzw. gefertigte oder einteilige Komponente dar.
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Ergänzend oder alternativ können der Drehschwingungsdämpfer und/oder seine Komponenten rotationsymmetrisch ausgestaltet sein, was beispielsweise zu einer verbesserten Funktionsfähigkeit und/oder zu einer leichteren Herstellbarkeit führen kann. So können beispielsweise das Abdeckblech und/oder das Aufnahmebauteil rotationssymmetrisch sein. Eine Komponente kann beispielsweise eine n-zählige Rotationssymmetrie aufweisen, wobei n eine natürliche Zahl größer oder gleich 2 ist. Eine n-zählige Rotationssymmetrie liegt dann vor, wenn die betreffende Komponente beispielsweise um eine Rotations- oder Symmetrieachse um (360°/n) drehbar ist und dabei im Wesentlichen formenmäßig in sich selbst übergeht, also bei einer entsprechenden Drehung im Wesentlichen auf sich selbst im mathematischen Sinn abgebildet wird. Im Unterschied hierzu geht bei einer vollständigen rotationssymmetrischen Ausgestaltung einer Komponente bei einer beliebigen Drehung um jeden beliebigen Winkel um die Rotations- oder Symmetrieachse die Komponente formenmäßig im Wesentlichen in sich selbst über, wird also im mathematischen Sinn im Wesentlichen auf sich selbst abgebildet. Sowohl eine n-zählige Rotationssymmetrie wie auch eine vollständige Rotationssymmetrie werden hierbei als Rotationssymmetrie bezeichnet.
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Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren unterschiedliche Beispiele beschrieben und erläutert.
- 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch einen Drehmomentwandler mit einem Drehschwingungsdämpfer;
- 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch einen weiteren Drehschwingungsdämpfer;
- 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des in 2 dargestellten Drehschwingungsdämpfers;
- 4 zeigt eine Teilaufsicht auf den in den 2 und 3 gezeigten Drehschwingungsdämpfer;
- 5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Abdeckblechs des bereits in den 2 bis 4 gezeigten Drehschwingungsdämpfers;
- 6 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung des in 5 gezeigten Abdeckblechs; und
- 7 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch einen Drehmomentwandler mit einem weiteren Drehschwingungsdämpfer.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Darstellungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
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In vielen Bereichen des Anlagen-, Maschinen- und Fahrzeugbaus tritt die Herausforderung auf, einen oder mehrere Drehschwingungsanteile aus einer Drehbewegung zu entfernen, zumindest jedoch zu dämpfen. Entsprechende Drehschwingungsanteile einer Drehbewegung können konzeptions- und/oder konstruktionsbedingt bei Antriebsmaschinen auftreten, die nach dem Hubkolbenprinzip arbeiten. Beispiele umfassen Ottomotoren und Dieselmotoren, bei denen es zu stoßartigen Kraftentfaltungen kommt, die zu entsprechenden Drehungleichförmigkeiten und damit entsprechenden Drehschwingungsanteilen führen können.
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Um entsprechende Drehschwingungsanteile von nachfolgenden Komponenten möglichst fern zu halten, diese zumindest jedoch zu reduzieren, können beispielsweise Drehschwingungsdämpfer eingesetzt werden, bei denen eine Übertragung des Drehmoments über ein oder mehrere Energiespeicherelemente erfolgt. Das oder die Energiespeicherelemente dient hierbei der kurzzeitigen Aufnahme der in den Drehschwingungsanteilen enthaltenen Überschussenergie gegenüber einer mittleren Energie der Drehbewegung, die phasenrichtig aus den Energiespeicherelementen in die Drehbewegung wieder abgegeben werden kann. Durch den Einsatz eines oder mehrerer entsprechender Energiespeicherelemente kann so eine kurzzeitig auftretende Überhöhung der Energie bzw. des Drehmoments abgefangen und in die Drehbewegung wieder phasenrichtig eingekoppelt werden.
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Bei der Anpassung bzw. Auslegung eines entsprechenden Drehschwingungsdämpfers an die konkrete Anwendung ist eine Vielzahl zum Teil unterschiedlicher Randbedingungen zu beachten. Neben der allgemeinen Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit, die sich nicht zuletzt in einer ausreichenden mechanischen Stabilität eines solchen Drehschwingungsdämpfers äußert, stellt nicht zuletzt das Gewicht einen nicht unerheblichen Faktor dar. So besteht aus ökologischen Gründen im Fahrzeugbau die Bestrebung, das Gewicht der einzelnen Komponenten zu reduzieren und so den Kraftstoffverbrauch des Kraftfahrzeugs zu reduzieren. Aus diesem Grund kann darüber hinaus auch einen Reduzierung der Reibung interessant sein. Neben diesen eher auf die Funktion bezogenen Randbedingungen existieren weitere Randbedingungen, beispielsweise implementierungs- und herstellungsspezifische Randbedingungen, zu denen beispielsweise eine Reduzierung des Herstellungsaufwands und eine möglichst kompakte Bauweise zählen, um den benötigten Bauraum möglichst gering zu halten.
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Es besteht so einen Bedarf daran, einen Kompromiss hinsichtlich wenigstens der mechanischen Stabilität, des Gewichts, des Herstellungsaufwands und des Bauraums eines Drehschwingungsdämpfers zu verbessern. Gegebenenfalls können weitere Randbedingungen und Parameter hinzutreten, wie beispielsweise die Reibung.
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Ein Drehschwingungsdämpfer, wie er nachfolgend beschrieben wird, kann beispielsweise im Rahmen eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, jedoch auch in anderen Bereichen des Anlagen-, Maschinen- und Fahrzeugbaus zum Einsatz kommen. Neben dem Einsatz im Rahmen eines Antriebsstrangs kann ein entsprechender Drehschwingungsdämpfer beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn eine stoßartige Entnahme von Energie aus der Energie der Drehbewegung erfolgt. So kann in einem solchen Fall der Drehschwingungsdämpfer beispielsweise dem Schutz anderer Komponenten dienen.
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Die nachfolgende Beschreibung einer Anwendung im Rahmen eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs stellt so lediglich ein Beispiel für den Einsatz eines Drehschwingungsdämpfers dar. Hierbei wird genauer gesagt der Drehschwingungsdämpfer im Bereich eines Anfahrelements beschrieben, das beispielsweise zwischen einem Verbrennungsmotor und einem Getriebe des Antriebsstrangs angeordnet sein kann. Das Anfahrelement kann hierbei zur Unterbrechung des Kraft- bzw. Momentenflusses zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe dienen, um beispielsweise ein Weiterlaufen des Verbrennungsmotors bei Stillstand des Kraftfahrzeugs und damit seiner Getriebeeingangswelle zu ermöglichen. Als Getrieben können hierbei sowohl Stufengetriebe auf Basis von parallelversetzt laufenden, ineinander eingreifenden Zahnrädern, jedoch auch auf Basis von Planetenradsätzen und verwandten Zahnradsätzen dienen. Ebenso kann als Getriebe jedoch auch ein stufenloses Getriebe zum Einsatz kommen.
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Drehschwingungsdämpfer, wie sie nachfolgend noch näher beschrieben werden, können so beispielsweise in Anfahrelementen zum Einsatz kommen, die den Kraft bzw. Momentenfluss zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Getriebe zu unterbrechen vermögen. Hierbei wird im Nachfolgenden im Wesentlichen Drehmomentwandler mit Überbrückungskupplung beschrieben, wobei Drehschwingungsdämpfer bei Weitem nicht auf diesen Einsatz beschränkt sind. Sie können beispielsweise auch bei Drehmomentwandlern ohne Überbrückungskupplung, jedoch auch bei trocken laufenden oder nass laufenden Kupplungen Verwendung finden. Auch können sie dem eigentlichen Anfahrelement vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein. Ebenso können sie Teil einer anderen Komponente, beispielweise Teil des Getriebes oder eines Hybridmoduls sein. Ein solches Hybridmodul kann beispielsweise einen Elektromotor/Generator umfassen, um elektrische Energie in eine Drehbewegung umzusetzen bzw. um eine mechanische Drehbewegung in elektrische Energie zurück zu verwandeln.
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1 zeigt einen Querschnitt durch ein Anfahrelement 100 in Form eines Drehmomentwandlers 110. Der Drehmomentwandler 110 weist hierbei ein Gehäuse 120 auf, welches zweigeteilt ist. Eine erste Gehäuseschale 130 ist an einer dem Antriebsmotor zugewandten Seite angeordnet und kann beispielsweise eine Befestigungsstruktur 140 aufweisen, um mit einer flexiblen Anschlussplatte (Flexplate) an den Antriebsmotor bzw. Verbrennungsmotor gekoppelt zu werden. Das Gehäuse 120 weist ferner eine zweite Gehäuseschale 150 an einer dem Antriebsmotor abgewandten und dem Getriebe zugewandten Seite auf. Die zweite Gehäuseschale 150 kann beispielsweise mit der ersten Gehäuseschale 130 über eine Verschweißung oder eine andere entsprechende Verbindungstechnik fluiddicht verbunden sein, um so einen Innenraum 160 des Gehäuses 120 während des Betriebs mit einem Hydraulikfluid befüllbar zu machen.
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Das Gehäuse 120 bzw. genauer gesagt die zweite Gehäuseschale 150 stellt hierbei gleichzeitig ein Pumpenrad 170 des Drehmomentwandlers 110 dar. Zu diesem Zweck weist die zweite Gehäuseschale 150 entlang einer Umfangsrichtung 180 eine Mehrzahl von mit der zweiten Gehäuseschale 150 verbundener Pumpenschaufeln 190 auf, die bei einer Rotation des Gehäuses 120 um eine axiale Richtung 200 ein Hydraulikmedium im Innenraum 160 des Gehäuses 120 auf ein Turbinenrad 110 zu beschleunigt. Das Turbinenrad weist entsprechend eine Mehrzahl von Turbinenschaufeln 220 auf, die ebenfalls entlang der Umfangsrichtung 180 angeordnet ist. Zur mechanischen Stabilisierung der Pumpenschaufeln 190 bzw. der Turbinenschaufeln 220 weist das Pumpenrad 170 bzw. das Turbinenrad 210 jeweils einen Stabilisierungsring 230 bzw. 240 auf, die an einander zugewandten Seiten der betreffenden Räder 170, 210 angeordnet sind. Der Hydraulikfluss zwischen Turbinenrad 110 und Pumpenrad 170 wird über ein Leitrad 250 geschlossen, welches über einen Freilauf an einem Nabenbauteil 260 radial abgestützt ist. Das Leitrad 250 wird entlang der axialen Richtung gegenüber der zweiten Gehäuseschale 150 über ein Lager 270 drehbar um die axiale Richtung 200 geführt. Über ein weiteres Lager 280 wird das Leitrad 250 gegenüber eine Abtriebsnabe 290 ebenso entlang der axialen Richtung 200 mittelbar geführt.
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Genauer gesagt steht das Lager 280 bei dem hier gezeigten Drehmomentwandler mit einer Komponente eines Drehschwingungsdämpfers 300 in Kontakt. So steht das Lager 280 in Kontakt mit einem Abdeckblech 310 des Drehschwingungsdämpfers 300. Bei dem hier gezeigten Drehmomentwandler erfolgt die Auskopplung des über das Pumpenrad 170 und das Turbinenrad 210 übertragene Drehmoment auf die Abtriebsnabe 290 über eine Vernietung 320, die einen Flanschabschnitt 330 der Abtriebsnabe 290, das Abdeckblech 310, das Turbinenrad 210 und eine Nabenscheibe 340 des Drehschwingungsdämpfers 300 miteinander drehfest verbindet. Selbstverständlich können anstelle einer Vernietung 320 auch andere formschlüssige, kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindungstechniken zum Einsatz kommen.
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Eine kraftschlüssige oder reibschlüssige Verbindung kommt durch Haftreibung, eine stoffschlüssige Verbindung durch molekulare oder atomare Wechselwirkungen und Kräfte und eine formschlüssige Verbindung durch eine geometrische Verbindung der betreffenden Verbindungspartner zustande. Die Haftreibung setzt somit im Allgemeinen eine Normalkraftkomponente zwischen den beiden Verbindungspartnern voraus. Ein reibschlüssiger Kontakt oder eine reibschlüssige Verbindung liegt vor, wenn zwei Objekte miteinander reibschlüssig in Kontakt treten, sodass zwischen diesen eine Kraft im Falle einer Relativbewegung senkrecht zu einer Berührfläche zwischen diesen entsteht, die eine Übertragung einer Kraft, einer Drehbewegung oder eines Drehmoments ermöglicht. Hierbei kann ein Drehzahlunterschied, also beispielsweise ein Schlupf, bestehen. Neben einem solchen reibschlüssigen Kontakt umfasst ein reibschlüssiger Kontakt jedoch auch eine reibschlüssige bzw. kraftschlüssige Verbindung zwischen den betreffenden Objekten, bei denen ein entsprechender Drehzahlunterschied bzw. Schlupf im Wesentlichen nicht auftritt.
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Das in die Abtriebsnabe 290 übertragene Drehmoment kann weiter über eine Verzahnung 350 in eine entsprechende in 1 nicht dargestellte Gegenverzahnung einer Getriebeeingangswelle eingekoppelt werden und so an das ebenfalls in 1 nicht gezeigte Getriebe übertragen werden. Auch das Nabenbauteil 260 kann eine Verzahnung 360 aufweisen, mit der das Nabenbauteil 260 mit der Getriebeeingangswelle oder einer anderen entsprechenden Welle über eine entsprechende Gegenverzahnung in Eingriff stehen kann.
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Zur Überbrückung der Drehmomentwandlereinheit, die das Pumpenrad 190, das Turbinenrad 210 sowie das Leitrad 250 umfasst, weist der hier dargestellte Drehmomentwandler 110 ferner eine Überbrückungskupplung 370 auf. Die Überbrückungskupplung 370 weist hierbei genauer gesagt einen hydraulisch bewegbaren und über eine Dichtung 380 abgedichteten Kolben 390 auf, der entlang der axialen Richtung 200 verschiebbar ist. Je nach konstruktiver Ausgestaltung kann hierbei die erste Gehäuseschale 130 und/oder der Kolben 390 in einem entsprechenden Berührbereich einen Reibbelag 400 aufweisen, über den eine reibschlüssige Verbindung zwischen der ersten Gehäuseschale und dem Kolben 390 bewirkt werden kann. Eine reibschlüssige Verbindung stellt hierbei eine dem Grunde nach kraftschlüssige Verbindung dar, bei der jedoch Schlupf zwischen den beteiligten Komponenten auftreten kann. Es können so Drehzahlunterschiede zwischen der ersten Gehäuseschale 130 und dem Kolben 390 auftreten, was beispielsweise zu einem sanften Einkoppeln der Überbrückungskupplung 370 herangezogen werden kann.
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Der Drehschwingungsdämpfer 300 weist ein Einkoppelbauteil 410 auf, bei dem es sich bei dem hier gezeigten Beispiel um ein umgeformtes Blech handelt, das mit dem Kolben 390 drehfest verbunden ist. Das Einkoppelbauteil 410 wird aus diesem Grund auch als Einkoppelblech bezeichnet und steht hierbei wenigstens zeitweise, wenn nicht stets, mit einem Energiespeicherelement 420 des Drehschwingungsdämpfers 300 in Anlage, um die Drehbewegung von der ersten Gehäuseschale 120, vermittelt über die Überbrückungskupplung 370 und weitergeleitet von dem Kolben 390 in den Drehschwingungsdämpfer 300, genauer gesagt sein Energiespeicherelement 420 einzukoppeln. Das Einkoppelbauteil 410 kann so als Eingang des Drehschwingungsdämpfers 300 betrachtet werden.
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So umfasst der in 1 dargestellte Drehschwingungsdämpfer 300 nicht nur ein einziges Energiespeicherelement 420, sondern eine Mehrzahl von Energiespeicherelementen, die entlang der Umfangsrichtung 180 auf gleichen oder zumindest vergleichbaren Radien angeordnet sind. Die Energiespeicherelemente sind hierbei jeweils in einem Fenster 430 eines Aufnahmebauteils 440 angeordnet und aufgenommen, bei dem es sich um die Nabenscheibe 340 des Drehschwingungsdämpfers 300 handelt. Das Aufnahmebauteil 440 bzw. die Nabenscheibe 340 wird so auch zur Ansteuerung bzw. Absteuerung der Energiespeicherelemente 420 herangezogen. Die von dem Einkoppelbauteil 410 auf die Energiespeicherelemente 420 übertragene Drehbewegung wird so im Rahmen des Drehschwingungsdämpfers 300 über das Aufnahmebauteil 440 und die bereits zuvor beschriebene Vernietung mit der Abtriebsnabe 290 an die Getriebeeingangswelle bereitgestellt. Je nach Betrachtungsweise kann daher das Aufnahmebauteil 440 beispielsweise als Ausgang des Drehschwingungsdämpfers angesehen werden.
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Die Fenster 430 erstrecken sich hierbei entlang der Umfangsrichtung 180 über einen beschränkten Winkelbereich, in dem die Energiespeicherelemente 420 eingesetzt sind. Die Energiespeicherelemente 420 können hierbei beispielsweise ein oder mehrere Federelemente umfassen, je nachdem, ob es sich beispielsweise um eine einstufige Federkennlinie oder eine mehrstufige Federkennlinie handelt, die im Rahmen des betreffenden Drehschwingungsdämpfers 300 implementiert werden ist.
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Das bereits zuvor erwähnte Abdeckblech 310 durchgreift hierbei mit einem Durchgreifungsabschnitt 450 das Fenster 430. Darüber hinaus übergreift es das Energiespeicherelement 420 entlang der Umfangsrichtung 180 wenigstens teilweise radial nach außen, um so das Energiespeicherelement 420 radial zu führen. Das Abdeckbleich 310 bildet so für das oder die Energiespeicherelemente 420 einen Kanal 460, in dem die Energiespeicherelemente 420 wenigstens teilweise angeordnet sind.
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Aufgrund der bei dem Betrieb des Anfahrelements 100 und damit des Drehschwingungsdämpfers 300 auftretenden Fliehkräfte, die nicht zuletzt auch auf die Energiespeicherelemente 420 einwirken, kann es so zu einer Verformung bzw. einer radial nach außen gerichteten Verlagerungstendenz der Energiespeicherelemente 410 kommen. Um hier eine Führung der Energiespeicherelemente und damit die Funktionsfähigkeit des Drehschwingungsdämpfers 300 sicherzustellen, dient das Abdeckblech 310 gerade der radialen Führung der Energiespeicherelemente 420.
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Das Aufnahmebauteil 440, also die Nabenscheibe 340 des Drehschwingungsdämpfers 300 kann sich hierbei an einer Innenkontur des Fensters 430 anlegen, sodass das Aufnahmebauteil 440 das Abdeckblech 310 nach radial außen abzustützen vermag. Dies ist möglich, da das Aufnahmebauteil das Fenster durchgreift und so mit einer Innenkontur, genauer gesagt einem radial außenliegenden Abschnitt der Innenkontur des Fensters 430 in Kontakt stehen oder in Kontakt treten kann. Je nach konkreter Ausgestaltung kann es so beispielsweise möglich sein, das Abdeckblech 310 und das Aufnahmebauteil 440 derart auszugestalten, dass bei Stillstand oder kleineren Drehzahlen, beispielsweise bei Drehzahlen unterhalb einer bestimmten Grenzdrehzahl, das Aufnahmebauteil 440 und das Abdeckblech 310 nicht miteinander in Kontakt stehen, also beabstandet sind. Erst bei Überschreiten einer bestimmten Grenzdrehzahl kann im Sinne einer Sicherungsfunktion so das Abdeckblech 310 mit dem Aufnahmebauteil 440 in Kontakt treten, um beispielsweise eine Belastung und damit dauerhafte Verformung des Abdeckblechs 310 zu verhindern. Bei anderen Beispielen eines Drehschwingungsdämpfers 300 kann selbstverständlich das Abdeckblech 310 auch stets mit dem Aufnahmebauteil 440, also beispielsweise mit einem radial außenliegenden Abschnitt der Innenkontur des Fensters 430 in Kontakt stehen. Unabhängig von der genauen Ausgestaltung kann es hierdurch möglich sein, das Abdeckblech 310 mit einer geringeren Materialstärke, also einer geringeren Blechstärke auszuführen, und so Gewicht und axialen Bauraum einzusparen.
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Im erst genannten Fall kann je nach Grenzdrehzahl, Elastizität des Abdeckblechs 310, seiner tolerierbaren elastischen Verformbarkeit und anderer Parameter ein Abstand zwischen dem Abdeckblech 310 und der Innenkontur des Fensters 430 bei einem Stillstand des Drehschwingungsdämpfers 300 zwischen 0.1 mm und einigen Millimetern, also beispielweise bis zu 10 mm betragen. Abstände können so beispielsweise zwischen 0.3 mm und 4 mm betragen, um nur einige Beispiele zu nennen.
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Je nach konkreter Ausgestaltung kann das Abdeckblech 310, wie dies auch hier gezeigt ist, außerhalb aller Drehmomentpfade von einem Eingang des Drehschwingungsdämpfers 300, also beispielsweise von dem Einkoppelbauteil 410 zu einem Ausgang des Drehschwingungsdämpfers 300, also beispielsweise der Nabenscheibe 340 bzw. dem Aufnahmebauteil 440 oder auch der Abtriebsnabe 290 liegen, welche das Energiespeicherelement 420 umfassen. Wie später noch gezeigt wird, kann es gegebenenfalls dennoch möglich sein, das Abdeckblech 310 wenigstens teilweise in andere Drehmomentpfade zu integrieren, die nicht die oben genannten Energiespeicherelemente 410 umfassen.
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Bei dem hier gezeigten Beispiel eines Drehschwingungsdämpfers 300 sind das Aufnahmebauteil 440 und das Abdeckblech 310 als separate Bauteile ausgeführt, die miteinander drehfest über die Vernietung 320 miteinander verbunden sind. Wie bereits zuvor kurz erläutert wurde, ist hierbei der Flanschabschnitt 330 der Abtriebsnabe 290 entlang der axialen Richtung 200 zwischen dem Abdeckblech 310 und dem Aufnahmebauteil 440 angeordnet. Das Abdeckblech 310 und das Aufnahmebauteil 440 sind so voneinander axial beabstandet.
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1 zeigt so eine Kombination von Abdeckblech 310 und Nabenscheibe 340, die in dieser Form nicht bekannt ist. So ermöglicht es diese Kombination gerade, dass das Abdeckblech zur Bildung des Kanals 460 sich zumindest unter bestimmten Betriebsbedingungen, wenn nicht stets, an der Nabenscheibe 340 abstützt. Auch ist das Abdeckblech in der hier gezeigten Form unbekannt.
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Das Abdeckblech 310 dient auch hier zur Abstützung der zur Drehschwingungsentkopplung eingesetzten Energiespeicherelemente 420 in Form von Druckfedern bei Drehzahlen und anderer Beulkräfte ab. Diese Bleche werden daher konventionell so stabil und haltbar ausgelegt, dass diese durch ihre Formgebung und ihre Materialstärke den erwarteten Kräften und Belastungen standhalten. Aus diesem Grund werden konventionell dickere Bleche eingesetzt, was sich jedoch negativ auf die Formgebung des auch als Federkanal bezeichneten Kanals 460 auswirken kann.
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Gerade im Zusammenspiel mit einem radial innenliegenden Satz von Energiespeicherelementen 420 und einem radial außenliegenden weiteren Dämpfer, beispielsweise einen Drehzahl adaptiven Tilger (Tilgerschwingungsdämpfer) führt dies konventionell zu einer kaum zu lösenden Herausförderung.
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So weist der in 1 gezeigte Drehschwingungsdämpfer 300 ferner einen weiteren Dämpfer 470, der radial außerhalb der Energiespeicherelemente 420 angeordnet ist, auf. Das Aufnahmebauteil 440 stellt hierbei, wie nachfolgende Beschreibung noch näher zeigen wird, gerade eine Komponente des weiteren Dämpfers 470 dar.
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Bei dem weiteren Dämpfer 470 handelt es sich genauer gesagt um einen Tilgerschwingungsdämpfer 480, der eine Tilgermasse 490 aufweist, die ausgebildet ist, um durch eine Bewegung den Schwingungsanteil der Drehbewegung oder einen weiteren Drehschwingungsanteil der Drehbewegung zu dämpfen. Die Tilgermasse 490 ist hierbei radial außerhalb des Energiespeicherelements 420 angeordnet.
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So umfasst auch hier der Drehschwingungsdämpfer 300 nicht nur eine Mehrzahl von Energiespeicherelementen 420, sondern auch eine Mehrzahl von Tilgermassen 490, die ebenso entlang der Umfangsrichtung 180 auf im Wesentlichen gleichen bzw. vergleichbaren Radien angeordnet sind. Sowohl hinsichtlich der Energiespeicherelemente 420, wie auch der Tilgermassen 490 kann so der Drehschwingungsdämpfer 300 beispielsweise rotationssymmetrisch ausgestaltet sein.
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Bei dem hier gezeigten Tilgerschwingungsdämpfer 480 dient das Aufnahmebauteil 440, also die Nabenscheibe 340 ferner als Tilgermassenträger, durch den die eine oder mehrere Tilgermassen 490 beweglich geführt werden, sodass diese in die Lage versetzt werden, ihre Bewegung auszuführen. Wie später im Zusammenhang mit 3 beispielsweise noch gezeigt wird, kann so das Aufnahmebauteil 440 entsprechende Führungslaufbahnen umfassen, in denen Wälzkörper abrollen, die ebenso in dem Tilgermassen 490 an entsprechenden Laufbahnen abrollen und so die bewegliche Führung an dem Aufnahmebauteil 440 ermöglichen. Hierbei sind die Tilgermassen 490 mehrteilig ausgeführt. So weist jede der Tilgermassen 490 wenigstens eine erste Teiltilgermasse 500-1 und eine zweite Teiltilgermasse 500-2 auf, die entlang der axialen Richtung 200 an entgegengesetzten Seiten des Aufnahmebauteils 440 angeordnet sind. Anders ausgedrückt ist das Aufnahmebauteil 440 so entlang der axialen Richtung 200 zwischen der ersten Teiltilgermasse 500-1 und der zweiten Teiltilgermasse 500-2 angeordnet. Durch eine Stiftverbindung 510, die eine entsprechende Ausnehmung 520 in dem Aufnahmebauteil 440 durchgreift, sind die erste und die zweite Teiltilgermasse 500-1, 500-2 miteinander im Wesentlichen starr verbunden. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, dass das Aufnahmebauteil 440 die Tilgermasse 490 auch entlang der axialen Richtung 200 führt.
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Gerade bei einer solchen Anordnung von Drehschwingungsdämpfer mit seiner Energiespeicherelementen 420 radial innen und dem Tilgerschwingungsdämpfer 480 mit seinen radial weiter außen angeordneten Tilgermassen 490 kann so die Implementierung eines entsprechenden Abdeckblechs 310 im Zusammenspiel mit dem Aufnahmebauteil 440 interessant sein. So wird das Abdeckblech 440 in Segmente, nämlich die Durchgriffsabschnitte 450 „aufgeteilt“ und durch die auch als Federfenster bezeichneten Fenster 430 des Aufnahmebauteils 440 gesteckt. Bei dem Aufnahmebauteil 440 kann es sich um die bereits zuvor erwähnte Nabenscheibe 340, jedoch auch um ein anderes, ähnliches Bauteil handeln. Da sich das Abdeckblech 310 unter Belastung an der Nabenscheibe 340 abstützen kann, kann so die verwendete Materialstärke gegebenenfalls geringer ausfallen als üblich. Dadurch kann es möglich sein, den Formgebungsprozess durch die geringere Materialstärke und durch den in Segmente aufgeteilten Kanal 460 zu verbessern. Darüber hinaus kann es möglich sein, einen Bauraumvorteil durch die geringere Blechstärke zu erzielen.
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Darüber hinaus kann es möglich sein, auch in einem radial innenliegenden Satz von Energiespeicherelementen 420 (Federsatz) einen die Energiespeicherelemente 420 im Wesentlichen vollständig, zumindest jedoch teilweise umschließenden Kanal 460 zu realisieren. Bei konventioneller Bauweise ist dies nicht möglich, da die nach radial au-ßen zu führenden Bleche sonst axial an den Federkanal vorbeigeführt werden müssten. Dies ist jedoch aufgrund des typischerweise nicht zur Verfügung stehenden Bauraums nicht möglich.
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Durch den Einsatz des in 1 rechts dargestellten Abdeckblechs 310, welches in Segmente gleicher Anzahl wie die Energiespeicherelemente 420 durch die entsprechenden Fenster 430 in dem Aufnahmebauteil 440 hindurchgreift, kann es gerade möglich sein, die Energiespeicherelemente 420 besser zu umschließen und radial zu führen. Das Abdeckblech 310 kann dabei mit einem recht dünnen Blech gemessen werden, da sich dieses unter Fliehkraftbelastung an dem Aufnahmebauteil 440 abstützen kann. Das Abdeckblech 310 bildet so zusammen mit den Fenstern 430 eine durchgreifende Kammer um die Energiespeicherelemente sowie eine Abstützung an dem Aufnahmebauteil 440 (Nabenscheibe 340). Diese beiden Bauteile können hierbei axial beabstandet werden.
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In den 2, 3, 4, 5 und 6 ist ein weiteres Beispiel eines Drehschwingungsdämpfers 300 und seine Komponenten gezeigt. So zeigt 2 eine Querschnittsdarstellung durch einen entsprechenden Drehschwingungsdämpfer. 3 zeigt eine perspektivische Teildarstellung, während 4 eine Teildraufsicht auf den Drehschwingungsdämpfer 300 zeigt. Die 5 und 6 zeigen perspektivische Darstellungen des Abdeckblechs 310 des betreffenden Torsionsschwingungsdämpfers von unterschiedlichen Seiten her.
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2 zeigt so wiederum einen Drehschwingungsdämpfer, bei dem ein radial innenliegender Satz von Energiespeicherelementen 420 in Form von Druckfedern in entsprechenden Fenstern 430 des Aufnahmebauteils 440 angeordnet und aufgenommen ist. Das Aufnahmebauteil 440 stellt wiederum eine Nabenscheibe 340 des Drehschwingungsdämpfers 300 sowie den eigentlichen Tilgerträger für die Tilgermassen 490 dar. Die zugehörigen Tilgermassen 490 sind wiederum in mehrere Teiltilgermassen 500-1, 500-2 aufgeteilt, die zu beiden Seiten des Aufnahmebauteils 440 an diesem beweglich geführt werden.
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Wie 2 auch sehr schön zeigt, durchgreift das Abdeckblech 310 mit seinem Durchgriffsabschnitt 450 das Fenster 430 und bildet so den Kanal 460 zur Aufnahme der Energiespeicherelemente 420. Das Abdeckblech bildet so einen durch die Fenster 430 begrenzenden Abschnitt des Aufnahmebauteils 440 einen unterbrochenen Kanal 460 für die Energiespeicherelemente 420.
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Im Unterschied zu dem zuvor beschriebenen Beispiel eines Drehschwingungsdämpfers sind jedoch das Abdeckblech 310 und das Aufnahmebauteil 440 hier nicht durch eine Vernietung miteinander drehfest verbunden. Trotzdem weisen auch hier die betreffenden Bauteile die zuvor beschriebene axiale Beabstandung auf.
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Wie 3 auch näher zeigt, durchgreifen hierbei die Durchgriffsabschnitte 450 die Fenster 310 im Wesentlichen entlang der vollständigen Erstreckung der Fenster 430 in der Umfangsrichtung 180. Abgesehen von einem montagebedingten Spiel können so durch eine hierdurch entstehende formschlüssige Verbindung entlang der Umfangsrichtung 180 das Abdeckblech 310 und das Aufnahmebauteil 440 ebenfalls miteinander im Wesentlichen drehfest verbunden sein. Anders ausgedrückt weisen die Durchgriffsabschnitte 450 bei dem hier gezeigten Beispiel entlang der Umfangsrichtung 180 im Wesentlichen die gleiche Erstreckung auf, wie auch die Fenster 430. Hierdurch stehen bis auf ein herstellungsbedingtes oder montagebedingtes Spiel die Durchgriffsabschnitte 450 stets in Kontakt mit den senkrecht zur Umfangsrichtung 180 angeordneten Konturen der Fenster 430 des Aufnahmebauteils 440, sodass das Abdeckblech 310 von dem Aufnahmebauteil 440 mitgenommen wird. Die zuvor beschriebene im Wesentlichen drehfeste Verbindung entsteht hier so.
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Dies zeigt auch die Teilaufsicht der 4, in der die Durchgriffsabschnitte 450 des Abdeckblechs 310 im Verhältnis zu dem Fenster 430 des Aufnahmebauteils 440 gezeigt sind.
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3 zeigt darüber hinaus eine detailliertere Darstellung des Tilgerschwingungsdämpfers 480 und seiner Tilgermassen 490. So zeigt 3 nicht nur die Stiftverbindungen 510 der Tilgermassen 490, die die Teiltilgermassen 500 miteinander verbinden, sondern sie zeigen darüber hinaus die bereits zuvor erwähnten Wälzkörper 530, die zur beweglichen Führung der Tilgermassen 490 an dem Aufnahmebauteil 440 verwendet werden. Die Wälzkörper 530 weisen so Flächen auf, die mit Ausnehmungen 540 in den Tilgermassen 490 bzw. ihren Teiltilgermassen 500 im Bereich von Laufbahnen 550 in Kontakt stehen. Auch das Aufnahmebauteil 440 weist entsprechende Ausnehmungen mit entsprechenden Gegenlaufbahnen 560 auf, mit denen die Wälzkörper 530 in Kontakt stehen bzw. an denen sie abrollen können. Allerdings sind aufgrund der gewählten Darstellung der 3 die Ausnehmungen des Aufnahmebauteils 440 nicht sichtbar.
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Die 5 und 6 zeigen schließlich perspektivische Darstellungen des Abdeckblechs 310 mit seinen Durchgriffsabschnitten 450. Die Durchgriffsabschnitte 450, die die zuvor genannten Segmente bilden, sind hierbei durch Ausnehmungen 570 voneinander getrennt, die eine radial nach außen gerichtete Erstreckung des Aufnahmebauteils 440 in Richtung weiterer Komponenten, beispielsweise des weiteren Dämpfers 470 in Form des Tilgerschwingungsdämpfers 480, ermöglichen.
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Darüber hinaus zeigt das Abdeckblech 310, wie es in den 5 und 6 dargestellt ist, gerade in einem radial innenliegenden Bereich 580 keine Löcher oder Ausnehmungen, mit deren Hilfe das Abdeckblech 310 drehfest mit einer anderen Komponente verbunden wird. Der radial innere Bereich 580 wird vielmehr lediglich durch eine zentrale Ausnehmung 590 begrenzt, durch die später die Getriebeeingangswelle sich hindurcherstreckt.
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Je nach konkreter Ausgestaltung der Länge der Durchgriffsabschnitte 450 entlang der Umfangsrichtung 180 im Verhältnis zu der Länge der Fenster 430 entlang der Umfangsrichtung 180 kann so eine entsprechende drehfeste Verbindung des Abdeckblechs 310 mit dem Aufnahmebauteil 440 beispielsweise auch über die seitlichen Konturen der Durchgriffsabschnitte 450 bzw. der Ausnehmung 570 erzeugt werden. Weisen die Durchgriffsabschnitte 450 im Wesentlichen die gleiche Erstreckung wie die Fenster 430 auf, kann so die zuvor genannte im Wesentlichen drehfeste Verbindung erzielt werden.
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Ist die Erstreckung der Durchgriffsabschnitte 450 jedoch kleiner als die der Fenster 430, oder auch ansonsten keine Struktur vorgesehen, mit deren Hilfe eine entsprechende drehfeste Verbindung implementiert werden kann, kann so das Abdeckblech 310 auch bezogen auf das Aufnahmebauteil 440 in Umfangsrichtung 180 schwimmend gelagert werden. Selbstverständlich wird bei Überschreiten einer Grenzverdrehung durch den zuvor beschriebenen Formschluss mit den Konturen der Durchgriffsabschnitte 450 bzw. der Ausnehmung 570 entlang der Umfangsrichtung 180 auch in diesem Fall eine Mitnahme realisiert.
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7 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch ein weiteres Anfahrelement 100 in Form eines Drehmomentwandlers 110 mit einem Drehschwingungsdämpfer 300, wie dieses bereits zuvor im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde. Das in 7 gezeigte Anfahrelement unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten jedoch hinsichtlich einiger Details, die im Nachfolgenden näher beschrieben werden sollen. Zunächst ist bei dem hier gezeigten Anfahrelement das Turbinenrad 210 nicht unmittelbar über die Vernietung 320 mit der Abtriebsnabe 290 drehfest verbunden. Vielmehr ist das Turbinenrad 210 mit dem Abdeckblech 310 über eine weitere Vernietung 600 mechanisch drehfest verbunden, während die Vernietung 320 in dem hier gezeigten Beispiel das Aufnahmebauteil 440, also die Nabenscheibe 340, den Flanschabschnitt 330 der Abtriebsnabe 290 und das Abdeckblech 310 miteinander verbindet. Somit fließt bei einem Drehmomentübertragungsweg, der jedoch das bzw. die Energiespeicherelemente 420 nicht umfasst, das Drehmoment wenigstens abschnittsweise auch über das Abdeckblech 310. Dennoch kann es gegebenenfalls auch hier möglich sein, eine Blechdicke und damit eine Materialstärke des Abdeckblechs 310 im Vergleich zu konventionellen Auslegungen zu reduzieren, da eine Distanz entlang der radialen Richtung vergleichsweise kurz zwischen den betreffenden Vernietungen 600 und 320 ist und andererseits die Hauptbelastung in Umfangsrichtung 180 erfolgt. So kann es gegebenenfalls möglich sein, hier trotz der Einbeziehung des Drehmomentwegs über wenigstens einen Abschnitt des Abdeckblechs von dem Turbinenrad 210 zu der Abtriebsnabe 290 eine Materialdicke des Abdeckblechs 310 zu reduzieren.
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Darüber hinaus zeigt 7, dass die beiden Gehäuseschalen 130, 150 mittels einer Verschweißung 610 miteinander verbunden sind. Ebenso zeigt 7, dass auf der zweiten Gehäuseschale 150 an einer Außenseite ein Wuchtgewicht 620 angebracht ist, um mögliche Unwuchten des Anfahrelements 100 auszugleichen und zu kompensieren.
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Auch zeigt 7, dass die Befestigungsstruktur 140 hier mittels Bohrungen ausgestaltet ist, über die das Anfahrelement 100 an einer entsprechenden Gegenhalterung montierbar ist. Schließlich illustriert 7, dass das Einkoppelbauteil 410 in Form des dort gezeigten Einkoppelblechs mittels einer Verschweißung 630 an dem Kolben 390 befestigt ist.
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Ein Drehschwingungsdämpfer, wie er hier beschrieben wurde, kann so eine durchgreifende Kammerung aufweisen. Diese kann eine Gestaltung eines umschließenden Abdeckblechs 310 in Kombination mit einer als Stütze dienende Nabenscheibe 340 umfassen, wie dies beispielsweise im Rahmen eines Drehmomentwandlers 110, jedoch auch bei anderen Anfahrelementen 100 zum Einsatz kommen kann. Eine entsprechende Ausgestaltung ist zwar von außen kaum erkennbar, jedoch erlaubt eine leichte Analyse der verwendeten Einzelteile, beispielsweise eine optische Inspektion nach einem Öffnen des Drehmomentwandlers 110 und eines anderen Anfahrelements 100, das den Drehschwingungsdämpfer umfasst, ob die hier beschriebenen Funktionen implementiert sind.
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Durch den Einsatz eines Drehschwingungsdämpfers 300, wie er hier beschrieben wurde, kann es möglich sein, einen Kompromiss zwischen einer mechanischen Stabilität, einer kompakten Ausgestaltung, einer Reduzierung des Gewichts und einer einfachen Herstellung eines Drehschwingungsdämpfers 300 zu verbessern.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
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Bezugszeichen
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- 100
- Anfahrelement
- 110
- Drehmomentwandler
- 120
- Gehäuse
- 130
- erste Gehäuseschale
- 140
- Befestigungsstruktur
- 150
- Gehäuseschale
- 160
- Innenraum
- 170
- Pumpenrad
- 180
- Umfangsrichtung
- 190
- Pumpenschaufel
- 200
- axiale Richtung
- 210
- Turbinenrad
- 220
- Turbinenschaufel
- 230
- Stabilisierungsring
- 240
- Stabilisierungsring
- 250
- Leitrad
- 260
- Nabenbauteil
- 270
- Lager
- 280
- Lager
- 290
- Abtriebsnabe
- 300
- Drehschwingungsdämpfer
- 310
- Abdeckblech
- 320
- Vernietung
- 330
- Flanschabschnitt
- 340
- Nabenscheibe
- 350
- Verzahnung
- 360
- Verzahnung
- 370
- Überbrückungskupplung
- 380
- Dichtung
- 390
- Kolben
- 400
- Reibbelag
- 410
- Einkoppelbauteil
- 420
- Energiespeicherelement
- 430
- Fenster
- 440
- Aufnahmebauteil
- 450
- Durchgriffsabschnitt
- 460
- Kanal
- 470
- weiterer Dämpfer
- 480
- Tilgerschwingungsdämpfer
- 490
- Tilgermasse
- 500
- Teiltilgermasse
- 510
- Stiftverbindung
- 520
- Ausnehmung
- 530
- Wälzkörper
- 540
- Ausnehmung
- 550
- Laufbahn
- 560
- Gegenlaufbahn
- 570
- Ausnehmung
- 580
- radial innenliegender Bereich
- 590
- zentrale Ausnehmung
- 600
- weitere Vernietung
- 610
- Verschweißung
- 620
- Wuchtgewicht
- 630
- Verschweißung
