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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
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Drehschwingungsdämpfer, auch Torsionsschwingungsdämpfer genannt, sind im Stand der Technik vielfältig bekannt. Dabei sind auch solche Drehschwingungsdämpfer bekannt geworden, welche als eine Fliehkraftpendelvorrichtung ausgebildet sind oder eine solche Fliehkraftpendelvorrichtung aufweisen, bei welcher an einem Flansch Fliehgewichte verlagerbar angeordnet sind, welche bei vordefinierten Schwingungsphasen einer Drehschwingung Energie aufnehmen und bei anderen Schwingungsphasen zeitversetzt Energie wieder abgeben, so dass die Drehschwingung dadurch gedämpft wird. Dabei sind die an dem Flansch verlagerbar angeordneten Fliehgewichte mittels Rollenelementen an dem Flansch verlagerbar angeordnet, wobei sowohl der Flansch als auch das jeweilige Fliehgewicht Führungsbahnen aufweisen, in welche die Rollenelemente als Lagerelemente eingreifen. Solche Fliehkraftpendelvorrichtungen sind beispielsweise durch die
DE 10 2010 052 389 A1 und die
DE 10 2008 059 297 A1 bekannt geworden.
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Solche Fliehkraftpendelvorrichtungen sind aufgrund der jeweils gleich ausgebildeten Führungsbahnen in Flansch bzw. in den Fliehgewichten auf eine Schwingungsmode ausgelegt. Dadurch wird nur ein Teil der Schwingungsmoden durch das Fliehkraftpendel gedämpft. Andere Schwingungsmoden werden entsprechend nicht gedämpft, so dass die Schwingungsdämpfung noch zu wünschen übrig lässt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschwingungsdämpfer zu schaffen, welcher hinsichtlich des Dämpfungsverhaltens auch bei mehreren Schwingungsmoden wirksam ist.
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Die Aufgabe der Erfindung zum Drehschwingungsdämpfer wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, wie insbesondere Fliehkraftpendelvorrichtung, mit zumindest einem ersten Scheibenelement, welches mit einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist, und mit zumindest einem mit dem ersten Scheibenelement koppelbaren zweiten Scheibenelement, welches an dem ersten Scheibenelement verlagerbar angeordnet ist, wobei Rollenelemente vorgesehen sind zum verlagerbaren Lagern des zumindest einen zweiten Scheibenelements an dem zumindest einen ersten Scheibenelement, wobei das zumindest eine erste Scheibenelement und das zumindest eine zweite Scheibenelement Führungsbahnen aufweisen zur Aufnahme der Rollenelemente zum Lagern und Führen des zumindest einen zweiten Scheibenelements an dem zumindest einen ersten Scheibenelement, wobei ein Rollenelement zumindest eine erste Laufbahn zum Eingreifen in eine Führungsbahn eines ersten Scheibenelements und zumindest eine zweite Laufbahn zum Eingreifen in eine Führungsbahn eines zweiten Scheibenelements aufweist, wobei in dem ersten Scheibenelement und/oder in dem zweiten Scheibenelement jeweils unterschiedlich ausgestaltete Führungsbahnen vorgesehen sind, wobei das Rollenelement derart ausgebildet ist, dass die erste Laufbahn relativ zur zweiten Laufbahn verlagerbar ist. Dadurch wird erreicht, dass die beiden Scheibenelemente sich relativ zueinander verlagern können, ohne dass es zu einem Verklemmen der Scheibenelemente kommt, weil unterschiedlich ausgebildete Führungsbahnen vorgesehen sind, welche zur Dämpfung unterschiedlicher Schwingungsmoden vorgesehen sind. Dadurch wird nicht nur die Dämpfung oder Tilgung mehrere Ordnungen erreicht, sondern auch das Dämpfermoment bzw. das Tilgermoment vergrößert.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn ein erstes Scheibenelement und ein zweites Scheibenelement vorgesehen sind, welche benachbart zueinander angeordnet und über Rollenelemente, welche in Führungsbahnen des ersten Scheibenelements und des zweiten Scheibenelements eingreifen, miteinander gekoppelt sind. Dadurch kann eine geeignete Fliehkraftdämpfungswirkung erzeugt werden, wobei nur ein schmaler Bauraum benötigt wird.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das erste Scheibenelement und das zweite Scheibenelement jeweils zumindest zwei Führungsbahnen mit unterschiedlicher Krümmung aufweisen. Dadurch wird die Dämpfung auf die jeweiligen Schwingungsmoden abgestimmt.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Rollenelement ein Scheibenteil aufweist, welches eine Aufnahme aufweist, wobei in der Aufnahme ein Zapfen aufgenommen ist, der einerseits oder beiderseits von dem Scheibenteil abragt und wobei das Scheibenteil radial außen ein Ringteil aufnimmt. So kann ein Rollenelement in einfacher Art aufgebaut werden, welches mit seinen Laufbahnen in die Führungsbahnen der Scheibenelemente eingreift, um diese verlagerbar zueinander zu koppeln.
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So ist es besonders vorteilhaft, wenn das Ringteil verdrehbar auf dem Scheibenteil aufgenommen und angeordnet ist. Dadurch kann eine verschleißarme Relativbewegung zwischen Laufbahn des Ringteils und der Führungsbahn des Scheibenelements erreicht werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn der Zapfen verdrehbar in der Aufnahme des Scheibenteils aufgenommen und angeordnet ist. Dadurch kann eine verschleißarme Relativbewegung zwischen Laufbahn des Zapfens und der Führungsbahn des Scheibenelements erreicht werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die Aufnahme zum Aufnehmen des Zapfens eine Mittelachse aufweist und das Scheibenteil eine Mittelachse aufweist, wobei die Mittlachse des Zapfens gegenüber der Mittelachse des Scheibenteils versetzt angeordnet ist. Dadurch wird die Anpassung an die verschieden ausgebildeten Gestaltungen der Führungsbahnen erreicht.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Ringteil radial außen auf dem Scheibenteil mittels Lagermitteln drehbar gelagert ist, wie insbesondere mittels eines Gleitlagers oder eines Wälzlagers. Dies reduziert die Reibung zwischen den verdrehbaren Elementen und fördert die Langlebigkeit.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn der Zapfen in der Aufnahme des Scheibenteils mittels Lagermitteln drehbar gelagert ist, wie insbesondere mittels eines Gleitlagers oder eines Wälzlagers. Dies reduziert ebenso die Reibung zwischen den verdrehbaren Elementen und fördert die Langlebigkeit.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Zapfen mit einer radial außen liegenden Fläche als zweite Laufbahn in eine Führungsbahn eines der Scheibenelemente eingreift und das Ringteil mit einer radial außen liegenden Fläche als erste Laufbahn in eine Führungsbahn eines anderen der Scheibenelemente eingreift.
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Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer kann vorteilhaft bei einem Zweimassenschwungrad, bei einem Drehmomentwandler, bei einer Einfachkupplung oder bei einer Doppelkupplung, wie einer Nassdoppelkupplung oder für eine LKW-Kupplung oder bei einer Traktorkupplung eingesetzt werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert:
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Dabei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Scheibenelements,
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2 eine schematische Darstellung eines Scheibenelements,
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3 eine schematische Darstellung eines Scheibenelements,
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4 eine schematische Darstellung eines Scheibenelements,
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5 eine schematische Darstellung eines Scheibenelements,
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6 eine schematische Darstellung eines Scheibenelements,
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7 eine schematische Darstellung eines Drehschwingungsdämpfers,
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8 eine schematische Darstellung eines Drehschwingungsdämpfers,
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9 eine schematische Darstellung eines Drehschwingungsdämpfers, und
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10 eine Darstellung des Drehschwingungsdämpfers zu verschiedenen Zeiten.
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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, wie insbesondere eine Fliehkraftpendelvorrichtung. Diese weist zumindest ein erstes Scheibenelement 1 und zumindest ein zweites Scheibenelement 2 auf. Diese Scheibenelemente 1, 2 sind in den 1 bis 4 beispielhaft dargestellt. Dabei ist eines der Scheibenelemente 1, 2 vorteilhaft mit einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbindbar. Dabei kann eines der Scheibenelemente einen Zapfen 8 zum Verbinden mit dem Antriebsstrang aufweisen oder mit einem solchen Zapfen 8 verbunden sein. Das andere Scheibenteil ist mit einer zentralen Öffnung 22 ausgebildet.
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Die beiden Scheibenelemente 1, 2 sind miteinander gekoppelt, wie es aus den 7 bis 10 erkennbar ist. Dazu sind Rollenelemente 3 vorgesehen, welche die Kopplung der beiden Scheibenelemente 1, 2 vornehmen. Diese Rollenelemente 3 sind in den 5, 6 dargestellt.
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Mittels der Rollenelemente 3 werden die beiden Scheibenelemente 1, 2 verlagerbar zueinander gelagert und gekoppelt.
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Zu den verlagerbaren Lagern der Scheibenelemente 1, 2 zueinander weisen das zumindest eine erste Scheibenelement 1 und das zumindest eine zweite Scheibenelement 2 Führungsbahnen 4, 5, 6, 7 auf, zur Aufnahme der Rollenelemente 3 zum Lagern und Führen des zumindest einen zweiten Scheibenelements 2 an dem zumindest einen ersten Scheibenelement 1.
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Wie es in den 1 bis 4 zu erkennen ist, weist jedes Scheibenelement 1, 2 zumindest zwei verschiedene Führungsbahnen 4, 5 bzw. 6, 7 auf, die jeweils eine unterschiedliche Gestaltung und insbesondere eine unterschiedliche Krümmung aufweisen. So ist die Führungsbahn 4 stärker gekrümmt als die Führungsbahn 5 bzw. die Führungsbahn 6 ist stärker gekrümmt als die Führungsbahn 7.
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Vorteilhaft sind die Führungsbahnen 4 bis 7 als Nuten in den Scheibenelementen ausgebildet.
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Auch fällt in den 1 bis 4 auf, dass die Führungsbahnen 6, 7 eine größere Breite B aufweisen als die Führungsbahnen 4, 5 mit ihrer Breite b.
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In den 5 und 6 ist ein Rollenelement 3 gezeigt, welches zumindest eine erste Laufbahn 9 zum Eingreifen in eine Führungsbahn 6, 7 eines Scheibenelements 2 und zumindest eine zweite Laufbahn 10 zum Eingreifen in eine Führungsbahn 4, 5 eines Scheibenelements 1 aufweist. Das Rollenelement 3 ist dabei derart ausgebildet, dass die erste Laufbahn 9 relativ zur zweiten Laufbahn 10 verlagerbar ist, wie insbesondere verdrehbar oder verschwenkbar.
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Das Rollenelement 3 weist dazu ein Scheibenteil 11 auf, welches eine Aufnahme 12 aufweist, wobei in der Aufnahme 12 ein Zapfen 13 aufgenommen ist, der einerseits oder beiderseits von dem Scheibenteil 11 in axialer Richtung 14 abragt und wobei das Scheibenteil 11 radial außen ein Ringteil 15 aufnimmt. Das Ringteil 15 ist relativ zu dem Scheibenteil 11 verdrehbar aufgenommen und angeordnet, was vorteilhaft mittels eines Lagermittels 16 erfolgt, wobei das Ringteil 15 radial außen auf dem Scheibenteil 11 mittels des Lagermittels 16 drehbar gelagert ist. Dabei ist das Lagermittel 16 vorzugsweise ein Gleitlager oder ein Wälzlager, wie beispielsweise Nadellager.
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Vorteilhaft ist auch der Zapfen 13 verdrehbar in der Aufnahme 12 des Scheibenteils 11 aufgenommen und angeordnet. Dabei ist es ebenso vorteilhaft, wenn der Zapfen 13 in der Aufnahme 12 des Scheibenteils 11 mittels Lagermitteln 17 drehbar gelagert ist, wie insbesondere mittels eines Gleitlagers oder eines Wälzlagers.
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Die Aufnahme 12 zum Aufnehmen des Zapfens 13 bzw. der Zapfen 13 selbst weist eine Mittelachse 18 auf und das Scheibenteil 11 weist eine Mittelachse 19 auf, wobei die Mittlachse 18 des Zapfens 13 bzw. der Aufnahme 12 gegenüber der Mittelachse 19 des Scheibenteils 11 um den Abstand A versetzt angeordnet ist.
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Gemäß der 7 bis 9 greift der Zapfen 13 mit einer radial außen liegenden Fläche als eine Laufbahn 10 in eine Führungsbahn 4, 5 eines der Scheibenelemente 1 ein und das Ringteil 15 greift mit einer radial außen liegenden Fläche als Laufbahn 9 in eine Führungsbahn 6, 7 eines anderen Scheibenelements 2 ein.
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Besonders vorteilhaft sind die beiden Scheibenelemente 1, 2 relativ zueinander gelagert.
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Die 10 zeigt in Teilfiguren das Schwingungsverhalten der beiden Scheibenelemente 1, 2 zueinander, wobei dies zu den Zeiten t = 0, t1, t2, t3, t4 und t5 gezeigt ist. Dabei ist ein Rollenelement 20 mit dem Gewicht bzw. mit der Masse m1 und ein Rollenelement 21 mit dem Gewicht bzw. mit der Masse m2 gezeigt. Dabei wird auf die Elemente der 1 bis 9 Bezug genommen und auf die diesbezüglich verwendeten Bezugszeichen verwiesen.
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Die Gewichte bzw. Massen können gleich m1 = m2 oder ungleich m1 ≠ m2 sein.
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Bei mehr als zwei Tilgerordnungen n bzw. Dämpfungsordnungen gilt: m1 = m2 = ... = mn oder m1 ≠ m2 ≠ ... ≠ mn
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Die Ebene E1 ist eine durch die Drehachse der Antriebswelle bzw. Zapfen 8 und durch die Drehachse des Ringelements 15 des Rollenelements 20, m1 aufgespannte Ebene. Die Ebene E2 ist eine durch die Drehachse der Antriebswelle 8 und durch einen frei gewählten Punkt auf dem Scheibenelement 1 aufgespannte Ebene. Die Ebene E3 ist eine durch die Drehachse der Antriebswelle 8 und durch die Drehachse des Ringelements 15 der Rolle 21, m2 aufgespannte Ebene. Alle Ebene E1, E2, E3 werden sich nur um die Drehachse der Antriebswelle 8 verdrehen.
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Zur Zeit t = 0:
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Die Ebenen E1, E2, E3 befinden sich in Referenzpositionen. Die Rollenelemente 20, 21 stehen in den äußersten radialen Positionen.
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Zur Zeit t1:
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Das Rollenelement 20 wälzt zur tiefsten radialen Position. Die Ebenen E1 verdreht sich um den Winkel α1. Das Scheibenelement 1 verdreht sich um den Winkel φ1. Das Rollenelement 21 bleibt in der höchsten radialen Position stehen.
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Zur Zeit t2:
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Das Rollenelement 20 wälzt in der Gegenrichtung zur tiefsten radialen Position. Die Ebenen E1 verdreht sich um den Winkel α2. Das Scheibenelement 1 verdreht sich um den Winkel φ2. Das Rollenelement 21 bleibt in der höchsten radialen Position stehen. Bei den Zeiten t0, t1, t2 verdreht sich das Ringteil 15 der Rolle 20 nicht, aber der Zapfen 13 verdreht sich um die Drehachse des Ringteils 15 und die Achse des Rollenelements folgt der Formkontur D. Die Fliehkraftpendelvorrichtung dämpft bzw. tilgt mit einer X-ten Ordnung. Das Dämpfungsmoment bzw. das Tilgermoment ist proportional zu dem Gewicht der Rolle 20 und des Trägheitsmoments des Scheibenelements 1.
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Zur Zeit t3:
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Die Ebenen E1, E2 und E3 befinden sich in den Referenzpositionen. Die Rollenelemente 20, 21 stehen in den äußersten radialen Positionen.
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Zur Zeit t4:
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Das Rollenelement 20 bleibt in der höchsten radialen Position stehen. Das Scheibenelement 1 verdreht sich um den Winkel φ3. Das Rollenelement 21 wälzt zur tiefsten radialen Position. Die Ebene E3 verdreht sich um den Winkel ϕ1.
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Zur Zeit t5:
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Das Rollenelement 21 bleibt in der höchsten radialen Position stehen. Das Scheibenelement 1 verdreht sich um der Winkel φ4. Das Rollenelement 21 wälzt in der Gegenrichtung zur tiefsten radialen Position. Die Ebene E3 verdreht sich um den Winkel ϕ2. Bei den Zeiten t3, t4, t5 verdreht sich das Ringteil 15 des Rollenelements 20 nicht, aber der Zapfen 13 verdreht sich um die Drehachse des Ringteils 15 und die Achse des Rollenelements 3 folgt der Formkontur C. Die Fliehkraftpendelvorrichtung dämpft bzw. tilgt mit einer Y-ten Ordnung. Das Dämpfungsmoment bzw. das Tilgermoment ist proportional zu dem Gewicht des Rollenelements 21 und des Trägheitsmoments des Scheibenelements 1.
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Grundsätzlich gilt bei mehr als zwei Ordnungen, die zu tilgen sind und bei mehr als zwei Rollenelementen, dass das Dämpfungs- bzw. Tilgermoment proportional zur zum Gewicht bzw. zur Masse des n-ten Rollenelements ist und zum Trägheitsmoment des Scheibenelements 1.
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Dabei gilt vorteilhaft: Ordnung X: M1 ≈ m1 ≈ m3 Ordnung Y: M2 ≈ m2 ≈ m3 ... Ordnung N: Mn ≈ mn ≈ m3
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Grundsätzlich kann ein Drehschwingungsdämpfer für mehr als zwei Schwingungsmoden bzw. Schwingungsordnungen vorgesehen sein. Dazu ist für jede Mode bzw. Ordnung eine Anordnung zweier Führungsbahnen mit zumindest einem Rollenelement vorzusehen, wobei die Gestaltung der Führungsbahnen und die Gestaltung des Rollenelements an die Mode bzw. an die Ordnung anzupassen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scheibenelement
- 2
- Scheibenelement
- 3
- Rollenelement
- 4
- Führungsbahn
- 5
- Führungsbahn
- 6
- Führungsbahn
- 7
- Führungsbahn
- 8
- Zapfen
- 9
- Laufbahn
- 10
- Laufbahn
- 11
- Scheibenteil
- 12
- Aufnahme
- 13
- Zapfen
- 14
- Richtung
- 15
- Ringteil
- 16
- Lagermittel
- 17
- Lagermittel
- 18
- Mittelachse
- 19
- Mittelachse
- 20
- Rollenelement
- 21
- Rollenelement
- 22
- Öffnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010052389 A1 [0002]
- DE 102008059297 A1 [0002]
