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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für eine Doppelkupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
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Drehschwingungsdämpfer, auch Torsionsschwingungsdämpfer genannt, sind im Stand der Technik vielfältig bekannt. Dabei sind beispielsweise solche Drehschwingungsdämpfer bekannt geworden, die als so genannte Zweimassenschwungräder bezeichnet werden. Diese weisen eine Primärschwungmasse und eine Sekundärschwungmasse auf, die relativ zueinander verdrehbar gelagert sind, wobei zwischen der Primärschwungmasse und der Sekundärschwungmasse ein Federdämpfer mit Bogenfedern vorgesehen ist, so dass die Primärschwungmasse entgegen der Rückstellkraft des Federdämpfers relativ zur Sekundärschwungmasse verdrehbar ist. Solche Drehschwingungsdämpfer benötigen allerdings relativ viel Bauraum und können insbesondere bei der Anwendung von Doppelkupplungen insbesondere in Doppelkupplungsgetrieben daher nicht sinnvoll eingesetzt werden.
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Auch zeigt sich bei der Anwendung von Drehschwingungsdämpfern bei Doppelkupplungsanwendungen, dass der Federdämpfer mit Bogenfedern bei hohen Drehzahlen und Amplituden gut geeignet ist. Bei 2- bzw. 3-Zylinderanwendungen allerdings ist die Eigenfrequenz des Drehschwingungsdämfers zu hoch, so dass die Drehschwingungsdämpfung noch nicht optimal ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschwingungsdämpfer zu schaffen, welcher insbesondere für Doppelkupplungsanwendungen eine verbesserte Drehschwingungsdämpfung bewirkt.
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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, insbesondere für eine Anwendung mit einer Doppelkupplung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, mit einer ersten Federdämpfereinrichtung und einer zweiten Federdämpfereinrichtung, die im Drehmomentfluss nacheinander angeordnet sind, wobei zwischen der ersten Federdämpfereinrichtung und der zweiten Federdämpfereinrichtung ein Fliehkraftpendel ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass eine gute Drehschwingungsdämpfung erzielt wird und durch die nachgeschalteten zweite Federdämpfungseinrichtung werden auch Drehschwingungen bei geringen Frequenzen gut gedämpft, weil die Eigenfrequenz des Gesamtsystems des Drehschwingungsdämpfers weiter reduziert ist. Dadurch können auch geringere Frequenzen gut gedämpft werden.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste Federdämpfereinrichtung ein erstes Eingangselement und ein erstes Ausgangselement aufweist, die relativ zueinander verdrehbar ausgebildet sind und dass zumindest eine erste Feder zwischen dem ersten Eingangselement und dem ersten Ausgangselement im Drehmomentfluss angeordnet ist, so dass das erste Ausgangselement entgegen der Rückstellkraft der zumindest einen ersten Feder relativ zum ersten Eingangselement verdrehbar ist. Dadurch können insbesondere Drehschwingungen mit hohen Drehmomentschwankungen gut gedämpft werden.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste Feder eine Bogenfeder ist, die einen Bogen von zumindest 60°, vorzugsweise zumindest 120°, zumindest 135° oder zumindest 150° überstreicht. Durch die Ausbildung der Bogenfeder kann eine relativ flache Federkennlinie verwendet werden, wobei über den höheren Verdrehwinkel der Bogenfeder auch hohe Enddrehmomente erzielt werden, was für die Dämpfungseigenschaften als vorteilhaft erachtet wird.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die zweite Federdämpfereinrichtung ein zweites Eingangselement und ein zweites Ausgangselement aufweist, die relativ zueinander verdrehbar ausgebildet sind und dass zumindest eine zweite Feder zwischen dem zweiten Eingangselement und dem zweiten Ausgangselement im Drehmomentfluss angeordnet ist, so dass das zweite Ausgangselement entgegen der Rückstellkraft der zumindest einen zweiten Feder relativ zum zweiten Eingangselement verdrehbar ist.
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Durch die Wahl der Federart und der Federsteifigkeit kann vorteilhaft die Eigenfrequenz des Gesamtsystems auf die vorgesehen Bedarf abgestimmt werden.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die zumindest eine zweite Feder eine Druckfeder, wie insbesondere eine gerade Druckfeder, ist. Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Federsteifigkeit der zweiten Feder geringer ist als der ersten Feder.
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Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn das erste Ausgangselement mit dem zweiten Eingangselement direkt oder über ein Zwischenteil drehfest verbunden ist. So kann eine gute Anbindung der beiden Federdämpfereinrichtungen und eine bauraumsparende Verbindung mit nur wenigen Teilen erreicht werden, die selbst jedoch relativ einfach herzustellen sind.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn an dem zweiten Eingangselement ein Fliehkraftpendel mit an dem zweiten Eingangselement verlagerbar angeordneten Fliehgewichten angeordnet ist. Dadurch werden die nach der ersten Federdämpfereinrichtung verbleibenden Drehschwingungen weiterhin gedämpft, was eine verbesserte Schwingungsdämpfung erbringt.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn das zweite Ausgangselement radial innen eine Verzahnung aufweist zur Aufnahme einer Verzahnung einer nachgeordneten Getriebeeingangswelle, wie insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes. Dadurch kann eine einfache Anbindung an das nachfolgende Getriebe oder die nachfolgende Doppelkupplung des Getriebes vorgenommen werden. Damit kann die Integration oder die Verbindung zur Drehmomentübertragung sehr einfach realisiert werden.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn das zweite Eingangselement durch zwei beabstandete Scheibenelemente gebildet ist, die auch als Flansche des Fliehkraftpendels dienen und Fliehgewichte zwischen sich verlagerbar aufnehmen. Dadurch können die Scheibenelemente als zweites Eingangselement zwei verschiedene Funktionen übernehmen und es kann eine bauraumsparende und teilereduzierte Konstruktion geschaffen werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die zwei Scheibenelemente mittels Abstandsbolzen voneinander beabstandet gehalten sind, wobei die Abstandsbolzen auch als Begrenzung des Verdrehwinkels zwischen zweitem Eingangselement und zweitem Ausgangselement dienen. Dadurch kann auch der Abstandsbolzen zweierlei Aufgaben übernehmen und es kann eine teilereduzierte Konstruktion geschaffen 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 Halbschnitts durch einen erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer.
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Die 1 zeigt einen Drehschwingungsdämpfer 1 in einem schematischen Halbschnitt. Dabei ist der Drehschwingungsdämpfer 1 um die Achse I-I drehbar ausgebildet. Diese Achse definiert dabei auch den Bezugspunkt für die radiale bzw. axiale Richtung und für die Umfangsrichtung.
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Der Drehschwingungsdämpfer 1 weist eine erste Federdämpfereinrichtung 2 und eine zweite Federdämpfereinrichtung 3 auf, die im Drehmomentfluss nacheinander angeordnet sind.
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Die erste Federdämpfereinrichtung 2 weist ein erstes Eingangselement 4 und ein erstes Ausgangselement 5 auf. Das erste Eingangselement 4 wird durch die Scheibenelemente 6, 7 und 8 gebildet, die miteinander verbunden sind. Dabei bildet das Scheibenelement 6 eine Massescheibe und die Scheibenelemente 7, 8 bilden eine Tasche 9, in welcher eine Feder 10 aufgenommen ist. Die Feder 10 ist dabei vorzugsweise als Bogenfeder gebildet, welche in Umfangsrichtung einen Bogen von zumindest 60°, vorzugsweise zumindest 120°, zumindest 135° oder zumindest 150° überstreicht. So ist es vorteilhaft, wenn am Umfang des Drehschwingungsdämpfers 1 vorzugsweise zwei solcher Bogenfedern vorgesehen sind.
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Das Scheibenelement 7 ist zur Bildung der Tasche 9 radial außen etwa L-förmig gebogen. Auch das Scheibenelement 8 ist radial außen L-förmig umgebogen und weist dadurch eine höhere Drehmasse auf.
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Zwischen die Federn 10 greift von radial innen ein Flansch als erstes Ausgangselement 5 ein und stützt sich an den Federn 10 ab. Entsprechend wird die erste Federdämpfereinrichtung 2 gebildet mit einem ersten Eingangselement 4 und einem ersten Ausgangselement 5, wobei das erste Eingangselement 4 und das erste Ausgangselement 5 relativ zueinander verdrehbar ausgebildet sind und wobei zumindest eine erste Feder 10 zwischen dem ersten Eingangselement 4 und dem ersten Ausgangselement 5 im Drehmomentfluss angeordnet ist, so dass das erste Ausgangselement 5 entgegen der Rückstellkraft der zumindest einen ersten Feder 10 relativ zum ersten Eingangselement 4 verdrehbar ist.
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Die zweite Federdämpfereinrichtung 3 weist ein zweites Eingangselement 11 und ein zweites Ausgangselement 12 auf. Das zweite Eingangselement 11 wird durch die beiden Scheibenelemente 13, 14, die über Abstandshalter miteinander verbunden sind, gebildet. Dabei bilden die Scheibenelemente 13, 14 eine Tasche oder Aufnahme 15, in welcher eine Feder 16 aufgenommen ist. Die Feder 16 ist dabei vorzugsweise als gerade Druckfeder gebildet. Auch kann die Feder eine kurze gebogene Feder sein, deren Länge in Umfangsrichtung in etwa nicht mehr als 5 mal ihrem Durchmesser in radialer Richtung entspricht.
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Die beiden Scheibenelemente 13, 14 sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Zwischen die Federn 16 greift von radial innen ein Flansch als zweites Ausgangselement 12 ein und stützt sich an den Federn 16 ab. Entsprechend wird die zweite Federdämpfereinrichtung 3 gebildet mit einem zweiten Eingangselement 11 und einem zweiten Ausgangselement 12, wobei das zweite Eingangselement 11 und das zweite Ausgangselement 12 relativ zueinander verdrehbar ausgebildet sind und wobei zumindest eine zweite Feder 16 zwischen dem zweiten Eingangselement 11 und dem zweiten Ausgangselement 12 im Drehmomentfluss angeordnet ist, so dass das zweite Ausgangselement 12 entgegen der Rückstellkraft der zumindest einen zweiten Feder 16 relativ zum zweiten Eingangselement 11 verdrehbar ist.
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Der Drehschwingungsdämpfer 1, welcher insbesondere für eine Anwendung mit einer Doppelkupplung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und verwendbar ist, ist somit mit einer ersten Federdämpfereinrichtung 2 und mit einer zweiten Federdämpfereinrichtung 3 ausgebildet, die im Drehmomentfluss nacheinander angeordnet sind. Weiterhin ist zwischen der ersten Federdämpfereinrichtung 2 und der zweiten Federdämpfereinrichtung 3 ein Fliehkraftpendel 17 ausgebildet.
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Dabei ist das erste Ausgangselement 5 mit dem zweiten Eingangselement 11 direkt oder über ein Zwischenteil 18 drehfest verbunden. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist die Verbindung über ein scheibenförmiges Zwischenteil ausgestaltet, das radial innen mit dem ersten Ausgangselement 5 verschweißt ist und radial außen mit dem zweiten Eingangselement 11 verbunden, wie verschraubt, vernietet, verschweißt oder anderweitig verbunden ist.
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Das Fliehkraftpendel 17 ist dabei derart ausgebildet, dass an dem zweiten Eingangselement 11 ein Fliehkraftpendel mit an dem zweiten Eingangselement 11 verlagerbar angeordneten Fliehgewichten 19 angeordnet ist. Die Fliehgewichte 19 sind dabei bevorzugt mittels Rollenelementen 20 in den flanschartigen Elementen 13, 14 des zweiten Eingangselements 11 verlagerbar gelagert. Das zweite Eingangselement 11 wird somit durch zwei beabstandete Scheibenelemente 13, 14 gebildet, die auch als Flansche des Fliehkraftpendels 17 dienen und Fliehgewichte 19 zwischen sich verlagerbar aufnehmen. Die zwei Scheibenelemente 13, 14 sind mittels Abstandsbolzen voneinander beabstandet gehalten. Die Abstandsbolzen 29 dienen dabei auch als Begrenzung des Verdrehwinkels zwischen zweitem Eingangselement 11 und dem zweitem Ausgangselement. Die Abstandsbolzen 29 sind vorzugsweise mit den Scheibenelementen 13, 14 vernietet.
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Das zweite Ausgangselement 12 ist als Scheibenelement ausgebildet, welches zwischen die Scheibenelemente 13, 14 axial eingreift. Es weist radial innen eine Verzahnung 21 auf, welche zur Aufnahme einer Verzahnung einer nachgeordneten Getriebeeingangswelle, wie insbesondere eines Doppelkupplungsgetriebes, dient.
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Die erfindungsgemäße Ausführungsform bildet somit einen zweistufigen Drehschwingungsdämpfer mit einem Fliehkraftpendel aus, die eine Baueinheit bilden und auch teilweise gleiche Komponenten für unterschiedliche Aufgaben nutzen. Dadurch wird eine teilereduzierte Bauweise erlaubt. Das Fliehkraftpendel 17 ist der ersten Federdämpfereinrichtung, die vorteilhaft als Bogenfederdämpfer ausgebildet ist, nachgeordnet, also sekundärseitig angeordnet.
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Die zweite Federdämpfereinrichtung ist als Torsionsdämpfer ausgebildet, mit Druckfedern, so dass er vorzugsweise vergleichbar ist mit einem Kupplungsscheibendämpfer.
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Der Drehschwingungsdämpfer 1 kann mittels der Schrauben 22 durch Durchgangsbohrungen 24 im ersten Eingangselement 4 mit einer Kurbelwelle 23 eines Antriebsmotors verschraubt werden. Dazu sind zur Durchführung der Schrauben 22 auch im zweiten Ausgangselement 12 Durchgangsbohrungen 25 vorgesehen.
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Zwischen den Scheibenelementen 13, 14 erfolgt die radiale und axiale Führung des zweiten Ausgangselements 12 als Dämpferflansch durch Kunststoffscheiben/-ringe 26, 27, 28. Der den das zweite Ausgangselement 12 radial zentrierende Kunststoffring 28 stützt gleichzeitig auch die Fliehgewichte 19 nach radial innen ab, wie insbesondere bei Start/Stopp oder Stillstand des Motors.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Federdämpfereinrichtung
- 3
- Federdämpfereinrichtung
- 4
- Eingangselement
- 5
- Ausgangselement
- 6
- Scheibenelement
- 7
- Scheibenelement
- 8
- Scheibenelement
- 9
- Tasche
- 10
- Feder
- 11
- Eingangselement
- 12
- Ausgangselement
- 13
- Scheibenelement
- 14
- Scheibenelement
- 15
- Tasche, Aufnahme
- 16
- Feder
- 17
- Fliehkraftpendel
- 18
- Zwischenteil
- 19
- Fliehgewicht
- 20
- Rollenelement
- 21
- Verzahnung
- 22
- Schraube
- 23
- Kurbelwelle
- 24
- Durchgangsbohrung
- 25
- Durchgangsbohrung
- 26
- Kunststoffscheibe
- 27
- Kunststoffscheibe
- 28
- Kunststoffring
- 29
- Abstandsbolzen
