DE102015208749A1 - torsional vibration dampers - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer (1) mit einem drehangetriebenen Eingangsteil (2) und einem gegenüber diesem begrenzt verdrehbaren Ausgangsteil (3) und einer in Umfangsrichtung zwischen dem Eingangsteil (2) und dem Ausgangsteil (3) wirksamen Federeinrichtung mit über den Umfang angeordneten, nach radial außen abgestützten, jeweils eingangsseitig in Zugrichtung und ausgangsseitig in Schubrichtung mittels Beaufschlagungseinrichtungen (6, 7, 8, 9) an deren Stirnseiten beaufschlagten Bogenfedern (5). Um eine Störung einer On-Board-Diagnose der Brennkraftmaschine in einem Antriebsstrang zumindest zu verringern, weisen die Bogenfedern (5) in Zugrichtung an Endbereichen mehrere auf Block gewickelte Windungen auf, wobei an diesen Windungen mittels eines den Stirnseiten der Bogenfedern (5) abgewandten Endbereichs fest in den auf Block gewickelten Windungen aufgenommenen ersten Innenfedern (13) und eine zugseitige Beaufschlagung der ersten Innenfedern (13) bei kleineren Verdrehwinkeln zwischen Eingangsteil (2) und Ausgangsteil (3) als eine Beaufschlagung der Bogenfedern (5) vorgesehen sind.The invention relates to a torsional vibration damper (1) having a rotationally driven input part (2) and an output part (3) which is rotatable relative to the latter and a spring device which acts circumferentially between the input part (2) and the output part (3) and is arranged around the periphery radially outwardly supported, in each case on the input side in the pulling direction and on the output side in the thrust direction by means of loading means (6, 7, 8, 9) acted on the end faces bow springs (5). In order to at least reduce a disturbance of an on-board diagnosis of the internal combustion engine in a drive train, the bow springs (5) have a plurality of windings wound on block in the pulling direction at end regions, these end turns being prevented by means of an end region facing away from the end faces of the bow springs (5) firmly in the wound on block turns wound first inner springs (13) and a zugseitige loading of the first inner springs (13) at smaller angles of rotation between the input part (2) and output part (3) are provided as an application of the bow springs (5).
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem drehangetriebenen Eingangsteil und einem gegenüber diesem begrenzt verdrehbaren Ausgangsteil und einer in Umfangsrichtung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil wirksamen Federeinrichtung mit über den Umfang angeordneten, nach radial außen abgestützten, jeweils eingangsseitig in Zugrichtung und ausgangsseitig in Schubrichtung mittels Beaufschlagungseinrichtungen an deren Stirnseiten beaufschlagten Bogenfedern.The invention relates to a torsional vibration damper with a rotationally driven input part and a limited rotatable output member and an effective in the circumferential direction between the input member and the output member spring device with arranged over the circumference, supported radially outwardly, respectively on the input side in the pulling direction and the output side in the thrust direction by means of loading whose end faces acted on bow springs.
Gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfer sind beispielsweise als geteilte Schwungräder oder Zweimassenschwungräder ausreichend bekannt. Hierbei bildet ein beispielsweise mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundenes Eingangsteil eine Primärschwungmasse, mit dem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung ein Ausgangsteil mit zugeordneter Sekundärschwungmasse begrenzt verdrehbar gekoppelt ist. Beispielsweise ist aus der
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers insbesondere vor dem Hintergrund einer verbesserten On-Bord-Diagnose einer Brennkraftmaschine.The object of the invention is the development of a generic torsional vibration damper, in particular against the background of an improved on-board diagnosis of an internal combustion engine.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.The object is solved by the subject matter of claim 1. The dependent claims give advantageous embodiments of the subject matter of claim 1 again.
Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer enthält ein drehangetriebenes Eingangsteil, beispielsweise eine Primärschwungmasse mit aus Blech hergestellten Scheibenteilen. Mit diesem Eingangsteil ist ein Ausgangsteil begrenzt verdrehbar gekoppelt. Eingangsteil und Ausgangsteil können aufeinander mittels eines Wälz- oder Gleitlagers gelagert sein. Dem Ausgangsteil kann eine Sekundärschwungmasse zugeordnet sein. Beispielsweise können eine Gegendruckplatte einer Reibungskupplung, eine mittels einer Steckverzahnung angekoppelte Doppelkupplung, ein Wandlergehäuse eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers, ein Rotor einer Elektromaschine oder dergleichen als Sekundärschwungmasse dienen. In Umfangsrichtung zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil ist eine Federeinrichtung wirksam ausgebildet, die bei einer relativen Verdrehung des Eingangs- und Ausgangsteils gegeneinander Energie aufnimmt und wieder zeitverzögert abgibt, so dass Drehmomentspitzen eliminiert und damit Drehschwingungen gedämpft werden. Der Federeinrichtung kann über zumindest einen Teil des Verdrehwinkels von Eingangsund Ausgangsteil eine Reibeinrichtung überlagert sein.The proposed torsional vibration damper includes a rotationally driven input part, for example, a primary flywheel mass with disk parts made of sheet metal. With this input part, an output part is limited rotatably coupled. Input part and output part can be mounted on each other by means of a rolling or sliding bearing. The output part may be assigned a secondary flywheel. For example, a counter-pressure plate of a friction clutch, a coupled by means of splines double clutch, a converter housing of a hydrodynamic torque converter, a rotor of an electric machine or the like serve as a secondary flywheel. In the circumferential direction between the input part and the output part of a spring device is effectively formed, which receives against each other at a relative rotation of the input and output part energy and again gives a time delay, so that torque peaks eliminated and thus torsional vibrations are damped. The spring device can be superimposed over at least part of the angle of rotation of the input and output part of a friction device.
Die Federeinrichtung enthält über den Umfang angeordnete und auf einen Einsatzdurchmesser vorgebogene Bogenfedern, die bevorzugt in einer von dem Eingangsteil gebildeten Ringkammer untergebracht und nach radial außen abgestützt sind. Beispielsweise können über den Umfang mehrere, bevorzugt zwei Bogenfedern oder Bogenfedergruppen vorgesehen sein. Die Bogenfedergruppen können aus ineinander geschachtelten Bogenfedern, beispielsweise einer äußeren Bogenfeder und zumindest einer in dieser aufgenommenen Innenfeder gebildet sein. Die ineinander geschachtelten Bogenfedern können gleich lang oder zur Darstellung mehrerer Federstufen unterschiedlich lang ausgebildet sein, so dass zuerst bevorzugt die äußere und bei größeren Verdrehwinkeln von Ein- und Ausgangsteil die inneren Bogenfedern komprimiert werden.The spring device includes over the circumference arranged and pre-bent to an insert diameter bow springs, which are preferably housed in an annular chamber formed by the input part and supported radially outward. For example, several, preferably two, bow springs or bow spring groups can be provided over the circumference. The bow spring groups may be formed of nested bow springs, for example an outer bow spring and at least one inner spring received therein. The nested bow springs may be the same length or different lengths to represent multiple spring stages, so that first preferred the outer and at larger angles of rotation of input and output part, the inner bow springs are compressed.
Die Bogenfedern oder Bogenfedergruppen werden an ihren Stirnseiten mittelbar oder unmittelbar jeweils eingangsseitig und ausgangsseitig mittels Beaufschlagungseinrichtungen des Eingangsteils und des Ausgangsteils beaufschlagt und damit in Umfangsrichtung komprimiert. Hierzu sind beispielsweise an den die Ringkammer bildenden Scheibenteilen Einformungen vorgesehen, die die eingangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen bilden. Die ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen werden beispielsweise durch in die Ringkammer von radial innen eingreifende Arme wie Flanschflügel eines Flanschteils gebildet, wobei die Arme jeweils in Umfangsrichtung beidseitig Beaufschlagungsbereiche bilden, die zwischen den Einformungen des Eingangsteils in Umfangsrichtung verlagerbar sind. Abhängig von dem Drehmomentfluss werden die Bogenfedern dabei in Zugrichtung und in Schubrichtung zwischen den eingangsseitigen und ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen komprimiert. Ein zugseitiger Betrieb des Drehschwingungsdämpfers erfolgt beispielsweise in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs durch Drehantrieb des Eingangsteils mittels einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine bei beschleunigendem Kraftfahrzeug oder bei Konstantfahrt gegen einen Fahrwiderstand. Ein Schubbetrieb ist beispielsweise bei verzögerndem Kraftfahrzeug unter Beaufschlagung eines Schleppmoments auf die Brennkraftmaschine gegeben.The bow springs or bow spring groups are acted on their front sides indirectly or directly on the input side and output side by means of Beaufschlagungseinrichtungen the input part and the output part and thus compressed in the circumferential direction. For this purpose, for example, indentations are provided on the annular chamber forming the disk parts which form the input-side loading devices. The output-side loading devices are formed, for example, by arms engaging in the annular chamber from radially inside, such as flange wings of a flange part, wherein the arms in the circumferential direction in each case form loading areas on both sides, which between the recesses of the input part in the circumferential direction are relocatable. Depending on the torque flow, the bow springs are compressed in the pulling direction and in the thrust direction between the input-side and output-side loading devices. A zugseitiger operation of the torsional vibration damper takes place for example in a drive train of a motor vehicle by rotational drive of the input part by means of a crankshaft of an internal combustion engine in accelerating motor vehicle or at constant speed against a driving resistance. An overrun operation is given, for example, in a decelerating motor vehicle by applying a drag torque to the internal combustion engine.
Zur Ausbildung einer insbesondere in einem Bereich der aktiven Erfassung von Zündaussetzern einer On-board-Diagnose aktiven Federstufe (OBD-Stufe) sind in den Bogenfedern erste Innenfedern angeordnet, so dass ein Innendämpfer eingespart werden kann und der radial innerhalb der Bogenfedern vorgesehene Bauraum frei gehalten werden und der Unterbringung eines Fliehkraftpendels dienen kann. Von der Erfindung ist daher ausdrücklich ein Drehschwingungsdämpfer mit einem radial innerhalb der Bogenfedern angeordneten Fliehkraftpendel umfasst. Hierbei kann das Flanschteil mit den ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen als Pendelflansch dienen, an dem gegenüber diesem begrenzt verschwenkbare Pendelmassen bevorzugt beidseitig und über den Umfang verteilt angeordnet sind. To form a particularly in an area of active detection of misfires an on-board diagnostic active spring stage (OBD stage) first inner springs are arranged in the bow springs, so that an internal damper can be saved and the space provided radially inside the bow springs space kept free be used to accommodate a centrifugal pendulum. The invention therefore expressly includes a torsional vibration damper with a centrifugal pendulum arranged radially inside the bow springs. Here, the flange can serve with the output side Beaufschlagungseinrichtungen as a pendulum on which relative to this limited pivotable pendulum masses are preferably distributed on both sides and over the circumference.
Durch die ersten Innenfedern werden Steifigkeitssprünge zwischen einem Freiwinkel der Federeinrichtung und der fliehkraftbedingt hohen Steifigkeiten der Federeinrichtung vermieden beziehungsweise zumindest minimiert, die aus Fahrmanövern bekannt sind, die dazu führen, dass die Bogenfedern in Folge Fliehkraft bei hohen Drehzahlen radial außen geblockt an den zugseitigen Beaufschlagungsbereichen teilweise komprimiert festliegen. Beim Wechsel von der Schubrichtung auf die Zugrichtung treffen dabei die ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen auf die geblockten Bogenfedern. Zur Vermeidung eines hohen Steifigkeitssprungs, der zu Prellen und niederfrequenten Schwingungen führen kann und die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine entsprechend verzögert, so dass von der OBD-Erfassung unterschiedliche zylinderspezifische Segmentzeiten erfasst und daraus gegebenenfalls Zündaussetzer erkannt werden, sind die ersten Innenfedern zwischen Bogenfedern und ausgangsseitigen, zugseitigen Beaufschlagungseinrichtungen vorgesehen. By the first inner springs stiffness jumps between a clearance angle of the spring means and the centrifugal high stiffnesses of the spring means are avoided or at least minimized, which are known from driving maneuvers, which cause the bow springs in consequence centrifugal force at high speeds radially outwardly blocked at the Zugseitigen Beaufschlagungsbereichen partially be compressed. When changing from the thrust direction to the pulling direction, the output-side loading devices encounter the blocked bow springs. To avoid a high jump in stiffness, which can lead to bouncing and low-frequency oscillations and the crankshaft of the engine delayed accordingly, so that detected by the OBD detection different cylinder-specific segment times and misfires are detected if necessary, the first inner springs between bow springs and output side, zugseitigen Provided loading facilities.
Zur Aufnahme der ersten Innenfedern in den Bogenfedern weisen diese in Zugrichtung an deren Stirnseiten mehrere auf Block gewickelte Windungen auf. An diesen auf Block gewickelten Windungen sind die ersten Innenfedern mittels eines den jeweiligen Stirnseiten der Bogenfedern abgewandten Endbereichs fest in den auf Block gewickelten Windungen aufgenommen. Die ersten Innenfedern werden dabei bei kleineren Verdrehwinkeln zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil als die Bogenfedern beaufschlagt, so dass beim Auftreffen der ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen auf die beispielsweise in einer Ringkammer aufgrund hoher Drehzahlen des Drehschwingungsdämpfers geblockten Blockfedern zuerst ein Kontakt mit den wenig steifer ausgebildeten ersten Innenfedern ausgebildet wird und damit ein weicher Übergang erfolgt.To accommodate the first inner springs in the bow springs have these in the pulling direction at the end faces on several wound on block turns. At these wound on block turns, the first inner springs are firmly received by means of a respective end faces of the bow springs end portion remote in the wound on block turns. The first inner springs are acted upon at smaller angles of rotation between the input part and the output part as the bow springs, so that when striking the output side Beaufschlagungseinrichtungen on the blocked, for example, in an annular chamber due to high speeds of the torsional vibration damper block springs first contact with the less stiff first inner springs is formed and to make a smooth transition.
Die ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen sind dabei beispielsweise als sogenannte Hammerflansche ausgebildet und weisen eine erste Anschlagfläche für die Bogenfedern und eine gegenüber dieser sich in Richtung der ersten Innenfedern in Umfangsrichtung erweiterte zweite Anschlagfläche auf. Hierbei wird eine Blocklage der ersten Innenfedern in bevorzugter Weise vermieden, indem ein umfangsseitiger Versatz zwischen den beiden Anschlagflächen kleiner als ein elastischer Arbeitsbereich der ersten Innenfedern ausgebildet ist.The output-side loading devices are formed, for example, as so-called hammer flanges and have a first stop surface for the bow springs and a relative to this in the direction of the first inner springs in the circumferential direction extended second stop surface. In this case, a block position of the first inner springs is preferably avoided by a circumferential offset between the two stop surfaces is smaller than an elastic working range of the first inner springs.
Der Endbereich der ersten Innenfedern ist bevorzugt formschlüssig mit den in Blocklage angeordneten Windungen der Blockfedern verbunden. Beispielsweise sind die ersten Innenfedern mit radialer Überdeckung in die Bogenfedern eingepresst. Dabei können die Windungen der Endbereiche der ersten Innenfedern enger als ein mittlerer Bereich gewickelt sein. Desweiteren können die den ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen zugewandten Windungen gegenüber dem mittleren Bereich enger gewickelt sein. The end region of the first inner springs is preferably connected in a form-fitting manner to the turns of the block springs arranged in a block position. For example, the first inner springs are pressed with radial overlap in the bow springs. In this case, the turns of the end regions of the first inner springs can be wound narrower than a middle region. Furthermore, the turns facing the output-side loading devices can be wound more tightly with respect to the middle region.
In bevorzugter Weise sind die ersten Innenfedern vollständig in einem Raumbereich der geblockten Windungen der Bogenfedern untergebracht. Hierzu ist eine Länge der ersten Innenfedern in Umfangsrichtung kleiner als eine Blocklänge der auf Block gewickelten Windungen der Bogenfedern.Preferably, the first inner springs are completely housed in a space area of the blocked turns of the bow springs. For this purpose, a length of the first inner springs in the circumferential direction is smaller than a block length of wound on block turns of the bow springs.
Zusätzlich zu den ersten Innenfedern können bereits zuvor beschriebene, an dieser Stelle als zweite Innenfedern aufzufassende Innenfedern vorgesehen sein, um die Steifigkeit der Bogenfedern über den gesamten oder einen Teil des Verdrehwinkels zwischen Ein- und Ausgangsteils zu erhöhen. Hierzu können die zweiten Innenfedern im nicht beaufschlagten Zustand der Bogenfedern mit oder ohne Spiel in Umfangsrichtung zwischen den ersten Innenfedern und den ausgangsseitigen, schubseitigen Beaufschlagungseinrichtungen in den Bogenfedern untergebracht sein. In addition to the first inner springs already described above, to be taken at this point as the second inner springs inner springs may be provided to increase the stiffness of the bow springs over the entire or part of the angle of rotation between the input and output part. For this purpose, the second inner springs can be housed in the bow springs with or without clearance in the circumferential direction between the first inner springs and the output side, thrust-side loading in the uninflated state of the bow springs.
Die Erfindung wird anhand des in den
Die
Werden in Zugrichtung die Bogenfedern
Zur Einstellung einer mehrstufigen Kennlinie des Drehschwingungsdämpfers
Die Fixierung der ersten Innenfedern
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Drehschwingungsdämpfer torsional vibration dampers
- 22
- Eingangsteil introductory
- 33
- Ausgangsteil output portion
- 44
- Ringkammer annular chamber
- 55
- Bogenfeder bow spring
- 66
- Beaufschlagungseinrichtung loading device
- 77
- Beaufschlagungseinrichtung loading device
- 88th
- Beaufschlagungseinrichtung loading device
- 99
- Beaufschlagungseinrichtung loading device
- 1010
- Flanschflügel Flanschflügel
- 1111
- Flanschteil flange
- 1212
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 1313
- Innenfeder innerspring
- 1414
- Beaufschlagungseinrichtung loading device
- 1515
- Innenfeder innerspring
- 1616
- Stirnseite front
- 1717
- Windung convolution
- 1818
- Endbereich end
- 1919
- Federbereich spring range
- 2020
- Windung convolution
- 2121
- Windung convolution
- 2222
- Endwindung end turn
- dd
- Drehachse axis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102013204682 A1 [0002] DE 102013204682 A1 [0002]
- DE 102012210006 A1 [0002] DE 102012210006 A1 [0002]
- DE 102012211219 A1 [0002] DE 102012211219 A1 [0002]
Claims (10)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |