DE102015216256A1

DE102015216256A1 - Drehschwingungsdämpfungsanordnung

Info

Publication number: DE102015216256A1
Application number: DE102015216256.7A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dögel; Armin Stürmer; Uwe Grossgebauer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-09-18
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2016-03-24
Also published as: WO2016041744A1; DE202015006155U1

Abstract

Eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung, insbesondere Tilger, umfassend eine um eine Drehachse drehbare Trägereinheit und einen gegen die Kraftwirkung einer Mehrzahl von Biegefederelementen bezüglich der Trägereinheit auslenkbaren Grundkörper, wobei die Biegefederelemente bezüglich des Grundkörpers fest eingespannt sind und bezüglich der Trägereinheit über Abstützelemente abgestützt oder abstützbar sind, wobei Verstellfedern radial außen bezüglich der Trägereinheit abgestützt sind und an den Verstellfedern radial innen Fliehgewichte (46) abgestützt sind, wobei durch radiale Verlagerung der Fliehgewichte (46) gegen die Kraftwirkung der Verstellfedern die Radialpositionierung der Abstützelemente veränderbar ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem, vorzugsweise jedem Fliegengewicht (46) ein Aufnahmeraum (54) zur Aufnahme einer Zusatzmasse (56) vorgesehen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung, insbesondere Tilger, umfassend eine um eine Drehachse drehbare Trägereinheit und einen entgegen die Kraftwirkung einer Mehrzahl von Biegefederelementen bezüglich der Trägereinheit auslenkbaren Grundkörper.
Bei derartigen Drehschwingungsdämpfungsanordnungen ist die Trägereinheit im Allgemeinen dazu ausgelegt, an eine Antriebsstrangkomponente eines Kraftfahrzeugs zur Rotation um eine Drehachse angebunden zu werden. Der im Wesentlichen eine Auslenkungsmasse bereitstellende Grundkörper kann bei Auftreten von Drehschwingungen im Antriebsstrang eine Schwingung bezüglich der Trägereinheit um die Drehachse ausführen, wobei durch die Biegefederelemente, die im Allgemeinen als Blattfedern ausgebildet sind, der Grundkörper in Richtung zu einer Grundstellung bezüglich der Trägereinheit vorgespannt ist. Die Biegefederelemente sind am Grundkörper fest eingespannt und sind bezüglich der Trägereinheit in ihrem radial inneren Bereich über in ihrer Radialpositionierung variierbare Abstützelemente abgestützt. Mit zunehmender Drehzahl verlagert sich der durch die Abstützelemente bereitgestellte Abstützbereich nach radial außen, so dass die zur Biegung verfügbare freie Länge der Biegefederelemente mit zunehmender Drehzahl abnimmt, die Biegefederelemente also steifer werden.
Derartige Drehschwingungsdämpfungsanordnungen bzw. Tilger können auf eine anregende Ordnung in einem Antriebsstrang, also beispielsweise die durch einen Brennkraftmotor generierten und zu eiliminierenden Schwingungsanregungen, abgestimmt werden, wobei mit zunehmender Drehzahl und dementsprechend auch zunehmender Steifigkeit der Biegefederelemente dafür gesorgt wird, dass die Abstimmung des Tilgers auf eine bestimmte anregende Ordnung erhalten bleibt.
Um derartige Drehschwingungsdämpfungsanordnungen in verschiedenen Antriebssträngen einsetzen zu können, ist es erforderlich, die Schwingungscharakteristik derselben auf verschiedene Anregungsordnungen abzustimmen. Beispielsweise ist zu berücksichtigen, dass Brennkraftmotoren mit unterschiedlichen Zylinderzahlen hinsichtlich unterschiedlicher Anregungsordnungen zu bedämpfen sind.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung, insbesondere Tilger, bereitzustellen, welche in einfacher Weise an verschiedene Einsatzumgebungen anpassbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung, insbesondere Tilger, umfassend eine um eine Drehachse drehbare Trägereinheit und einen gegen die Kraftwirkung einer Mehrzahl von Biegefederelementen bezüglich der Trägereinheit auslenkbaren Grundkörper, wobei die Biegefederelemente bezüglich des Grundkörpers fest eingespannt sind und bezüglich der Trägereinheit über Abstützelemente abgestützt oder abstützbar sind, wobei Verstellfedern radial außen bezüglich der Trägereinheit abgestützt sind und an den Verstellfedern radial innen Fliehgewichte abgestützt sind, wobei durch radiale Verlagerung der Fliehgewichte gegen die Kraftwirkung der Verstellfedern die Radialpositionierung der Abstützelemente veränderbar ist.
Dabei ist weiter vorgesehen, dass an wenigstens einem, vorzugsweise jedem Fliegengewicht ein Aufnahmeraum zur Aufnahme einer Zusatzmasse vorgesehen ist.
Da bei der erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfungsanordnung die Möglichkeit geschaffen ist, an dem bzw. jedem Fliehgewicht eine Zusatzmasse vorzusehen, ist eine derartige Drehschwingungsdämpfungsanordnung hinsichtlich ihrer Dämpfungscharakteristik, in einfacher Weise an verschiedene Einsatzumgebungen anpassbar. Somit kann eine hinsichtlich ihres Grundaufbaus unveränderte Drehschwingungsdämpfungsanordnung beispielsweise in Verbindung mit Brennkraftmotoren verschiedener Zylinderzahlen eingesetzt werden.
Um eine weitere Variierbarkeit in der Abstimmung auf einen bestimmten Antriebsstrang bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass in dem Aufnahmeraum wenigstens eines, vorzugsweise jedes Fliehgewichts einer Zusatzmasse angeordnet ist oder/und dass in wenigstens eine, vorzugsweise jede in einem Aufnahmeraum angeordnete Zusatzmasse eine Bohrung eingebracht ist, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass in eine in eine Zusatzmasse eingebrachte Bohrung ein Gewicht, vorzugsweise in Kugelform, eingepresst ist.
Zur Erlangung eines einfach realisierbaren Aufbaus können die Fliehgewichte aus Blechmaterial aufgebaut sein.
Zur Variierbarkeit der Radialpositionierung der Abstützelemente für die Biegefederelemente wird vorgeschlagen, dass an den Fliegengewichten Führungen für die Abstützelemente vorgesehen sind.
Um bei Einsatz gleicher Bauteile eine weitere Variierbarkeit in der Schwingungscharakteristik erlangen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Fliehgewichte in zwei verschiedenen Einbaulagen an der Trägereinheit anbringbar sind, wobei die verschiedenen Einbaulagen verschiedene Radialpositionierungen der Führungen für die Abstützelemente oder/und verschiedene Radialpositionierungen von Massenschwerpunkten der Fliehgewichte bewirken. Je nach Radialpositionierung der Abstützelemente bzw. der Massenschwerpunkte stellt sich eine unterschiedliche Steifigkeit bzw. eine über der Drehzahl sich unterschiedlich ändernde Steifigkeit der Biegefederelemente und mithin eine entsprechend variierte Dämpfungscharakteristik ein.
Ein weiterer Einfluss auf das Schwingungsverhalten kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, dass wenigstens ein, vorzugsweise jedes Fliehgewicht über wenigstens eine Unterlegescheibe bezüglich einer Verstellfeder abgestützt ist, oder/und dass wenigstens eine, vorzugsweise jede Verstellfeder über eine Unterlegscheibe bezüglich der Trägereinheit abgestützt ist. Durch das Vorsehen einer oder mehrerer Unterlegescheiben in Zuordnung zu wenigstens einem Fliehgewicht bzw. einer mit diesem zusammenwirkenden Verstellfeder wird es möglich, die Vorspannung einer Verstellfeder einerseits bzw. die Radialpositionierung eines Fliehgewichts bzw. einer Verstellfeder andererseits zu beeinflussen, wodurch wiederum ein Einfluss auf das Schwingungsverhalten erzielt werden kann.
Um das Auftreten von Unwuchten zu vermeiden und einen einfachen Aufbau bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper ringartig ausgebildet ist oder/und die Trägereinheit radial außen umgibt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Drehmomentwandler, umfassend ein Gehäuse, ein Pumpenrad, ein in dem Gehäuse angeordnetes, mit einer Nabe gekoppeltes Turbinenrad, eine Überbrückungskupplung und Federsätze im Drehmomentübertragungsweg zwischen der Überbrückungskupplung und der Nabe, ferner umfassend eine erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:
1 eine Teil-Längsschnittansicht eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung;
2 in ihren Darstellungen a), b) und c) eine Axialansicht, eine Längsschnittansicht bzw. eine Querschnittansicht einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung;
3 in ihrer Darstellung a) eine Seitenansicht eines Fliehgewichts und in ihren Darstellungen b), c) und d) das Fliehgewicht der 3a) geschnitten und in Verbindung mit verschiedenen Zusatzmassen;
4 in ihren Darstellungen a), b) und c) eine Axialansicht, eine Längsschnittansicht bzw. eine Querschnittansicht einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung;
5 ein Diagramm, welches für verschiedene Massen von Fliehgewichten die Variation der Federkraft einer Verstellfeder über der Drehzahl darstellt;
6 ein Diagramm, welches für die in 5 dargestellte Massevariation die über der Drehzahl sich verändernde Steifigkeit einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung darstellt;
7 ein Diagramm, welches für verschiedene Vorspannzustände von Verstellfedern die Variation der Federkraft über dem Federweg darstellt;
8 ein Diagramm, welches für die in 7 dargestellte Variation der Vorspannung die Änderung der Steifigkeit einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung über der Drehzahl darstellt.
9 ein Diagramm, welches für verschiedene Radiallagen von Abstützbereichen für ein Biegefederelement die Variation der Steifigkeit einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung über der Drehzahl darstellt.
10 ein Diagramm, welches für verschiedene Anzahlen an Biegefederelementen die Variation der Steifigkeit einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung über der Drehzahl darstellt;
11 eine Axialansicht einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung;
12 eine Axialansicht einer alternativen Ausgestaltungsart einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung;
13 eine Axialansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltungsart einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung.
In 1 ist ein hydrodynamischer Drehmomentwandler allgemein mit 10 bezeichnet. Der Drehmomentwandler 10 umfasst eine Gehäuseschale bzw. ein Gehäuse 12 sowie ein mit dem Gehäuse um eine Drehachse A drehbares Pumpenrad 14. Ein Turbinenrad 16 ist im Inneren des Gehäuses 12 angeordnet und ist mit einer Nabe 18 zur gemeinsamen Drehung verbunden. Die Nabe 18 kann mit einer Getriebeeingangswelle oder dergleichen eines Antriebsstrangs drehfest gekoppelt werden. Axial zwischen dem Pumpenrad 14 und dem Turbinenrad 16 ist ein Leitrad 15 angeordnet.
Über eine Überbrückungskupplung 20, welche eine Mehrzahl von antriebsseitigen Lamellen und abtriebsseitigen Lamellen 22 umfasst, kann das Gehäuse 12 mit der Nabe 18 zur gemeinsamen Drehung gekoppelt werden. Im Drehmomentübertragungsweg zwischen der Überbrückungskupplung 20 und der Nabe 18 liegen zwei seriell wirksame Torsionsschwingungsdämpfer mit jeweiligen Federsätzen 24, 26. Eine Primärseite des radial äußeren der Torsionsschwingungsdämpfer umfasst eine Nabenscheibe 28, welche mit der Überbrückungskupplung 20 gekoppelt ist. Eine Sekundärseite des radial inneren der beiden Torsionsschwingungsdämpfer umfasst eine Nabenscheibe 30, welche mit der Nabe 18 drehfest gekoppelt ist. Zwei miteinander fest verbundene Deckscheibenelemente bzw. Deckbleche 32 stellen die Sekundärseite des radial äußeren der beiden Torsionsschwingungsdämpfer und eine Primärseite des radial inneren der beiden Torsionsschwingungsdämpfer bereit und stellen gleichzeitig auch eine Zwischenmasse zwischen diesen beiden Torsionsschwingungsdämpfern bereit.
Axial zwischen dem Turbinenrad 16 und den beiden Torsionsschwingungsdämpfern ist eine auch als Tilger zu bezeichnende Drehschwingungsdämpfungsanordnung 34 angeordnet. Im dargestellten Beispiel ist die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 34 mit der durch die beiden Deckscheibenelemente 32 bereitgestellten Zwischenmasse verbunden bzw. zur gemeinsamen Drehung damit um die Drehachse A gekoppelt.
Die Drehschwingungsdämpfungsanordnung bzw. der Tilger 34 umfasst eine auch als Auslenkungsmassenträger zu bezeichnende Trägereinheit 36. Diese ist an die durch die beiden Deckscheibenelemente 32 bereitgestellte Zwischenmasse angekoppelt. Dabei kann die Trägereinheit 36 beispielsweise über eine Führungsscheibe 37 und einen Lagerring 41 axial bzw. radial abgestützt sein. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Trägereinheit 36 auch unmittelbar an die Nabe 18, also sekundärseitig bezüglich des radial inneren der beiden Torsionsschwingungsdämpfer, angekoppelt werden könnte.
Ein die Trägereinheit 36 radial außen umgebender Grundkörper 38 stellt einen Grundmassering bereit, mit welchem weitere Masseringe oder Masseelemente 39 fest gekoppelt sein können. Der im Wesentlichen eine Auslenkungsmasse bereitstellende Grundkörper 38 ist über eine Mehrzahl von mit diesem beispielsweise durch Einspannung fest verbundenen Biegefederelementen 40, beispielsweise bereitgestellt durch Blattfedern, an die Trägereinheit 36 angekoppelt. Die Biegefederelemente 40 sind in ihrem radial äußeren Endbereich am Grundkörper 38 festgelegt und stützen sich in ihren radial inneren Bereich über nachfolgend noch beschriebene Abstützelemente bezüglich der Trägereinheit 36 ab.
Man erkennt in 2, dass an der beispielsweise zwei miteinander verbundene Scheiben umfassenden Trägereinheit 36 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beispielsweise mit gleichmäßigem Abstand zueinander angeordneten, näherungsweise radial sich erstreckenden und als Schraubendruckfedern ausgebildeten Verstellfedern 42 vorgesehen ist. In ihrem radial äußeren Endbereich stützen sich die Verstellfedern 42 beispielsweise über Federteller 44 oder dergleichen bezüglich der Trägereinheit 36 ab. In ihrem radial inneren Bereich stützen die Verstellfedern 42 radial bewegbar an der Trägereinheit 36 geführte Fliehgewichte 46 ab. Bei Rotation der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 34 um die Drehachse A werden durch die auf die Fliehgewichte 46 einwirkende Fliehkraft diese nach radial außen belastet. Sind die Verstellfedern 42 unter Vorspannung eingebaut, so muss erst eine bestimmte Drehzahl und damit eine bestimmte Fliehkraft erreicht werden, um diese Vorspannung zu überwinden und die Verstellfedern 42 durch die Fliehkraftbelastung durch die Fliehgewichte 46 weiter zu komprimieren.
In Zuordnung zu jedem Biegefederelement 40 ist mindestens ein stift- oder bolzenartig ausgebildetes Abstützelement 48 vorgesehen. Im dargestellten Beispiel sind in Zuordnung zu jedem Biegefederelement 40 zwei in Umfangsrichtung beidseits davon angeordnete und in einer jeweiligen Führung 50 in der Trägereinheit 36 radial bewegbar geführte Abstützelemente 48 vorgesehen. Über die Abstützelemente 48 können sich die Biegefederelemente 40 im dargestellten Beispiel in beiden Umfangsrichtungen bezüglich der Trägereinheit 36 abstützen und somit eine Kraft zwischen der Trägereinheit 36 und dem Grundkörper 38 übertragen. Der Grundkörper 38 ist durch die Biegefederelemente 40 in die in 2a) dargestellte Grund-Drehstellung bezüglich der Trägereinheit 36 vorgespannt. Bei Auftreten von Drehschwingungen kann der Grundkörper 38 unter Rückstellkraftwirkung der Biegefederelemente 40 eine Schwingungsbewegung bezüglich der Trägereinheit 36 ausführen, wobei die Eigenfrequenz dieses Schwingungssystems im Wesentlichen bestimmt ist durch die Steifigkeit der Biegefederelemente 40 und das Massenträgheitsmoment des Grundkörpers 38.
In Zuordnung zu den Abstützelementen 48 sind in den Fliehgewichten 46 Führungen 52 vorgesehen. Bei Verlagerung der Fliehgewichte 46 nach radial außen können aufgrund der von der Bewegungsrichtung der Fliehgewichte abweichenden Bewegungsrichtung der Abstützelemente 48 diese sich in den Führungen 52 bewegen, so dass, erzwungen durch eine Radialverlagerung der Fliehgewichte 46 nach radial außen, auch die Abstützelemente 48 sich in ihren Führungen 50 nach radial außen bewegen. Bewegen sich somit die Fliehgewichte 46 nach radial außen und erzwingen dabei eine Verlagerung der Abstützelemente 48 nach radial außen, ändert sich die für die Steifigkeit der Biegefederelemente 40 maßgebende freie Länge L zwischen der Einspannung am Grundkörper 38 radial außen und der Abstützung bezüglich der Trägereinheit 36 über die Abstützelemente 48 weiter radial innen. Je weiter die Fliehgewichte 46 nach radial außen verlagert werden, desto geringer ist die freie Länge L und desto größer ist die Steifigkeit der Biegefederelemente und mithin die Steifigkeit des gesamten Schwingungssystem.
Bei Abstimmung auf eine anregende Ordnung, welche wiederum abhängt von der Zylinderzahl einer in einem Antriebsstrang vorgesehenen Brennkraftmaschine, wird durch die drehzahlabhängige Variation der Steifigkeit eine drehzahlabhängige Variation der Eigenfrequenz des Schwingungssystems und somit eine Nachführung mit der anregenden Ordnung in einem Antriebsstrang erreicht. Dabei bestimmt beispielsweise die Vorspannung der Verstellfedern 42 maßgeblich die Drehzahl, ab welcher eine derartige Nachführung erreicht wird. Im Allgemeinen sollte die Abstimmung derart sein, dass beispielsweise bei Drehzahlen im Bereich einer Leerlaufdrehzahl die Eigenfrequenz des Schwingungssystems über einer anregenden Frequenz liegt, um zu gewährleisten, dass im Bereich der Leerlaufdrehzahl bzw. einer Startdrehzahl keine übermäßige Auslenkung des Grundkörpers 38 und somit kein Wirksamwerden von diesen bezüglich der Trägereinheit 36 stützenden Anschlägen auftritt. Mit zunehmender Drehzahl und ab einer bestimmten Drehzahl bzw. Fliehkraft einsetzender Verlagerung der Fliehgewichte 46 nach radial außen nimmt die Steifigkeit der Biegefederelemente 40 zu, so dass gewährleistet werden kann, dass die Eigenfrequenz des durch die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 34 bereitgestellten Schwingungssystem innerhalb eines Toleranzbandes von +/–10 % der zu tilgenden Anregungsfrequenz bzw. Ordnung ist bzw. nachgeführt wird.
Nachfolgend werden verschiedene Möglichkeiten beschrieben, mit welchen eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 an verschiedene Einsatzumgebungen angepasst werden kann, beispielsweise an den Einsatz in Verbindung mit einer Dreizylinder-Brennkraftmaschine, einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine oder einer noch mehr Zylinder aufweisenden Brennkraftmaschine.
Der Grundgedanke ist, einen Basisaufbau der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 34 vorzusehen, an welchem dann ohne substantielle Veränderungen des Grundkörpers 38 bzw. der Trägereinheit 36 Anpassungsnahmen an verschiedene Einsatzumgebungen vorgenommen werden können. Ein Beispiel hierfür ist in 2b) veranschaulicht. Man erkennt in 2b), dass bei der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 34 verschieden gestaltete Biegefederelemente 40 eingesetzt werden können. Das beispielsweise in 2b) unten dargestellte Biegefederelement ist als eine durchgehende Blattfeder ausgebildet, während das oben dargestellte Biegefederelement als mit zwei Federzungen unterschiedlicher Länge ausgebildetes Blattfederelement bereitgestellt ist. Durch unterschiedlich gestaltete bzw. unterschiedlich dimensionierte Biegefederelemente 40, auch durch entsprechende Anpassung der Anzahl an am Grundkörper 38 vorgesehenen Biegefederelementen 40, wird es möglich, die Gesamtsteifigkeit des Schwingungssystems zu variieren und somit an verschiedene Einsatzumgebungen anzupassen. Insbesondere die in 2b) oben dargestellte Ausgestaltungsform eines Biegefederelements bietet die Möglichkeit, ab einer bestimmten Drehzahl und somit einer damit einhergehenden Radialpositionierung der Abstützelemente 48 eine zusätzliche Steifigkeit, bereitgestellt durch die radial kürzer gestaltete Federzunge zuzuschalten. Auch die in 2b) erkennbaren zusätzlichen Masseelemente 39 am Grundkörper 38 beeinflussen das Schwingungsverhalten, da dadurch das Massenträgheitsmoment der bezüglich der Trägereinheit 36 auslenkbaren Gesamtmasse verändert wird.
Durch das wahlweise Entfernen bzw. Weglassen von Abstützelementen in Zuordnung zu Biegefederelementen 40 wird es möglich, derartige Biegefederelemente zu deaktivieren, da dann, wenn in Zuordnung zu einem Biegefederelement 40 keine Abstützung bezüglich der Trägereinheit 36 vorgesehen ist, dieses Biegefederelement 40 keine Kraft zwischen der Trägereinheit 36 und den Grundkörper 38 übertragen kann. Dabei könnte auch vorgesehen sein, dass in Zuordnung zu einem oder mehreren der Biegefederelemente 40 nur an einer Umfangsseite ein Abstützelement 48 vorgesehen ist, um ein derartiges Biegefederelement nur zur Kraftübertragung in einer Umfangsrichtung, also während einer Halbwelle der Schwingung des Grundkörpers 38 bezüglich der Trägereinheit 36 zur Kraftübertragung zu nutzen.
Eine weitere Möglichkeit, die Schwingungscharakteristik der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 34 zu beeinflussen, ist in 3 veranschaulicht. Die 3 zeigt in Seitenansicht bzw. in Schnittansicht ein Fliehgewicht 46 mit seinen jeweils zwei Paaren von Abstützelementen 48 zugeordneten Führungen 52. Das Fliehgewicht 46 ist vorzugsweise als Blechumformteil ausgebildet und stellt in seinem zentralen Bereich eine durch Blechlaschen oder dergleichen umgrenzte Aufnahmeöffnung bzw. einen Aufnahmeraum 54 für eine bzw. mehrere Zusatzmassen 56 bereit. Derartige Zusatzmassen 56 sind in den 3c) und 3d) gezeigt. Die Zusatzmassen 56 können in dem Aufnahmeraum 54 beispielsweise durch Klemmwirkung gehalten sein, können darin aber auch durch materialschlüssige Anbindung, beispielsweise Verschweißen, Verlöten, Verkleben, arretiert sein.
Durch Auswahl der Größe bzw. auch des Materials der Zusatzmassen 56 wird es möglich, die Masse der Fliehgewichte 46 an jeweilige Einsatzumgebungen anzupassen. Dabei können zur noch feineren Einstellung der Masse der Fliehgewichte 46 die Zusatzmassen 56 mit einer oder mehreren Öffnungen bzw. Bohrungen 58 ausgebildet sein. In eine oder mehrere dieser Öffnungen bzw. Bohrungen 58 können zusätzliche Gewichte bzw. in Kugelform eingepresst sein.
Die Auswirkung einer derartigen Massenvariation der Fliehgewichte zeigt sich in den Diagrammen der 5 und 6. Die 5 zeigt für verschiedene Fliehgewichtmassen die über der Drehzahl sich ändernde Kraft, mit welcher die Verstellfedern 42 die Fliehgewichte 46 in einer jeweiligen Radialpositionierung halten. Je größer die Masse der Fliehgewichte 46, desto geringer ist die Drehzahl, bei welcher eine Kompression der Verstellfedern 42 auftritt, und desto geringer ist der Drehzahlbereich, in welchem eine Variation der Tilgersteifigkeit auftritt. Dies wiederum bedeutet, dass mit zunehmender Fliehgewichtmasse das gesamte Schwingungssystem steifer wird und somit an Einsatzumgebungen angepasst werden kann, welche eine entsprechend höhere Gesamtsteifigkeit des Schwingungssystems erfordern. Da mit zunehmender Masse der Fliehgewichte nicht nur deren Fliehkraftwirkung zunimmt, sondern bezogen auf jeweilige Drehzahlen auch deren Radialpositionierung sich verändert, führt eine Änderung der Fliehgewichtmasse nicht nur zu einer linearen Verschiebung der Kennlinien, sondern auch zu einem progressiveren Anstieg über der Drehzahl.
Eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung der Schwingungscharakteristik der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 34 wird nachfolgend mit Bezug auf die 4, 7 und 8 beschrieben. Die 4 zeigt in ihrer Darstellung a) in Zuordnung zu den drei dort erkennbaren Verstellfedern 42 jeweils verschiedene Möglichkeiten der Abstützung derselben bezüglich der mit diesen zusammenwirkenden Fliehgewichte 46. Die in 4a) links unten dargestellte Verstellfeder 42 ist radial innen unmittelbar am Fliehgewicht 46 abgestützt. Die in 4a) links oben dargestellte Verstellfeder 42 ist über eine Unterlegescheibe 60 bezüglich des mit dieser Verstellfeder 42 zusammenwirkenden Fliehgewichts 46 abgestützt. Die in 4a) rechts dargestellte Verstellfeder 42 ist über zwei derartige Unterlegescheiben 60 bezüglich des mit dieser zusammenwirkenden Fliehgewichts 46 abgestützt.
Bei grundsätzlich gleicher Ausgestaltung der Verstellfedern 42 kann durch die Auswahl der Anzahl an Unterlegescheiben 60 die Vorspannung der Verstellfeder 42 variiert werden. Die 7 zeigt, dass mit zunehmender Vorspannung die bei einer Kompression der Verstellfedern 42 generierte Federkraft entsprechend zunimmt. Da auch in diesem Falle bei der Kompression, repräsentiert durch den Federweg, zu berücksichtigen ist, dass dabei jeweils eine drehzahlabhängig sich einstellende Radialpositionierung der Fliehgewichte 42 vorliegt, tritt auch hier nicht nur eine Verschiebung der Kennlinien, sondern eine zunehmende Progressivität in der Federkraft mit zunehmender Vorspannung auf. Dies führt zu einer entsprechend stärker zunehmenden Tilgersteifigkeit über der Drehzahl bei zunehmender Federvorspannung.
Es ist darauf hinzuweisen, dass das Vorsehen derartiger als Distanzelemente wirksamer Unterlegescheiben 60 auch im radial äußeren Bereich der Verstellfedern 42 bei deren Abstützung bezüglich der Trägereinheit 36 möglich ist, entweder zusätzlich oder als Alternative zum Vorsehen derartiger Unterlegescheiben 60 im radial inneren Bereich. Je nachdem, ob eine oder mehrere derartige Unterlegescheiben 60 radial außen oder radial innen zur Abstützung der bzw. bezüglich der Verstellfedern 42 genutzt werden, ändert sich auch die radiale Positionierung der Verstellfedern 42 und somit die Fliehkrafteinwirkung auf diese bzw. deren Federwindungen, wodurch wiederum ein Einfluss auf die Radialverlagerung der Fliehgewichte 46 im rotierenden System entsteht.
Eine weitere Möglichkeit, das Schwingungsverhalten, also die Steifigkeit, der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 34 zu beeinflussen, ist in den Diagrammen der 9 und 10 veranschaulicht. Hier ist gezeigt, dass das Schwingungsverhalten durch radiale Verschiebung der Positionierung der Abstützelemente 48 beeinflusst werden kann. Man erkennt in 9, dass mit zunehmender Verlagerung der Abstützelemente 48 nach radial außen, hier ist die Rede von einer Verlagerung in einem Grundzustand, also bei maximal radial innen positionierten Fliehgewichten 46, auch die Steifigkeit des Schwingungssystems zunimmt, da bereits im Ausgangszustand, also im Ruhezustand, die freie Länge L der Biegefederelemente 40 verkürzt ist. Auch hier ist zu berücksichtigen, dass die radiale Positionierung der Abstützelemente 48 nicht linear in das Biegeverhalten der Biegefederelemente 40 eingeht, so dass auch hier nicht nur eine Verschiebung der Kennlinien, sondern auch mit zunehmender Verlagerung nach radial außen eine progressivere Zunahme der Steifigkeit über der Drehzahl erreicht wird.
Eine Variation der Lage der Abstützelemente 50 ist beispielsweise in 11 veranschaulicht. Die 11 zeigt, dass die Fliehgewichte 46 in zwei unterschiedlichen Einbaulagen bezüglich der Trägereinheit 36 angeordnet werden können. Aufgrund der unsymmetrischen Ausgestaltung der Fliehgewichte 46 hat dies zur Folge, dass beispielsweise bei den beiden oben bzw. unten erkennbaren Fliehgewichten 46 in der Grundstellung, also der maximal nach radial innen vorgespannten Stellung der Fliehgewichte 46, die Abstützelemente 48 weiter radial außen positioniert sind, als in der Einbaulage, welche die beiden rechts und links in 11 positionierten Fliehgewichte 46 aufweisen.
Eine alternative Möglichkeit der Beeinflussung der Lage der Abstützelemente und somit des Abstützbereichs für die Biegefederelemente 40 ist in den 12 und 13 gezeigt. Hier ist in Verbindung mit dem links oben dargestellten Fliehgewicht 46 veranschaulicht, dass durch Variation der Lage der Führungen 52 bzw. 52' an einem jeweiligen Fliehgewicht 46 die Lage der Abstützelemente 48 und damit der Abstützbereiche für die Biegefederelemente 40 beeinflusst werden kann.
Eine weitere Möglichkeit der Beeinflussung der Steifigkeit ist in den 12 und 13 erkennbar. Man erkennt, dass jedes Fliehgewicht 46 hier mit insgesamt vier Biegefederelementen zusammenwirkt, so dass die Anzahl der die Trägereinheit 46 mit dem Grundkörper 38 koppelnden Biegefederelemente 40 im Vergleich zu den vorangehenden Ausgestaltungsformen verdoppelt ist, was zu einer entsprechenden Zunahme der Steifigkeit beiträgt. Es könnte also beispielsweise vorgesehen sein, dass an den Baugruppen Trägereinheit 46 einerseits und Grundkörper 38 andererseits eine bestimmte Maximalanzahl an Biegefederelementen vorgesehen sein kann. Je nach Einsatzumgebung kann dann die Anzahl der tatsächlich eingesetzten Biegefederelemente ausgewählt werden. Dabei sollte grundsätzlich aber auf eine hinsichtlich der Masseverteilung symmetrische Anordnung der Biegefederelemente geachtet werden.
Vorangehend wurden verschiedene Möglichkeiten beschrieben, mit welchen die Eigenfrequenz eines durch eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 34 bereitgestellten Schwingungssystems beeinflusst werden kann und mithin eine Anpassung an verschiedene Einsatzumgebungen, insbesondere an den Einsatz in Verbindung mit Brennkraftmotoren verschiedener Zylinderanzahlen, erreicht werden kann. Diese umfassen die Variation des Massenträgheitsmoments der Auslenkungsmasse, also beispielsweise das Vorsehen zusätzlicher Masseelemente oder Masseringe am Grundkörper 38, ggf. auch das Anbinden des Turbinenrads 16 an den Grundkörper, um das Massenträgheitsmoment des Turbinenrads und auch das in der Fluidfüllung generierte Schleppmoment zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments der Auslenkungsmasse zu nutzen. Weiter besteht die Möglichkeit, durch Variation der Masse der Fliehgewichte deren im rotierenden System unter Fliehkrafteinwirkung auftretende Verlagerung nach radial außen zu beeinflussen, um somit mit zunehmender Masse der Fliehgewichte auch eine früher bzw. progressiver zunehmende Steifigkeit des Schwingungssystems zu erreichen. Entsprechend kann auch durch stärker vorgespannten Einbau der Verstellfedern bzw. Verlagerung der Abstützbereiche für die Biegefederelemente nach radial außen eine höhere bzw. progressiver zunehmende Steifigkeit des Schwingungssystems erreicht werden. Auch die Anzahl der insgesamt eingesetzten Biegefederelemente und die Ausgestaltung der Biegefederelemente an sich geben die Möglichkeit, das Schwingungsverhalten zu beeinflussen. All die vorangehend beschriebenen Maßnahmen können einzeln und in Kombination vorgesehen sein. Vorzugsweise ist aus Gründen einer gleichmäßigen Masseverteilung dabei vorgesehen, dass über den Umfang verteilte Komponenten, wie z. B. Biegefederelemente, Fliehgewichte, Abstützelemente und dergleichen bei einem Schwingungssystem jeweils gleich aufgebaut sind. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, bei einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung vorgesehene Bauteile, beispielsweise Fliehgewichte, unterschiedlich zu gestalten.
Bezugszeichenliste

10: Drehmomentwandler
12: Gehäuse
14: Pumpenrad
15: Leitrad
16: Turbinenrad
18: Nabe
20: Überbrückungskupplung
22: Lamellen
24: Federsatz
26: Federsatz
28: Nabenscheibe
30: Nabenscheibe
32: Deckscheibenelemente
34: Drehschwingungsdämpfungsanordnung
36: Trägereinheit
37: Führungsscheibe
38: Grundkörper
39: Masseelement
40: Biegefederelement
41: Lagerring
42: Verstellfeder
44: Federteller
46: Fliehgewicht
48: Abstützelement
50: Führung
52: Führung
52': Führung
54: Aufnahmeraum
56: Zusatzmasse
58: Bohrung
60: Unterlegescheibe
A: Drehachse
L: freie Länge

Claims

Drehschwingungsdämpfungsanordnung, insbesondere Tilger, umfassend eine um eine Drehachse (A) drehbare Trägereinheit (36) und einen gegen die Kraftwirkung einer Mehrzahl von Biegefederelementen (40) bezüglich der Trägereinheit (36) auslenkbaren Grundkörper (38), wobei die Biegefederelemente (40) bezüglich des Grundkörpers (38) fest eingespannt sind und bezüglich der Trägereinheit (36) über Abstützelemente (48) abgestützt oder abstützbar sind, wobei Verstellfedern (42) radial außen bezüglich der Trägereinheit (36) abgestützt sind und an den Verstellfedern (42) radial innen Fliehgewichte (46) abgestützt sind, wobei durch radiale Verlagerung der Fliehgewichte (46) gegen die Kraftwirkung der Verstellfedern (42) die Radialpositionierung der Abstützelemente (48) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem, vorzugsweise jedem Fliehgewicht (46) ein Aufnahmeraum (54) zur Aufnahme einer Zusatzmasse (56) vorgesehen ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aufnahmeraum (54) wenigstens eines, vorzugsweise jedes Fliehgewichts (46) eine Zusatzmasse (56) angeordnet ist, oder/und dass in wenigstens eine, vorzugsweise jede in einem Aufnahmeraum (54) angeordnete Zusatzmasse (56) eine Bohrung (58) eingebracht ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in eine in eine Zusatzmasse (56) eingebrachte Bohrung (58) ein Gewicht, vorzugsweise in Kugelform, eingepresst ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehgewichte (46) aus Blechmaterial aufgebaut sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Fliehgewichten (46) Führungen (52) für die Abstützelemente (48) vorgesehen sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehgewichte (46) in zwei verschiedenen Einbaulagen an der Trägereinheit (36) anbringbar sind, wobei die verschiedenen Einbaulagen verschiedene Radialpositionierungen der Führungen (52) für die Abstützelemente (48) oder/und verschiedene Radialpositionierungen von Massenschwerpunkten der Fliehgewichte (46) bewirken.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1–6 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein, vorzugsweise jedes Fliehgewicht (46) über wenigstens eine Unterlegescheibe (60) bezüglich einer Verstellfeder (42) abgestützt ist, oder/und dass wenigstens eine, vorzugsweise jede Verstellfeder (42) über eine Unterlegscheibe (60) bezüglich der Trägereinheit (36) abgestützt ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (38) ringartig ausgebildet ist oder/und die Trägereinheit (36) radial außen umgibt.
Drehmomentwandler, umfassend ein Gehäuse (12), ein Pumpenrad (14), ein in dem Gehäuse (12) angeordnetes, mit einer Nabe (18) gekoppeltes Turbinenrad (16), eine Überbrückungskupplung (20) und Federsätze (24, 26) im Drehmomentübertragungsweg zwischen der Überbrückungskupplung (20) und der Nabe (18), ferner umfassend eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung (34) nach einem der vorangehenden Ansprüche.