DE102016121789A1

DE102016121789A1 - Torsionsdämpfer

Info

Publication number: DE102016121789A1
Application number: DE102016121789.1A
Authority: DE
Inventors: Jonathan Rost
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2016-11-14
Publication date: 2017-05-18
Also published as: FR3043746B1; FR3043746A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Torsionsdämpfer für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend: – ein erstes Element (1) und ein zweites Element (2), die relativ zueinander drehbeweglich und durch elastische Übertragungselemente (3) gekoppelt sind, – eine Trägheitsmasse (13), die von dem zweiten Element (2) um die Drehachse X drehbeweglich getragen ist, – eine Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung (15), die geeignet ist, bei einer relativen Drehung des zweiten Elements (2) in Bezug zum ersten Element (1) die Trägheitsmasse (13) relativ zum zweiten Element (2) in Drehung anzutreiben, wobei die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung die Trägheitsmasse (13) mit dem ersten Element (1) koppelt, – wobei die Vervielfältigungsvorrichtung einen Drehmomentbegrenzer umfasst, der geeignet ist, ausgelöst zu werden, um das durch die Vervielfältigungsvorrichtung hindurchgehende Drehmoment zwischen der Trägheitsmasse (13) und dem ersten Element (1) zu begrenzen, wenn das durch die Vervielfältigungsvorrichtung (15) hindurchgehende Drehmoment größer oder gleich einer Auslösegrenze des Drehmomentbegrenzers ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Übertragungen für Kraftfahrzeuge und betrifft insbesondere einen Torsionsdämpfer für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
Technologischer Hintergrund
Ein Verbrennungsmotor weist auf Grund der aufeinanderfolgenden Explosionen in den Zylindern des Motors Drehungleichförmigkeiten auf. Um die durch die Drehungleichförmigkeiten erzeugten Schwingungen stromaufwärts zu dem Getriebe zu filtern, ist es bekannt, Antriebsstränge eines Kraftfahrzeugs mit einem Torsionsdämpfer zu versehen. Andernfalls würden die in das Getriebe eindringenden Schwingungen während des Betriebs zu Stößen, Lärm oder Geräuschbelästigungen führen, die besonders unerwünscht sind.
Unter den Torsionsdämpfern sind Zweimassenschwungräder bekannt, die ein primäres Schwungrad, das dazu bestimmt ist, an einer Kurbelwelle eines Motors befestigt zu werden, ein relativ zum primären Schwungrad drehbewegliches sekundäres Schwungrad und elastische Übertragungselemente, die das primäre und das sekundäre Schwungrad koppeln, um eine Drehmomentübertragung mit Dämpfung der Schwingungen zu ermöglichen, umfassen.
Die Erhöhung der Masse des sekundären Schwungrades führt zu einer Erhöhung seiner Trägheit, was für die Leistungen zur Dämpfung der Drehungleichförmigkeiten des Zweimassenschwungrades günstig ist. Allerdings ist diese Massenerhöhung des sekundären Schwungrades im Gegenzug von einem Übergewicht und einem zusätzlichen Platzbedarf begleitet, die nachteilig sind.
Derartige Torsionsdämpfer sind somit nicht vollkommen zufriedenstellend.
Zusammenfassung
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Probleme zu beheben, wobei en Torsionsdämpfer vorgeschlagen wird, der es ermöglicht, die Schwingungen wirksam zu filtern.
Nach einer Ausführungsart liefert die Erfindung einen Torsionsdämpfer für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend:

– ein erstes und ein zweites in Bezug zueinander um eine Drehachse X drehbewegliches Element, wobei das erste und das zweite Element durch elastische Übertragungselemente gekoppelt sind, um eine Drehmomentübertragung mit Dämpfung der Schwingungen zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu ermöglichen,
– eine Trägheitsmasse, die von dem zweiten Element getragen wird und in Bezug zu diesem zweiten Element drehbeweglich um die Drehachse X montiert ist,
– eine Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung, die geeignet ist, bei einer relativen Drehung des zweiten Elements in Bezug zum ersten Element die Trägheitsmasse in Bezug zum zweiten Element in Drehung anzutreiben, wobei die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung die Trägheitsmasse mit dem ersten Element mit einem derartigen Vervielfältigungsverhältnis koppelt, dass die relative Drehgeschwindigkeit der Trägheitsmasse in Bezug zum ersten Element größer als die relative Drehgeschwindigkeit des zweiten Elements in Bezug zum ersten Element ist,

So kann dank der Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung die Trägheit des zweiten Elements ohne signifikante Erhöhung des Gewichts und des Platzbedarfs des Torsionsdämpfers erhöht werden, wodurch es möglich ist, die Leistungen des Torsionsdämpfers signifikant zu verbessern.
Ferner ist die Vervielfältigungsvorrichtung durch einen Drehmomentbegrenzer geschützt, der es ermöglicht, die Gefahren einer Beeinträchtigung des Torsionsdämpfers zu begrenzen. Ein solcher Drehmomentbegrenzer stellt sich insbesondere als notwendig heraus, um die Trägheitsmasse und die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung bei Resonanzphänomenen und starken Drehungleichförmigkeiten zu schützen.
Nach weiteren vorteilhaften Ausführungsformen kann ein solcher Torsionsdämpfer eines oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:

– die Vervielfältigungsvorrichtung weist ein derartiges Übersetzungsverhältnis auf, dass eine relative Bewegung des zweiten Elements in Bezug zum ersten Element um einen Winkel α zu einer relativen Bewegung der Trägheitsmasse in Bezug zum zweiten Element um einen Winkel β führt, der größer als der Winkel α ist. Ein solches Vervielfältigungsverhältnis ermöglicht es, die Trägheit des zweiten Elements zu erhöhen.
– das Vervielfältigungsverhältnis ist derart, dass der Winkel β vorteilhafterweise größer als 2α und vorzugsweise größer als 4α ist.
– die Vervielfältigungsvorrichtung wird um die Drehachse X durch das zweite Element angetrieben.
– das Drehmoment, das die Vervielfältigungsvorrichtung durchläuft, läuft zwischen dem ersten Element und der Trägheitsmasse durch.
– die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung umfasst mindestens ein Antriebselement, das von dem zweiten Element getragen wird und um eine Drehachse Y parallel zur Drehachse X drehbeweglich ist, und das Antriebselement ist mit der Trägheitsmasse gekoppelt, um sie in Drehung um die Drehachse X bei einer relativen Drehung des zweiten Elements in Bezug zum ersten Element anzutreiben.
– das Antriebselement ist mit dem ersten Element unter Zwischenschaltung des Drehmomentbegrenzers gekoppelt.
– das Antriebselement ist drehbeweglich auf dem zweiten Element oder auf einem drehfest mit dem zweiten Element um die Drehachse X verbundenen Element montiert.
– der Dämpfer umfasst eine Wälzspur, die drehfest mit dem ersten Element verbunden ist und sich um die Drehachse X erstreckt, und der Dämpfer ist derart angeordnet, dass das Antriebselement auf dieser Wälzspur rollt.
– der Drehmomentbegrenzer ist ein Reibungs-Drehmomentbegrenzer.
– nach einer Ausführungsform umfasst der Drehmomentbegrenzer eine erste Reibungsfläche, die gegen eine zweite Reibungsfläche gepresst wird, die kinematisch mit dem ersten Element derart verbunden ist, dass die erste und die zweite Reibungsfläche drehfest verbunden sind, wenn das durch die Vervielfältigungsvorrichtung laufende Drehmoment kleiner als die Auslösegrenze des Drehmomentbegrenzers ist, und dass die erste und die zweite Reibungsfläche zueinander gleiten, um das durch die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung laufende Drehmoment zu begrenzen, wenn das besagte durch die Vervielfältigungsvorrichtung laufende Drehmoment größer oder gleich der Auslösegrenze ist.
– der Drehmomentbegrenzer ist dazu vorgesehen, das vom ersten Element an die Masse übertragene Drehmoment zu begrenzen, aber nicht das vom ersten Element an das zweite Element übertragene Drehmoment.
– die erste Reibungsfläche wird von dem ersten Element getragen.
– der Drehmomentbegrenzer umfasst:
– einen Übertragungsring, der drehbeweglich um die Drehachse X in Bezug zum ersten Element montiert ist, wobei der Übertragungsring mit dem Antriebselement gekoppelt ist, wobei die erste Reibungsfläche auf dem Übertragungsring angeordnet ist, und
– ein Druckelement, das vom ersten Element getragen wird, das dazu vorgesehen ist, den Übertragungsring in Richtung der zweiten Reibungsfläche zu pressen.
– der Übertragungsring umfasst einen Reibabschnitt, auf dem die erste Reibungsfläche angeordnet ist, wobei der Reibabschnitt axial zwischen dem Druckelement und der zweiten Reibungsfläche zwischengefügt ist.
– das Druckelement ist ein elastisches Element.
– das Druckelement ist eine elastische Stützscheibe.
– der Übertragungsring ist mit dem Antriebselement derart gekoppelt, dass eine Drehung des Antriebselements in Bezug zum Übertragungsring um die Drehachse X zu einer Drehung des besagten Antriebselements um die Drehachse Y führt.
– der Drehmomentbegrenzer ist dazu vorgesehen, das erste Element und den Übertragungsring drehfest zu verbinden, wenn das durch das erste Element laufende Drehmoment geringer als die Auslöseschwelle des Drehmomentbegrenzers ist, und eine relative Drehung zwischen dem ersten Element und dem Übertragungsring zu gestatten, wenn das durch das erste Element laufende Drehmoment größer als die Auslöseschwelle des Drehmomentbegrenzers ist.
– das Antriebselement umfasst ein erstes Zahnrad, das mit dem Drehmomentbegrenzer, beispielsweise mit dem Übertragungsring des Drehmomentbegrenzers, in Eingriff ist.
– das Antriebselement umfasst ein zweites Zahnrad, das mit der Trägheitsmasse in Eingriff ist.
– das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad sind koaxial und drehfest um die Drehachse Y verbunden, wobei das zweite Zahnrad einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser des ersten Zahnrads.
– die Trägheitsmasse weist eine Ringform koaxial zur Drehachse X auf, wobei eine Zahnleiste auf einem Innendurchmesser der Trägheitsmasse eingebracht ist, wobei die besagte Zahnleiste dazu vorgesehen ist, mit einer äußeren Zahnung des zweiten Zahnrades des Antriebselements zusammenzuwirken, um die Trägheitsmasse bei einer Drehung des Antriebselements um die Drehachse Y in Drehung anzutreiben.
– das oder jedes Antriebselement umfasst einen ersten und einen zweiten Zapfen koaxial zur Drehachse Y, wobei die Zapfen des Antriebselements in jeweiligen Öffnungen angeordnet sind, die von dem zweiten Element getragen werden.
– der Torsionsdämpfer umfasst ferner einen Träger, der auf dem zweiten Element montiert ist, wobei der Träger einen ersten Abschnitt und axial hiervon beabstandet einen zweiten Abschnitt umfasst, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt eine erste Öffnung bzw. eine zweite Öffnung umfassen, in denen der erste bzw. der zweite Zapfen des Antriebselements angeordnet sind.
– das zweite Element umfasst eine Flanschscheibe, die mit Klauen versehen ist, die von den elastischen Übertragungselementen des Dämpfers in Drehung angetrieben werden.
– der Träger ist auf dem zweiten Element mittels Befestigungselementen befestigt, die auch die Befestigung der Flanschscheibe am zweiten Element gewährleisten.
– der erste Abschnitt ist axial zu dem zweiten Element beabstandet.
– der Torsionsdämpfer umfasst eine Vielzahl von Antriebselementen.
– die Antriebselemente werden von dem zweiten Element getragen und sind in Umfangsrichtung um die Drehachse X verteilt, wobei jedes Antriebselement einerseits mit dem ersten Element unter Vermittlung des Drehmomentbegrenzers und andererseits mit der Trägheitsmasse gekoppelt ist.
– die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung ist mit dem ersten Element unter Vermittlung des Drehmomentbegrenzers gekoppelt.
– nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erste Element ein primäres Schwungrad eines Zweimassenschwungrades, das dazu bestimmt ist, an einer Kurbelwelle eines Motors befestigt zu werden, und das zweite Element ein sekundäres Schwungrad des Zweimassenschwungrades.
– nach einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Element ein primäres Schwungrad eines Zweimassenschwungrades, das dazu bestimmt ist an einer Kurbelwelle eines Motors befestigt zu werden, und das erste Element ein sekundäres Schwungrad des Zweimassenschwungrades.
– der Torsionsdämpfer ist dazu bestimmt, zwischen einem Motor und einem Getriebe eines Kraftfahrzeugs angeordnet zu sein. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist das erste Element ein motorseitiges Eingangselement und das zweite Element ein getriebeseitiges Ausgangselement. Nach einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Element ein motorseitiges Eingangselement und das erste Element ein getriebeseitiges Ausgangselement.

Ein Aspekt der Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Dämpfung zu erhöhen, wobei ein hohes Sicherheits- und Stabilitätsniveau geboten wird. Ein Aspekt der Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Trägheit des zweiten Elements zu erhöhen, ohne die Gefahren einer Beeinträchtigung des Torsionsdämpfers im Falle einer Resonanzerscheinung oder von starken Drehungleichförmigkeiten zu erhöhen. Ein Aspekt der Erfindung geht von dem Gedanken aus, eine Qualitätsdämpfung zu erzielen. Ein Aspekt der Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Trägheit des zweiten Elements des Torsionsdämpfers zu erhöhen, ohne dessen Masse zu erhöhen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird im Laufe der nachfolgenden Beschreibung einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, die nur darstellenden und nicht beschränkenden Charakter hat und sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, besser verständlich, und weitere Ziele, Details, Merkmale und Vorteile derselben gehen deutlicher daraus hervor.
1 ist eine Schnittansicht eines Zweimassenschwungrades, bei dem eine Trägheitsmasse, die drehbeweglich auf dem sekundären Schwungrad montiert ist, mit Hilfe einer Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung in Drehung mit dem primären Schwungrad gekoppelt ist.
2 ist eine Vorderansicht des Zweimassenschwungrades aus 1, die die Verteilung der Antriebselemente der Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung auf dem Zweimassenschwungrad in Umfangsrichtung darstellt.
3 ist eine Schnittansicht eines Details des Zweimassenschwungrades aus 1, die den Antrieb der Masse durch die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung darstellt.
4 ist eine Vorderansicht des Zweimassenschwungrades aus 1, in der der Träger und das Ausgangselement nicht dargestellt sind, um das Zusammenwirken zwischen den Antriebselementen der Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung und der Trägheitsmasse darzustellen.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
In der Beschreibung und den Ansprüchen werden die Begriffe „außen” und „innen” sowie die Richtungen „axial” und „radial” verwendet, um gemäß den in der Beschreibung gegebenen Definitionen Elemente des Torsionsdämpfers zu bezeichnen. Vereinbarungsgemäß ist die „radiale” Richtung orthogonal zur Drehachse X des Torsionsdämpfers ausgerichtet, welche die „axiale” Richtung bestimmt, und von innen nach außen bei Entfernung von der Achse, während die „Umfangsrichtung” orthogonal zur Achse X des Torsionsdämpfers und orthogonal zur radialen Richtung ausgerichtet ist. Die Begriffe „außen” und „innen” sind verwendet, um die relative Position eines Elements in Bezug zu einem anderen unter Bezugnahme auf die Drehachse X des Torsionsdämpfers zu definieren, wobei ein Element nahe der Achse somit als innen bezeichnet ist, im Gegensatz zu einem äußeren Element, das sich radial an der Peripherie befindet. Überdies sind die Begriffe „hinten” AR und „vorne” AV verwendet, um die relative Position eines Elements in Bezug zu einem anderen in Axialrichtung zu definieren, wobei ein Element, das dazu bestimmt ist, nahe dem Verbrennungsmotor angeordnet zu sein, als vorne liegend bezeichnet wird, und ein Element, das dazu bestimmt ist, nahe dem Getriebe angeordnet zu sein, als hinten liegend bezeichnet wird.
Die nachstehende Beschreibung erfolgt auf darstellende Weise im Rahmen eines Torsionsdämpfers vom Typ eines Zweimassenschwungrades. Die Erfindung ist allerdings nicht auf einem solchen Typ von Torsionsdämpfer beschränkt.
Die 1 stellt eine Schnittansicht eines Zweimassenschwungrades dar, umfassend ein primäres Element 1, das ein primäres Schwungrad bildet, und ein sekundäres Element 2, das ein sekundäres Schwungrad bildet. Das primäre Element 1 und das sekundäre Element 2 sind koaxial montiert und in Bezug zueinander zu einer um eine primäre Drehachse X beweglich, um einen Winkelausschlag zwischen dem primären Element 1 und dem sekundären Element 2 zu gestatten. Das primäre Element 1 ist dazu bestimmt, koaxial auf einer Welle des Antriebsstrangs, wie einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt), montiert zu werden. Das primäre Element 1 und das sekundäre Element 2 sind durch elastische Elemente 3 in Drehung gekoppelt, die es ermöglichen, ein Drehmoment zu übertragen und die Drehungleichförmigkeiten zwischen dem primären Element 1 und dem sekundären Element 2 zu dämpfen, um die vom Verbrennungsmotor kommenden Schwingungen zu verringern. Typischerweise stellt das primäre Element 1 ein Eingangselement des Zweimassenschwungrades und das sekundäre Element 2 ein Ausgangelement des Zweimassenschwungrades dar.
Das primäre Element 1 umfasst eine kreisförmige primäre Nabe 4, die dazu bestimmt ist, beispielsweise mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zusammenzuwirken. Ein ringförmiger Abschnitt 5 des primären Elements 1 entfaltet sich von der primären Nabe 4 radial nach außen. Eine radial äußere Peripherie des ringförmigen Abschnitts 5 trägt eine zylindrische Schürze 6, die sich axial nach hinten entfaltet. Ferner umfasst das primäre Element 1 an seiner Peripherie einen Zahnkranz 7 für den Drehantrieb des primären Elements 1 mit Hilfe eines Anlassers.
Auf einer Rückseite der zylindrischen Schürze 6 ist ein Deckel 8 montiert. Der Deckel 8 definiert mit dem ringförmigen Abschnitt 5 und der zylindrischen Schürze 6 eine ringförmige Kammer für die Aufnahme der elastischen Elemente 3. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die elastischen Elemente 3, wie in dem Dokument WO 2010079273 beschrieben, von Schraubenfedern gebildet. Allerdings könnten solche elastischen Elemente auch Blattfedern sein, wie in dem Dokument FR 3008152 beschrieben, oder jedes andere gleichwertige Mittel, das dem Fachmann bekannt ist.
Das sekundäre Element 2 umfasst eine sekundäre Nabe 9, die auf einer Innenseite eine Riffelung aufweist, welche dazu bestimmt ist, mit einer komplementären Riffelung einer Drehmomentübertragungsvorrichtung zusammenzuwirken, die dazu bestimmt ist, das Drehmoment in Richtung mindestens einer Eingangswelle eines Getriebes zu übertragen, wie beispielsweise eine einfache oder doppelte Kupplung oder auch ein Drehmomentwandler (nicht dargestellt). Das sekundäre Element 2 umfasst ferner einen ringförmigen Abschnitt 10, der sich von der sekundären Nabe 9 radial nach außen entfaltet.
Eine Flanschscheibe 11 ist mit Hilfe von Nieten 12 auf dem ringförmigen Abschnitt 10 befestigt. Diese Flanschscheibe 11 ist axial zwischen dem ringförmigen Abschnitt 5 des primären Elements 1 und dem ringförmigen Abschnitt 10 des sekundären Elements 2 zwischengefügt. Diese Flanschscheibe 11 umfasst radiale Klauen (nicht dargestellt), die sich radial nach außen entfalten. Diese radialen Klauen sind axial zwischen dem Deckel 8 und dem ringförmigen Abschnitt 5 des primären Elements 1 zwischengefügt. Jedes der elastischen Elemente 3 ist in Umfangsrichtung zwischen zwei radialen Klauen der Flanschscheibe 11 und zwischen zwei Stützsitzen (nicht dargestellt), die vom primären Element 1 getragen werden, angeordnet. Jeder Stützsitz ist beispielsweise von einem Wulst, der im ringförmigen Abschnitt 5 des primären Elements 1 ausgebildet ist, und von einem Wulst, der in dem Deckel 8 ausgebildet ist, gebildet. Bei einer relativen Drehung zwischen dem primären Element 1 und dem sekundären Element 2 um die primäre Drehachse X wird somit jedes der elastischen Elemente 3 zwischen einerseits einer der Klauen der Flanschscheibe 11 und andererseits einem der Stützsitze des primären Elements 1 zusammengedrückt, um zwischen dem primären Element 1 und dem sekundären Element 2 ein Drehmoment mit Dämpfung der Schwingungen zu übertragen.
Um die Dämpfungsqualität der Schwingungen des Zweimassenschwungrades zu verbessern, ist dieses ferner mit einer Trägheitsmasse 13 ausgestattet, die auf dem sekundären Element 2 vermittels eines Trägers 14 montiert ist. Die Trägheitsmasse 13 weist eine ringförmige Form auf und entfaltet sich auf 360° um die primäre Drehachse X. Dies Trägheitsmasse 13 ist um die primäre Drehachse X in Bezug zum sekundären Element 2 und in Bezug zum primären Element 1 drehbeweglich. Die Trägheitsmasse 13 ist in Eingriff mit einer Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung, die an das primäre Element 1 gekoppelt ist, um sie bei relativen Auslenkungen zwischen dem primären Element 1 und dem sekundären Element 2 um die primäre Drehachse X in Bezug zum sekundären Element 2 in Drehung anzutreiben.
Dazu umfasst die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung eine Mehrzahl von Antriebselementen 15, die auf dem sekundären Element 2 drehbeweglich um eine zur Drehachse X parallele Drehachse Y montiert sind, und die in Umfangsrichtung um die primäre Drehachse X verteilt sind. In dem in 2 dargestellten Beispiel umfasst das Zweimassenschwungrad drei Antriebselemente 15, die um die primäre Drehachse X verteilt sind.
3 stellt eine Detailansicht der 1 dar, die das Zusammenwirken der Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung mit der Trägheitsmasse 13 einerseits und mit dem primären Element 1 andererseits zeigt.
Der Träger 14 ist auf dem ringförmigen Abschnitt 10 des sekundären Elements 2 vermittels der Nieten 12 befestigt, die auch die Befestigung der Flanschscheibe 11 am sekundären Element 2 gewährleisten. So ermöglichen die Nieten 12 gemeinsam die Befestigung einerseits der Flanschscheibe 11 und andererseits des Trägers 14 auf dem ringförmigen Abschnitt 10 des sekundären Elements 2, wodurch die Anzahl von für das Zweimassenschwungrad notwendigen Teilen begrenzt wird.
Der Träger 14 umfasst eine vordere Platte 16 und eine hintere Platte 17. Diese Platten 16 und 17 sind ringförmig und entfalten sich in Umfangsrichtung auf 360° um die primäre Drehachse X (siehe 1). Die vordere Platte 16 umfasst einen radial inneren vorderen Abschnitt 18, einen vorderen Zwischenabschnitt 20 und einen radial äußeren vorderen Abschnitt 22. Ebenso umfasst die hintere Platte 17 einen radial inneren hinteren Abschnitt 19, einen hinteren Zwischenabschnitt 21 und einen radial äußeren hinteren Abschnitt 23.
Die radial inneren Abschnitte 18 und 19 sind axial übereinander angeordnet und auf den ringförmigen Abschnitt 10 des sekundären Elements 2 durch die Nieten 12 genietet. Der radial innere hintere Abschnitt 19 ist axial zwischen dem radial inneren vorderen Abschnitt 18 und dem ringförmigen Abschnitt 10 des sekundären Elements 2 zwischengefügt.
Der vordere Zwischenabschnitt 20 entfaltet sich von einem Ende des ringförmigen Abschnitts 10 des sekundären Elements 2 aus radial nach außen und axial nach hinten. Ebenso entfaltet sich der hintere Zwischenabschnitt 21 von einem Ende des ringförmigen Abschnitts 10 des sekundären Elements 2 aus radial nach außen und axial nach hinten. Der vordere Zwischenabschnitt 20 und der hintere Zwischenabschnitt 21 entfalten sich parallel zueinander.
Der hintere Zwischenabschnitt 21 entfaltet sich axial nach hinten über den vorderen Zwischenabschnitt 20 hinaus, so dass ein Ende des hinteren Zwischenabschnitts 21, das dem radial inneren hinteren Abschnitt 19 entgegengesetzt liegt, und ein Ende des vorderen Zwischenabschnitts 20, das dem radial inneren vorderen Abschnitt 18 entgegengesetzt liegt, axial versetzt sind.
Der radial äußere vordere Abschnitt 22 entfaltet sich radial nach außen von dem Ende des vorderen Zwischenabschnitts 20, das dem radial inneren vorderen Abschnitt 18 entgegengesetzt liegt. Ebenso entfaltet sich der radial äußere hintere Abschnitt 23 radial nach außen von dem Ende des hinteren Zwischenabschnitts 21, das dem radial inneren hinteren Abschnitt 19 entgegengesetzt liegt. So entfalten sich der radial äußere vordere Abschnitt 22 und der radial äußere hintere Abschnitt 23 parallel zueinander mit einem axialen Versatz. Eine erste kreisförmige Öffnung 24 durchquert axial den radial äußeren vorderen Abschnitt 22. Eine zur ersten kreisförmigen Öffnung 24 koaxiale zweite kreisförmige Öffnung 25 durchquert axial den radial äußeren hinteren Abschnitt 23.
Ein Ende des radial äußeren vorderen Abschnitts 22, der dem vorderen Zwischenabschnitt 20 entgegengesetzt liegt, umfasst einen vorderen Rand 26, der einen Absatz nach vorne bildet. Ein Ende des radial äußeren hinteren Abschnitts 23, der dem hinteren Zwischenabschnitt 21 entgegengesetzt liegt, umfasst einen hinteren Rand 27, der einen Absatz nach hinten bildet. Die Trägheitsmasse 13 ist in Bezug zum sekundären Element 2 um die primäre Achse X drehbeweglich auf dem Träger 14 unter Vermittlung von zwei Gleitlagern 28, die in den von den Rändern 26 und 27 des Trägers 14 gebildeten Absätzen angeordnet sind, montiert. Solche Gleitlager 28 sind vorzugsweise Lager mit geringem Reibungskoeffizienten und sind beispielsweise aus Kunststoff oder einem Zweikomponentenmaterial hergestellt, das ein Antifriktionsmaterial, wie PTFE ... enthält.
Jedes Antriebselement 15 umfasst von vorne nach hinten ein vorderes Zahnrad 29, einen vorderen Zapfen 30, ein hinteres Zahnrad 31 und einen hinteren Zapfen 32, die koaxial und drehfest um eine sekundäre Drehachse Y verbunden sind.
Der hintere Zapfen 32 ragt vom hinteren Zahnrad 31 nach hinten hervor. Dieser hintere Zapfen 32 ist in der ersten kreisförmigen Öffnung 24 des radial äußeren hinteren Abschnitts 23 aufgenommen. Der vordere Zapfen 30 ist axial zwischen dem vorderen Zahnrad 29 und dem hinteren Zahnrad 31 zwischengefügt. Dieser vordere Zapfen 30 ist ein der zweiten kreisförmigen Öffnung 25 des radial äußeren vorderen Abschnitts 22 aufgenommen. Die Zapfen 30 und 32 weisen Abmessungen und Formen entsprechend der ersten kreisförmigen Öffnung 24 bzw. der zweiten kreisförmigen Öffnung 25 auf, so dass jedes Antriebselement 15 auf dem Träger 14 drehbeweglich um die sekundäre Drehachse Y montiert ist. Ferner ist jedes Antriebselement 15 drehfest mit dem Träger 14 um die primäre Drehachse X und somit dem sekundären Element 2 verbunden.
Das hintere Zahnrad 31 weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser des vorderen Zahnrades 29, so dass bei einer Drehung des Antriebselements um die sekundäre Drehachse Y die Tangentialgeschwindigkeit an der Peripherie des hinteren Zahnrades 31 größer als die Tangentialgeschwindigkeit an der Peripherie des vorderen Zahnrades 29 ist. Die Durchmesser der Zahnräder 29 und 31 sind beispielsweise derart, dass die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung einen Vervielfältigungsfaktor größer als 1, zum Beispiel zwischen 2 und 5, beispielsweise von ungefähr 3, anlegt.
Das hintere Zahnrad 31 ist axial zwischen dem radial äußeren vorderen Abschnitt 22 und dem radial äußeren hinteren Abschnitt 23 zwischengefügt. Ferner weist das hintere Zahnrad größere Abmessungen als die Abmessungen der ersten und zweiten Öffnungen 24 und 25 auf, um axial zwischen dem radial äußeren vorderen Abschnitt 22 und dem radial äußeren hinteren Abschnitt 23 festgelegt zu sein.
Wie in 4 dargestellt, weist die Trägheitsmasse 13 auf einer radial inneren Seite eine Zahnleiste 33 auf, die mit dem hinteren Zahnrad 31 in Eingriff ist. Auf diese Weise führt eine Drehung der Antriebselemente 15 um ihre jeweilige Drehachse Y zu einer relativen Drehung der Trägheitsmasse 13 in Bezug zum sekundären Element um die primäre Drehachse X. Ferner führt eine Drehung des sekundären Elements 2 um die primäre Drehachse X zu einer Drehung der Trägheitsmasse 13 um die primäre Drehachse X.
Die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung umfasst ferner einen Drehmomentbegrenzer, der geeignet ist, auszulösen, um das Drehmoment, das zwischen der Trägheitsmasse 13 und dem ersten Element 1 durch die Vervielfältigungsvorrichtung läuft, zu begrenzen, wenn das durch die Vervielfältigungsvorrichtung 15 laufende Drehmoment größer oder gleich einer Auslösegrenze des Drehmomentbegrenzers ist.
Dazu ist das vordere Zahnrad 29 jedes Antriebselements 15 mit dem Drehmomentbegrenzer in Eingriff. Der Drehmomentbegrenzer wird von dem primären Element 1 getragen und umfasst einen Übertragungsring 34 mit einem L-förmigen Querschnitt, der von einer Basis 35 und einer axialen Schürze 36 gebildet ist. Der Übertragungsring 34 entfaltet sich auf 360° um die primäre Drehachse X. Die Basis 35 des Übertragungsringes 34 umfasst eine Vorderseite 37, die mit einer Rückseite des Deckels 8 des primären Elements 1 in Kontakt ist. Diese Vorderseite 37 bildet eine erste Reibfläche des Drehmomentbegrenzers, wobei die Rückseite des Deckels 8 eine zweite Reibfläche bildet, an der die erste Reibfläche anliegend gehalten wird.
Die Basis 35 umfasst auch eine Rückseite 38, die mit einem Stützelement 39 von ringförmiger Form zusammenwirkt. Dieses Stützelement 39 ist axial zwischen der Rückseite 38 der Basis 35 und einer elastischen Scheibe 40, wie einer Tellerfeder, die auf dem Deckel 8 des primären Elements 1 beispielsweise durch Nieten montiert ist, zwischengefügt. Dieses Stützelement 39 ist bei der in 3 dargestellten Ausführungsform eine Kunststoffscheibe. Die elastische Scheibe 40 liegt somit auf der Stützscheibe 39 auf und übt eine axiale Kraft auf den Übertragungsring 34 aus, so dass er gegen den Deckel 8 gedrückt wird. So wird ein Widerstandsreibmoment, dessen Wert insbesondere durch die Last der elastischen Scheibe 40 bestimmt wird, zwischen der Vorderseite 37 des Übertragungsringes 34 und der Rückseite des Deckels 8 ausgeübt.
Auf diese Weise ermöglicht der Kontakt zwischen der Rückseite des Deckels 8 des primären Elements 1 und der Vorderseite 37 der Basis 35 des Übertragungsringes 34 die Übertragung eines Drehmoments von dem primären Element 1 auf den Übertragungsring 34. Solange nämlich das zwischen dem primären Element 1 und der Trägheitsmasse 13 über den Übertragungsring 34 durchlaufende Drehmoment einen kleineren Wert als die Auslösegrenze des Drehmomentbegrenzers aufweist, ist das Drehmoment nicht ausreichend, um das vorgenannte Widerstandsreibmoment zu überwinden, so dass der Übertragungsring 34 drehfest mit dem primären Element 1 verbunden bleibt. Über die Auslösegrenze des Drehmomentbegrenzers hinaus ist das Drehmoment allerdings ausreichend, um das Widerstandsreibmoment zu überwinden, so dass das primäre Element 1 und der Übertragungsring 34 in Bezug zueinander gleiten. So ist das zwischen dem primären Element 1 und der Trägheitsmasse 13 durchlaufende Drehmoment auf einen Wert nahe der Auslösegrenze des Drehmomentbegrenzers begrenzt.
Die axiale Schürze 36 der Übertragungsringes 34 entfaltet sich axial nach hinten von der Basis 35 des Übertragungsringes 34. Eine radial äußere Seite der axialen Schürze 36 umfasst eine Zahnleiste 41 (siehe 4), die mit dem vorderen Zahnrad 29 jedes Antriebselements 15 in Eingriff ist, um ein Drehmoment zwischen dem Übertragungsring 34 und den Antriebselementen 15 zu übertragen.
Bei der Nutzung erzeugt die Übertragung eines Drehmoments durch den Torsionsdämpfer einen relativen Winkelausschlag um die primäre Drehachse X zwischen dem primären Element 1 und dem sekundären Element 2.
Wenn der Übertragungsring 34 drehfest mit dem primären Element 1 über den Drehmomentbegrenzer verbunden ist, führt ein relativer Winkelausschlag zwischen dem primären Element 1 und dem sekundären Element 2 zu einem relativen Winkelausschlag zwischen dem Übertragungsring 34 und dem sekundären Element 2. Nun ist aber das vordere Zahnrad 29 jedes Antriebselements 15 einerseits drehfest um die primäre Drehachse X mit dem sekundären Element 2 verbunden und andererseits mit dem Übertragungsring 34 in Eingriff. Infolgedessen führt der relative Winkelausschlag zwischen dem primären Element 1 und dem sekundären Element 2 zu einer Drehung jedes Antriebselements 15 um seine jeweilige sekundäre Drehachse Y und somit zu einer Drehung der Trägheitsmasse 13 in Bezug zum sekundären Element 2.
Die Antriebselemente 15 sind ferner dazu vorgesehen, dass eine relative Drehung des sekundären Elements 2 in Bezug zum primären Element 1 um die primäre Drehachse X in eine Drehrichtung zu einer Drehung der Trägheitsmasse 13 in Bezug zum sekundären Element 2 in dieselbe Drehrichtung führt. Diese Drehung der Trägheitsmasse 13 erfolgt mit einem Vervielfältigungsverhältnis, das durch die Durchmesser des vorderen Zahnrades 29 und des hinteren Zahnrades 31 bestimmt wird, wodurch es möglich ist, die Trägheit der Einheit, die von dem sekundären Element 2 und der Trägheitsmasse 13 gebildet ist, zu erhöhen und folglich die Leistungen der Filterung der Drehungleichförmigkeiten zu verbessern.
Bei Vorhandensein von starken Drehungleichförmigkeiten oder eines Resonanzphänomens oder von Stößen ermöglicht es der Drehmomentbegrenzer, das durch die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung laufende Drehmoment zu begrenzen und so eine Beeinträchtigung der Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung 15 oder der Trägheitsmasse 13 zu vermeiden.
Dies ermöglicht es insbesondere zu vermeiden, dass unter solchen Umständen die Drehung der Antriebselemente 15 zu Beeinträchtigungen der Zahnleiste 33 und/oder des hinteren Zahnrades 31 der Antriebselemente 15 führt. Typischerweise können Zähne der Zahnleiste 33 oder des hinteren Zahnrades 31 unter der Wirkung eines zu hohen Drehmoments, das durch die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung läuft, brechen.
Vorzugsweise wird die Auslösegrenze des Drehmomentbegrenzers in Abhängigkeit von den mechanischen Festigkeitsmerkmalen der Antriebselemente 15 und der Trägheitsmasse 13 bestimmt.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit mehreren besonderen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist offensichtlich, dass sie keineswegs auf diese beschränkt ist, und dass sie alle technischen Äquivalente der beschriebenen Mittel sowie ihre Kombinationen, falls sie in den Rahmen der Erfindung fallen, umfasst.
Bei einer nicht dargestellten Variante sind der Träger und die Trägheitsmasse auf dem primären Element montiert, und wird der Drehmomentbegrenzer von dem sekundären Element getragen. Bei dieser Variante ist es möglich, dass der Träger nur eine einzige Platte umfasst, wobei die Zapfen der Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung einerseits in einer Öffnung der Platte des Trägers und andererseits in einer Öffnung des Deckels des primären Elements aufgenommen sind. Bei dieser Variante sind das vordere Zahnrad und das hintere Zahnrad aneinandergefügt und beide axial zwischen dem hinteren Zapfen und dem vorderen Zapfen der Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung zwischengefügt.
Die Verwendung des Verbs „umfassen”, „enthalten” oder „einschließen” und seiner konjugierten Formen schließt das Vorhandensein weiterer Elemente oder weiterer Schritte als der in einem Anspruch erwähnten nicht aus. Die Verwendung des unbestimmten Artikels „ein” oder „eine” für ein Element oder einen Schritt schließt, außer anders erwähnt, nicht das Vorhandensein einer Vielzahl solcher Elemente oder Schritte aus.
In den Ansprüchen ist jedes Bezugszeichen in Klammern nicht als eine Beschränkung der Erfindung zu interpretieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2010079273 [0021]
FR 3008152 [0021]

Claims

Torsionsdämpfer für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend: – ein erstes Element (1) und ein zweites Element (2), die relativ zueinander um eine Drehachse X drehbeweglich sind, wobei das erste Element (1) und das zweite Element (2) durch elastische Übertragungselemente (3) gekoppelt sind, um zwischen dem ersten Element (1) und dem zweiten Element (2) eine Drehmomentübertragung mit Dämpfung der Schwingungen zu ermöglichen, – eine Trägheitsmasse (13), die von dem zweiten Element (2) getragen ist und in Bezug zum zweiten Element (2) um die Drehachse X drehbeweglich montiert ist, – eine Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung (15), die geeignet ist, bei einer relativen Drehung des zweiten Elements (2) in Bezug zum ersten Element (1) die Trägheitsmasse (13) relativ zum zweiten Element (2) in Drehung anzutreiben, wobei die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung die Trägheitsmasse (13) mit dem ersten Element (1) mit einem derartigen Vervielfältigungsverhältnis koppelt, dass die relative Drehgeschwindigkeit der Trägheitsmasse (13) in Bezug zum ersten Element (1) größer als die relative Drehgeschwindigkeit des zweiten Elements (2) in Bezug zum ersten Element (1) ist, wobei die Vervielfältigungsvorrichtung (15) ferner einen Drehmomentbegrenzer umfasst, der geeignet ist, ausgelöst zu werden, um das durch die Vervielfältigungsvorrichtung hindurchgehende Drehmoment zu begrenzen, wenn dieses Drehmoment größer oder gleich einer Auslösegrenze des Drehmomentbegrenzers ist.
Torsionsdämpfer nach Anspruch 1, wobei die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung mindestens ein Antriebselement (15) umfasst, das von dem zweiten Element (2) getragen wird und um eine Drehachse Y parallel zur Drehachse X drehbeweglich ist, wobei das Antriebselement (15) mit dem ersten Element (1) unter Vermittlung des Drehmomentbegrenzers gekoppelt ist, wobei das Antriebselement (15) mit der Trägheitsmasse (13) gekoppelt ist, um sie bei einer relativen Drehung des zweiten Elements (2) in Bezug zum ersten Element (1) in Drehung um die Drehachse X anzutreiben.
Torsionsdämpfer nach Anspruch 2, wobei der Drehmomentbegrenzer ein Reibungs-Drehmomentbegrenzer ist, umfassend eine erste Reibungsfläche, die gegen eine zweite Reibungsfläche gepresst wird, welche kinematisch mit dem ersten Element derart verbunden ist, dass die erste und die zweite Reibungsfläche drehfest verbunden sind, wenn das durch die Vervielfältigungsvorrichtung laufende Drehmoment kleiner als die Auslösegrenze des Drehmomentbegrenzers ist, und wenn die erste und die zweite Reibungsfläche zueinander gleiten, um das durch die Trägheitsvervielfältigungsvorrichtung laufende Drehmoment zu begrenzen, wenn dieses durch die Vervielfältigungsvorrichtung laufende Drehmoment größer oder gleich der Auslösegrenze ist.
Torsionsdämpfer nach Anspruch 3, wobei die erste Reibungsfläche von dem ersten Element getragen ist.
Torsionsdämpfer nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Drehmomentbegrenzer umfasst: – einen Übertragungsring (34), der in Bezug zum ersten Element (1) drehbeweglich um die Drehachse X montiert ist, wobei der Übertragungsring (34) mit dem Antriebselement gekoppelt ist, wobei die erste Reibungsfläche (37) auf dem Übertragungsring (34) aufgebracht ist, – ein Druckelement (40), das vom ersten Element (1) getragen wird, das dazu vorgesehen ist, den Übertragungsring (34) in Richtung der zweiten Reibungsfläche zu pressen.
Torsionsdämpfer nach Anspruch 5, wobei der Übertragungsring (34) einen Reibabschnitt (35) umfasst, auf dem die erste Reibungsfläche (37) aufgebracht ist, wobei der Reibabschnitt (35) axial zwischen dem Druckelement (40) und der zweiten Reibungsfläche zwischengefügt ist.
Torsionsdämpfer nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Druckelement (40) ein elastisches Element ist.
Torsionsdämpfer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei das Druckelement (40) eine elastische Stützscheibe ist.
Torsionsdämpfer nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei der Übertragungsring (34) mit dem Antriebselement (15) derart gekoppelt ist, dass eine Drehung des Antriebselements (15) in Bezug zum Übertragungsring um die Drehachse X zu einer Drehung dieses Antriebselements um die Drehachse Y führt.
Torsionsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das Antriebselement (15) ein erstes Zahnrad (29), das mit dem Drehmomentbegrenzer in Eingriff ist und ein zweites Zahnrad (31), das mit der Trägheitsmasse (13) in Eingriff ist, umfasst, wobei das erste Zahnrad (29) und das zweite Zahnrad (31) koaxial und drehfest um die Drehachse Y verbunden sind, wobei das zweite Zahnrad (31) einen größeren Durchmesser als das erste Zahnrad (29) aufweist.
Torsionsdämpfer nach Anspruch 10, wobei die Trägheitsmasse eine zur Drehachse X koaxiale Ringform aufweist, wobei eine Zahnleiste (33) auf einem Innendurchmesser der Trägheitsmasse (13) vorgesehen ist, wobei diese Zahnleiste (33) dazu vorgesehen ist, mit dem zweiten Zahnrad (31) des Antriebselements zusammenzuwirken, um bei einer Drehung des Antriebselements (15) um die Drehachse Y die Trägheitsmasse (13) in Drehung anzutreiben.
Torsionsdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei das Antriebselement einen ersten und einen zweiten Zapfen (30, 32) koaxial zur Drehachse Y umfasst, wobei die Zapfen (30, 32) des Antriebselements jeweils in von dem zweiten Element (2) getragenen Öffnungen (24, 25) aufgenommen sind.
Torsionsdämpfer nach Anspruch 12, umfassend ferner einen Träger (14), der auf dem zweiten Element (2) montiert ist, wobei der Träger einen ersten Abschnitt (22) und einen zweiten Abschnitt (23) umfasst, die axial zueinander beabstandet sind, wobei der erste Abschnitt (22) und der zweite Abschnitt (23) eine erste Öffnung (24) und eine zweite Öffnung (25) aufweisen, in denen der erste bzw. der zweite Zapfen (30, 32) des Antriebselements aufgenommen sind.
Torsionsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend eine Mehrzahl von Antriebselementen (15), die getragen und in Umfangsrichtung um die Drehachse X verteilt sind, wobei jedes Antriebselement (15) einerseits vermittels des Drehmomentbegrenzers mit dem ersten Element und andererseits mit der Trägheitsmasse (13) gekoppelt ist.
Torsionsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine ringförmige Kammer für die Aufnahme der elastischen Elemente axial von einem ringförmigen Abschnitt des ersten Elements und von einem an der Rückseite des ersten Elements montierten Deckel begrenzt ist, wobei die zweite Reibungsfläche des Drehmomentbegrenzers auf der Rückseite dieses Deckels aufgebracht ist.