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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere ein Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsdämpfung zwischen einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes mit einem Eingangsteil, einem koaxial zu dem Eingangsteil verdrehbar angeordneten Ausgangsteil sowie einer in Umfangsrichtung wirksamen, zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil angeordneten Federeinrichtung, welche über den Umfang verteilt angeordnete Gleitschalen aufweist, welche auf einen vorgegebenen Durchmesser vorgebogen sind und an welchen sich radial außen unter Ausbildung von Reibung Bogenfedern abstützen. Beispielsweise ist aus der
DE 10 2012 220 519 A1 ein als Zweimassenschwungrad ausgebildeter gattungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil mit einer Primärschwungmasse und einem entgegen der Wirkung einer aus Bogenfedern gebildeten Federeinrichtung mit dem Eingangsteil begrenzt verdrehbar gekoppelten Ausgangsteil mit einer zugeordneten Sekundärschwungmasse bekannt. Aufgrund von Fliehkrafteinflüssen werden die Bogenfedern nach radial außen beschleunigt und bilden eine drehzahlabhängige Reibung zu radial außerhalb der Bogenfedern angeordneten Verschleißschutzschalen beziehungsweise Gleitschalen aus.
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Aufgabe der Erfindung ist, einen gattungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer mit verbesserter Reibung vorzuschlagen. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, reproduzierbare Reibeigenschaften zwischen den Bogenfedern und den Gleitschalen vorzugeben.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer, insbesondere ein Zweimassenschwungrad dient der Drehschwingungsdämpfung zwischen einer Antriebswelle einer Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes mit einem Eingangsteil, einem koaxial zu dem Eingangsteil verdrehbar angeordneten Ausgangsteil sowie einer in Umfangsrichtung wirksamen, zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil angeordneten Federeinrichtung. Zur Ausbildung eines Zweimassenschwungrads kann das Eingangsteil mit einer Primärschwungmasse versehen sein und dem Ausgangsteil eine Sekundärschwungmasse zugeordnet sein.
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Die Primärschwungmasse kann aus Blech, beispielsweise verschiedenen Blechteilen wie beispielsweise einem mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Scheibenteil, einem mit diesem verbundenen eine Ringkammer für die Bogenfedern bildenden Deckelteil, einem Geberring, einem Anlasserzahnkranz, dem eingangsseitig zugeordneten Teil der Federeinrichtung und/oder dergleichen gebildet sein.
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Die Sekundärschwungmasse kann direkt mit dem Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers verbunden, beispielsweise als Gegendruckplatte einer Reibungskupplung ausgebildet sein. Alternativ kann die Sekundärschwungmasse dem Ausgangsteil mittels einer drehschlüssigen Formschlussverbindung wie beispielsweise einer Verzahnung wie beispielsweise Steckverzahnung, einer Nabe/Welle-Verbindung beispielsweise einer Nabe des Ausgangsteils mit einer Eingangswelle oder einem Stumpf zugeordnet sein. Die Sekundärschwungmasse kann dabei aus zumindest einem Teil einer weiteren Vorrichtung eines Antriebsstrangs mit dem vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise einer Doppelkupplung, einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder dergleichen gebildet sein.
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Dem Drehschwingungsdämpfer kann eingangsseitig und/oder ausgangsseitig ein Fliehkraftpendel zugeordnet, beispielsweise mittels eines Pendelmassenträgers mit einem Bauteil des Drehschwingungsdämpfers verbunden sein. Alternativ kann das das Fliehkraftpendel aufnehmende Bauteil den Pendelmassenträger einteilig ausbilden.
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Um die Bogenfedern nach radial außen beispielsweise in der Ringkammer abzustützen, sind über den Umfang verteilt angeordnete Gleitschalen vorgesehen, die unter Fliehkrafteinwirkung mit den Federn einen Reibeingriff ausbilden. Durch entsprechende Ausgestaltung deren den Bogenfedern zugewandten Oberfläche wie Reibfläche können vorgegebene Reibeigenschaften zwischen den Bogenfedern und den Gleitschalen und damit eine über die Relativverdrehung von Ein- und Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers vorgesehen sein.
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Insbesondere können die Gleitschalen gegenüber den Bogenfedern abhängig von einer über den Drehschwingungsdämpfer übertragenen Richtung des Drehmoments unterschiedliche Reibkoeffizienten aufweisen. Beispielsweise kann der Reibkoeffizient bei einem Drehmomentverlauf von dem Eingangsteil zum Ausgangsteil also im Zugbetrieb des Drehschwingungsdämpfers größer als bei einem Drehmomentverlauf im Schubbetrieb vom Ausgangsteil zum Eingangsteil ausgebildet sein. Der Reibeingriff zwischen den Bogenfedern und den Gleitschalen kann direkt über die mit der Oberfläche einer Gleitschale in Kontakt tretenden Windungen der Bogenfedern vorgesehen sein. Insbesondere zur Schonung einer gegebenenfalls zur Einstellung entsprechender Reibeigenschaften bearbeiteten Oberfläche kann der Reibeingriff zwischen Bogenfedern und Gleitschalen mittels zumindest eines an einer Bogenfeder befestigten Gleitschuhs vorgesehen sein. Der unterschiedliche Reibeingriff kann durch unterschiedliche Reibkoeffizienten mittels einer in Umfangsrichtung asymmetrischen Oberfläche der Gleitschalen ausgebildet sein. Die Oberfläche kann spanend hergestellt sein, wobei die Oberfläche sägezahnartige, quer zur Umfangsrichtung ausgebildete Strukturen wie beispielsweise Mikrostrukturen aufweisen kann. Diese Strukturen bilden dabei verglichen mit glatten Oberflächen der Gleitschalen ein halbraues Profil. Um eine Poka-Yoke-Situation einzustellen, also eine fehlerfreie Montage der Gleitschalen insbesondere bezüglich ihres in Umfangsrichtung asymmetrischen Reibverhaltens zu erzielen, sind die Gleitschalen bezüglich ihrer Hochachse senkrecht zur Drehachse eindeutig lageorientiert montiert.
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Hierzu bilden die Gleitschalen mit dem Eingangsteil eine Poka-Yoke-Einrichtung. Beispielsweise können die Gleitschalen einen axial außerhalb einer Mittelebene der Gleitschalen senkrecht zur Drehachse vorgesehenen, mit einer Aussparung des Eingangsteils die Poka-Yoke-Einrichtung bildenden Vorsprung aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Eingangsteil eine die Bogenfedern aufnehmende Ringkammer mit zwei axial beabstandeten Blechteilen auf, wobei lediglich ein Blechteil die mit dem Vorsprung die Poka-Yoke-Einrichtung bildende Aussparung aufweist. Beispielsweise ist die Ringkammer aus einem mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbundenen Scheibenteil und einem mit diesem verbundenen wie beispielsweise verschweißten Deckelteil gebildet, wobei am Innenumfang der Ringkammer die Gleitschalen eingelegt sind. Radial innerhalb der Gleitschalen sind über den Umfang verteilt beispielsweise zwei bis vier Bogenfedern eingelegt. Zur Ausbildung eines mehrstufigen Drehschwingungsdämpfers können in diesen weitere, beispielsweise kürzere und/oder bei kleinerem Verdrehwinkel zwischen Eingangsteil und Ausgansteil beaufschlagte Bogenfedern angeordnet sein. Die eingangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern erfolgt mittels eingangsseitiger Beaufschlagungseinrichtungen, die den axialen Bauraum der Ringkammer verengen. Beispielsweise können zur Bildung dieser Beaufschlagungseinrichtungen an den Blechteilen wie Scheibenteil und Deckelteil Anprägungen und/oder mit diesen Blechteilen verbundene wie beispielsweise verschweißte Anschlagplatten vorgesehen sein. Zwischen den eingangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen tauchen Arme einer von radial innen oder seitlich in die Ringkammer eingreifenden Beaufschlagungseinrichtung durch. In vorteilhafter Weise wird die Aussparung für die Poka-Yoke-Einrichtung des Eingangsteils an einer der Anprägungen vorgesehen. Beispielsweise kann die Aussparung an dem Deckelteil vorgesehen sein. Während einer korrekten Montage liegt die Gleitschale an dem Scheibenteil passend an und das Deckelteil kann durch Ausbildung der Poka-Yoke-Einrichtung bündig an das Scheibenteil angelegt und mit dem Scheibenteil verschweißt werden. Bei unrichtiger, das heißt um die Hochachse um 180° verdrehter Montage liegt der Vorsprung an dem Scheibenteil ohne die Aussparung an, so dass dieses einen axial breiteren Bauraum beansprucht und das Deckelteil nicht bündig an dem Scheibenteil angelegt werden kann, so dass der Fehler sofort erkannt wird.
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Der Vorsprung zur Bildung der Poka-Yoke-Einrichtung kann axial seitlich der Gleitschale angeordnet sein. In bevorzugter Weise ist der Vorsprung an einer Umfangsseite der Gleitschalen angeordnet, so dass diese wenig axialen Bauraum beansprucht und in Umfangsrichtung in die Aussparung des Eingangsteils eintaucht.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 den oberen Teil eines Drehschwingungsdämpfers im Schnitt,
- 2 eine 3D-Teilansicht einer Gleitschale des Drehschwingungsdämpfers der 1,
- 3 den oberen Teil des Drehschwingungsdämpfers der 1 bei korrekt montierter Gleitschale im Schnitt
und
- 4 den oberen Teil des Drehschwingungsdämpfers der 1 und 3 bei fehlerhaft montierter Gleitschale.
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Die 1 zeigt den oberen Teil des als Zweimassenschwungrad ausgebildeten Drehschwingungsdämpfers 1 mit dem Eingangsteil 2 mit der Primärschwungmasse 4 und dem Ausgangsteil 3 mit der Sekundärschwungmasse 5, die koaxial zueinander angeordnet, beispielsweise mittels einer Lagerung verdrehbar aufeinander um eine Drehachse gelagert sind. In Umfangsrichtung zwischen dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 3 wirksam ist die Federeinrichtung 6 vorgesehen, die die über den Umfang angeordneten Bogenfedern 7, 8 enthält.
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Die Federeinrichtung ist in der von den Blechteilen, nämlich dem Scheibenteil 9 und dem Deckelteil 10 gebildeten, radial innen offenen Ringkammer 11 untergebracht. Zwischen dem Innenumfang der Ringkammer 11 und den Bogenfedern 7, 8 sind die über den Umfang verteilt angeordneten, auf den Einsatzdurchmesser vorgebogenen Gleitschalen 12 angeordnet. Die den Bogenfedern 7, 8 zugewandte Oberfläche 13 der Gleitschalen 12 weist in die beiden Drehmomentrichtungen im Schub- und Zugbetrieb unterschiedliche Reibkoeffizienten auf, so dass im Zugbetrieb eine höhere und im Schubbetrieb eine geringere Reibleistung zu den Windungen der Bogenfedern 7 ausgebildet wird.
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Zwischen dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 3 werden das zu übertragende Drehmoment übertragen, Drehmomentschwankungen durch zwischenzeitliche Speicherung von Energieinhalten von Drehmomentspitzen in der Federeinrichtung gespeichert und zeitversetzt wieder abgegeben. Hierzu werden die Stirnseiten der Bogenfedem 7, 8 jeweils eingangsseitig und ausgangsseitig beaufschlagt und damit abhängig vom zu übertragenden Drehmoment und abhängig von Drehmomentschwankungen komprimiert. Die eingangsseitige Beaufschlagung der Stirnseiten der Bogenfedern 7, 8 erfolgt mittels der axialen Anprägungen 14, 15 im Scheibenteil 9 und im Deckelteil 10. Die ausgangsseitige Beaufschlagung der Stirnseiten der Bogenfedern 7, 8 erfolgt mittels zwischen die benachbarten Stirnseiten der Bogenfedern 7, 8 von radial innen in die Ringkammer 11 eingreifender Arme 16 des Flanschteils 17, welches mit der Sekundärschwungmasse 5 des Ausgangsteils 3 verbunden ist. Das Flanschteil 17 bildet zudem den Pendelmassenträger des Fliehkraftpendels 18. An diesem sind in beidseitig und verschwenkbar Pendelmassen 19 angeordnet.
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Um die Gleitschalen 12 insbesondere wegen ihrer asymmetrischen Reibkoeffizienten lageorientiert eindeutig, das heißt bezüglich ihrer Hochachse nicht um 180° verdrehbar auszubilden, ist eine in der 1 nicht einsehbare Poka-Yoke-Einrichtung 20 zwischen dem umfangsseitigen Ende der Gleitschalen 12 und dem Eingangsteil 2 vorgesehen, die in den nachfolgenden Figuren näher erläutert wird.
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Die 2 zeigt eine der Gleitschalen 12 in teilweiser 3D-Darstellung. An einem umfangsseitigen Ende der Gleitschale 12 ist der in Umfangsrichtung erweiterte Vorsprung 21 vorgesehen. Bezüglich der Mittelebene E ist der Vorsprung 21 axial asymmetrisch ausgebildet. Der Vorsprung 21 bildet mit einer Aussparung im Eingangsteil um die senkrecht zur Mittelebene E und mittig zwischen den beiden Umfangsenden der Gleitschale 12 angeordnete Hochachse eine winkelselektive Poka-Yoke-Einrichtung.
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Die 3 zeigt den oberen Teil des Drehschwingungsdämpfers 1 entlang der Schnittlinie durch die Anprägungen 14, 15 des Scheibenteils 9 und des Deckelteils 10. Die Anprägungen 14, 15 verengen die Ringkammer 11 zur eingangsseitigen Beaufschlagung der nicht einsehbaren Bogenfedern und lassen einen Zwischenraum für die Arme 16 zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Bogenfedern frei.
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Das Deckelteil 10 weist die Aussparung 22 auf. Bei richtiger Einlegung der Gleitschale 12 und der Bogenfedern taucht in einem direkt oder nach weiteren Montageschritten anschließenden Montageschritt, bei dem das Deckelteil 10 auf das Scheibenteil 9 aufgelegt wird, der Vorsprung 21 in die Aussparung 22 des Deckelteils 10 unter Bildung der Poka-Yoke-Einrichtung 20 ein. Hierdurch liegen Scheibenteil 9 und Deckelteil 10 aufeinander bündig an und können mittels der Schweißnaht 23 miteinander verbunden werden.
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Die 4 zeigt den Drehschwingungsdämpfer 1 während der Montage mit um 180° um die Hochachse verdreht und damit falsch eingelegter Gleitschale 12. Bei einer Gesamtbreite B der Gleitschale 12 und einer axialen Breite b des asymmetrisch angeordneten Vorsprungs 21 liegt der Vorsprung 21 an der Anlagefläche 24 der Anprägung 14 an. Bei dem Versuch, das Deckelteil 10 auf das Scheibenteil 9 zu positionieren, sperrt die Breitseite der Gleitschale 12 an der inneren Wandung 25 des Deckelteils 10 und es verbleibt der Spalt S als Nachweis für die falsch eingelegte Gleitschale 12. Eine Verschweißung von Scheibenteil 9 und Deckelteil 10 kann nicht erfolgen. Die Poka-Yoke-Einrichtung 20 verhindert daher den Fehleinbau der Gleitschale 12. Es versteht sich, dass weitere Maßnahmen wie beispielsweise optisch markierte Gleitschalen, beispielsweise mit hierzu an einer Seite vorgesehenen Farbmarkierungen, Ausschnitten, Kerben, Prägepunkten und/oder dergleichen vorgesehen sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Eingangsteil
- 3
- Ausgangsteil
- 4
- Primärschwungmasse
- 5
- Sekundärschwungmasse
- 6
- Federeinrichtung
- 7
- Bogenfeder
- 8
- Bogenfeder
- 9
- Scheibenteil
- 10
- Deckelteil
- 11
- Ringkammer
- 12
- Gleitschale
- 13
- Oberfläche
- 14
- Anprägung
- 15
- Anprägung
- 16
- Arm
- 17
- Flanschteil
- 18
- Fliehkraftpendel
- 19
- Pendelmasse
- 20
- Poka-Yoke-Einrichtung
- 21
- Vorsprung
- 22
- Aussparung
- 23
- Schweißnaht
- 24
- Anlagefläche
- 25
- Wandung
- b
- axiale Breite
- B
- Gesamtbreite
- E
- Mittelebene
- S
- Spalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012220519 A1 [0001]
