DE102016124412A1

DE102016124412A1 - Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102016124412A1
Application number: DE102016124412.0A
Authority: DE
Inventors: Jérôme Boulet; Daniel Fenioux
Original assignee: Valeo Embrayages SAS
Current assignee: Valeo Embrayages SAS
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2017-06-14
Also published as: FR3045116A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend: – ein erstes Element (2) und ein zweites Element (3), die zueinander um eine Drehachse X drehbeweglich sind; und – ein elastisches Übertragungselement (14, 15), um ein Drehmoment zu übertragen und Drehungleichförmigkeiten zwischen dem ersten Element (2) und dem zweiten Element (3) zu dämpfen, wobei das elastische Übertragungselement (14, 15) einen Befestigungsabschnitt (16), der die Befestigung des elastischen Übertragungselements (14, 15) auf dem zweiten Element (3) gewährleistet, und eine flexible Zunge (17) umfasst, welche eine Nockenfläche (24) aufweist, die mit einem Nockenfolger (18) zusammenwirkt, der von dem ersten Element (2) getragen wird; wobei die flexible Zunge (17) derart angeordnet ist, dass bei einer relativen Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Element (2, 3) in Bezug zu einer Ruhewinkelposition sich der Nockenfolger (18) auf der Nockenfläche (24) verschiebt und eine Biegekraft auf die flexible Zunge (17) ausübt, die gemeinsam eine Reaktionskraft erzeugen, die geeignet ist, das erste und zweite Element (2, 3) in die Ruhewinkelposition zurückzuführen; wobei der besagte Schwingungsdämpfer dadurch gekennzeichnet ist, dass der Befestigungsabschnitt (16) am zweiten Element (3) in einem Radialabstand zur Achse X angeordnet ist, der größer ist als der Radialabstand zwischen dem Nockenfolger (18) und der Achse X.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge.
Technologischer Hintergrund
Verbrennungsmotoren erzeugen kein konstantes Drehmoment und weisen Drehungleichförmigkeiten auf, die durch die nacheinander in ihren Zylindern stattfindenden Explosionen hervorgerufen werden. Diese Drehungleichförmigkeiten erzeugen Schwingungen, die sich auf das Getriebe übertragen und so Stöße, Geräusche und Lärmbelästigungen erzeugen können, die besonders ungewünscht sind. Um die ungewünschten Auswirkungen der Schwingungen zu verringern und den Fahrkomfort der Kraftfahrzeuge zu verbessern, ist bekannt, die Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen mit Schwingungsdämpfern auszustatten.
Die Schwingungsdämpfer umfassen ein Eingangselement und ein Ausgangselement, die in Drehung um eine gemeinsame Drehachse beweglich sind, und elastische Übertragungselemente, um das Drehmoment zu übertragen und die Drehungleichförmigkeiten zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement zu dämpfen.
Das Dokument FR 3000155 offenbart einen Schwingungsdämpfer, bei dem die elastischen Übertragungselemente von einer oder zwei flexiblen Zungen gebildet sind, die mit einem zentralen Körper verbunden sind, der an einem von dem Eingangs- und dem Ausgangselement befestigt ist. Jede flexible Zunge wirkt mit einem Nockenfolger zusammen, der von dem anderen des Eingangs- und Ausgangselements getragen wird. Jede flexible Zunge ist derart angeordnet, dass bei einer relativen Bewegung zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement beiderseits einer relativen Winkelruheposition sich der Nockenfolger entlang der Zunge bewegt und dadurch eine Biegekraft auf die flexible Zunge ausübt. Als Reaktion übt jede flexible Zunge auf den jeweiligen Nockenfolger eine Rückstellkraft aus, die dazu neigt, die Eingangs- und Ausgangselemente in ihre Winkelruheposition zurückzuführen. Die Biegung der flexiblen Zunge ermöglicht es somit, die Schwingungen und Drehunregelmäßigkeiten zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement zu dämpfen, wobei die Übertragung des Drehmoments zwischen dem Eingangs- und Ausgangselement gewährleistet bleibt. Bei den Schwingungsdämpfern vorgenannten Typs wurde insbesondere beobachtet, dass die Robustheit der Befestigung der flexiblen Zungen auf einem des Eingangs- und Ausgangselements notwendigerweise auf Kosten einer Erhöhung des Platzbedarfs der elastischen Übertragungselemente und/oder zu Lasten einer Verringerung der Länge der flexiblen Zungen und folglich einer Verringerung der Leistungen des Schwingungsdämpfers geht. Ein solcher Schwingungsdämpfer ist somit nicht vollkommen zufriedenstellend.
Zusammenfassung
Ein Aspekt der Erfindung geht davon aus, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, wobei ein Schwingungsdämpfer vorgeschlagen wird, der ein elastisches Übertragungselement mit flexibler Zunge umfasst, der besonders wirksam ist, und bei dem die Befestigung des elastischen Übertragungselements auf robuste Weise gewährleistet ist.
Nach einer Ausführungsform liefert die Erfindung einen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend:

– ein erstes Element und ein zweites Element, die zueinander um eine Drehachse X drehbeweglich sind; und
– ein elastisches Übertragungselement, um ein Drehmoment zu übertragen, und die Drehungleichförmigkeiten zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu dämpfen, wobei das elastische Übertragungselement einen Befestigungsabschnitt, der die Befestigung des Übertragungselements auf dem zweiten Element gewährleistet, und eine flexible Zunge umfasst, welche eine Nockenfläche aufweist, die mit einem Nockenfolger zusammenwirkt, der von dem ersten Element getragen wird; wobei die flexible Zunge derart angeordnet ist, dass bei einer relativen Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Element in Bezug zu einer Ruhewinkelposition der Nockenfolger sich auf der Nockenfläche verschiebt und eine Biegekraft auf die flexible Zunge ausübt, die gemeinsam eine Reaktionskraft erzeugen, welche geeignet ist, die ersten und zweiten Elemente in die Ruhewinkelposition zurückzuführen;

Im Vergleich mit den Schwingungsdämpfern mit Zungen nach dem Stand der Technik, bei denen die flexiblen Zungen an einem Element des Dämpfers mit Hilfe eines radial inneren zentralen Körpers befestigt ist, ermöglicht es die Befestigung eines Übertragungselements mit Zunge mittels eines Befestigungsabschnitts radial außerhalb des Nockenfolgers somit, über einen Befestigungsabschnitt mit einer größeren Länge zu verfügen, wodurch es möglich ist, die Anzahl und/oder den Querschnitt der Befestigungselemente zu erhöhen und folglich die Robustheit der Befestigung zu erhöhen, ohne deshalb die Filterleistungen des Dämpfers oder die Kompaktheit des elastischen Übertragungselements zu beeinträchtigen.
Nach weiteren vorteilhaften Ausführungsformen kann ein solcher Schwingungsdämpfer ein oder mehrere der folgenden Merkmale aufweisen:

– Der Nockenfolger ist in seiner Gesamtheit in einem Radialabstand zur Achse X angeordnet, der kleiner ist als der Radialabstand zwischen dem Befestigungsabschnitt und der Achse X.
– Die flexible Zunge ist dazu vorgesehen, sich in einer zu der Drehachse X senkrechten Ebene zu verformen.
– Die Reaktionskraft wird durch die elastische Rückstellung der flexiblen Zunge erzeugt.
– Die Biegung der Zunge ist von einer relativen Drehung zwischen dem ersten und dem zweiten Element begleitet.
– Die flexible Zunge umfasst ein freies distales Ende und ist derart angeordnet, dass der Radialabstand zwischen der Drehachse X und dem freien distalen Ende in Abhängigkeit vom Winkelausschlag zwischen dem ersten und dem zweiten Element variiert.
– Das freie distale Ende der flexiblen Zunge befindet sich in einem geringeren Radialabstand zur Achse X als der Radialabstand zwischen dem Befestigungsabschnitt und der Achse X, wenn sich die ersten und zweiten Elemente in ihrer Winkelruheposition befinden.
– Die Nockenfläche erstreckt sich über einen Winkelsektor größer als 30 Grad, insbesondere größer als 60 Grad, insbesondere größer als 90 Grad.
– Der Nockenfolger ist eine Rolle, die drehbeweglich auf dem ersten Element beispielsweise unter Vermittlung eines Wälzlagers montiert ist.
– Da diese Rolle in Bezug zum Befestigungsabschnitt des Übertragungselements radial näher zur Drehachse angeordnet ist, bietet die Erfindung somit mehr Freiheit für die Dimensionierung der Rolle, wodurch es möglich ist, die Verteilung der Tangential- und Radialkräfte bei der Drehmomentübertragung zu optimieren und, falls erforderlich, die Festigkeit dieser Rolle durch Vergrößerung ihres Durchmessers zu verstärken.
– Der Befestigungsabschnitt und die flexible Zunge sind aus einem Stück hergestellt.
– Der Befestigungsabschnitt ist am zweiten Element unter Vermittlung mindestens eines Befestigungselements, wie eines Niets, befestigt. Genauer betrachtet ist er an dem zweiten Element unter Vermittlung einer Vielzahl von Befestigungselementen, wie Nieten, befestigt.
– Der Befestigungsabschnitt erstreckt sich in Umfangsrichtung in der Nähe des radial äußeren Randes des ersten Elements beispielsweise entlang des radial äußeren Randes des zweiten Elements.
– Bei einer Ausführungsform umfasst das Übertragungselement in einer bestimmten Diametralrichtung zwei Abschnitte, die zueinander in der besagten Diametralrichtung versetzt sind, wobei ein Freiraum die besagten Abschnitte in Diametralrichtung trennt. Auf vorteilhafte Weise ist es die flexible Zunge, die zwei Abschnitte umfasst, die zueinander in Diametralrichtung versetzt sind. So ermöglicht die Überlagerung der flexiblen Zungenbereiche die Ausdehnung der Zungen auf größeren Längen. Solche Zungen mit größeren Längen sind weniger großen Spannungen ausgesetzt, was die Übertragung von hohen Drehmomenten ermöglicht. Ferner ist eine solche Zungenanordnung geeignet, eine Nockenfläche zu bieten, die eine größere Umfangslänge aufweist. Diese zusätzliche Umfangslänge der Nockenfläche ermöglicht einen größeren Winkelausschlag zwischen den Elementen, was eine Verringerung der Steifigkeit der Zunge und folglich eine bessere Filterung der Schwingungen ermöglicht.
– Bei einer Ausführungsform umfasst die flexible Zunge für einen vorbestimmten Winkelsektor zwei radial zueinander versetzte Abschnitte, wobei ein Freiraum die Abschnitte radial trennt.
– Die beiden radial zueinander versetzten Abschnitte sind flexibel.
– Einer der Abschnitte befindet sich zwischen der Drehachse und dem anderen der Abschnitte.
– Der Winkelsektor, entlang welchem die beiden Abschnitte der flexiblen Zunge radial zueinander versetzt sind, erstreckt sich über mindestens 1°, beispielsweise über mindestens 5°.
– Das elastische Übertragungselement umfasst einen Bogen, der sich zwischen der Nockenfläche und dem Befestigungsabschnitt erstreckt.
– Die Zunge umfasst einen um die Drehachse X gebogenen Abschnitt, der sich von dem Bogen bis zum freien distalen Ende erstreckt.
– Die flexible Zunge ist mit dem zweiten Element nur unter Vermittlung ihres Befestigungsabschnitts verbunden.
– Die flexible Zunge umfasst einen inneren Strang und einen äußeren Strang, die durch einen Bogen verbunden sind, und die jeweils zwei radial in einem vorbestimmten Winkelsektor versetzte Abschnitte umfassen.
– Der äußere Strang schließt den Befestigungsabschnitt an den Bogen an, und der innere Strang dehnt sich mit einer Umfangskomponente von dem Bogen bis zu einem freien distalen Ende aus.
– Der innere Abschnitt erstreckt sich in Umfangsrichtung auf einem Winkelsektor von mindestens 45°, vorzugsweise auf einem Winkelsektor zwischen 90 und 180°, beispielsweise von ungefähr 150 bis 170°.
– Der Nockenfolger wirkt mit dem inneren Strang der flexiblen Zunge zusammen.
– Nach einer Ausführungsform befindet sich der Nockenfolger radial zwischen dem inneren Strang der flexiblen Zunge und dem Befestigungsabschnitt, um den inneren Strang radial zu halten, wenn er der Fliehkraft ausgesetzt ist.
– Mit anderen Worten befindet sich die Nockenfläche auf der Außenseite des inneren Stranges.
– Der Schwingungsdämpfer umfasst ferner einen Anschlag, der geeignet ist, die relative Drehung des ersten Elements in Bezug zum zweiten Element zu begrenzen.
– Der Anschlag umfasst einen Finger, der von dem zweiten Element getragen wird und geeignet ist, an Anschlagflächen, die von dem ersten Element getragen werden, zum Anschlag zu gelangen.
– Der Finger befindet sich radial zwischen dem inneren Strang und dem Befestigungsabschnitt des elastischen Übertragungselements.
– Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform befindet sich der Finger in der Nähe, d. h. um einen Winkelabstand von weniger als 10° entfernt, zum Bogen des elastischen Übertragungselements.
– Dieser Finger ist radial von dem Befestigungsabschnitt des Übertragungselements beabstandet.
– Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schwingungsdämpfer außerdem eine Trägheitsmassen-Dämpfungsvorrichtung, wie ein Pendel oder einen Tilger, umfassend mindestens eine Trägheitsmasse, und der Befestigungsabschnitt des elastischen Übertragungselements bildet einen Träger, auf dem die besagte mindestens eine Trägheitsmasse oszillierend montiert ist. So werden die Funktion einer elastischen Kopplung zwischen dem ersten und dem zweiten Element und die Funktion des Tragens der Trägheitsmasse von ein und demselben Element gewährleistet. Indem ferner der Befestigungsabschnitt radial nach außen liegt, befindet sich die Trägheitsmasse in einem großen Radialabstand zur Achse X, wodurch es möglich ist, der Trägheitsmasse ein großes Trägheitsmoment zu verleihen, und folglich der Dämpfungsvorrichtung mit Schwungmasse eine hohe Filtereffizienz zu verleihen.
– Die oder jede Trägheitsmasse umfasst zwei Seiten, die axial beiderseits des Befestigungsabschnitts des elastischen Übertragungselements angeordnet sind, wobei die beiden Seiten miteinander unter Vermittlung von Verbindungsstreben verbunden sind, die durch eine in dem Befestigungsabschnitt ausgenommene Öffnung hindurchgehen.
– Nach einer Ausführungsform geht jede Verbindungsstrebe durch eine zugeordnete Öffnung hindurch, die in dem Befestigungsabschnitt ausgenommen ist. Allerdings bei einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich vorzusehen, dass zwei oder mehrere Verbindungsstreben durch ein und dieselbe Öffnung hindurchgehen, die in dem Befestigungsabschnitt ausgenommen ist.
– Der Befestigungsabschnitt des elastischen Dämpfungselements und/oder das zweite Element weist(en) eine axiale Verstärkung auf, die zumindest teilweise eine der Seiten der Trägheitsmasse aufnimmt. Mit anderen Worten weist(en) der Befestigungsabschnitt und/oder das erste Element im Bereich der Ausschlagzone der oder jeder Trägheitsmasse eine geringere Axialabmessung auf, um eine Verringerung des axialen Platzbedarfs zu ermöglichen.
– Nach einer Ausführungsform ist die Dämpfungsvorrichtung mit Schwungmasse eine Pendelvorrichtung.
– Die Pendelvorrichtung umfasst Führungsmittel der Schwungmasse, die zwei Wälzelemente umfassen, die jeweils mit einer ersten Wälzbahn, die von der Schwungmasse getragen wird, und mit einer zweiten Wälzbahn, die von dem Befestigungsabschnitt des elastischen Übertragungselements getragen wird, zusammenwirken.
– Jede erste Wälzbahn ist auf einer der Verbindungsstreben vorgesehen, und jede zweite Wälzbahn ist von einem Außenrand einer der Durchgangsöffnungen einer Verbindungsstrebe ausgebildet, die in dem Befestigungsabschnitt des elastischen Übertragungselements ausgenommen sind.
– Der Schwingungsdämpfer umfasst ferner eine Reibeinheit, die dazu vorgesehen ist, zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element bei einer relativen Drehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element ein Widerstandsreibmoment auszuüben.
– Die Reibeinheit umfasst mindestens eine Reibringscheibe und eine elastische Scheibe, die geeignet ist, eine Kraft in eine Axialrichtung in Richtung des ersten Elements auszuüben, um die Reibringscheibe gegen das erste Element zu drücken.
– Die Reibringscheibe umfasst eine Öffnung, in der ein Finger, der von dem zweiten Element getragen wird, angeordnet ist, so dass die Reibringscheibe in Drehung in Bezug zum ersten Element bei einer relativen Drehung des zweiten Elements in Bezug zum ersten Element angetrieben wird.
– Der Finger, der geeignet ist, die Reibringscheibe anzutreiben, ist ein Finger, der von dem zweiten Element getragen wird und geeignet ist, an Anschlagflächen, die von dem ersten Element getragen werden, zum Anschlag zu gelangen, um die relative Drehung des ersten Elements in Bezug zum zweiten Element zu begrenzen.
– Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Schwingungsdämpfer eine Mehrzahl von elastischen Übertragungselementen, um ein Drehmoment zu übertragen und die Drehungleichförmigkeiten zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu dämpfen, wobei jedes elastische Übertragungselement einen Befestigungsabschnitt, der die Befestigung des elastischen Übertragungselements auf dem zweiten Element gewährleistet, und eine flexible Zunge umfasst, die mit einem jeweiligen Nockenfolger zusammenwirkt, der von dem ersten Element getragen wird, wobei der Befestigungsabschnitt jedes der Übertragungselemente am zweiten Element in einem Radialabstand zur Achse X befestigt ist, der größer ist als der Radialabstand zwischen dem Nockenfolger, der mit dem Übertragungselement zusammenwirkt, und der Achse X.
– Nach einer Ausführungsform sind die elastischen Übertragungselemente voneinander beabstandet.
– Nach einer Ausführungsvariante umfasst der Schwingungsdämpfer für jedes der elastischen Übertragungselemente einen vorbestimmten Winkelsektor, in welchem die flexible Zunge des elastischen Übertragungselements zwei radial zueinander in eine Radialrichtung versetzte Abschnitte umfasst, wobei ein Freiraum die Abschnitte radial trennt.
– Wenn der Schwingungsdämpfer eine gerade Anzahl von elastischen Übertragungselementen umfasst, beispielsweise zwei, sind die elastischen Übertragungselemente zur Drehachse X symmetrisch, was zum Gleichgewicht des Schwingungsdämpfers beiträgt.
– Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante umfasst der Schwingungsdämpfer mindestens ein erstes und ein zweites elastisches Übertragungselement, um ein Drehmoment zu übertragen und die Drehungleichförmigkeiten zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu dämpfen, wobei jedes elastische Übertragungselement einen Befestigungsabschnitt, der die Befestigung des elastischen Übertragungselements auf dem zweiten Element gewährleistet, und eine flexible Zunge umfasst, die mit einem von dem ersten Element getragenen Nockenfolger zusammenwirkt; wobei sich die flexible Zunge des ersten elastischen Übertragungselements in Umfangsrichtung über den Befestigungsabschnitt des zweiten elastischen Übertragungselements hinaus ausdehnt, so dass das freie distale Ende der flexiblen Zunge des ersten Übertragungselements radial zwischen einem Teil der flexiblen Zunge des zweiten elastischen Übertragungselements und der Drehachse X angeordnet ist.
– Nach einer Ausführungsform ist der Schwingungsdämpfer ein Zweimassenschwungrad. Bei einer Variante ist das erste Element ein primäres Schwungrad, das dazu bestimmt ist, am Ende einer Kurbelwelle befestigt zu werden, und ist das zweite Element ein sekundäres Schwungrad, das beispielsweise dazu bestimmt ist, eine Reaktionsplatte für eine Kupplungsvorrichtung zu bilden. Allerdings ist bei einer weiteren Variante das erste Element ein sekundäres Schwungrad und das zweite Element ein primäres Schwungrad.
– Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Dämpfer zwei flexible Zungen, die in einer zu der Drehachse X senkrechten Ebene angeordnet sind, wobei sich die beiden Zungen in Umfangsrichtung um die Drehachse entlang eines Winkelsektors zwischen 90 und 179 Grad, insbesondere zwischen 120 und 170 Grad, erstrecken. Auf diese Weise können sich die Nockenflächen ebenfalls auf einem großen Winkelsektor erstrecken, der insbesondere größer als 90 Grad, im Besonderen größer als 120 Grad ist, und kann der Winkelausschlag des Dämpfers ziemlich groß sein. Die Winkelsteifigkeit des Dämpfers kann somit lokal oder global herabgesetzt werden.
– Nach einer Ausführungsform ist der Schwingungsdämpfer ein Zweimassenschwungrad und das erste Element ist ein sekundäres Schwungrad und das zweite Element ein primäres Schwungrad. So ist der Befestigungsabschnitt der elastischen Übertragungselemente, insbesondere durch Nieten, nicht oder wenig von den Wärmeübertragungen betroffen, die von der ringförmigen Fläche des sekundären Schwungrades kommen, welche dazu bestimmt ist, mit den Reibbelägen in Kontakt zu kommen. Mit anderen Worten sind die elastischen Übertragungselemente am primären Schwungrad befestigt, und die Nockenfolger werden vom sekundären Schwungrad getragen.
– Gegebenenfalls kann der Befestigungsabschnitt jedes der elastischen Übertragungselemente auf dem primären Schwungrad radial außerhalb des Einsetzradius der Nockenfolger befestigt sein, d. h. in einem Radialabstand zur Achse X, der größer als der Einsetzradialabstand der Nockenfolger ist. Indem die Befestigungsabschnitte nahe dem Außenrand des primären Schwungrades montiert sind, wird auf diese Weise die Trägheit des primären Schwungrades erhöht, was die Dämpfung der Drehungleichförmigkeiten begünstigt. Der Einsetzradius des Befestigungsabschnitts ist vorzugsweise größer als 0,7-mal der Radius des primären Schwungrades.
– Die Nockenfolger können drehbeweglich auf einem Träger montiert sein, der drehfest auf das sekundäre Schwungrad aufgesetzt ist, wie beispielsweise ein Blech, und der axial zu der ringförmigen Fläche beabstandet ist, die dazu bestimmt ist, mit den Reibbelägen in Kontakt zu sein. Auf diese Weise wird eine Wärmeübertragung von der ebenen ringförmigen Fläche zu jedem Nockenfolger vermieden.
– Nach einer Ausführungsform umfasst jedes Übertragungselement mindestens in einer bestimmten Diametralrichtung zwei zueinander versetzte und beiderseits der Achse X angeordnete Abschnitte.
– Nach einer Ausführungsform umfasst der Dämpfer zwei Übertragungselemente, und dehnt sich die flexible Zunge jedes elastischen Übertragungselements in Umfangsrichtung mindestens bis zum Befestigungsabschnitt des anderen elastischen Übertragungselements und vorzugsweise darüber hinaus aus, so dass das freie distale Ende der flexiblen Zunge jedes elastischen Übertragungselements radial zwischen einem Teil des anderen elastischen Übertragungselements und der Drehachse X angeordnet ist.
– Gegebenenfalls weist jede flexible Zunge eine derartige Länge auf, dass ihr freies distales Ende radial zwischen einem Teil der anderen flexiblen Zunge und der Drehachse X angeordnet ist.
– Der Dämpfer ist geeignet, ein Drehmoment zwischen 100 und 600 Nm durch seine elastischen Übertragungselemente hindurch zu übertragen.

Nach einer weiteren Ausführungsform liefert die Erfindung auch einen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend:

– ein erstes Element und ein zweites Element, die zueinander um eine Drehachse X drehbeweglich sind; und
– ein elastisches Übertragungselement, um ein Drehmoment zu übertragen und die Drehungleichförmigkeiten zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu dämpfen, wobei das elastische Übertragungselement einen Befestigungsabschnitt, der die Befestigung des Übertragungselements auf dem zweiten Element gewährleistet, und eine flexible Zunge umfasst, die eine Nockenfläche aufweist, welche mit einem Nockenfolger wie beispielsweise einer Rolle zusammenwirkt, der von dem ersten Element getragen wird; wobei die flexible Zunge derart angeordnet ist, dass bei einer relativen Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Element in Bezug zu einer Ruhewinkelposition sich der Nockenfolger auf der Nockenfläche verschiebt und eine Biegekraft auf die flexible Zunge ausübt, die gemeinsam eine Reaktionskraft erzeugen, die geeignet ist, das erste und zweite Element in die Ruhewinkelposition zurückzuführen;

So ermöglicht es diese Positionierung, eine breite Durchmesserauswahl eines Nockenfolgers in Abhängigkeit von den Anwendungen zu bieten, um die Tangentialkräfte und die Radialkräfte am besten zu verteilen. Dies gestattet insbesondere den Einsatz einer Rolle mit großem Durchmesser, wenn ihre Robustheit verstärkt werden soll.
Nach einer weiteren Ausführungsform liefert die Erfindung außerdem einen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend:

– ein erstes Element und ein zweites Element, die zueinander um eine Drehachse X drehbeweglich sind; und
– ein elastisches Übertragungselement, um ein Drehmoment zu übertragen und die Drehungleichförmigkeiten zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element zu dämpfen;
– einen Finger, der drehfest mit dem zweiten Element verbunden und dazu vorgesehen ist, mit einer Anschlagfläche zusammenzuwirken, die drehfest mit dem ersten Element verbunden ist, um den Winkelausschlag zwischen dem ersten und dem zweiten Element zu begrenzen, wobei dieser Finger dazu angeordnet ist, eine Reibringscheibe in Drehung anzutreiben, wenn sich das erste und zweite Element relativ zueinander drehen.

Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird besser verständlich und weitere Ziele, Details, Merkmale und Vorteile derselben gehen deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer besonderer Ausführungsformen der Erfindung hervor, die nur darstellenden und nicht beschränkenden Charakter haben und sich auf die beiliegenden Zeichnungen beziehen.
1 ist eine Abrissansicht eines Zweimassenschwungrades nach einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Ebene II-II des Zweimassenschwungrades aus 1.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Ebene III-III des Zweimassenschwungrades aus 1.
4 ist eine perspektivische Vorderansicht, die das sekundäre Schwungrad des Zweimassenschwungrades aus 1 darstellt.
5 ist eine perspektivische Rückansicht, die das primäre Schwungrad des Zweimassenschwungrades aus 1 darstellt.
6 ist eine Schnittansicht eines Zweimassenschwungrades gemäß einer zweiten Ausführungsform.
7 ist eine perspektivische Vorderansicht des sekundären Schwungrades des Zweimassenschwungrades aus 6.
8 ist eine perspektivische Rückansicht des Zweimassenschwungrades aus 6 ohne sekundäres Schwungrad.
9 stellt eine weitere Ausführungsform dar.
10 stellt eine weitere Ausführungsform dar.
Detaillierte Beschreibung der 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 angeführten Definitionen Elemente des Schwingungsdämpfers zu bezeichnen. Vereinbarungsgemäß ist die „radiale” Richtung orthogonal zu der die „axiale” Richtung bestimmenden Drehachse X des Schwingungsdämpfers, und von innen nach außen bei Entfernung von der Achse ausgerichtet, während die „Umfangsrichtung” orthogonal zur Achse des Schwingungsdämpfers und orthogonal zur radialen Richtung ausgerichtet ist. Die Begriffe „außen” und „innen” werden verwendet, um die relative Position eines Elements in Bezug zu einem anderen unter Bezugnahme auf die Drehachse X des Schwingungsdämpfers zu definieren, wobei ein Element nahe der Achse als innen bezeichnet wird, im Gegensatz zu einem äußeren Element, das sich radial an der Peripherie befindet. Überdies werden die Begriffe „hinten” AR und „vorne” AV verwendet, um die relative Position eines Elements in Bezug zu einem anderen in axialer Richtung 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.
Der Schwingungsdämpfer ist dazu bestimmt, in dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordnet zu werden. Der Schwingungsdämpfer kann insbesondere ein Zweimassenschwungrad sein, wie in den beiliegenden Figuren dargestellt, oder in eine Kupplungsscheibe integriert sein.
In Verbindung mit den 1 bis 5 ist ein Zweimassenschwungrad 1 zu erkennen, umfassend ein primäres Schwungrad 2, das dazu bestimmt ist, am Ende einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors, die nicht dargestellt ist, befestigt zu werden, und ein sekundäres Schwungrad 3, das auf dem primären Schwungrad 2 mit Hilfe eines Lagers 4, wie eines Kugellagers, zentriert und geführt ist. Das sekundäre Schwungrad 3 ist dazu bestimmt die Reaktionsplatte einer nicht dargestellten Kupplung zu bilden, die mit der Eingangswelle eines Getriebes verbunden ist. Das primäre 2 und das sekundäre Schwungrad 3 sind dazu bestimmt, beweglich um eine Drehachse X montiert zu sein, und sind ferner relativ zueinander um die Achse X drehbeweglich.
Das primäre Schwungrad 2 umfasst eine radial innere Nabe 5, die das Lager 4 trägt, und einen ringförmigen Abschnitt 6, der sich von der Nabe 5 aus radial nach außen erstreckt. Das primäre Schwungrad 2 ist mit Öffnungen 7 versehen, die den Durchgang von Befestigungsschrauben 8 ermöglicht, die zur Befestigung des primären Schwungrades 2 auf der Kurbelwelle des Motors bestimmt sind. Das primäre Schwungrad 2 trägt an seiner äußeren Peripherie einen Zahnkranz 9 für den Drehantrieb des primären Schwungrades 2 mit Hilfe eines Anlassers.
Das sekundäre Schwungrad 3 umfasst eine ebene ringförmige Fläche 10, die nach hinten gewandt und dazu bestimmt ist, eine Auflagefläche für einen Reibbelag der Kupplungsscheibe, die nicht dargestellt ist, zu bilden. Das sekundäre Schwungrad 3 umfasst in der Nähe seines äußeren Randes Stifte 11 und Öffnungen 12, die in 1 dargestellt sind, die zur Montage des Deckels der Kupplung dienen. Das sekundäre Schwungrad 3 umfasst ferner Öffnungen 13, die gegenüber von Öffnungen 7, die in dem primären Schwungrad 2 ausgebildet sind, angeordnet sind, die dazu bestimmt sind, den Durchgang der Befestigungsschrauben 8 bei der Montage des Zweimassenschwungrades 1 auf der Kurbelwelle zu ermöglichen.
Das primäre 2 und das sekundäre Schwungrad 3 sind durch elastische Übertragungselemente 14, 15 in Drehung gekoppelt. Die elastischen Übertragungselemente 14, 15 ermöglichen es, ein Drehmoment zu übertragen und die Drehungleichförmigkeiten zwischen dem primären Schwungrad 2 und dem sekundären Schwungrad 3 zu dämpfen.
Jedes elastische Übertragungselement 14, 15 umfasst einen Befestigungsabschnitt 16, der auf dem sekundären Schwungrad 3 befestigt ist, und eine flexible Zunge 17. Der Befestigungsabschnitt 16 und die flexible Zunge 17 sind hier aus einem Stück gebildet. Jede flexible Zunge 17 weist eine Nockenfläche 24 auf, die dazu vorgesehen ist, mit einem Stützelement zusammenzuwirken, das von einem Nockenfolger 18, der vom primären Schwungrad 2 getragen wird, gebildet ist. Die Nockenfolger 18 sind hier Rollen 25, die auf dem primären Schwungrad 2 um eine zur Drehachse X parallele Drehachse drehbeweglich montiert sind. Jeder Nockenfolger 18 wird in Anlage an der Nockenfläche 24 einer der flexiblen Zungen 17 gehalten und ist dazu vorgesehen, bei einer relativen Bewegung zwischen dem primären 2 und dem sekundären Schwungrad 3 gegen die Nockenfläche 24 zu rollen.
Jede Nockenfläche 24 ist derart angeordnet, dass bei einer relativen Drehung zwischen dem primären Schwungrad 2 und dem sekundären Schwungrad 3 in die eine oder andere Richtung in Bezug zu einer relativen Ruhewinkelposition sich der Nockenfolger 18 auf der Nockenfläche 24 bewegt und dadurch eine Biegekraft auf die flexible Zunge 17 ausübt. Durch Reaktion übt die flexible Zunge 17 auf den Nockenfolger 18 eine Rückstellkraft mit einer Umfangskomponente aus, die dazu neigt, das primäre 2 und das sekundäre Schwungrad 3 in ihre relative Ruhewinkelposition zurückzuführen. So sind die flexiblen Zungen 17 geeignet, ein Antriebsdrehmoment vom primären Schwungrad 2 auf das sekundäre Schwungrad 3 (Vorwärtsrichtung) und ein Widerstandsmoment vom sekundären Schwungrad 3 auf das primäre Schwungrad 2 (Rückwärtsrichtung) zu übertragen. Überdies werden die Torsionsschwingungen und die Drehmomentunregelmäßigkeiten, die vom Motor erzeugt und durch die Kurbelwelle auf das primäre Schwungrad 2 übertragen werden, durch der Bogen der flexiblen Zungen 17 gedämpft.
In Verbindung mit 4 ist die Struktur der elastischen Übertragungselemente 14, 15 detailliert zu erkennen. Bei der dargestellten Ausführungsform umfasst das Zweimassenschwungrad 1 zwei elastische Übertragungselemente 14, 15. In einem solchen Fall sind die elastischen Übertragungselemente zueinander in Bezug zur Achse X symmetrisch, um das Gleichgewicht des Zweimassenschwungrades zu gewährleisten. Bei anderen Ausführungsformen kann das Zweimassenschwungrad eine größere Anzahl von elastischen Übertragungselementen 14, 15 umfassen.
Jedes elastische Übertragungselement 14, 15 ist unabhängig auf dem sekundären Schwungrad 3 in einem Abstand voneinander befestigt. Jedes elastische Übertragungselement 14, 15 umfasst einen Befestigungsabschnitt 16, der sich in Umfangsrichtung um die Achse X entlang des radial äußeren Randes der Vorderseite des sekundären Schwungrades erstreckt. Der Befestigungsabschnitt 16 jedes der elastischen Übertragungselemente 14, 15 ist somit auf dem sekundären Schwungrad 3 radial außerhalb des Einbauradius der Nockenfolger 18 befestigt, d. h. in einem radialen Abstand zur Achse X, der größer als der radiale Einbauabstand der Nockenfolger 18 ist. Der Befestigungsabschnitt 16 jedes elastischen Übertragungselements 14, 15 ist am sekundären Schwungrad 3 durch eine Vielzahl von Befestigungselementen, wie Nieten 19, befestigt. Die Befestigung jedes elastischen Übertragungselements 14, 15 erfolgt vorzugsweise unter Vermittlung von mindestens zwei Nieten 19, um die Stabilität und Robustheit der Befestigung zu gewährleisten, und beispielsweise mittels fünf Nieten 19, wie bei der dargestellten Ausführungsform.
Jeder Befestigungsabschnitt 16, der auf dem sekundären Schwungrad 3 befestigt ist, ist durch eine flexible Zunge 17 verlängert, die dazu vorgesehen ist, sich in einer zur Drehachse X senkrechten Ebene zu verformen. Jede flexible Zunge 17 umfasst einen äußeren Strang 20, der den Befestigungsabschnitt 16 verlängert, einen inneren Strang 21 und den Bogen 22, der den inneren Strang 21 mit dem äußeren Strang 20 verbindet. Der innere Strang 21 erstreckt sich um die Achse X mit einer Umfangskomponente von dem Bogen 22 bis zum freien Ende 23 der flexiblen Zunge 17. Der innere Strang 21, ein Teil des äußeren Strangs 20 und vor allem der Bogen 22 sind jeweils geeignet, einen Teil der Spannungen, denen die flexible Zunge 17 bei der vorgenannten relativen Bewegung ausgesetzt ist, zu absorbieren. Der Bogen 22 bildet einen Winkel von ungefähr 180°, so dass ein Abschnitt des inneren Strangs 21 radial zwischen einem Abschnitt des äußeren Strangs 20 und der Achse X angeordnet ist. Mit anderen Worten umfasst die flexible Zunge 17 zwei radial zueinander versetzte und durch einen radialen Raum getrennte flexible Abschnitte. Eine solche Form einer flexiblen Zunge 17 ermöglicht es ihr, sich auf einer durchgehenden Länge zu entwickeln, wodurch es möglich ist, eine Nockenfläche 24 anzubieten, die eine große Umfangslänge aufweist. So ist die Winkelsteifigkeit der elastischen Übertragungselemente 14, 15 begrenzt, was zu einer signifikanten Erhöhung der Filterleistungen führt.
Der innere Strang 21, auf dem die Nockenfläche 24 ausgebildet ist, erstreckt sich auf einem Winkelsektor größer als 45°, vorzugsweise zwischen 90 und 180°, beispielsweise von ungefähr 150 bis 170° bei der dargestellten Ausführungsform.
Wie in 1 dargestellt, sind die Nockenfolger 18 jeweils radial zwischen den äußeren 20 und inneren Strängen 21 ihrer jeweiligen flexiblen Zunge 17. angeordnet und dazu vorgesehen, mit der radial äußeren Fläche des inneren Stranges 21 zusammenzuwirken. So dehnen sich die Nockenflächen auf der Außenseite des inneren Stranges 21 aus, und die Nockenfolger 18 sind außerhalb ihrer jeweiligen Nockenfläche 24 angeordnet, so dass der innere Strang 21 der flexiblen Zungen 17 radial gehalten wird, wenn diese der Fliehkraft ausgesetzt sind. Jede Nockenfläche 24 erstreckt sich in Umfangsrichtung auf einem Winkelsektor zwischen 70 und 120°, beispielsweise von ungefähr 90° bei der dargestellten Ausführungsform.
Um die Nebenreibungen zu verringern, welche die Dämpfungsfunktion beeinträchtigen können, sind die Rollen 25 vorteilhafterweise unter Vermittlung von Wälzelementen 26, wie Kugeln, Walzen oder Nadeln, drehbar auf dem primären Schwungrad 2 montiert. Bei der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform werden die Rollen 25 jeweils von einer zylindrischen Stange 27 getragen, die sich entlang einer zur Drehachse X parallelen Achse erstreckt. Jede zylindrische Stange 27 umfasst ein Ende, das im Inneren einer Bohrung 28 befestigt ist, die in dem primären Schwungrad 2 ausgenommen ist. Überdies ist die zylindrische Stange 27 im Inneren einer durchgehenden Öffnung aufgenommen, die in einer Muffe 29 ausgebildet ist, und umfasst nach hinten einen Kopf 30, der an einer Senkung anliegt, die in der Rückseite der Muffe 29 ausgebildet ist. Die Rolle 25 ist drehbeweglich um die Muffe 29 montiert. Dazu wirken die Wälzelemente 26 einerseits mit einer Wälzbahn, die an der äußeren Peripherie der Muffe 29 ausgenommen ist, und andererseits mit einer Wälzbahn, die an der inneren Peripherie der Rolle 25 ausgenommen ist, zusammen. Axial werden die Wälzelemente 26 nach vorne durch eine Schutzscheibe 31, die auf die Muffe 29 gesetzt ist, und nach hinten durch einen Kragen, der am hinteren Ende der Muffe 29 ausgebildet ist, gehalten und geschützt. Ein Haltering 32 ist fest um die Muffe 29 montiert. Der Haltering 32 liegt axial zwischen dem primären Schwungrad 2 und der Schutzscheibe 31 an und ist in einer zylindrischen Bohrung angeordnet, die in dem primären Schwungrad 1 ausgenommen ist, so dass die Radialkräfte, denen die Nockenfolger 18 ausgesetzt sind, von dem primären Schwungrad 2 auf einer großen Axialdimension aufgenommen werden, wodurch die Gefahr einer Verformung der zylindrischen Stange 27 begrenzt wird.
Das Zweimassenschwungrad 1 umfasst ferner einen oder mehrere Anschläge, die geeignet sind, die relative Drehung zwischen dem primären Schwungrad 1 und dem sekundären Schwungrad 2 zu begrenzen, um die elastischen Übertragungselemente 14, 15 gegen Überdrehmomente zu schützen. Im unteren Teil der 3 ist zu erkennen, dass jeder Anschlag einen Finger 33 umfasst, der sich axial nach vorne vom sekundären Schwungrad 3 aus erstreckt. Das Ende jedes Fingers 33 ist im Inneren einer Nut 34 angeordnet, die in der Rückseite des primären Schwungrades 2 ausgenommen ist. Die in Umfangsrichtung entgegengesetzt liegenden Enden der Nut 34 bilden jeweils eine Anschlagfläche, die geeignet ist, mit dem zugeordneten Finger 33 zusammenzuwirken, um die relative Drehung des sekundären Schwungrades 3 in Bezug zum primären Schwungrad 2 zu begrenzen.
Wie in 4 dargestellt, ist hier jeder Finger 33 radial zwischen dem inneren Strang 21 und dem Befestigungsabschnitt 16 eines der elastischen Übertragungselemente 14, 15 angeordnet. So ermöglicht es eine solche Anordnung, die Anschlagflächen relativ weit von der Drehachse X anzuordnen, wodurch es möglich ist, die Kräfte, die auf die Anschläge ausgeübt werden, wenn sie am Anschlag ankommen, zu begrenzen. Ferner befindet sich jeder Finger 33 in der Nähe des Bogens 22 des jeweiligen elastischen Übertragungselements 14, 15, so dass die Länge der Nockenfläche 24 nicht oder wenig von der Anordnung des Fingers 33 beeinflusst ist. Dieser Finger 33 ist hier radial von dem Befestigungsabschnitt 16 des Übertragungselements 14, 15 entfernt.
Das Zweimassenschwungrad 1 ist auch mit einer Reibeinheit 35 ausgestattet, die insbesondere in den 2, 3 und 5 dargestellt ist und auch Hystereseeinheit genannt wird und die dazu vorgesehen ist, bei der relativen Drehung zwischen dem primären 2 und dem sekundären Schwungrad 3 ein Widerstandsreibmoment auszuüben. Die Reibeinheit 35 ist hier geeignet, die in den flexiblen Zungen 17 gespeicherte Energie abzubauen. Die Reibeinheit 35 umfasst einen Satz von Ringscheiben 37, 38, 39, der um einen zylindrischen Abschnitt 36 montiert ist, der in dem primären Schwungrad 2 ausgenommen ist. Die Reibeinheit 35 umfasst eine elastische Scheibe 37, eine erste Reibringscheibe 38, die drehfest mit dem primären Schwungrad 2 verbunden ist, und eine zweite Reibringscheibe 39, die geeignet ist, bei einer relativen Drehung zwischen dem primären 2 und sekundären Schwungrad 3 in Bezug zum primären Schwungrad 2 in Drehung angetrieben zu werden. Die elastische Scheibe 37 ist beispielsweise eine metallische Ringscheibe vom Typ Tellerfeder, während die erste und die zweite Reibringscheibe 38, 39 vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt sind.
Der Scheibensatz ist axial nach hinten durch einen Sicherungsring 40 befestigt, der in einer ringförmigen Rille, die am hinteren Ende des zylindrischen Abschnitts 36 ausgebildet ist, gehalten wird. Die elastische Scheibe 37 ist zwischen der Reibringscheibe 38 und dem Sicherungsring 40 zwischengefügt. Der Sicherungsring 40 bildet eine Stützfläche für die elastische Scheibe 37, die eine axiale Belastung gewährleistet, welche die erste Reibringscheibe 38 gegen die zweite Reibringscheibe 39 und diese letztgenannte gegen den ringförmigen Abschnitt 6 des primären Schwungrades 2 drückt. Die erste Reibringscheibe 38 ist drehfest mit dem primären Schwungrad 2 mit Hilfe von nicht dargestellten Fingern verbunden, die radial nach innen vorspringen und in Nuten 41 angeordnet sind, die in 5 dargestellt sind, die in dem zylindrischen Abschnitt 36 des primären Schwungrades 2 ausgenommen sind.
Überdies umfasst die zweite Reibringscheibe 39 zwei Klauen 42, die radial nach außen gerichtet sind, wie in 5 dargestellt. Jede dieser Klauen 42 weist eine Öffnung 43 auf, durch die einer der Finger 33 hindurchgeht. Jeder Finger 33 ist mit einem bestimmten Umfangsspiel zwischen zwei in Umfangsrichtung entgegengesetzt liegenden Rändern 44, 45 der Öffnung 43 zwischengefügt. So gelangt der Finger 33 an einem der Ränder 44, 45 zum Anschlag, um die zweite Reibringscheibe 39 in Bezug zum primären Schwungrad 2 in Drehung anzutreiben, sobald das Umfangsspiel ausgeglichen wurde.
Wenn die zweite Reibringscheibe 39 in Bezug zum primären Schwungrad 2 in Drehung angetrieben wird, werden Reibungskräfte einerseits zwischen der Vorderseite der zweiten Reibringscheibe 39 und dem ringförmigen Abschnitt 6 des primären Schwungrades 2 und andererseits zwischen der Rückseite der zweiten Reibringscheibe 39 und der Vorderseite der ersten Reibringscheibe 38 ausgeübt.
Das in den 6 bis 8 dargestellte Zweimassenschwungrad unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Zweimassenschwungrad dadurch, dass es außerdem eine Pendelvorrichtung 46 umfasst. Die Pendelvorrichtung 46 umfasst eine Mehrzahl von Trägheitsmassen 47, die auch Pendelgewichte genannt werden. Der Befestigungsabschnitt 16 jedes der elastischen Übertragungselemente 14, 15 bildet einen Träger, auf dem mindestens eine Trägheitsmasse 47 oszillierend montiert ist. So sind die Funktion der elastischen Kopplung zwischen den primären 2 und sekundären Schwungrädern 3 und die Funktion des Tragens einer Trägheitsmasse 47 von denselben Elementen gewährleistet. Da ferner die Befestigungsabschnitte 16 der elastischen Übertragungselemente 14, 15 entlang des äußeren Randes des sekundären Schwungrades 3 angeordnet sind, sind die Trägheitsmassen 47 in einem großen Radialabstand zur Achse X eingesetzt, wodurch es möglich ist, ihr Trägheitsmoment und folglich die Wirksamkeit der Pendelvorrichtung 46 zu erhöhen. Da ferner die elastischen Übertragungselemente 14, 15 hier auf dem sekundären Schwungrad 3 befestigt sind, ist die Pendelvorrichtung 46 am Ausgang einer Dämpfungsstufe angeordnet, was sie umso wirksamer macht. Eine Pendelvorrichtung 46 ist nämlich umso wirksamer, als sie am Ausgang einer oder mehrerer Dämpfungsstufen angeordnet und folglich einem weniger hohen Niveau von Torsionserregungen ausgesetzt ist, wodurch es möglich ist zu verhindern, dass sie saturiert.
Die Trägheitsmassen 47 sind geeignet, als Reaktion auf die Drehunregelmäßigkeiten in einer zur Drehachse X orthogonalen Ebene zu oszillieren. Jede Trägheitsmasse 47 weist eine allgemeine Kreisbogenform auf. Ferner umfasst jede Trägheitsmasse 47 zwei Seiten 48, 49, die beiderseits eines der Befestigungsabschnitte 16 angeordnet und axial miteinander unter Vermittlung von zwei Verbindungsstreben 50 verbunden sind. Dazu weist jede Seite 48, 49 zwei Ausschnitte auf, die für die Montage der Verbindungsstreben 50 durch festes Einstecken bestimmt sind. Jede Verbindungsstrebe 50 geht axial durch eine jeweilige nicht dargestellte Öffnung hindurch, die in einem der Befestigungsabschnitte 16 ausgenommen ist.
Die Oszillationen der Trägheitsmassen 47 werden von Führungsmitteln geführt. Die Führungsmittel umfassen für jede Trägheitsmasse 47 zwei Wälzelemente, die jeweils mit einer ersten Wälzbahn, die von der Trägheitsmasse 47 getragen wird, und mit einer zweiten Wälzbahn zusammenwirken, die von dem jeweiligen Befestigungsabschnitt 16 getragen wird. Für jedes Wälzelement sind die erste und die zweite Wälzbahn radial einander gegenüberliegend angeordnet. Die ersten Wälzbahnen werden von den die Seiten 48, 49 verbindenden Verbindungsstreben 50 getragen, und die zweiten Wälzbahnen sind von dem Außenrand der Durchgangsöffnungen der Verbindungsstreben 50 gebildet. Die Wälzelemente sind beispielsweise von zylindrischen Walzen mit kreisförmigem Querschnitt gebildet. Die ersten und die zweiten Wälzbahnen weisen eine allgemeine epizyklische oder kreisförmige Form auf. Die Formen der Wälzbahnen sind derart angeordnet, dass die Trägheitsmassen 47 auf eine Ordnung abgestimmt sind, die einen Wert nahe dem Rang der vorherrschenden harmonischen Schwingungen, die vom Motor erzeugt werden, annimmt. Da ein Motor, der mit 2n Zylindern funktioniert, hauptsächlich Harmonische der Ordnung n erzeugt, muss der Pendeldämpfer somit auf eine Ordnung abgestimmt sein, die einen Wert nahe n annimmt, um die Hauptschwingungen zu dämpfen.
In Bezug auf die 7 und 8 ist zu erkennen, dass jeder Befestigungsabschnitt 16 eine Vertiefung 51 aufweist, die auf seiner Vorderseite im Bereich der Ausschlagzone der Trägheitsmasse 47 vorgesehen ist. Andererseits umfasst das sekundäre Schwungrad 3 Vertiefungen 52, die im Bereich der Ausschlagzone jeder Trägheitsmasse 47 in seiner Vorderseite vorgesehen sind. Auf vorteilhafte Weise weisen die Vertiefungen 51, 52 jeweils eine Tiefe in axialer Dimension auf, die größer als die Dicke einer der Seiten 48, 49 ist. Solche Vertiefungen 51, 52 ermöglichen es, die Auswirkung der Integration der Pendelvorrichtung 46 auf die globale Kompaktheit des Zweimassenschwungrades 1 zu begrenzen.
In 9 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es handelt sich um ein Zweimassenschwungrad 101, dessen sekundäres Schwungrad 103 getrennt und umgedreht dargestellt ist, um die elastischen Übertragungselemente 114 und 115 sowie die Nockenfolger 118 sichtbar zu machen.
Hier sind die elastischen Übertragungselemente 114 und 115 am primären Schwungrad 102 befestigt.
Die Nockenfolger 118 werden von dem sekundären Schwungrad 103 getragen. Sie sind hier drehbeweglich direkt auf dem sekundären Schwungrad 103 montiert.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform können die Nockenfolger drehbeweglich auf einem Träger montiert sein, der drehbeweglich auf das sekundären Schwungrad aufgesetzt ist, wie beispielsweise ein Blech, wobei der Träger axial zur ebenen ringförmigen Fläche 110, die dazu bestimmt ist, mit den Reibbelägen in Kontakt zu sein, beabstandet ist, um eine Wärmeübertragung von der ebenen ringförmigen Fläche zu jedem Nockenfolger zu vermeiden. Eine solche Montage eines Trägers auf dem sekundären Schwungrad ist beispielsweise in 10 der Patentanmeldung FR 3031368 beschrieben.
Die elastischen Elemente 114 und 115 weisen dieselben Merkmale auf wie jene, die bei der in 4 dargestellten Ausführungsform beschrieben sind. Der Befestigungsabschnitt 116 jedes der elastischen Übertragungselemente 114, 115 ist auf dem primären Schwungrad 103 radial außerhalb des Einsetzradius der Nockenfolger 118 befestigt, d. h. in einem Radialabstand zur Achse X, der größer als der radiale Einsetzabstand der Nockenfolger 118 ist. Hier sind die Befestigungsabschnitte entlang des äußeren Randes des primären Schwungrades 102 befestigt.
Ebenso weisen die Nockenfolger 118 dieselben Merkmale wie jene der in 4 dargestellten Ausführungsform auf.
Indem die Übertragungselemente 114 und 115 auf dem primären Schwungrad 202 und nicht radial außerhalb des sekundären Schwungrades 203 befestigt sind, wird vermieden, dass die von der Reibung der Reibbeläge an der ringförmigen Reaktionsfläche 110 herkommende Übertragung von Wärme, die den Fliehkräften zugeordnet ist, die Befestigung des elastischen Übertragungselements schwächt.
Indem überdies die elastischen Übertragungselemente 114 und 115 auf einer radial äußeren Zone des primären Schwungrades 102 befestigt werden, wird die Trägheit des primären Schwungrades 102 erhöht, was die Dämpfung der Drehungleichförmigkeiten begünstigt.
Das teilweise in 10 dargestellte Zweimassenschwungrad 201 unterscheidet sich von dem in Verbindung mit den 6 bis 8 beschriebenen Zweimassenschwungrad, da einerseits seine elastischen Übertragungselemente 214, 215 eine unterschiedliche Geometrie aufweisen, und andererseits die Übertragungselemente auf dem primären Schwungrad befestigt sind. In dieser Figur ist das sekundäre Schwungrad, auf dem die Nockenfolger 218 montiert sind, nicht dargestellt, um die Übertragungselemente 214 und 215 zu zeigen.
Die identischen oder analogen Elemente zu den Elementen der 6 bis 8, d. h. die dieselbe Funktion erfüllen, tragen dasselbe Bezugszeichen, erhöht um 200.
Die elastischen Übertragungselemente 214, 215 sind zueinander zur Achse X symmetrisch und umfassen jeweils einen Befestigungsabschnitt 216, der sich in Umfangsrichtung um die Achse X entlang des radial äußeren Randes der Rückseite des primären Schwungrades erstreckt. Jeder Befestigungsabschnitt 216 ist am primären Schwungrad durch eine Vielzahl von Nieten 219 befestigt.
Jeder Befestigungsabschnitt 216 ist durch eine flexible Zunge 217 verlängert, die dazu vorgesehen ist, sich in einer zu der Drehachse X senkrechten Ebene zu verformen. Die flexible Zunge 217 jedes elastischen Übertragungselements 214, 215 erstreckt sich in Umfangsrichtung mindestens bis zum Befestigungsabschnitt 216 des anderen elastischen Übertragungselements 214, 215 und vorzugsweise darüber hinaus, so dass das freie distale Ende 223 der flexiblem Zunge 217 jedes elastischen Übertragungselements 214, 215 radial zwischen einem Teil des anderen elastischen Übertragungselements 214, 215 und der Drehachse X angeordnet ist.
So sind die elastischen Übertragungselemente umeinander herum angeordnet. So ist zu sehen, dass sich die elastischen Übertragungselemente 214, 215 jeweils um die Achse X auf einem Winkelsektor über 180°, insbesondere über 200 Grad, beispielsweise zwischen 220° und 300°, erstrecken. Mit anderen Worten umfasst jedes Übertragungselement 214, 215 mindestens in einer bestimmten Diametralrichtung zwei zueinander versetzte Abschnitte, die sich beiderseits der Achse X erstrecken.
In der 10 sieht man, dass jede flexible Zunge 117 eine derartige Länge aufweist, dass ihr freies distales Ende 123 radial zwischen einem Teil der anderen flexiblen Zunge 117 und der Drehachse X angeordnet ist.
Dazu umfasst jede flexible Zunge 217 einen ersten Abschnitt 234, der den Befestigungsabschnitt 216 verlängert und sich mit einer Umfangskomponente um die Achse X erstreckt, einen zweiten Abschnitt 236, der sich mit einer Umfangskomponente bis zu dem freien Ende 223 erstreckt, und einen Bogen 235, der den ersten Abschnitt 234 und den zweiten Abschnitt 236 verbindet. Der Bogen 235 jeder flexiblen Zunge 217 befindet sich radial gegenüber dem freien Ende 223 der anderen flexiblen Zunge 217, so dass jede flexible Zunge 217 in den Raum gelangt, der das freie Ende 223 und den Befestigungsabschnitt 216 des anderen elastischen Übertragungselements 214, 215 trennt.
Das in 10 dargestellte Zweimassenschwungrad umfasst ferner eine Pendelvorrichtung 246. Die Pendelvorrichtung 246 umfasst eine Mehrzahl von Trägheitsmassen 247, auch Pendelmassen genannt. Der Befestigungsabschnitt 216 jedes der elastischen Übertragungselemente 214, 215 bildet einen Träger, auf dem mindestens eine Trägheitsmasse 247 oszillierend montiert ist.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit mehreren besonderen Ausführungsformen beschreiben wurde, ist offensichtlich, dass sie keineswegs auf diese beschränkt ist, und dass sie alle technischen Äquivalente der beschriebenen Mittel sowie ihre Kombinationen umfasst, falls diese in den Rahmen der Erfindung fallen.
Insbesondere, obwohl bei den dargestellten Ausführungsformen die elastischen Übertragungselemente 14, 15 jeweils von einem getrennten Teil gebildet sind, ist es auch möglich, dass mehrere elastische Übertragungselemente bzw. die Gesamtheit der elastischen Übertragungselemente des Schwingungsdämpfers aus ein selben einteiligen Stück gebildet sind, das dann auf dem zweiten Element durch einen gemeinsamen Befestigungsabschnitt befestigt ist.
Die Verwendung des Verbs „umfassen”, „enthalten” oder „einschließen” und seiner konjugierten Formen schließt nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder weiterer Schritte als der in einem Anspruch erwähnten aus. Die Verwendung des unbestimmten Artikels „ein” oder „eine” für ein Element oder einen Schritt schließt, außer anders angeführt, nicht das Vorhandensein einer Vielzahl solcher Elemente oder Schritte aus.
In den Ansprüchen ist jedes Bezugszeichen in Klammern nicht als eine Beschränkung des Anspruchs zu interpretieren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

FR 3000155 [0004]
FR 3031368 [0050]

Claims

Schwingungsdämpfer (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend: – ein erstes Element (2) und ein zweites Element (3), die zueinander um eine Drehachse X drehbeweglich sind; und – ein elastisches Übertragungselement (14, 15), um ein Drehmoment zu übertragen, und um Drehungleichförmigkeiten zwischen dem ersten Element (2) und dem zweiten Element (3) zu dämpfen, wobei das elastische Übertragungselement (14, 15) einen Befestigungsabschnitt (16), der die Befestigung des elastischen Übertragungselements (14, 15) auf dem zweiten Element (3) gewährleistet, und eine flexible Zunge (17) umfasst, welche eine Nockenfläche (24) aufweist, die mit einem Nockenfolger (18) zusammenwirkt, der von dem ersten Element (2) getragen ist; wobei die flexible Zunge (17) derart angeordnet ist, dass bei einer relativen Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Element (2, 3) in Bezug zu einer Ruhewinkelposition sich der Nockenfolger (18) auf der Nockenfläche (24) verschiebt und eine Biegekraft auf die flexible Zunge (17) ausübt, die gemeinsam eine Reaktionskraft erzeugen, die geeignet ist, das erste und zweite Element (2, 3) in die Ruhewinkelposition zurückzuführen; wobei der besagte Schwingungsdämpfer dadurch gekennzeichnet ist, dass der Befestigungsabschnitt (16) am zweiten Element (3) in einem Radialabstand zur Achse X angeordnet ist, der größer ist als der Radialabstand zwischen dem Nockenfolger (18) und der Achse X.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, bei dem der Befestigungsabschnitt (16) an dem zweiten Element (3) unter Vermittlung mindestens eines Befestigungselements (19), wie eines Niets, befestigt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Befestigungsabschnitt (16) entlang eines radial äußeren Randes des zweiten Elements (3) angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die flexible Zunge (17) für einen vorbestimmten Winkelsektor zwei radial zueinander versetzte Abschnitte umfasst, wobei ein Freiraum die Abschnitte radial trennt.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das elastische Übertragungselement (14, 15) einen Bogen (22) umfasst, der sich zwischen der Nockenfläche (24) und dem Befestigungsabschnitt (16) erstreckt.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Übertragungselement mindestens in einer bestimmten Diametralrichtung zwei zueinander versetzte und beiderseits der Achse X angeordnete Abschnitte umfasst.
Schwingungsdämpfer nach der Kombination der Ansprüche 4 und 5, bei dem die flexible Zunge (17) einen inneren Strang (21), welcher die Nockenfläche (24) aufweist, und einen äußeren Strang (20) umfasst, die durch den Bogen (22) miteinander verbunden sind, und die jeweils zwei radial in dem vorbestimmten Winkelsektor versetzte Abschnitte umfassen.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, bei dem der äußere Strang (20) den Befestigungsabschnitt (16) an den Bogen (22) anschließt, und der innere Strang (21) sich mit einer Umfangskomponente von dem Bogen (22) bis zu einem freien distalen Ende (23) ausdehnt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Nockenfolger (18) mit dem inneren Strang (21) der flexiblen Zunge (17) zusammenwirkt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, bei dem die Nockenfläche (24) sich auf der Außenseite des inneren Stranges (21) befindet.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 10, umfassend einen Anschlag, der geeignet ist, die relative Drehung des ersten Elements in Bezug zum zweiten Element zu begrenzen, wobei der Anschlag einen Finger (33) umfasst, der von dem zweiten Element (3) getragen und geeignet ist, an von dem ersten Element (2) getragenen Anschlagflächen zum Anschlag zu kommen, und wobei der Finger (33) radial zwischen dem inneren Strang (21) und dem Befestigungsabschnitt (16) des elastischen Übertragungselements (14, 15) angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend ferner eine Dämpfungsvorrichtung mit Trägheitsmasse (46), wie ein Pendel oder einen Tilger, umfassend mindestens eine Trägheitsmasse (47), und wobei der Befestigungsabschnitt (16) des elastischen Übertragungselements (14, 15) einen Träger bildet, auf dem die besagte mindestens eine Trägheitsmasse (47) oszillierend montiert ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 12, bei dem die Trägheitsmasse (47) zwei Seiten (48, 49) umfasst, die axial beiderseits des Befestigungsabschnitts (16) des elastischen Übertragungselements (14, 15) angeordnet sind, wobei die beiden Seiten (48, 49) mittels Verbindungsstreben (50) miteinander verbunden sind, welche durch eine in dem Befestigungsabschnitt (16) ausgenommene Öffnung hindurchgehen.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 12 oder 13, bei dem der Befestigungsabschnitt (16) des elastischen Dämpfungselements (14, 15) und/oder das zweite Element (3) eine axiale Verstärkung (50, 51) aufweist(en), die zumindest teilweise eine der Seiten (48, 49) der Trägheitsmasse (47) aufnimmt.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem der Schwingungsdämpfer ein Zweimassenschwungrad (1) ist, wobei das erste Element ein primäres Schwungrad (2) ist, das dazu bestimmt ist, am Ende einer Kurbelwelle befestigt zu werden, und das zweite Element ein sekundäres Schwungrad (3) ist, das beispielsweise dazu bestimmt ist, eine Reaktionsplatte für eine Kupplungsvorrichtung zu bilden.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem der Schwingungsdämpfer ein Zweimassenschwungrad (101, 201) ist, wobei das zweite Element ein primäres Schwungrad (102, 202) ist, das dazu bestimmt ist, am Ende einer Kurbelwelle befestigt zu werden, und das erste Element ein sekundäres Schwungrad (103, 203) ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der Dämpfer geeignet ist, ein Drehmoment zwischen 100 und 600 Nm über seine elastischen Übertragungselemente zu übertragen.