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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Eingangsteil und einem gegenüber diesem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung um die Drehachse verdrehbar angeordneten Ausgangsteil, wobei die Federeinrichtung in einer von dem Eingangsteil gebildeten Ringkammer untergebracht ist, wobei die Federeinrichtung eingangsseitig durch Mittel der Ringkammer und ausgangsseitig von einem von radial innen in die Ringkammer eingreifenden Flanschteil beaufschlagt ist, wobei die Ringkammer zumindest teilweise mit Schmiermittel befüllt und zwischen Wandungen der Ringkammer und dem Flanschteil bei Relativverdrehungen zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil reibbehaftete Dichtscheiben vorgesehen sind.
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Ein gattungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Eingangsteil und einem gegenüber diesem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung um die Drehachse verdrehbar abgeordneten Ausgangsteil ist beispielsweise aus der
WO 2016/155728 A1 bekannt. Das Eingangsteil ist als Primärschwungmasse mit einer radial außen angeordneten Ringkammer ausgebildet, in der eine aus Bogenfedern gebildete Federeinrichtung untergebracht ist. Die eingangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern erfolgt mittels Anprägungen am Eingangsteil. Die ausgangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern erfolgt mittels eines von radial innen in die Ringkammer eingreifenden Flanschteils. Um die die Ringkammer gegenüber dem Flanschteil abzudichten, sind beidseitig des Flanschteils Dichtscheiben angeordnet, die bei einer Relativverdrehung von Eingangsteil und Ausgangsteil unter Komprimierung und Entspannung der Bogenfedern einen dynamischen Reibeingriff bilden. Dieser Reibeingriff ist im Wesentlichen als trockene Reibung ausgebildet, so dass der Reibkoeffizient vergleichsweise hoch ist und aufgrund von Einlaufeffekten und Verschleiß über die Lebensdauer des Drehschwingungsdämpfers in unerwünschter Weise variieren kann.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers. Insbesondere soll der Drehschwingungsdämpfer über Lebensdauer einen im Wesentlichen konstanten Reibkoeffizienten an der Reibstelle zwischen der Ringkammer und dem Flanschteil aufweisen. Insbesondere soll der Reibkoeffizient der Reibstelle erniedrigt werden.
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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 enthaltend ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil dient der Drehschwingungsisolation von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Zur weiteren Verbesserung können in den Drehschwingungsdämpfer beispielsweise an dem Eingangsteil und/oder Ausgangsteil ein oder mehrere, auf eine oder mehrere Schwingungsordnungen ausgelegte Fliehkraftpendel integriert sein. Der Drehschwingungsdämpfer ist um eine Drehachse, beispielsweise einer Kurbelwelle einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer kann direkt beispielsweise mittels des Eingangsteils an der Kurbelwelle aufgenommen sein. Das Eingangsteil kann aus Blech hergestellt sein und einen Anlasserzahnkranz und einteilig oder getrenntteilig Gebermarkierungen wie beispielsweise einen Geberring zur Erfassung der Drehzahl des Eingangsteils und damit gegebenenfalls der Kurbelwelle mittels eines Drehgebers enthalten.
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Der Drehschwingungsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad mit einer dem Eingangsteil zugeordneten Primärschwungmasse und einer dem Ausgangsteil zugeordneten Sekundärschwungmasse ausgebildet sein. Die Primärschwungmasse kann durch entsprechende, bevorzugt radial außen angeordnete Blechteile, den Anlasserzahnkranz, den Geberring und/oder gegebenenfalls einteilig an anderen Blechteilen umgelegte und/oder gefaltete oder getrenntteilig ausgebildete Masseringe ausgebildet sein.
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Die Sekundärschwungmasse kann geteilt ausgebildet sein, wobei ein erster Teil direkt mit dem Ausgangsteil verbunden ist und lediglich aus einem Flanschteil und einer Nabe bestehen kann und der zweite Teil aus einer zusätzlichen Vorrichtung, beispielsweise einer Doppelkupplung, einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, einer Elektromaschine oder dergleichen gebildet ist, wobei der zweite Teil mittels der Nabe mit dem ersten Teil verbunden ist. Alternativ kann die Sekundärschwungmasse dem Drehschwingungsdämpfer direkt zugeordnet sein und beispielsweise eine Gegendruckplatte aufweisen, an der eine Kupplungsdruckplatte zur Bildung einer Reibungskupplung aufgenommen ist.
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Das Eingangsteil und das Ausgangsteil sind um die Drehachse gegeneinander entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung relativ verdrehbar ausgebildet. Die Federeinrichtung enthält über den Umfang verteilt angeordnete Federelemente, beispielsweise Bogenfedern, die in einer von dem Eingangsteil gebildeten Ringkammer untergebracht sind. Die Federeinrichtung kann ein- oder mehrstufig ausgebildet sein. Beispielsweise können Federelemente auf unterschiedlichen Durchmessern und/oder ineinander geschachtelt vorgesehen sein. Ein Teil der Federelemente kann in der Ringkammer vorgesehen sein und ein weiterer Teil, beispielsweise mit trocken betriebenen Federelementen kann außerhalb der Ringkammer angeordnet sein. Die Ringkammer ist zumindest teilweise mit Schmiermittel wie beispielsweise Fett befüllt, so dass die in der Ringkammer befindlichen Federelemente, bevorzugt Bogenfedern nass betrieben sind. Die Ringkammer kann aus einem mit der Kurbelwelle verbundenen Scheibenteil und einem mit diesem verbundenen, beispielsweise dicht verschweißten Deckelteil gebildet sein.
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Die eingangsseitige Beaufschlagung der in der Ringkammer enthaltenen Federelemente erfolgt mittels Mitteln, die am Eingangsteil beispielsweise einteilig als Anprägungen an der Ringkammer vorgesehen sind. Die ausgangsseitige Beaufschlagung der in der Ringkammer enthaltenen Federelemente erfolgt mittels eines Flanschteils, welches von radial innen in die Ringkammer eingreift. Hierzu kann das Flanschteil radial erweiterte Arme aufweisen, die zwischen die benachbarten Stirnseiten der Federelemente eingreifen und diese in Umfangsrichtung beaufschlagen.
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Um die Ringkammer nach radial innen gegenüber dem Flanschteil abzudichten, sind zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil, das heißt zwischen Wandungen der Ringkammer, beispielsweise Wandungen des Scheibenteils und des Deckelteils und dem Flanschteil Dichtscheiben angeordnet. Diese Dichtscheiben sind bei einer Relativverdrehung von Eingangsteil und Ausgangsteil reibbehaftet und können durch Überlagerung eines Reibmoments während der Relativverdrehung als Reibeinrichtung zur Bereitstellung einer Reibhysterese des Drehschwingungsdämpfers dienen.
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Zur Vermeidung von Abrieb und Verminderung des Reibkoeffizienten sowie zur Bereitstellung eines über die Lebensdauer konstanten Reibwerts wird der Reibeingriff der Dichtscheiben wie Reibscheiben nass betrieben. Hierzu sind an den Reibflächen der Dichtscheiben wie Reibscheiben oder Reibsteuerscheiben zu ihren Reibpartnern über den Umfang verteilt zur Ringkammer hin offene und nach radial innen geschlossene Fetttaschen vorgesehen. Durch die in Richtung Ringkammern offenen und außerhalb der Ringkammern geschlossenen Fetttaschen kann Schmiermittel der Ringkammer an die Reibflächen treten und diese schmieren. Hierdurch kann ein beispielsweise aktuellen Auslegungen von Drehschwingungsdämpfern gefordertes Reibmoment der auf diese Weise bereitgestellten Reibeinrichtung erniedrigt werden. Alternativ oder zusätzlich können eine oder weitere diese Reibeinrichtung ersetzende oder ergänzende zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil wirksame Reibeinrichtungen vorgesehen sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers bilden die Dichtscheiben Reibflächen zu den Wandungen der Ringkammer aus und sind axial gegen die Wandungen vorgespannt. Dabei können die Dichtscheiben drehschlüssig mit dem Flanschteil verbunden sein. Unter drehschlüssiger Verbindung ist hierbei eine drehfeste oder eine verdrehspielbehaftete Verbindung zu verstehen, um beispielsweise bei einer Relativverdrehung von Eingangsteil und Ausgangsteil eine verdrehwinkelgetreue oder eine verschleppte Reibung vorzusehen. Zur axialen Vorspannung der Dichtscheiben kann in der vorgeschlagenen Ausführungsform zwischen den Dichtscheiben und dem Flanschteil jeweils ein axial wirksames Federelement wie beispielsweise eine Tellerfeder angeordnet sein. Hierbei können die Dichtscheiben und die axial wirksamen Federelemente beispielsweise mittels einer Verzahnung drehschlüssig ineinander greifen. Beispielsweise kann die Tellerfeder eine Außenverzahnung aufweisen, die in ein Axialprofil der Dichtscheibe eingreift. Es versteht sich, dass die Reibflächen zu den Dichtscheiben auch an dem Flanschteil vorgesehen sein können, wobei die Dichtscheiben jeweils drehschlüssig an den Wandungen aufgenommen sind und zwischen Wandungen und Dichtscheiben jeweils ein axial wirksames Federelement wie beispielsweise eine Tellerfeder zur Vorspannung der Dichtscheiben gegen das Flanschteil vorgesehen sind.
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In vorteilhafter Weise können die Dichtscheiben aus Kunststoff beispielsweise mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt sein. Hierbei können die Fetttaschen in den Dichtscheiben vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Dichtscheibe mittels eines Spritzgießverfahrens vorgesehen sein, die werkzeugfallend die Fetttaschen, ein Axialprofil zur drehschlüssigen Aufnahme des axial wirksamen Federelements und zur drehschlüssigen Aufnahme der Dichtscheiben an dem Flanschteil beziehungsweise an den Wandungen aufweisen kann. Die beidseitig des Flanschteils angeordneten Dichtscheiben sind in bevorzugter Weise als Gleichteile ausgebildet. Die Dichtscheiben können über den Umfang verteilt axial erweiterte Nasen aufweisen, die axial in Ausnehmungen des Flanschteils beziehungsweise der Wandungen eingreifen.
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Es versteht sich, dass beispielsweise zur vereinfachten Ausbildung der Dichtscheiben und deren Spritzgießwerkzeug die Fetttaschen als Anprägungen in den Wandungen beziehungsweise im Flanschteil vorgesehen sein können.
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Die Ausbildung von Windungen der in der Ringkammer vorgesehenen Federelemente wie beispielsweise Bogenfedern kann in der Weise erfolgen, dass eine Verbringung von in Windungen angeordnetem Schmiermittel in die Fetttaschen mittels einer Komprimierung der Windungen während Relativverdrehungen von Eingangsteil und Ausgangsteil vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass durch die Komprimierungs- und Entspannungsvorgänge der Federelemente während Relativverdrehungen von Eingangsteil und Ausgangsteil in den Windungen der Federelemente enthaltenes Schmiermittel nach radial innen in die Fetttaschen verdrängt wird und auf diese Weise für eine Befüllung der Fetttaschen gesorgt ist.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 den oberen Teil eines um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfers im Schnitt,
- 2 ein Detail des Drehschwingungsdämpfers der 1 und
- 3 einen Ausschnitt einer Dichtscheibe des Drehschwingungsdämpfers der 1 und 2 in 3D-Ansicht.
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Die 1 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfers 1 im Schnitt. Das Eingangsteil 2 des Drehschwingungsdämpfers 1 enthält das mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbindbare, aus Blech hergestellte Scheibenteil 3, das mit dem Scheibenteil 3 radial außen dicht verschweißte Deckelteil 4 sowie den mit dem Deckelteil 4 verschweißten Anlasserzahnkranz 5. Das Scheibenteil 3 und das Deckelteil 4 bilden die Ringkammer 6. Das Eingangsteil 2 ist als Primärschwungmasse eines Zweimassenschwungrads ausgebildet.
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Das Ausgangsteil 7 enthält das Scheibenteil 8 mit der Nabe 9 und der einteilig aufgefalteten Zusatzmasse 10 sowie das mit dem Scheibenteil 8 mittels der Niete 12 verbundene, von radial innen in die Ringkammer 6 eingreifende Flanschteil 11. Scheibenteil 8 und Flanschteil 11 bilden den ersten Teil einer Sekundärschwungmasse des Zweimassenschwungrads. Der zweite Teil der Sekundärschwungmasse ist mittels der Nabe 9 angekoppelt und wird durch eine zusätzliche drehmomentübertragende Vorrichtung eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Doppelkupplung gebildet.
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Zur Ausbildung einer drehschwingungsdämpfenden Wirkung des Drehschwingungsdämpfers 1 sind das Eingangsteil 2 und das Ausgangsteil 7 gegeneinander um die Drehachse d relativ entgegen der Federeinrichtung 13 verdrehbar. Die Federeinrichtung 13 ist in der Ringkammer 6 untergebracht und enthält in der gezeigten Ausführungsform mehrere über den Umfang verteilt angeordnete und ineinander geschachtelte Bogenfedern 14, 15. Durch unterschiedliche Länge und damit einer Beaufschlagung der Bogenfedern bei unterschiedlichen Verdrehwinkeln kann eine mehrstufige Kennlinie der Federeinrichtung 13 vorgesehen sein.
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Die eingangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern 14, 15 erfolgt mittels nicht einsehbarer axialer Anprägungen in dem Scheibenteil 3 und in dem Deckelteil 4, die zwischen in Umfangsrichtung benachbarter Stirnseiten der Bogenfedern 14, 15 eingreifen. Die ausgangsseitige Beaufschlagung erfolgt mittels nicht einsehbarer radial erweiterter Arme des Flanschteils 11, die im Ruhezustand des Drehschwingungsdämpfers 1 bei denselben Umfängen der Anprägungen eingreifen und bei Relativverdrehungen von Eingangsteil 2 und Ausgangsteil 7 in Umfangsrichtung zwischen diesen durchtauchen. Durch die Relativverdrehungen wird das über das Eingangsteil 2 und die Federeinrichtung 13 auf das Ausgangsteil 7 übertragene Drehmoment durch Zwischenspeicherung der Energie von Drehschwingungsspitzen in der Federeinrichtung 13 und deren Wiederabgabe gedämpft.
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Die Ringkammer 6 ist nach außen zwischen den Wandungen 16, 17 des Scheibenteils 3 und des Deckelteils 4 einerseits und dem Flanschteil 11 abgedichtet. Hierzu sind die Dichtscheiben 18, 19 vorgesehen, die zwischen Flanschteil 11 und Wandungen 16, 17 axial vorgespannt eingebracht sind. Die Dichtscheiben 18, 19 sind dabei drehschlüssig in dem Flanschteil 11 eingehängt und bilden unter axialer Beaufschlagung mittels der axial wirksamen Federelemente 20, 21 wie beispielsweise Tellerfedern einen Reibeingriff gegenüber den Wandungen 16, 17 aus. Bei einer Relativverdrehung zwischen Eingangsteil 2 und Ausgangsteil 7 bildet sich daher ein vorgegebenes Reibmoment aus, so dass die Dichtscheiben 18, 19 in Verbindung mit den Federelementen 20, 21 und den Wandungen 16, 17 die Reibeinrichtung 22 bilden.
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Zur Ausbildung einerseits der Dichtigkeit der Dichtscheiben 18, 19 und andererseits eines dauerhaften und geringen Reibmoments der Reibeinrichtung 22 sind in den Dichtscheiben zur Ringkammer 6 hin geöffnete und nach radial innen geschlossene, über den Umfang verteilt angeordnete Fetttaschen 23, 24 vorgesehen, so dass zwischen den Dichtscheiben 18, 19 und den Wandungen 16, 17 nach radial innen verschlossene Spalte gebildet werden, in die das in der Ringkammer 6 zur Befettung der Bogenfedern 14, 15 vorhandene Schmiermittel 25 in die Reibeingriffsfläche zwischen Wandungen 16, 17 und die Dichtscheiben 18, 19 dringen kann und damit ein nasser Reibeingriff ausgebildet wird. Die Schmierung des Reibeingriffs wird durch die Komprimierung und Entlastung der Bogenfedern 14, 15 gefördert, indem zwischen Windungen der Bogenfedern 14, 15 eingelagertes Schmiermittel 25 während einer Komprimierung nach radial innen in die Fetttaschen verdrängt wird.
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Die 2 zeigt das Detail D des Drehschwingungsdämpfers 1 der 1. Das Detail D zeigt die Wandungen 16, 17 und die gegen diese mittels der axial wirksamen Federelemente 20, 21 axial vorgespannten Dichtscheiben 18, 19. Die Federelemente 20, 21 stützen sich an dem Flanschteil 11 ab. In Richtung der Pfeile 26, 27 wird das von den Windungen der Bogenfedern 14, 15 (1) verdrängte Schmiermittel in die Fetttaschen 23, 24 verdrängt. Hierdurch wird der Reibeingriff zwischen den Dichtscheiben 18, 19 und den Wandungen 16, 17 befettet ausgebildet, wodurch dessen Langzeitbeständigkeit unterstützt und dessen Reibmoment erniedrigt wird.
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Durch die axial vorgespannte und umlaufende Abstützung der Federelemente 20, 21 an dem Flanschteil 11 erfolgt eine Abdichtung der Ringkammer zwischen den Dichtscheiben 18, 19 und dem Flanschteil 11.
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Die 3 zeigt einen Ausschnitt einer der Dichtscheiben 18, 19 der 1 und 2 in 3D-Ansicht. An der Reibfläche 28 gegenüber den Wandungen 16, 17 (2) sind die über den Umfang verteilt angeordneten Fetttaschen 23, 24 eingebracht. Auf der gegenüberliegenden Seite der Reibfläche 28 weisen die Dichtscheiben 18, 19 das Axialprofil 29 mit axial erhabenen Nocken 30 auf, zwischen die radial erweiterte Zähne der axial wirksamen Federelemente 20, 21 (2) eingreifen, um einen spielfreien oder verdrehspielbehafteten Drehschluss zwischen Federelement 20, 21 und Dichtscheibe 18, 19 herzustellen. Die axial erweiterten Nasen 31 und/oder die Nocken 30 dienen der drehschlüssigen Befestigung der Dichtscheiben 18, 19 an dem Flanschteil 11 (2) oder der Anlage an diesem. Die drehschlüssige Verlagerung der Dichtscheiben 18, 19 mit dem Flanschteil 11 kann auch durch drehschlüssige Einhängung der axial wirksamen Federelemente 20, 21 in das Flanschteil 11 vorgesehen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Eingangsteil
- 3
- Scheibenteil
- 4
- Deckelteil
- 5
- Anlasserzahnkranz
- 6
- Ringkammer
- 7
- Ausgangsteil
- 8
- Scheibenteil
- 9
- Nabe
- 10
- Zusatzmasse
- 11
- Flanschteil
- 12
- Niet
- 13
- Federeinrichtung
- 14
- Bogenfeder
- 15
- Bogenfeder
- 16
- Wandung
- 17
- Wandung
- 18
- Dichtscheibe
- 19
- Dichtscheibe
- 20
- Federelement
- 21
- Federelement
- 22
- Reibeinrichtung
- 23
- Fetttasche
- 24
- Fetttasche
- 25
- Schmiermittel
- 26
- Pfeil
- 27
- Pfeil
- 28
- Reibfläche
- 29
- Axialprofil
- 30
- Nocken
- 31
- Nase
- d
- Drehachse
- D
- Detail
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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