DE102017005986A1

DE102017005986A1 - Schwingungsdämpfer für einen Antriebsstrang

Info

Publication number: DE102017005986A1
Application number: DE102017005986.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Lehmann; Martin Fleischhauer
Original assignee: Neumayer Tekfor Engineering GmbH
Current assignee: Neumayer Tekfor Engineering GmbH
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2018-12-27

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer (1) für einen Antriebsstrang mit einem Innenteil (2), einem Außenteil (3) und einem Dämpfungselement (4). Das Innenteil (2) und das Außenteil (3) verfügen über Mitnehmer (21, 31). Die Erfindung besteht darin, dass sich das Dämpfungselement (4) unter Vorspannung zwischen den Mitnehmern (21, 31) befindet, dass das Dämpfungselement (4) aus mehreren streifenförmigen Teilelementen (40) besteht und dass es sich bei den Teilelementen (40) um Metallgestricke handelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für einen Antriebsstrang, beispielsweise zur Verbindung mit einer Getriebewelle. Der Antriebsstrang ist beispielweise Teil eines Fahrzeugs. Der Schwingungsdämpfer weist ein Innenteil, ein Außenteil und ein Dämpfungselement auf. Das Außenteil umfasst zumindest eine Stirnseite des Innenteils. Das Dämpfungselement ist zwischen dem Innenteil und dem Außenteil angeordnet. Das Innenteil verfügt über radial nach außen ragende Mitnehmer. Das Außenteil verfügt über radial nach innen ragende Mitnehmer. Das Dämpfungselement befindet sich umfänglich zwischen den Mitnehmern des Innenteils und des Außenteils.
In Fahrzeugen werden üblicherweise in den Antriebsstrang Schwingungsdämpfer eingebracht, um unerwünschte Torsionsschwingungen zu reduzieren. Diese ergeben sich beispielsweise bei Verbrennungsmotoren durch den schwankenden Zylinderdruck und die oszillierenden Trägheitskräfte von Pleuel und Kolben. Dabei sind insbesondere Schwingungsdämpfer bekannt, die mit einem Gelenk oder insbesondere mit einem Kugelgelenk verbunden sind, um z. B. einen Winkelversatz zwischen einer Antriebswelle und einem Getriebe auszugleichen.
Die DE 10 2009 057 914 A1 beschreibt einen Schwingungsdämpfer mit einem Innen- und einem Außenteil, die jeweils Mitnehmer aufweisen. Zwischen dem Innen- und dem Außenteil befindet sich ein Dämpfungselement, das aus einem Kunststoff besteht und das je nach Ausgestaltung einteilig ausgeführt ist oder aus mehreren hintereinander angeordneten Ringen besteht.
Einen ähnlichen Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfungselement offenbart die DE 10 2009 013 082 A1 . Das Dämpfungselement besteht dabei aus mehreren nebeneinander angeordneten Streifen, die unterschiedliche Elastizität aufweisen.
Ein dreiteiliges Dämpfungselement eines Schwingungsdämpfers lässt sich der DE 10 2011 110 021 A1 entnehmen. Dabei schließen sich den Stirnseiten eines mittleren Elements deutlich schmälere Entkopplungsringe an. Als Werkstoff wird Kunststoff genannt.
Ein ebenfalls einteiliges Dämpfungselement zeigt die DE 1 575 892 A1 . Dabei sind die Mitnehmer des Innen- und Außenteils so ausgestaltet, dass nur ein schmaler Raum zum jeweils gegenüberliegenden Bauteil verbleibt.
Kugelgelenke, die wie bereits angemerkt mit einem Schwingungsdämpfer in einem Antriebsstrang verbunden sein können, offenbaren beispielsweise die DE 10 2010 031 841 A1 oder die DE 10 2009 015 162 A1 . In der letztgenannten DE 10 2009 015 162 A1 wird insbesondere angeregt, dass die Außennabe des Gelenks aus zwei Ringen besteht, zwischen denen zur Schwingungsentkopplung und Geräuschdämpfung ein Drahtgestrick vorgesehen ist.
Die als Dämpfungselemente verwendeten Kunststoffe sind zumeist empfindlich gegenüber hohen Temperaturen und zeigen unterschiedliche Alterungserscheinungen, was sich meist negativ auf ihre Dämpfungseigenschaften auswirkt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Schwingungsdämpfer mit einer erhöhten Haltbarkeit des Dämpfungselements vorzuschlagen.
Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, dass die Mitnehmer des Innenteils und des Außenteils sowie das Dämpfungselement derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass sich das Dämpfungselement unter Vorspannung zwischen den Mitnehmern des Innenteils und des Außenteils befindet, dass das Dämpfungselement aus mehreren streifenförmigen Teilelementen besteht, und dass es sich bei den Teilelementen um Metallgestricke handelt. Die Vorspannung wird dabei insbesondere bei der Montage erzeugt und ergibt sich beispielsweise durch eine Überdeckung zwischen den Teilelementen und den Mitnehmern.
Ein Metallgestrick besteht dabei allgemein aus einem Metalldraht, der zu einem Geflecht ausgebildet ist, wobei das Geflecht insbesondere schlingenförmig ineinandergreifende Maschen aufweist. Ein solches Metallgestrick zeichnet sich dabei insbesondere durch eine Unempfindlichkeit gegenüber hohen Temperaturen und daher reduzierte Alterungserscheinungen - insbesondere im Vergleich mit einem Elastomer - aus.
In einer Ausgestaltung handelt es sich insbesondere um Edelstahlgestricke.
In einer Ausgestaltung verfügen die Teilelemente über gleiche Materialeigenschaften, insbesondere in Bezug auf die Elastizität.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Teilelemente derartig ausgestaltet sind, dass ein Querschnitt der Teilelemente zwei einander gegenüberliegende Seiten aufweist, die eine unterschiedliche radiale Länge aufweisen, und dass die Seite mit der kürzeren radialen Länge einem Mitnehmer des Innenteils zugewandt ist.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die radiale Länge der Seite mit der kürzeren radialen Länge im Wesentlichen gleich einer radialen Länge der Mitnehmer des Innenteils.
In einer Ausgestaltung befindet sich zwischen der Stirnseite des Innenteils und dem Außenteil ein Stützring. Dieser Stützring befindet sich daher an dem Endbereich des Innenteils, der sich in dem Außenteil befindet. Der Stützring umfasst dabei in einer Ausgestaltung diesen Endbereich des Innenteils.
In einer alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung befindet sich zwischen einer Stirnseite des Außenteils und dem Innenteil ein Stützring. Dieser Stützring befindet sich innerhalb eines Endbereichs des Außenteils und umfasst dabei in einer Ausgestaltung umfänglich das Innenteil.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass zwischen der Stirnseite des Innenteils und dem Außenteil sowie zwischen einer Stirnseite des Außenteils und dem Innenteil jeweils ein Stützring angeordnet ist. Die beiden Stützringe liegen sich dabei in einer Ausgestaltung axial gegenüber.
Gemäß einer Ausgestaltung dient mindestens ein Stützring einer radialen und/oder axialen Führung zwischen Innenteil und Außenteil. Die Stützringe sind dabei so ausgestaltet, dass ein Verkippen zwischen dem Innenteil und dem Außenteil verhindert wird und dass insbesondere Drehmomente nur über das Dämpfungselement übertragen werden.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Stützringe jeweils Formstücke sind. Die Stützringe ermöglichen in einer Ausgestaltung eine formschlüssige Verbindung mit den Mitnehmern des Innenteils sowie des Außenteils.
Die Stützringe sind in einer Ausgestaltung insbesondere derartig ausgeführt, dass sie die radiale Führung zwischen Außenteil und Innenteil bewirken.
Gemäß einer Ausgestaltung bildet der zwischen der Stirnseite des Innenteils und dem Außenteil angeordnete Stützring eine axiale Anschlagsfläche für das Dämpfungselement.
In einer Ausgestaltung befindet sich das Dämpfungselement axial zwischen den beiden Stützringen, sodass die Stützringe jeweils die axialen Anschlagsflächen bilden.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass der zwischen der Stirnseite des Außenteils und dem Innenteil angeordnete Stützring eine Dichtfunktion übernimmt. In einer Ausgestaltung ist zusätzlich ein O-Ring und/oder ein Kleber für die Dichtfunktion vorgesehen.
Gemäß einer Ausgestaltung weist das Außenteil an einer Stirnseite einen nach innen ragenden Abschnitt auf.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass das Außenteil in einem Endbereich eine Aussparung für ein Gelenk aufweist. Bei dem Gelenk handelt es sich insbesondere um ein Kugelgelenk oder ein Kugelfestgelenk.
Gemäß einer Ausgestaltung ist ein Gelenkdeckel vorhanden. Dabei ist der Gelenkdeckel in der Aussparung im Endbereich des Außenteils in Richtung des Innenteils angeordnet.
Eine Ausgestaltung besteht darin, dass eine Gehäusekappe und ein Faltenbalg vorhanden sind, dass die Gehäusekappe den Endbereich des Außenteils zumindest teilweise umfasst, und dass ein Endbereich des Faltenbalgs zwischen der Gehäusekappe und dem Endbereich des Außenteils angeordnet ist.
Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

1 einen Schnitt durch eine Ausgestaltung des Schwingungsdämpfers,
2 einen anderen Schnitt durch die Ausgestaltung des Schwingungsdämpfers der 1,
3 eine räumliche Darstellung durch ein Teilelement des Dämpfungselements,
4 einen Schnitt durch das Außenteil des Schwingungsdämpfers der 1 und
5 einen Schnitt durch das Innenteil des Schwingungsdämpfers der 1.

Die 1 zeigt eine Ausgestaltung des Schwingungsdämpfers 1, wie er beispielsweise in dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingebaut ist.
Der Schwingungsdämpfer 1 verfügt über ein Innenteil 2 und ein Außenteil 3. Das Innenteil 2 befindet sich teilweise innerhalb des Außenteils 3. Eine Stirnseite 20 des Innenteils 2 wird somit von dem Außenteil 3 umfasst. Das andere Ende des Innenteils 2 ist im verbauten Zustand beispielsweise mit einer Welle verbunden. In der gezeigten Ausgestaltung umfasst das Außenteil 3 ein Gelenk 8, bei dem es sich hier insbesondere um ein Kugelgelenk handelt.
Das Innenteil 2 verfügt über Mitnehmer 21, die sich radial nach außen erstrecken. Das Außenteil 3 verfügt über entsprechende Mitnehmer 31, die sich radial nach innen erstrecken. Im dargestellten Schnitt sind dabei nur die Mitnehmer 21 des Innenteils 2 zu erkennen.
Das Außenteil 3 verfügt über eine Stirnseite 30, die entlang der Längsachse 5 des Schwingungsdämpfer 1 der Stirnseite 20 des Innenteils 2 und dem Gelenk 8 axial gegenüberliegt. An dieser Stirnseite 30 ist ein radial nach innen ragender Abschnitt 32 vorhanden, der somit gleichsam das Außenteil 3 abschließt.
Entlang des Innenteils 2 und innerhalb des Außenteils 3 befinden sich Stützringe 61, 62, die hier jeweils einteilig ausgestaltet und umfänglich zwischen dem Innenteil 2 und dem Außenteil 3 angeordnet sind. Ein - erster oder innerer - Stützring 61 befindet sich im Bereich der Stirnseite 20 des Innenteils 2 zwischen dem Innenteil 2 und dem Außenteil 3. Der andere - bzw. zweite oder äußere - Stützring 62 befindet sich zwischen der Stirnseite 30 des Außenteils 3 und dem Innenteil 2.
An dieser Stelle sorgt in der dargestellten Ausgestaltung der - zweite - Stützring 62 auch für die Abdichtung des Innenraums des Schwingungsdämpfers 1. Für die Dichtfunktion ist ergänzend noch ein O-Ring 7 vorgesehen, der sich in einer Aussparung des Innenteils 2 und zwischen dem Innenteil 2 und dem Stützring 62 befindet. Beide Stützringe 61, 62 bilden insbesondere axiale Anschlagsflächen für das Dämpfungselement, welches sich zwischen dem Innenteil 2 und dem Außenteil 3 befindet.
In dem Endbereich 33, der der Stirnseite 30 des Außenteils 3 axial gegenüberliegt, befindet sich eine Aussparung 34. Die Aussparung 34 nimmt das Gelenk 8 auf.
Die Abdichtung dieser Seite des Schwingungsdämpfers 1 erfolgt über einen Gelenkdeckel 80, der an der inneren Stirnseite der Aussparung 34 anliegt und sich damit in Richtung des Innenteils 2 befindet. Dem Gelenkdeckel 80 folgt axial das Gelenk 8. Für die Abdichtung des Gelenks 8 ist weiterhin ein Faltenbalg 82 vorgesehen. Ein Endbereich des Faltenbalgs 82 ist mit dem Gelenk 8 verbunden. Der andere Endbereich 83 des Faltenbalgs 82 befindet sich zwischen dem Außenteil 3 des Schwingungsdämpfers 1 und einer Gehäusekappe 81. Die Gehäusekappe 81 umfasst dabei den Endbereich 33 des Außenteils und erstreckt sich endseitig radial nach innen.
Der Schnitt der 2 steht senkrecht auf dem Schnitt der 1 und zeigt die Mitnehmer 21 des Innenteils 2, die Mitnehmer 31 des Außenteils 3 sowie die Teilelemente 40 des Dämpfungselements 4. Dabei befinden sich zwischen zwei Mitnehmern 31 des Außenteils 3 jeweils zwei Teilelemente 40, die durch einen Mitnehmer 21 des Innenteils 2 voneinander getrennt sind. Die Teilelemente 40 sind dabei streifenförmig ausgestaltet und bestehen aus Metallgestricken. Die Mitnehmer 21, 31 und die Teilelemente 40 sind dabei derartig ausgestaltet, dass sich die Teilelemente 40 unter Vorspannung zwischen den Mitnehmern 21, 31 befinden. Dies reduziert die Belastung der Teilelemente 40 und erhöht deren Lebensdauer.
Wie zu erkennen, ist die radiale Erstreckung der Mitnehmer 21, 31 derartig, dass sie dem entsprechend gegenüberliegenden Außenteil 3 bzw. Innenteil 2 sehr nahe kommen.
Die Teilelemente 40 sind derartig ausgestaltet, dass ihr Querschnitt zwei unterschiedliche Seiten aufweist. Die Seite 41, die jeweils dem Mitnehmer 21 des Innenteils 2 zugewandt ist, hat dabei eine geringere radiale Erstreckung als die gegenüberliegende und damit am Mitnehmer 31 des Außenteils 3 anliegende Seite 42. Die radiale Erstreckung der kürzeren Seite ist dabei im Wesentlichen gleich der radialen Erstreckung der Mitnehmer 21 des Innenteils 2, sodass das Teilelement 40 vollständig an diesem Mitnehmer 21 anliegt.
Die 3 zeigt ein Teileelement 40. Zu erkennen ist, dass die Seite 41 mit der geringeren radialen Erstreckung ausgehend von der Bodenseite, die im eingebauten Zustand dem Innenteil 2 zugewandt ist, sich umfänglich nach außen erstreckt. Diese Seite 41 ist somit jeweils dem Mitnehmer 21 des Innenteils 2 zugeneigt. Auf der oberen Seite, die im verbauten Zustand dem Außenteil 3 zugewandt ist, ist ein Absatz vorhanden, der die Absenkung in Richtung der radial kürzeren Seite 41 bewirkt. Wie in der 2 zu erkennen, sind dabei jeweils die zwei am gleichen Mitnehmer 21 des Innenteils 2 anliegenden Teilelement 40 spiegelsymmetrisch zueinander ausgestaltet. Die Oberseite und Unterseite des Teilelements 40 sind dabei bis auf den Absatz im Wesentlichen gerade ausgestaltet.
Die 4 zeigt das Außenteil 3 ohne Gelenk und ohne Innenteil. Zu sehen ist das Dämpfungselement 4 in axialer Richtung zwischen den zwei Stützringen 61, 62. Zu erkennen ist ebenfalls die Anordnung der nach innen ragenden Mitnehmer 31. An einem Endbereich 33 des Außenteils 3 befindet sich die Aussparung 34 für das Gelenk und an der gegenüberliegenden Stirnseite 30 der radial nach innen ragende Abschnitt 32.
Die 5 zeigt das zugehörige Innenteil 2 mit den nach außen ragenden Mitnehmern 21 und der Stirnseite 20, die vom Außenteil im eingebauten Zustand umfasst wird.
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

DE 102009057914 A1 [0003]
DE 102009013082 A1 [0004]
DE 102011110021 A1 [0005]
DE 1575892 A1 [0006]
DE 102010031841 A1 [0007]
DE 102009015162 A1 [0007]

Claims

Schwingungsdämpfer (1) für einen Antriebsstrang, mit einem Innenteil (2), mit einem zumindest eine Stirnseite (20) des Innenteils (2) umfassenden Außenteil (3), und mit einem zwischen dem Innenteil (2) und dem Außenteil (3) angeordneten Dämpfungselement (4), wobei das Innenteil (2) über radial nach außen ragende Mitnehmer (21) verfügt, wobei das Außenteil (3) über radial nach innen ragende Mitnehmer (31) verfügt, wobei sich das Dämpfungselement (4) umfänglich zwischen den Mitnehmern (21, 31) des Innenteils (2) und des Außenteils (3) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (21, 31) des Innenteils (2) und des Außenteils (3) sowie das Dämpfungselement (4) derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass sich das Dämpfungselement (4) unter Vorspannung zwischen den Mitnehmern (21, 31) des Innenteils (2) und des Außenteils (3) befindet, dass das Dämpfungselement (4) aus mehreren streifenförmigen Teilelementen (40) besteht, und dass es sich bei den Teilelementen (40) um Metallgestricke handelt.
Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, wobei die Teilelemente (40) derartig ausgestaltet sind, dass ein Querschnitt der Teilelemente (40) zwei einander gegenüberliegende Seiten (41, 42) aufweist, die eine unterschiedliche radiale Länge aufweisen, und wobei die Seite (41) mit der kürzeren radialen Länge einem Mitnehmer (21) des Innenteils (2) zugewandt ist.
Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 2, wobei die radiale Länge der Seite (41) mit der kürzeren radialen Länge im Wesentlichen gleich einer radialen Länge der Mitnehmer (21) des Innenteils (2) ist.
Schwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zwischen der Stirnseite (20) des Innenteils (2) und dem Außenteil (3) sowie zwischen einer Stirnseite (30) des Außenteils (3) und dem Innenteil (2) jeweils ein Stützring (61, 62) angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 4, wobei mindestens ein Stützring (61, 62) einer radialen und/oder axialen Führung zwischen Innenteil (2) und Außenteil (3) dient.
Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Stützringe (61, 62) jeweils Formstücke sind.
Schwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der zwischen der Stirnseite (20) des Innenteils (2) und dem Außenteil (3) angeordnete Stützring (61) eine axiale Anschlagsfläche für das Dämpfungselement (4) bildet.
Schwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der zwischen der Stirnseite (30) des Außenteils (3) und dem Innenteil (2) angeordnete Stützring (62) - vorzugsweise in Verbindung mit mindestens einem O-Ring (7) und/oder in Verbindung mit einem Kleber - eine Dichtfunktion übernimmt.
Schwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Außenteil (3) an einer Stirnseite (30) einen nach innen ragenden Abschnitt (32) aufweist.
Schwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Außenteil (3) in einem Endbereich (33) eine Aussparung (34) für ein Gelenk (8) - insbesondere ein Kugelgelenk oder ein Kugelfestgelenk - aufweist.
Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 10, wobei ein Gelenkdeckel (80) vorhanden ist, und wobei der Gelenkdeckel (80) in der Aussparung (34) im Endbereich (33) des Außenteils (3) in Richtung des Innenteils (2) angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei eine Gehäusekappe (81) und ein Faltenbalg (82) vorhanden sind, wobei die Gehäusekappe (81) den Endbereich (33) des Außenteils (3) zumindest teilweise umfasst, und wobei ein Endbereich (83) des Faltenbalgs (82) zwischen der Gehäusekappe (81) und dem Endbereich (33) des Außenteils (3) angeordnet ist.