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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, ausgeführt als ein Zweimassenschwungrad, zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Als Zweimassenschwungräder (ZMS) bezeichnete Drehschwingungsdämpfer sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
DE 10 2012 202 255 A1 bekannt, die zur Tilgung oder Dämpfung von Torsionsschwingungen in Antriebssträngen von brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Das ZMS ist dabei zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einer dem Getriebe vorgelagerten Fahrzeugkupplung angeordnet. Die Torsionsschwingungen stellen sich aufgrund von Verbrennungsvorgängen einer Hubkolben-Brennkraftmaschine ein, die eine Drehungleichförmigkeit bewirken, welche auf den Antriebsstrang des Fahrzeugs übertragen zu Komforteinbußen führen.
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Um Drehschwingungsdämpfer auszulegen bzw. Dämpfungskonzepte zu realisieren, die an unterschiedliche Antriebsanforderungen angepasst sind, ist es bekannt, ein ZMS mit einer Reihenschaltung von einzelnen Dämpferanordnungen einzusetzen. Dazu offenbart die
DE 30 47 039 A1 beispielsweise einen Drehschwingungsdämpfer, bei dem zwei in Reihe geschaltete Dämpferanordnungen mit zwei in konzentrischen Kreisen angeordneten Federeinheiten in einem Gehäuse angeordnet sind.
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Das ZMS gemäß der
DE 10 2008 032 009 A1 umfasst zwei in Reihe angeordnete Dämpferanordnungen, einen ersten als Vordämpferstufe ausgeführten Dämpfer und einen zweiten als Hauptdämpferstufe ausgeführten Dämpfer. In radialer Richtung ist dabei die Hauptdämpferstufe auf einem größeren Durchmesser angeordnet als die Vordämpferstufe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompakten, zwei in Reihe geschaltete Dämpfer einschließenden Drehschwingungsdämpfer mit einem reduzierten Außendurchmesser zu schaffen, der mit einem geringen konstruktiven Aufwand kostengünstig realisierbar ist.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen von dem erfindungsgemäßen Gegenstand wieder.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der als ein Druckfederdämpfer ausgeführte innere Dämpfer axial seitlich versetzt unterhalb des äußeren Dämpfers angeordnet ist. Bezogen auf eine Axialebene des äußeren, größer dimensionierten Dämpfers führt der Versatz des inneren, einen kleineren Durchmesser aufweisenden Dämpfer zu einem gewünschten reduzierten Außendurchmesser des Drehschwingungsdämpfers. Vorteilhaft kann folglich mit einem geringen konstruktiven Aufwand ein hinsichtlich der Außenkontur kompaktes ZMS kostengünstig realisiert werden. Der bezogen auf die Außenkontur minimierte, erfindungsgemäß aufgebaute Drehschwingungsdämpfer ist für unterschiedliche Fahrzeugkonzepte einsetzbar. Insbesondere eignet sich das Konzept für die Elektromobilität, beispielsweise im Zusammenhang mit einer Hybridisierung von Fahrzeugen, bei der viele Antriebskomponenten auf engsten Raum zusammengefügt sind. Da derartige Antriebe insbesondere in radialer Richtung einen relativ großen Bauraum benötigen, bietet das erfindungsgemäße Konzept einen entscheidenden Bauraumvorteil. Für diese Anwendungen sind bisherige Drehschwingungsdämpfer ungeeignet, bei denen die in Reihe geschalteten Dämpfer in einer übereinstimmenden axialen Ebene angeordnet sind, wodurch sich ein vergrößerter Außendurchmesser einstellt. Andererseits stellen sich mit einem Bogenfederdämpfer allein unzulässig hohe Federraten ein, mit denen die geforderten Isolationsgrade des Drehschwingungsdämpfers nicht erreichbar sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung schließt der innere Dämpfer ein ringförmiges Halteelement mit einem U-förmigen Querschnittsprofil ein. Das vorzugsweise aus einem Blechwerkstoff durch ein spanloses Umformverfahren hergestellte Halteelement ist in der Einbaulage seitlich in Richtung des Sekundärteils zeigend offen gestaltet. In den konzentrisch zueinander verlaufenden Seitenwandungen des ringförmigen Halteelementes sind zur Aufnahme von Druckfedern des Federelementes umfangsverteilt gegenüberliegende Durchstellungen eingebracht.
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Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der die beiden Dämpfer verbindende Flansch innenseitig mit einem geringen axialen Abstand parallel zu dem Primärteil verläuft. An diesen Abschnitt schließt sich ein gekröpfter Abschnitt an, der in Richtung einer Mitte der zumindest eine Bogenfeder einschließenden Federeinheit des äußeren Dämpfers verläuft. Der Flansch ist damit der Einbausituation der versetzten Dämpfer zur Darstellung eines kompakten Drehschwingungsdämpfers angepasst. Bevorzugt ist der mit beiden Dämpfern in Verbindung stehende Flansch mittels benachbart zu dem Primärteil angeordneten Nietverbindungen an dem ringförmigen Halteelement des inneren Dämpfers befestigt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Sekundärteil einen Abtriebsflansch mit einem äußeren, rechtwinkelig zu dem Antriebsflansch verlaufenden Schenkel, an dem außenseitig ein Blechelement fixiert ist. In dem Schenkel sowie dem zugehörigen Blechelement sind umfangsverteilt Öffnungen eingebracht, die in Umfangsrichtung jeweils den Einbauraum für die Druckfedern der Federeinheit begrenzen.
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Der konstruktive Aufbau des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers schließt außerdem einen einstückig mit dem Primärteil verbundenen Deckelabschnitt ein. Der abtriebsseitig dem Sekundärteil vorangestellte Deckelabschnitt erstreckt sich dabei radial über beide Dämpfer. Innenseitig dient der Deckelabschnitt gemeinsam mit einer Seitenwandung des ringförmigen Halteelementes des inneren Dämpfers zur Fixierung eines den Abtriebsflansch umschließenden Dichtelementes. Das Dichtelement verhindert den Eintritt von Verunreinigungen, wie Staub oder Flüssigkeiten in den Innenraum, die zu einer Störung oder einem Ausfall des Drehschwingungsdämpfers führen können.
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Eine bevorzugte konstruktive Auslegung des Drehschwingungsdämpfers sieht zwischen dem äußeren und dem inneren Dämpfer einen Versatz vor, der nahezu einem halben Durchmesser der Federeinheit des äußeren Dämpfers entspricht. Diese Auslegung bildet ein Optimum um einerseits einen reduzierten Außendurchmesser zu erzielen, ohne andererseits die axiale Länge des Drehschwingungsdämpfers unzulässig zu vergrößern.
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Die erfindungsgemäß versetzte Einbaulage der Dämpfer ermöglicht weiterhin den Aufbau eines kompakten Drehschwingungsdämpfers, der auch ein Fliehkraftpendel einschließt. Die Pendelmassen des mit dem Sekundärteil verbundenen Fliehkraftpendels sind dabei axial beabstandet zu dem äußeren Dämpfer positioniert. Das somit zumindest teilweise den inneren Dämpfer umschließende Fliehkraftpendel ist damit in einem Bauraum angeordnet, der sich radial oberhalb des voranstehenden inneren Dämpfers einstellt.
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Im Folgenden wird die Erfindung näher beschrieben, die anhand von einem Ausführungsbeispiel in zwei Figuren abgebildet ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigt:
- 1: einen Drehschwingungsdämpfer im Halbschnitt mit einer erfindungsgemäßen Anordnung der Dämpfer;
- 2: eine Schnittdarstellung des Drehschwingungsdämpfers entlang des Schnittverlaufs 2-2 gemäß 1.
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In der 1 ist ein Drehschwingungsdämpfer 1 abgebildet, der für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) bestimmt und zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Reibungskupplung positioniert ist. Der auch ZMS genannte Drehschwingungsdämpfer 1 besteht aus einem einer Antriebsseite zugeordneten, mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine verbundenen Primärteil 2 sowie einem einer Abtriebsseite zugeordneten Sekundärteil 3. Das Primärteil 2 sowie das Sekundärteil 3 sind gemeinsam um eine Drehachse 4 drehbar und relativ zueinander begrenzt verdrehbar. Zwischen dem Primärteil 2 und dem Sekundärteil 3 sind ein äußerer, auch Hauptdämpfer genannter Dämpfer 5 und ein innerer Dämpfer 6 in Reihe geschaltet bzw. angeordnet. Der äußere Dämpfer 5 umfasst eine Bogenfedern einschließende Federeinheit 7 und der innere Dämpfer 6 eine mehrere Druckfedern umfassende Federeinheit 8. Das Primärteil 2 ist einstückig mit einem Deckelabschnitt 9 verbunden, die gemeinsam außenseitig die Federeinheit 7 umschließen. Das Primärteil 2 weist Abstützabschnitte (nicht gezeigt) auf, die für die Bogenfedern der Federeinheit 7 bestimmt sind. Gegenseitig ist die Federeinheit 7 an einem Flansch 10 abgestützt.
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Der innere Dämpfer 6 wird gebildet von einem ringförmigen Halteelement 11 mit einem in Richtung des Deckelabschnitts 9 offenen U-förmigen Querschnittprofil. In Seitenwandungen 12, 13 des bevorzugt durch einen spanlosen Umformprozess hergestellten Halteelementes 11 sind umfangsverteilt gegenüberliegende, zur Aufnahme von Druckfedern der Federeinheit 8 bestimmte Durchstellungen 14, 15 eingeformt. Das Sekundärteil 3 umfasst einen Abtriebsflansch 18 mit einem rechtwinkelig zum Abtriebsflansch 18 ausgerichteten Schenkel 16, an dem außenseitig ein Blechelement 17 über Nietverbindungen 26 lagefixiert ist. In dem Schenkel 16 sowie dem zugehörigen Blechelement 17 sind umfangsverteilt Öffnungen 19 (gezeigt in 2) eingebracht, die in Umfangsrichtung jeweils einen Einbauraum für die Druckfedern der Federeinheit 8 radial begrenzen. Der als Druckfederdämpfer ausgeführte innere Dämpfer 6 ist axial seitlich versetzt unterhalb des äußeren Dämpfers 5 positioniert. Der Versatz S zwischen den Dämpfern 5, 6 entspricht nahezu dem halben Durchmesser D der Federeinheit 7 des äußeren Dämpfers 5. Über den Flansch 10 erfolgt eine Koppelung der Dämpfer 5, 6 des Drehschwingungsdämpfers 1. Außenseitig ist an dem Flansch 10 die Federeinheit 7 des Dämpfers 5 abgestützt und innenseitig ist der Flansch 10 über Nietverbindungen 20 unmittelbar an dem Halteelement 11 des inneren Dämpfers 8 befestigt. Um den Versatz S zwischen den Dämpfern 5, 6 auszugleichen, ist der Flansch 10 gekröpft gestaltet, wobei sich an einen parallel zu dem Primärteil 2 verlaufender Abschnitt ein gekröpfter Abschnitt 21 anschließt. Um einen Innenraum 23 des Drehschwingungsdämpfers 1 wirksam vor Verunreinigungen wie Staub oder Flüssigkeiten zu schützen, erstreckt sich der mit dem Primärteil 2 verbundene Deckelabschnitt 9 radial über beide Dämpfer 5, 6. Innenseitig dient der Deckelabschnitt 9 weiterhin gemeinsam mit einer Seitenwandung 15 des Halteelementes 11 zur Fixierung eines den Abtriebsflansch 18 umschließenden Dichtelementes 22. An dem Abtriebsflansch 18 des Sekundärteils 3 ist weiterhin ein Fliehkraftpendel 24 befestigt, dessen Pendelmassen 25 axial beabstandet zu der Federeinheit 7 vom Dämpfer 5 positioniert sind.
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Die 2 verdeutlicht insbesondere die Anordnung bzw. die Einbaulage der Dämpfer 5, 6 innerhalb des Drehschwingungsdämpfers 1. Der äußere Dämpfer 5 umfasst eine drei Bogenfedern einschließende Federeinheit 7, zwischen denen jeweils der Flansch in Form eines Flanschflügels platziert ist. Der innere Dämpfer 6 schließt acht symmetrisch umfangsverteilte, als Druckfedern ausgeführte Federeinheiten 8 ein. Der für jede Druckfeder verfügbare Einbauraum wird dabei radial von den Durchstellungen 14, 15 des Halteelementes 11 sowie in Umfangsrichtung von den Öffnungen 19 in dem Schenkel 16 sowie dem Blechelement 17 begrenzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Primärteil
- 3
- Sekundärteil
- 4
- Drehachse
- 5
- Dämpfer (außen)
- 6
- Dämpfer (innen)
- 7
- Federeinheit (außen)
- 8
- Federeinheit (innen)
- 9
- Deckelabschnitt
- 10
- Flansch
- 11
- Halteelement
- 12
- Seitenwandung
- 13
- Seitenwandung
- 14
- Durchstellung
- 15
- Durchstellung
- 16
- Schenkel
- 17
- Blechelement
- 18
- Abtriebsflansch
- 19
- Öffnung
- 20
- Nietverbindung
- 21
- Abschnitt
- 22
- Dichtelement
- 23
- Innenraum
- 24
- Fliehkraftpendel
- 25
- Pendelmasse
- 26
- Nietverbindung
- D
- Durchmesser (äußere Federeinheit)
- S
- Versatz (zwischen den Dämpfern)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012202255 A1 [0002]
- DE 3047039 A1 [0003]
- DE 102008032009 A1 [0004]
