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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 begrenzt um die Drehachse verdrehbaren Ausgangsteil mit einer Nabe.
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Ein gattungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 10 2015 203 475 A1 bekannt. Hierbei ist ein um eine Drehachse verdrehbar angeordnetes Eingangsteil vorgesehen, das an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommen werden kann. Das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers ist aus einem Nabenteil mit Innenverzahnung gebildet, welches drehschlüssig mit einer Welle oder einem Wellenstumpf einer nachfolgenden Antriebsstrangvorrichtung verbindbar ist. Zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil ist in Umfangsrichtung wirksam eine aus über den Umfang verteilt angeordneten Bogenfedern gebildete Federeinrichtung vorgesehen. Die Bogenfedern sind in einem Ringkanal angeordnet, der von Blechteilen des Eingangsteils gebildet wird.
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Die in dem Drehschwingungsdämpfer zur Verfügung stehende Federkapazität ist insbesondere bei einem Einsatz des Drehschwingungsdämpfers in engen Bauräumen begrenzt. Zur Erhöhung der Federkapazität ist daher beispielsweise aus der Druckschrift
WO 2016/16155728 A1 bekannt, Bogenfedern ineinander geschachtelt in demselben Ringkanal unterzubringen. Weiterhin ist beispielsweise aus der Druckschrift
DE 10 2010 051 906 A1 ein Zweimassenschwungrad mit einer Gegendruckplatte für eine Reibungskupplung bekannt, bei dem radial innerhalb des Bogenfederkanals kurze, über den Umfang verteilt und radial außen an einem Scheibenteil nach radial außen abgestützte Schraubendruckfedern angeordnet sind.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Drehschwingungsdämpfers mit ausgangsseitigem Nabenteil. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, einen Drehschwingungsdämpfer vorzuschlagen, dessen Federkapazität insbesondere im Weitwinkelbereich verbessert wird.
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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 dient der Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine. Insbesondere eignet sich der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer aufgrund seines geringen Bauraumanspruchs bei ausreichender Federkapazität für enge Bauräume in Antriebssträngen wie beispielsweise hybridischen Antriebssträngen. Der Drehschwingungsdämpfer enthält ein um eine Drehachse verdrehbar angeordnetes Eingangsteil. Das Eingangsteil kann aus Blechteilen hergestellt sein und eine Primärschwungmasse bilden. Das Ausgangsteil ist gegenüber dem Eingangsteil entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung begrenzt um die Drehachse verdrehbar ausgebildet und weist eine Nabe mit Innenprofilierung wie Innenverzahnung auf. Die Innenprofilierung kann drehschlüssig mit einer in dem Antriebsstrang nachfolgenden Antriebsstrangvorrichtung, beispielsweise einem Getriebe, einer Doppelkupplung oder dergleichen verbunden werden. An dem Eingangsteil und/oder an dem Ausgangsteil kann ein Fliehkraftpendel angeordnet sein.
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Um die Federkapazität der Federeinrichtung zu erhöhen, ist die Federeinrichtung aus radial übereinander angeordneten, jeweils in einem radial äußeren ersten Ringkanal und in einem zweiten radial inneren Ringkanal untergebrachten und radial außen an ihrem Ringkanal radial abgestützten Federgruppen gebildet. Durch die Ausbildung eines zweiten radial innerhalb des ersten Ringkanals angeordneten Ringkanals können in dem ersten und in dem zweiten Ringkanal Federgruppen untergebracht werden, die sich über einen weiten Umfangswinkel erstrecken und beispielsweise als auf ihren Einsatzdurchmesser vorgebogene Bogenfedern ausgebildet sind. Beispielsweise können in einem oder in beiden Ringkanälen ineinander geschachtelte Bogenfedern vorgesehen sein, so dass eine weitere Erhöhung der Federkapazität vorgesehen werden kann. Beispielsweise können pro Federgruppe zwei bis vier über den Umfang verteilt angeordnete Bogenfedern oder ineinander geschachtelte Bogenfederpakete vorgesehen sein.
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Die Ringkanäle sind jeweils in bevorzugter Weise aus Blechteilen hergestellt. Beispielsweise kann der erste, also radial äußere Ringkanal aus einem mit der Kurbelwelle verbindbaren Scheibenteil und einem mit diesem verbundenen wie dicht verschweißten Deckelteil gebildet sein. Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit des Ringkanals können zwischen den Bogenfedern und dem Innenumfang des ersten Ringkanals Verschleißschutzschalen vorgesehen sein.
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Der radial innere Ringkanal kann aus zwei mittels einer Pressverbindung miteinander verbundenen Blechteilen gebildet sein. Hierbei überlappen sich die beiden Blechteile radial außen axial. Das radial innere, mit den Bogenfedern der zweiten Federgruppe in Kontakt tretende Blechteil kann zumindest im Bereich eines Kontakts gehärtet ausgebildet sein, so dass auf Verschleißschutzschalen verzichtet werden kann. Zumindest ein Ringkanal, bevorzugt beide Ringkanäle sind zumindest teilweise mit Schmiermittel befüllt. Beispielsweise kann hierdurch der sich unter Fliehkraft ausbildende Reibkontakt zwischen Bogenfedern und der Kontaktfläche am Innenumfang der Ringkanäle verringert werden. Das Schmiermittel ist bevorzugt hochviskos ausgebildet. Zusätzlich können Abdichtungen der Ringkanäle nach radial innen vorgesehen sein.
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Die Beaufschlagung der Federgruppen der Ringkanäle erfolgt eingangsseitig bevorzugt mittels Anprägungen in den die Ringkanäle bildenden Blechteilen. Die Ausgangsseitige Beaufschlagung ist bevorzugt mittels radial von innen in den jeweiligen Ringkanal erweiterter Arme eines Flanschteils gebildet. Die Beaufschlagungsmittel der Federgruppen in Form der Anprägungen und Arme greifen dabei jeweils zwischen die Stirnseiten in Umfangsrichtung benachbarter Bogenfedern ein, so dass diese bei einer Verdrehung des Eingangsteils und des Ausgangsteils gegeneinander um die Drehachse komprimiert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers sind die Federgruppen der beiden Ringkanäle parallel zueinander geschaltet. Dies bedeutet, dass bei einer Relativverdrehung des Ein- und Ausgangsteils die Federgruppen getrennt voneinander beaufschlagt werden.
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Hierzu können die Federgruppen jeweils von einem Flanschteil getrennt voneinander mittels eines Flanschteils mit entsprechend radial erweiterten Armen beaufschlagt sein, wobei die Ringkanäle drehschlüssig miteinander gekoppelt sind. Beispielsweise können die Ringkanäle mittels Nietwarzen ineinander gesteckt sein. Beide Flanschteile bilden dabei das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers. Hierbei können beide Flanschteile zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federgruppen jeweils ein Nabenteil der Nabe bilden.
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Um eine Verspannung derart ausgebildeter Nabenteile auf einer Außenverzahnung zu bewirken, können die Nabenteile mittels der Federgruppen an einer mit der Nabe verbunden Außenverzahnung gegeneinander in Umfangsrichtung vorgespannt sein. Hierbei überdecken sich die Innenverzahnungen der Nabenteile im nicht vorgespannten Zustand und werden unter der Ausbildung einer Vorspannung an der Außenverzahnung in eine fluchtende Position gebracht. Hierdurch kann beispielsweise ein Rasseln der Zahnverbindung zwischen Drehschwingungsdämpfer und der die Außenverzahnung tragendenden Verbindung einer nachgeschalteten Antriebsstrangvorrichtung vermieden werden.
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Zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil kann eine Grundreibung vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Grundreibung mittels einer Abdichtung einer oder beider Ringkanäle vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Dichtmembran an einem eine Federgruppe beaufschlagenden Flanschteil befestigt sein, welche mit einem Blechteil eines Ringteils oder einem mit diesem verbundenen Kunststoffteil einen Reibeingriff bildet. Beispielsweise kann die Grundreibung zwischen dem zweiten Ringkanal und einem ausgangsseitigen Flanschteil des ersten Ringkanals ausgebildet sein.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers können die Federgruppen in Reihe geschaltet sein. Dies bedeutet, dass das Ausgangsteil wie Flanschteil der ersten Federgruppe das Eingangsteil der zweiten Federgruppe einteilig bildet oder diese miteinander drehschlüssig verbunden sind. Hierbei ist das Eingangsteil wie Ringkanal der zweiten Federgruppe und das Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers getrennt ausgebildet. Hierbei kann eine verdrehbare Lagerung des zweiten Ringkanals an dem Eingangsteil oder an dem Ausgangsteil wie beispielsweise auf der Nabe erfolgen. Beispielsweise kann ein ein Ausgangsteil des zweiten Ringkanals und ein Eingangsteil des zweiten Ringkanals bildendes Bauteil auf der Nabe des Ausgangsteils des Drehschwingungsdämpfers verdrehbar gelagert, beispielsweise gleitgelagert sein.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 den oberen Teil eines um eine Drehachse angeordneten Drehschwingungsdämpfers mit parallel geschalteten Federgruppen im Schnitt und
- 2 den oberen Teil eines um eine Drehachse angeordneten Drehschwingungsdämpfers mit in Reihe geschalteten Federgruppen im Schnitt.
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Die 1 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten Drehschwingungsdämpfers 1 im Schnitt. Das Eingangsteil 2 des Drehschwingungsdämpfers 1 ist mittels der Schrauben 3 mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbindbar. Das Ausgangsteil 4 des Drehschwingungsdämpfers 1 enthält die Nabe 5 mit der Innenverzahnung 6 zur drehschlüssigen Verbindung mit einer Welle oder einem Wellenstumpf einer nachgeschalteten Antriebsstrangvorrichtung, beispielsweise eines Getriebes oder insbesondere einer vor das Getriebe geschalteten Doppelkupplung. Das Eingangsteil 2 ist dabei als Primärschwungmasse ausgebildet, die Sekundärschwungmasse wird im Wesentlichen von der nachfolgenden Antriebsstrangvorrichtung bereitgestellt.
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Zwischen dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 4 ist die in Umfangsrichtung und damit bei einer Relativverdrehung dieser gegeneinander um die Drehachse d wirksame Federeinrichtung 7 vorgesehen. Die Federeinrichtung 7 ist aus den beiden Federgruppen 8 und 9 gebildet, welche parallel zwischen Eingangsteil 2 und Ausgangsteil 4 geschaltet sind. Die Federgruppen 8, 9 sind radial übereinander angeordnet und jeweils in einem separaten Ringkanal 10, 11 aufgenommen. Die Federgruppen 8, 9 sind aus ineinander geschachtelten Bogenfedern 12, 13 der Federgruppe 8 und aus den Bogenfedern 14 gebildet, die über einen großen Umfangswinkel erstreckt sind und sich radial außen unter Fliehkrafteinwirkung abstützen. Beispielsweise können zwei oder drei, in Ausnahmefällen vier auf ihren Einsatzdurchmesser vorgebogene Bogenfedern 12, 13, 14 vorgesehen sein. Je nach Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers 1 können beide oder eine der Federgruppen - wie hier gezeigt die Federgruppe 8 - mit ineinander geschachtelten Bogenfedern ausgestattet sein.
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Das Eingangsteil 2 ist aus den Scheibenteilen 15, 16 und der Zusatzmasse 17, welche den Anlasserzahnkranz und die Gebermarkierungen aufweist, gebildet. Das Scheibenteil 15 ist mit der Kurbelwelle verbindbar und bildet mit dem mit diesem abgedichtet beispielsweise verschweißten Scheibenteil 16 den Ringkanal 10 für die erste Federgruppe 8. Die eingangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern 12, 13 der Federgruppe 8 erfolgt mittels der in den Scheibenteilen 15, 16 vorgesehenen Anprägungen 18, 19, die jeweils axial zwischen die Stirnseiten zweier in Umfangsrichtung benachbarter Bogenfedern 12, 13 eingreifen.
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Die ausgangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern 12, 13 erfolgt mittels des Flanschteils 20, welches von radial innen mittels der radial erweiterten Arme 21 zwischen die Anprägungen 18, 19 in den Ringkanal 10 eingreift und jeweils die Stirnseiten zweier in Umfangsrichtung benachbarter Bogenfedern 12, 13 beaufschlagt. Das Flanschteil 20 mündet radial innen in den Nabenteil 22, der einen Teil der Nabe 5 bildet.
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Die zweite Federgruppe 9 ist radial innerhalb des Ringkanals 10 in dem Ringkanal 11 untergebracht. Der Ringkanal 11 ist aus den aus Blech umgeformten Scheibenteilen 23, 24 gebildet, deren Ansätze 25, 26 axial überlappen und mittels eines Pressverfahren, Reibschweißverfahrens oder dergleichen miteinander dicht verbunden sind.
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Das Scheibenteil 23 ist mit dem Scheibenteil 15 mittels der an dem Scheibenteil 15 ausgedrückten Warzen 27 drehfest verbunden wie vorpositioniert und bildet radial innen den Zwischenring für die Schrauben 3. Hierdurch wird der zweite Ringkanal 11 nach Montage des Drehschwingungsdämpfers 1 an der Kurbelwelle mittels der Schrauben 3 axial fixiert. Das Scheibenteil 23 ist in bevorzugter Weise gehärtet und bildet radial außen in einem Kontaktbereich zu den Bogenfedern 14 eine Gleitschale wie Verschleißschutzschale. Hierdurch kann auf Gleitschalen entsprechend den Gleitschalen 28 in dem Ringkanal 10 verzichtet werden.
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Die eingangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern 14 erfolgt mittels der in den Scheibenteilen 23, 24 vorgesehenen Anprägungen 29, 30. Die ausgangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern 14 erfolgt mittels des Flanschteils 31, welches mittels seiner radial erweiterter Arme 32 zwischen die Anprägungen 29, 30 eingreift und die Stirnseiten in Umfangsrichtung benachbart angeordneter Bogenfedern 14 beaufschlagt. Das Flanschteil 31 bildet radial innen das Nabenteil 33 zur Bildung der Nabe 5 aus. Um die Verzahnungsteile 34, 35 der Innenverzahnung 6 fluchtend anzuordnen, können die Flanschteile 20, 31 miteinander drehschlüssig verbunden sein. Beispielsweise kann hierzu eine Verzahnung 41 mit aus einem der Flanschteile ausgedrückten Warzen, die in komplementäre Öffnungen des anderen Flanschteils eingreifen, gebildet sein. Alternativ können die Federgruppen 8, 9 gegeneinander verschränkt und vorgespannt ausgebildet sein, so dass die Verzahnungsteile 34, 35 gegenseitig geringfügig auf Lücke stehen und die Innenverzahnung 6 gegenüber der komplementären Außenverzahnung vorgespannt ist.
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Die Ringkanäle 10, 11 sind bevorzugt zumindest teilweise mit hochviskosem Schmiermittel befüllt, um den Reibkontakt zwischen den Bogenfedern 12, 13 und den Gleitschalen 28 beziehungsweise dem Scheibenteil 23 und den Bogenfedern 14 zu verringern. Die Ringkanäle 10, 11 sind nach außen beziehungsweise von außen gegen Verschmutzung zumindest teilweise abgedichtet. Hierzu ist zwischen dem Scheibenteil 16 und den ausgestellten Zungen 36 des Flanschteils 20 das Ringteil 37 angeordnet, welches zusätzlich als axialer Anschlag zwischen dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 4 beziehungsweise dem Flanschteil 20 der ersten Federgruppe 8 ausgebildet ist. Ein weiterer axialer Anschlag zwischen dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 4 beziehungsweise dem Flanschteil 31 der zweiten Federgruppe 9 ist mittels des Ringteils 38 gebildet.
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Eine weitere axial elastische Abstützung erfolgt zwischen dem Scheibenteil 24 des zweiten Ringkanals 11 und dem Ausgangsteil 4 mittels der Dichtmembran 39, welche zwischen den Flanschteilen 20, 31 vernietet ist und radial außen gegen das Ringteil 40 wie Reibring aus Kunststoff, das an dem Scheibenteil 24 drehfest aufgenommen ist, axial vorgespannt ist. Hierdurch wird eine verdrehwinkelabhängige Grundreibung zwischen dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 4 ausgebildet.
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Bei einer Verdrehung des Eingangsteils 2 gegenüber dem Ausgangsteil 4 um die Drehachse d beispielsweise bei einem in das Eingangsteil 2 eingetragenem drehschwingungsbehafteten Drehmoment werden die beiden Federgruppen 8, 9 gleichzeitig und getrennt voneinander und damit parallel beaufschlagt. Hierbei wird das Drehmoment über die beiden Federgruppen 8, 9 verteilt übertragen.
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Die 2 zeigt den dem Drehschwingungsdämpfer 1 der 1 ähnlichen, um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfer 1a in derselben Darstellung mit radial übereinander angeordneten Ringkanälen 10a, 11a, in dem die Federgruppen 8a, 9a mit den Bogenfedern 12a, 13a, 14a angeordnet sind. Im Unterschied zu dem Drehschwingungsdämpfer 1 der 1 sind die Federgruppen 8a, 9a der Federeinrichtung 7a des Drehschwingungsdämpfers 1a seriell ausgebildet und sind daher in Reihe geschaltet, wobei das in das Eingangsteil 2a eingeleitete Drehmoment zuerst über die Federgruppe 8a und von dieser über die Federgruppe 9a auf das Ausgangsteil 4a übertragen wird. Hierzu ist der aus den Scheibenteilen 15a, 16a gebildete Ringkanal 10a entsprechend dem Ringkanal 10 der 1 ausgebildet.
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Das Flanschteil 20a zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der ersten Federgruppe 8a bildet mit dem Scheibenteil 23a den Ringkanal 11a für die zweite Federgruppe 9a. Die ausgestellten, axial umgelegten Zungen 42a bilden mit dem umgelegten Ansatz 25a des Scheibenteils 23a eine Pressverbindung, Reibschweißverbindung oder dergleichen.
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Das Flanschteil 31a zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federgruppe 9a bildet die Nabe 5a mit der Innenverzahnung 6a. Das Flanschteil 20a ist auf der Nabe 5a mittels der Lagerung 43a wie Gleitlagerung verdrehbar gelagert.
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Zwischen dem Eingangsteil 2a und dem Flanschteil 31a und damit dem Ausgangsteil 4a ist das Ringteil 38a als axialer Anschlag vorgesehen.
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Die Grundreibung zwischen dem Eingangsteil 2a und dem Ausgangsteil 4a ist mittels der mit dem Flanschteil 20a verbundenen wie vernieteten und axial gegen das an dem Scheibenteil 16a drehschlüssig befestigte Ringteil 37a vorgespannten Dichtmembran 39a gebildet.
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Das in das Eingangsteil 2a eingeleitete Drehmoment wird über die erste Federgruppe 8a mittels des Flanschteils 20a auf die zweite Federgruppe 9a und von dort mittels des Flanschteils 31a auf die Nabe 5a und damit in Reihe über die Federgruppen 8a, 9a geleitet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 1a
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Eingangsteil
- 2a
- Eingangsteil
- 3
- Schraube
- 4
- Ausgangsteil
- 4a
- Ausgangsteil
- 5
- Nabe
- 5a
- Nabe
- 6
- Innenverzahnung
- 6a
- Innenverzahnung
- 7
- Federeinrichtung
- 7a
- Federeinrichtung
- 8
- Federgruppe
- 8a
- Federgruppe
- 9
- Federgruppe
- 9a
- Federgruppe
- 10
- Ringkanal
- 10a
- Ringkanal
- 11
- Ringkanal
- 11a
- Ringkanal
- 12
- Bogenfeder
- 12a
- Bogenfeder
- 13
- Bogenfeder
- 13a
- Bogenfeder
- 14
- Bogenfeder
- 14a
- Bogenfeder
- 15
- Scheibenteil
- 15a
- Scheibenteil
- 16
- Scheibenteil
- 16a
- Scheibenteil
- 17
- Zusatzmasse
- 18
- Anprägung
- 19
- Anprägung
- 20
- Flanschteil
- 20a
- Flanschteil
- 21
- Arm
- 22
- Nabenteil
- 23
- Scheibenteil
- 23a
- Scheibenteil
- 24
- Scheibenteil
- 25
- Ansatz
- 25a
- Ansatz
- 26
- Ansatz
- 27
- Warze
- 28
- Gleitschale
- 29
- Anprägung
- 30
- Anprägung
- 31
- Flanschteil
- 31a
- Flanschteil
- 32
- Arm
- 33
- Nabenteil
- 34
- Verzahnungsteil
- 35
- Verzahnungsteil
- 36
- Zunge
- 37
- Ringteil
- 37a
- Ringteil
- 38
- Ringteil
- 38a
- Ringteil
- 39
- Dichtmembran
- 39a
- Dichtmembran
- 40
- Ringteil
- 41
- Verzahnung
- 42a
- Zunge
- 43a
- Lagerung
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015203475 A1 [0002]
- WO 2016/16155728 A1 [0003]
- DE 102010051906 A1 [0003]
