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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 begrenzt verdrehbaren Ausgangsteil, wobei die Federeinrichtung in einem Ringraum untergebracht ist. Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise Zweimassenschwungräder sind seit Langem in Antriebsträngen von Kraftfahrzeugen zur Drehschwingungsdämpfung drehschwingungsbehafteter Brennkraftmaschinen bekannt. Die Drehschwingungsdämpfer werden hierzu mit ihren Eingangsteilen an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aufgenommen und sind nachfolgend mittels eines Ausgangsteils beispielsweise mittels einer Reibungskupplung mit dem Getriebe des Antriebsstrangs verbindbar. Zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil ist eine in Umfangsrichtung wirksame Federeinrichtung vorgesehen, die das Drehmoment vom Eingangsteil auf das Ausgangsteil drehelastisch überträgt und damit Drehschwingungen dämpft.
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Gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfer weisen einen Ringraum wie beispielsweise eine Ringkammer auf, in der die Federeinrichtung aufgenommen ist. Der Ringraum ist anfällig gegen eindringendes Wasser beziehungsweise austretendes Schmiermittel zur Schmierung der Federeinrichtung. Wie beispielsweise aus den Druckschriften
DE 10 2014 216 299 A1 ,
DE 10 2014 209 902 A1 ,
WO2015/172780 A1 und
WO2016/004943 A1 bekannt, werden Dichtungen zur Abdichtung des Ringraums vorgeschlagen. Beispielsweise aufgrund der dynamischen Verhältnisse bei Verdrehung von Ein- und Ausgangsteil gegeneinander, der Fügung unterschiedlicher Bauteile mit unterschiedlichen Funktionen, stark variierenden Temperaturen ist eine absolute Abdichtung des Ringraums nicht möglich beziehungsweise nicht gewünscht. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen, beispielsweise Geländefahrzeugen, mit einer erhöhten Aussetzung gegenüber Wasser beispielsweise bei Watvorgängen, Überschwemmungen und dergleichen kann sich Wasser in dem Ringraum ansammeln, welches Schmiermittel auswaschen und den Drehschwingungsdämpfer langfristig zerstören kann. Dabei hat sich gezeigt, dass beispielsweise bei hoher Dichtigkeit des Ringraums eine Verweildauer des Wassers im Ringraum sogar erhöht werden kann. Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, eine in den Ringraum eintretende Wassermenge und dessen Verweildauer im Ringraum zu reduzieren.
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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 Drehschwingungsentkopplung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs insbesondere mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine. Der Drehschwingungsdämpfer enthält ein um eine Drehachse verdrehbar angeordnetes Eingangsteil und ein gegenüber diesem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung um die Drehachse begrenzt verdrehbares Ausgangsteil. Die Federeinrichtung ist hierbei in einem Ringraum untergebracht. Je nach Ausbildung des Drehschwingungsdämpfers kann das Eingangsteil als Primärschwungmasse ausgebildet sein und dem Ausgangsteil eine Sekundärschwungmasse zur Ausbildung eines Zweimassenschwungrads zugeordnet sein.
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Der Drehschwingungsdämpfer kann zur zusätzlichen drehzahladaptiven Drehschwingungstilgung ein oder mehrere Fliehkraftpendel enthalten. Insbesondere kann ein Fliehkraftpendel mit seinem Pendelmassenträger mit dem Ausgangsteil verbunden sein.
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Die Federeinrichtung ist in bevorzugter Weise aus über den Umfang verteilt angeordneten, auf ihren Einsatzdurchmesser vorgebogenen Bogenfedern gebildet. Mehrere, ineinander geschachtelte Bogenfedern können über den Umfang angeordnete Bogenfederpakete bilden. Die Bogenfedern sind in dem Ringraum untergebracht und sind radial außen an den Ringraum bildenden Bauteilen des Drehschwingungsdämpfers abgestützt. Der Ringraum ist zur Befettung der Bogenfedern zumindest teilweise mit in bevorzugter Weise hochviskos ausgebildetem Schmiermittel befüllt.
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Beispielsweise um eine in den Ringraum eindringende Wassermenge insbesondere bei Geländefahrzeugen während Watvorgängen, bei von Überschwemmungen betroffenen Kraftfahrzeugen oder dergleichen zu verringern oder auszuschließen, ist ein von der Federeinrichtung ausgesparter Hohlraum des Ringraums zumindest teilweise mittels zumindest eines Kunststoffkörpers ausgefüllt. Durch die Verringerung des Volumens des Hohlraums kann entsprechend weniger Wasser in den Ringraum eindringen und dort verbleiben. Hierdurch wird ohne aufwendige Dichtung die Wassermenge in dem Ringraum begrenzt, so dass beispielsweise Auswaschungen des gegebenenfalls vorhandenen Schmiermittels ausbleiben und der Drehschwingungsdämpfer langzeitstabiler ausgebildet werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers ist der Ringraum von dem Eingangsteil gebildet. Hierzu kann das Eingangsteil aus Blechteilen, beispielsweise einem mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eines Antriebsstrangs verbundenen Scheibenteil und einem mit diesem dicht verbundenen wie beispielsweise verschweißten Deckelteil gebildet sein, die den Ringraum bilden und die Federeinrichtung in Umfangsrichtung eingangsseitig beaufschlagen. Hierzu können beispielsweise axial ausgebildete Anprägungen vorgesehen sein, die zwischen die Stirnseiten in Umfangsrichtung benachbarter Bogenfedern eingreifen. Dabei greift von radial innen ein Flanschteil des Ausgangsteils in den Ringraum ein und übernimmt mittels radial außen erweiterter Arme die ausgangsseitige Beaufschlagung der Federeinrichtung. Das Flanschteil teilt den Ringraum in zwei Volumenteile, wobei zumindest ein Volumenteil zumindest einen Kunststoffkörper enthält.
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Das mit der Kurbelwelle verbundene Scheibenteil weist zur Aufnahme an der Kurbelwelle entsprechende Befestigungsöffnungen auf, die von Schrauben durchgriffen werden und mit einem Flansch der Kurbelwelle verschraubt sind. Um den Ringraum zumindest grob abzudichten, kann zwischen dem Flanschteil und dem mit dem Scheibenteil verbundenen Deckelteil eine Dichtmembran vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Dichtmembran an Nieten zur Verbindung einer Sekundärschwungmasse oder eines Nabenteils mit dem Flanschteil verbunden sein und axial gegen das Deckelteil beispielsweise unter Zwischenlegung eines drehfest mit dem Deckelteil verbundenen Ringteils aus Kunststoff zur Ausbildung einer Grundreibung vorgespannt sein.
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Insoweit können zwei Ausführungsformen von Drehschwingungsdämpfern wie Zweimassenschwungrädern ausgebildet sein. Zum einen kann das Flanschteil mit einer Sekundärschwungmasse verbunden sein, die zugleich eine Gegendruckplatte bildet und eine Kupplungsdruckplatte zur Bildung einer Reibungskupplung aufnimmt, wobei der Abtrieb über die Reibungskupplung erfolgt. Zum anderen kann das Flanschteil mit einem Nabenteil mit einer Innenverzahnung verbunden sein oder dieses ausbilden, wobei der Abtrieb über eine verzahnte Welle oder einen Wellenstumpf erfolgt. Eine nachgeschaltete Antriebsstrangvorrichtung beispielsweise eine Doppelkupplung kann dabei die Sekundärschwungmasse ausbilden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers kann der zumindest eine Kunststoffkörper drehschlüssig mit einem Bauteil des Ein- oder Ausgangsteils verbunden sein. Insbesondere bei nicht rotationssymmetrisch ausgebildeten Ringräumen oder um die Drehachse winkelselektiv ausgebildeten Funktionen kann es vorteilhaft sein, den zumindest einen Kunststoffkörper an eine Kontur eines oder mehrerer Bauteile des Eingangsteils oder des Ausgangsteils anzupassen und drehschlüssig mit diesem zu verbinden.
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Beispielsweise kann der zumindest eine zwischen dem eingangsseitigen, mit der Kurbelwelle verbundenen Scheibenteil und dem ausgangsseitigen Flanschteil angeordnete Kunststoffkörper drehschlüssig mit dem Scheibenteil verbunden sein. Hierzu können beispielsweise aus dem Scheibenteil axial ausgedrückte Warzen vorgesehen sind, die in komplementäre Öffnungen des Kunststoffkörpers axial eingreifen. Um den Kunststoffkörper in diesen zu fixieren, kann der Kunststoffkörper axial gegenüber dem Flanschteil vorgespannt sein. Eine drehschlüssige Verbindung mit dem Scheibenteil kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das Ausgangsteil zumindest ein weiteres, mit dem Flanschteil mittels Nieten verbundenes Bauteil, beispielsweise ein Nabenteil oder eine Sekundärschwungmasse und/oder einen Pendelmassenträger eines Fliehkraftpendels aufweist und in dem Scheibenteil und in dem zwischen dem Scheibenteil und dem Flanschteil angeordneten Kunststoffkörper Öffnungen zur Vernietung der Niete vorgesehen sind.
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In alternativer oder zusätzlicher Ausbildung eines Drehschwingungsdämpfers mit zumindest einem Kunststoffkörper mit einem drehschlüssig angeordneten Kunststoffkörper kann bei rotationssymmetrischem Volumenteil oder Volumenteilen der zumindest eine Kunststoffkörper schwimmend, das heißt gegenüber dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil verdrehbar angeordnet sein. Beispielsweise kann der zumindest eine Kunststoffkörper in dem zwischen dem Flanschteil und der Dichtmembran vorgesehenen Volumenteil drehschlüssig oder bei rotationssymmetrischem Volumenteil verdrehbar angeordnet sein. Eine verdrehbare Anordnung kann in vereinfachter Weise infolge entbehrlicher drehschlüssiger Verbindungsmittel ausgebildet werden.
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Der zumindest eine Kunststoffkörper kann mittels eines Spritzgießverfahrens einteilig ausgebildet sein. Als Werkstoffe können wasserabweisende Kunststoffe dienen. Der zumindest eine Kunststoffkörper kann ringförmig ausgebildet sein oder aus zusammengesetzten Ringsegmenten gebildet sein.
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Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten Drehschwingungsdämpfers 1 im Schnitt. Der Drehschwingungsdämpfer ist als Zweimassenschwungrad 2 mit dem Eingangsteil 3 als Primärschwungmasse und dem Ausgangsteil 4 als Sekundärschwungmasse ausgebildet. Das Eingangsteil 3 und das Ausgangsteil 4 sind um die Drehachse d verdrehbar und gegeneinander entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 5 begrenzt verdrehbar angeordnet. Das Eingangsteil 3 und das Ausgangsteil 4 sind aufeinander mittels der Lagerung 6 - hier eine Wälzlagerung - verdrehbar gelagert.
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Das Eingangsteil 3 enthält das Scheibenteil 7 und das Deckelteil 8, die radial außen miteinander dicht verschweißt sind und eine Ringkammer mit dem Ringraum 9 ausbilden. An dem Scheibenteil 7 und an dem Deckelteil 8 sind zur Primärschwungmasse die Zusatzmassen 10, 11 angeordnet. Radial außerhalb der Lagerung 6 sind die Befestigungsöffnungen 12 mit den Schrauben 13 zur Befestigung des Drehschwingungsdämpfers 1 an einer nicht dargestellten Kurbelwelle vorgesehen.
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In dem Ringraum 9 ist die Federeinrichtung 5 untergebracht. Die Federeinrichtung 5 ist aus den über den Umfang verteilt angeordneten, ineinander geschachtelten Bogenfedern 14, 15 gebildet. Die Bogenfedern 14, 15 stützen sich insbesondere unter Fliehkrafteinwirkung radial außen mittels der gehärteten Gleitschalen 16 an dem Scheibenteil 7 ab. Der Ringraum ist teilweise zur Befettung der Bogenfedern 14, 15 und Verringerung der Reibung zwischen diesen und den Gleitschalen 16 mit Schmiermittel 17 befüllt. Die eingangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern 14, 15 erfolgt mittels nicht einsehbarer axialer Anprägungen in dem Deckelteil 8 und dem Scheibenteil 7. Das Ausgangsteil 4 ist aus dem Flanschteil 18 und der Sekundärschwungmasse 19 gebildet. Die Sekundärschwungmasse 19 ist als Gegendruckplatte für eine Reibungskupplung gebildet und nimmt hierzu eine nicht dargestellte Kupplungsdruckplatte auf. Die Sekundärschwungmasse 19 ist mit dem Flanschteil 18 mittels der über den Umfang verteilt angeordneten Niete 20 verbunden.
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Das Flanschteil 18 übernimmt die ausgangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern 14, 15 und weist hierzu radial erweiterte Arme 21 auf, die von radial innen axial zwischen die Anprägungen von Scheibenteil 7 und Deckelteil 8 und zwischen die Stirnseiten der in Umfangsrichtung benachbarten Bogenfedern 14, 15 eingreifen.
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Mittels der Niete 20 ist zwischen dem Flanschteil 18 und der Sekundärschwungmasse 19 die Dichtmembran 22 drehfest mit dem Ausgangsteil 4 verbunden. Radial außen ist die Dichtmembran 22 axial gegen das als Reibring wirksame Ringteil 23 aus Kunststoff vorgespannt. Das Ringteil 23 ist drehfest mit dem Deckelteil 8 verbunden. Dichtmembran 22 und Ringteil 23 bilden bei einer Relativverdrehung von Eingangsteil 3 und Ausgangsteil 4 eine Grundreibung des Drehschwingungsdämpfers 1 aus.
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Das Flanschteil 18 teilt den Ringraum 9 in die beiden Volumenteile 24, 25. In beiden Volumenteilen 24, 25 sind zur Verringerung des Hohlraums des Ringraums 9 Kunststoffkörper 26, 27 angeordnet. Durch die Verringerung des Hohlraums mittels der Kunststoffkörper 26, 27 ist die Wasseraufnahme des Ringraums 9 ohne spezielle Abdichtungsmaßnahmen und ein Verbleib von eingedrungenem Wasser trotz Abdichtung vernachlässigbar, so dass der Drehschwingungsdämpfer 1 in Kraftfahrzeugen in Regionen mit großem Überschwemmungsvorkommen, Geländefahrzeugen mit Wateignung und dergleichen einsetzbar ist.
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Der in dem Volumenteil 24 angeordnete Kunststoffkörper 26 ist bevorzugt einteilig ausgebildet und drehschlüssig mit dem Scheibenteil 7 verbunden. Hierzu weist das Scheibenteil 7 über den Umfang verteilt axial ausgedrückte Warzen 28 auf, die in komplementäre Öffnungen 29 des Kunststoffkörpers 26 eingreifen. Der Kunststoffkörper 26 ist zudem mittels der Tellerfeder 30 unter Abstützung an dem Flanschteil 18 gegen das Scheibenteil 7 axial vorgespannt. Das Scheibenteil 7 und der Kunststoffkörper 26 weisen zu den Nieten 20 fluchtende Öffnungen 31, 32 auf, die ein Vernieten der Sekundärschwungmasse 19 in einem vormontierten Zustand des Drehschwingungsdämpfers 1 ermöglichen. Die Öffnungen 31 sind nach dem Nietvorgang mit Dichtkappen 33 verschlossen. Der Kunststoffkörper 26 ist radial außen der radialen Kontur der Bogenfedern 14 angepasst. Radial innen sind der Absatz 34 für die Unterlegscheibe 35 der Schrauben 13 und der axiale Ansatz 36, der das Flanschteil 18 axial zur Verhinderung von Wassereintritt überschneidend ausgebildet ist, vorgesehen. Hierdurch wird der offene und nur erschwert abzudichtende Bereich des Ringraums 9 zwischen der Lagerung 6, der Sekundärschwungmasse 19, dem Flanschteil 18 und den Schrauben 13 weiter verringert. Tritt bei hohem Wasserspiegel hier Wasser ein, wird das Volumen des eingedrungenen Wasser mittels der Kunststoffkörper 26, 27 derart gering gehalten, dass eine Auswaschung des Schmiermittels 17 praktisch ausgeschlossen ist.
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Der Kunststoffkörper 27 ist rotationssymmetrisch und einteilig ausgebildet. Der Kunststoffkörper 27 ist schwimmend und verdrehbar in dem Volumenteil 25 angeordnet. Radial außen ist der Kunststoffkörper 27 an die radiale Kontur der Bogenfedern 14 angepasst. Der Kunststoff weist eine plane Fläche gegenüber dem Flanschteil 18 auf und ist auf der gegenüberliegenden Seite an die Konturen des Deckelteils 8 mit dem Ringteil 23 und der Dichtmembran 22 angepasst. Der Kunststoffkörper 27 ist radial innen mittels der Schulter 37 an der Dichtmembran 22 zentriert. Die Dichtmembran 22 nimmt hierbei den im Wesentlichen axialen Verlauf des Flanschs 38 der Sekundärschwungmasse 19 auf.
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Die Kunststoffkörper 26, 27 sind bevorzugt mittels eines Spritzgießverfahrens hergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Zweimassenschwungrad
- 3
- Eingangsteil
- 4
- Ausgangsteil
- 5
- Federeinrichtung
- 6
- Lagerung
- 7
- Scheibenteil
- 8
- Deckelteil
- 9
- Ringraum
- 10
- Zusatzmasse
- 11
- Zusatzmasse
- 12
- Befestigungsöffnung
- 13
- Schraube
- 14
- Bogenfeder
- 15
- Bogenfeder
- 16
- Gleitschale
- 17
- Schmiermittel
- 18
- Flanschteil
- 19
- Sekundärschwungmasse
- 20
- Niet
- 21
- Arm
- 22
- Dichtmembran
- 23
- Ringteil
- 24
- Volumenteil
- 25
- Volumenteil
- 26
- Kunststoffkörper
- 27
- Kunststoffkörper
- 28
- Warze
- 29
- Öffnung
- 30
- Tellerfeder
- 31
- Öffnung
- 32
- Öffnung
- 33
- Dichtkappe
- 34
- Absatz
- 35
- Unterlegscheibe
- 36
- Ansatz
- 37
- Schulter
- 38
- Flansch
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014216299 A1 [0002]
- DE 102014209902 A1 [0002]
- WO 2015/172780 A1 [0002]
- WO 2016/004943 A1 [0002]
