-
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Eingangsteil und einem gegenüber diesem entgegen der Wirkung einer in einer Ringkammer des Eingangsteils untergebrachten Federeinrichtung begrenzt verdrehbar angeordneten Ausgangsteil, wobei das Ausgangsteil ein Nabenteil enthält und zwischen Federeinrichtung und Nabenteil eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung angeordnet ist.
-
Drehschwingungsdämpfer dienen in Antriebssträngen von Fahrzeugen mit drehzahlbehafteter Brennkraftmaschine und gegebenenfalls einer Elektromaschine der Drehschwingungsisolation und sind beispielsweise als Zweimassenschwungräder hinreichend bekannt. Dabei ist das Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden und dreht mit dieser um deren Drehachse. Das Ausgangsteil ist entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung gegenüber dem Eingangsteil relativ begrenzt verdrehbar angeordnet, wobei das anstehende Drehmoment über die Federeinrichtung übertragen wird und Drehschwingungen in Verbindung mit einer Reibeinrichtung bedämpft werden. Die Federeinrichtung enthält beispielsweise Bogenfedern, die in einer Ringkammer des Eingangsteils untergebracht sind.
-
Um Schädigungen der Federeinrichtung eines gattungsmäßen Drehschwingungsdämpfers insbesondere bei hohen Drehmomentspitzen, sogenannten Impacts zu vermeiden, wird beispielsweise in der Druckschrift
DE 10 2014 220 407 A1 vorgeschlagen, zwischen dem Ausgangsteil und der Federeinrichtung das Drehmoment mittels einer Drehmomentbegrenzungseinrichtung, beispielsweise einer Rutschkupplung zu begrenzen.
-
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers. Insbesondere sollen die Federeinrichtung und die Drehmomentbegrenzungseinrichtung gegen Wasser- und Schmutzeinflüsse geschützt werden.
-
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
-
Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer dient der Drehschwingungsisolation von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang, beispielsweise einem hybridischen Antriebsstrang mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine und gegebenenfalls einer Elektromaschine. Das Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers ist um eine Drehachse verdrehbar beispielsweise an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aufgenommen und bildet in bevorzugter Weise eine Primärschwungmasse. Das Eingangsteil kann massiv oder aus umgeformten Blechteilen gebildet sein und einen Anlasserzahnkranz sowie Zusatzmassen, einen Drehzahlgeber und/oder dergleichen aufweisen.
-
Das Ausgangsteil ist gegenüber dem Eingangsteil entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung begrenzt relativ verdrehbar. Die Federeinrichtung kann in einer von dem Eingangsteil, beispielsweise durch Verschweißen eines mit der Kurbelwelle verbundenen wie verschraubten umgeformten Scheibenteils mit einem Deckelteil gebildeten Ringkammer untergebracht sein. Die Federeinrichtung kann aus mehreren, über den Umfang verteilt angeordneten Bogenfedern gebildet sein. Mehrere Bogenfedern können ineinander geschachtelt sein und Bogenfederpakete bilden, die bei gleichem Verdrehwinkel oder zur Ausbildung einer mehrstufigen Kennlinie bei unterschiedlichen Verdrehwinkeln von dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil in Umfangsrichtung beaufschlagt werden. Zudem können Schraubendruckfedern der Federeinrichtung auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sein. Beispielsweise können radial außen Bogenfedern und radial innerhalb dieser kurze Schraubendruckfedern über den Umfang verteilt angeordnet sein. Diese unterschiedlichen Federstufen bildende Schraubendruckfedern können seriell oder parallel zueinander geschaltet sein.
-
Das Ausgangsteil enthält ein Nabenteil, welches mittels einer Welle-Nabe-Verbindung mit einer nachfolgenden Antriebsstrangeinrichtung, beispielsweise einer Doppelkupplung, einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, einem Getriebe wie beispielsweise einem variabel einstellbaren Getriebe (CVT) oder dergleichen drehschlüssig verbunden ist. Zur Erzielung eines Zweimassenschwungeffekts kann an dem Ausgangsteil eine Sekundärschwungmasse angeordnet sein und/oder die nachfolgende Antriebsstrangeinrichtung eine Sekundärschwungmasse bereitstellen.
-
An dem Eingangsteil und/oder dem Ausgangsteil kann ein drehzahladaptiver Drehschwingungstilger, beispielsweise ein Fliehkraftpendel angeordnet sein.
-
Zur Begrenzung des über den Drehschwingungsdämpfer übertragbaren Drehmoments kann zur Verhinderung einer Schädigung des Drehschwingungsdämpfers und insbesondere der Federeinrichtung eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung vorgesehen sein. Diese ist in vorteilhafter Weise am Ausgangsteil und in bevorzugter Weise zwischen der Federeinrichtung und dem Nabenteil vorgesehen. Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ist in bevorzugter Weise als Rutschkupplung ausgebildet, bei der ein Bauteil, beispielsweise ein die Federeinrichtung ausgangsseitig beaufschlagendes Flanschteil zwischen zwei ausgangsseitigen Bauteilen unter Ausbildung eines Reibeingriffs mit vorgegebenem Reibmoment vorgespannt ist. Die klemmenden Bauteile sind beispielsweise als Blechteile ausgebildet, die mit dem Nabenteil vernietet sind.
-
Zum Schutz der Drehmomentbegrenzungseinrichtung und der Federeinrichtung vor Wassereinbruch und Verschmutzung ist die Ringkammer nach außen abgedichtet und die Drehmomentbegrenzungseinrichtung innerhalb der Ringkammer untergebracht. Hierdurch wird einerseits das Auswaschen und Verschmutzen des Schmiermittels zum Befetten der Bogenfedern vermieden, andererseits wird die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung vor Nässe und Verschmutzung geschützt und damit das eingestellte Reibmoment langzeitstabil erhalten. Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung kann trocken oder befettet betrieben sein. Ein gegebenenfalls ausgangsseitig vorgesehenes Fliehkraftpendel kann axial benachbart zu der Drehmomentbegrenzungseinrichtung innerhalb oder außerhalb der Ringkammer vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Fliehkraftpendel bevorzugt außerhalb der Ringkammer auf radialer Höhe der Federeinrichtung vorgesehen sein.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers kann eine erste Abdichtung der Ringkammer radial innen zwischen dem Nabenteil und einem Bauteil des Eingangsteils vorgesehen sein. Das eingangsseitige Bauteil kann beispielsweise als Verstärkungsring zur Verstärkung der Verschraubung des Eingangsteils an der Kurbelwelle vorgesehen sein. Zwischen dem Bauteil und dem Nabenteil kann dabei eine erste Reibeinrichtung ausgebildet sein, die bei einer Relativverdrehung zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil wirksam ist und eine Reibhysterese parallel zur Federeinrichtung bereitstellt. Die Reibeinrichtung kann mit verschleppter Reibung vorgesehen sein, bei der ein Reibmoment erst nach Aufbrauch eines vorgegebenen Verdrehwinkels zwischen Ein- und Ausgangsteil wirksam ist.
-
Die erste Reibeinrichtung ist dabei von einem Reibring gebildet, welcher gegenüber einer Reibfläche ein Reibmoment ausbildet. Beispielsweise kann der Reibring eingangs- oder ausgangsseitig drehschlüssig und gegebenenfalls mit dem entsprechenden Freiwinkel ausgestattet und die Reibfläche komplementär ausgangs- oder eingangsseitig angeordnet sein. Beispielsweise kann der Reibring mittels einer Verzahnung an einem axial erweiterten Ringflansch des Verstärkungsteils aufgenommen sein und mit einer axial gegenüberliegenden Reibfläche des Nabenteils einen Reibeingriff bilden.
-
Zur vollständigen Abdichtung der Ringkammer kann weiterhin eine zweite, radial außerhalb der ersten Abdichtung angeordnete Abdichtung zwischen dem Ausgangsteil und einem Deckelteil des Eingangsteils vorgesehen sein. Diese zweite Abdichtung ist mittels einer eine zweite Reibeinrichtung bildenden Tellerfedermembran vorgesehen. In einer ersten Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers ist hierzu die Tellerfedermembran radial außen mit dem Deckelteil fest verbunden und bildet radial innen unter axialer Vorspannung und unter Zwischenlegung eines Reibrings die zweite Reibeinrichtung mit dem Ausgangsteil. Beispielsweise kann die Reibfläche an einem als Gegenhalter der Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildeten klemmenden Bauteil vorgesehen sein. Die Befestigung der Tellerfedermembran an dem Deckelteil kann beispielsweise mittels Nieten erfolgen. In bevorzugter Weise kann die Tellerfedermembran mittels über den Umfang verteilt angeordneter, aus dem Deckelteil ausgedrückter Nietwarzen an dem Deckelteil befestigt sein.
-
In einer alternativen, zweiten Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers kann die Tellerfedermembran an dem Ausgangsteil drehfest, beispielsweise mittels der die Bauteile der Drehmomentbegrenzungseinrichtung und das Nabenteil verbindenden Niete aufgenommen sein. Der Reibeingriff der zweiten Reibeinrichtung erfolgt dabei unter axialer Vorspannung und Zwischenlegung eines Reibrings gegen das Deckelteil. In bevorzugter Weise ist dabei der Reibring von der Tellerfedermembran drehangetrieben und der Reibeingriff mit der Reibfläche des Deckelteils ausgebildet.
-
Alternativ oder zusätzlich zu einer gegebenenfalls vorliegenden verschleppten Reibung der ersten Reibeinrichtung kann die zweite Reibeinrichtung mit einer verschleppten Reibung ausgebildet sein. Hierzu kann zwischen dem Reibring und der Tellerfedermembran eine den Drehantrieb des Reibrings mittels der Tellerfedermembran vorsehenden Verzahnung mit einem vorgegebenen Freiwinkel vorgesehen sein.
-
Die Erfindung wird anhand der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 den oberen Teil eines Drehschwingungsdämpfers mit einer Drehmomentbegrenzungseinrichtung im Schnitt
und
- 2 einen gegenüber dem Drehschwingungsdämpfer der 1 abgeänderten Drehschwingungsdämpfer in derselben Darstellung.
-
Die 1 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfers 1 im Schnitt. Das Eingangsteil 2 ist mittels der Schrauben 3 und des Verstärkungsrings 4 an einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommen. Das Eingangsteil 2 ist aus dem Scheibenteil 5 und dem mit diesem verschweißten Deckelteil 6 und dem Anlasserzahnkranz 7 gebildet. Das Scheibenteil 5 und das Deckelteil 6 bilden die nach radial innen offene Ringkammer 8. In der Ringkammer 8 ist die Federeinrichtung 9 untergebracht. Die Federeinrichtung 9 enthält die über den Umfang verteilt angeordneten Bogenfedern 10, die nach radial außen unter Fliehkrafteinwirkung an den Verschleißschutzschalen 11 abgestützt sind. Die Ringkammer 8 ist zur Befettung der Bogenfedern 10 zumindest teilweise mit Schmiermittel befüllt. Die eingangsseitige Beaufschlagung der Bogenfedern 10 erfolgt mittels der in das Scheibenteil 5 und das Deckelteil 6 eingebrachten Anprägungen 12, 13, die in Umfangsrichtung zwischen die Stirnseiten benachbarter Bogenfedern 10 axial eingreifen.
-
Das Ausgangsteil 14 enthält das Flanschteil 15, die als Klemmteile ausgebildeten Bauteile 16, 17 und das Nabenteil 18. Das Flanschteil 15 greift von radial innen mittels radial erweiterter Arme 19 axial zwischen die Anprägungen 12, 13 in die Stirnseiten der Bogenfedern 10 ein und beaufschlagt die Bogenfedern 10 ausgangsseitig in Umfangsrichtung. Das Flanschteil 15 ist unter Ausbildung eines Reibschlusses mittels der Reibbeläge 20, 21 zwischen die Bauteile 16, 17 unter Ausbildung der Drehmomentbegrenzungseinrichtung 22 eingeklemmt. Die Klemmung bewirkt eine Drehmomentübertragung bis zum Erreichen eines vorgegebenen Reibmoments, welches bei Drehmomenten größer als das Reibmoment überwunden wird, so dass das Flanschteil 15 gegenüber den Bauteilen 16, 17 rutscht und damit das übertragbare Drehmoment zur Verhinderung einer Schädigung des Drehschwingungsdämpfers 1 und insbesondere der Federeinrichtung 9 auf das Reibmoment beschränkt wird.
-
Die Ringkammer 8 mit der Federeinrichtung 9 und der Drehmomentbegrenzungseinrichtung 22 ist nach außen mittels der ersten und zweiten Abdichtungen 23, 24 abgedichtet. Zudem bilden die Abdichtungen 23, 24 die zwischen dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 14 wirksamen ersten und zweiten Reibeinrichtungen 25, 26 bei einer Relativverdrehung zwischen Eingangsteil 2 und Ausgangsteil 14 und damit eine parallel zu der Federeinrichtung 9 geschaltete Reibhysterese.
-
Die erste Abdichtung 23 erfolgt radial innen zwischen dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 14. Hierzu ist an dem Verstärkungsring 4 der axial erweiterte Flansch 27 mit der Verzahnung 28 vorgesehen, der mit dem Reibring 29 eine drehschlüssige Verbindung bildet. Der Reibring 29 bildet mit der Reibfläche 30 des Nabenteils 18 den Reibeingriff der ersten Reibeinrichtung 25.
-
Die zweite Abdichtung 24 zwischen Eingangsteil 2 und Ausgangsteil 14 erfolgt zwischen dem Deckelteil 6 und der Vernietung 31 der Bauteile 16, 17 und dem Nabenteil 18 mittels der Niete 32. Die Vernietung 31 erfolgt nach dem Schweißvorgang von Scheibenteil 5 und Deckelteil 6 bei eingelegtem Flanschteil 15, Bauteilen 16, 17 und Nabenteil 18 durch die Öffnungen 33, die nach dem Nietvorgang mittels der Dichtkappen 34 dicht verschlossen sind. Mit der Vernietung 31 wird zugleich die Tellerfedermembran 35 radial innen dicht zwischen Nabenteil 18 und Bauteil 17 vernietet. Radial außen ist die Tellerfedermembran 35 mittels des Reibrings 36 axial gegen die Reibfläche 37 des Deckelteils 6 vorgespannt. Zwischen dem Reibring 36 und der Tellerfedermembran 35 ist eine drehschlüssige Verbindung ausgebildet. Desweiteren ist der Reibring 36 auf der Tellerfedermembran 35 zentriert. In einer alternativen Ausführungsform kann der Reibring 36 fest an dem Deckelteil aufgenommen und der Reibeingriff zwischen Reibring 36 und Tellerfedermembran 35 ausgebildet sein.
-
Das an dem Eingangsteil 2 anliegende drehschwingungsbehaftete Drehmoment wird mittels der Federeinrichtung 9 und den Reibeinrichtungen 25, 26 bedämpft und von der Innenverzahnung 38 des Nabenteils 18 auf eine nachfolgende Antriebsstrangeinrichtung übertragen. Bei einem Eintrag von sogenannten Impacts rutschen die Bauteile 16, 17 gegenüber dem Flanschteil 15, so dass das Drehmoment auf ein vorgegebenes Maximum begrenzt und insbesondere die Federeinrichtung vor Beschädigung geschützt wird.
-
Die Öffnungen 39 in dem Nabenteil 18 dienen dem Zugriff des Montagewerkzeugs bei einer Montage des Drehschwingungsdämpfers 1 an der Kurbelwelle mittels der Schrauben 3.
-
Der in 2 dargestellte Drehschwingungsdämpfer 1a entspricht mit Ausnahme der zweiten Abdichtung 24a dem Drehschwingungsdämpfer 1 der 1 und ist in derselben Weise dargestellt. Die zweite Abdichtung 24a enthält die Tellerfedermembran 35a, die radial außen mittels der an dem Deckelteil 6a ausgestellten Nietwarzen 40a vernietet ist und radial innen axial unter Zwischenlegung des Reibrings 36a gegen die Reibfläche 37a des Bauteils 17a zur Bildung der Drehmomentbegrenzungseinrichtung 22a unter Bildung der Reibeinrichtung 26a vorgespannt ist. Der Reibring 36a ist drehschlüssig und zentriert mit der Tellerfedermembran 35a verbunden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 1a
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Eingangsteil
- 3
- Schraube
- 4
- Verstärkungsring
- 5
- Scheibenteil
- 6
- Deckelteil
- 6a
- Deckelteil
- 7
- Anlasserzahnkranz
- 8
- Ringkammer
- 9
- Federeinrichtung
- 10
- Bogenfeder
- 11
- Verschleißschutzschale
- 12
- Anprägung
- 13
- Anprägung
- 14
- Ausgangsteil
- 15
- Flanschteil
- 16
- Bauteil
- 17
- Bauteil
- 17a
- Bauteil
- 18
- Nabenteil
- 19
- Arm
- 20
- Reibbelag
- 21
- Reibbelag
- 22
- Drehmomentbegrenzungseinrichtung
- 22a
- Drehmomentbegrenzungseinrichtung
- 23
- Abdichtung
- 24
- Abdichtung
- 24a
- Abdichtung
- 25
- Reibeinrichtung
- 26
- Reibeinrichtung
- 26a
- Reibeinrichtung
- 27
- Flansch
- 28
- Verzahnung
- 29
- Reibring
- 30
- Reibfläche
- 31
- Vernietung
- 32
- Niet
- 33
- Öffnung
- 34
- Dichtkappe
- 35
- Tellerfedermembran
- 35a
- Tellerfedermembran
- 36
- Reibring
- 36a
- Reibring
- 37
- Reibfläche
- 37a
- Reibfläche
- 38
- Innenverzahnung
- 39
- Öffnung
- 40a
- Nietwarze
- d
- Drehachse
-
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 102014220407 A1 [0003]
