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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit zwei um eine gemeinsame Drehachse angeordneten Dämpferteilen, wobei die Dämpferteile entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung gegeneinander um die Drehachse relativ verdrehbar sind. Gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfer dienen der Drehschwingungsisolation von Drehschwingungen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine. Es sind hierzu wie Dämpferteile vorgesehen, nämlich ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil, die um eine gemeinsame Drehachse verdrehbar beispielsweise an einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aufgenommen sind. Die Dämpferteile sind entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung gegeneinander relativ verdrehbar. Hierbei nimmt die Federeinrichtung während Drehmomentspitzen Energie auf und gibt diese zeit- beziehungsweise winkelverzögert wieder ab, so dass der Drehmomentverlauf des Antriebsstrangs beruhigt wird. Die Federeinrichtung ist dabei für unterschiedliche Anordnungen aus Schraubendruckfedern unterschiedlicher Ausprägungen gebildet.
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Beispielsweise sind kurze, über den Umfang verteilt in Umfangsrichtung angeordnete Schraubendruckfedern aus der
WO09/036727 A1 in einer Kupplungsscheibe bekannt. Weiterhin sind lange, auf ihren Einsatzdurchmesser vorgebogene Bogenfedern aus der
DE 10 2009 022 289 A1 zur Bildung der Federeinrichtung eines Zweimassenschwungrads bekannt. Die
WO09/043325 A1 offenbart eine Federeinrichtung mit mehreren Dämpferstufen aus kurzen Schraubendruckfedern und Bogenfedern. Die
WO16/150441 A1 offenbart eine Federeinrichtung für einen hydrodynamischen Drehmomentwandler bestehend aus Bogenfedern und kurzen Schraubendruckfedern. Die
DE 10 2009 038 189 A1 offenbart einen Drehschwingungsdämpfer mit radial angeordneten, mittels Umfangsprofilen angesteuerten Schraubendruckfedern. Schließlich offenbart die
WO99/57456 A1 ein Zweimassenschwungrad mit radial zwischen zwei Dämpferteilen angeordneten Schraubenfedern.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Drehschwingungsdämpfers. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung einen kostengünstigen Drehschwingungsdämpfer ohne Schraubendruckfedern vorzuschlagen.
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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 enthält zwei um eine gemeinsame Drehachse angeordnete Dämpferteile, nämlich ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil. Die Dämpferteile sind entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung gegeneinander um die Drehachse relativ verdrehbar ausgebildet. Durch die Relativverdrehung wird die Federeinrichtung aktiviert und nimmt Energie auf und gibt diese zeitverzögert oder bei Abbau der Relativverdrehung gegebenenfalls durch mittels einer eine Hysterese bereitstellenden Reibeinrichtung wieder an den Antriebsstrang ab, so dass eine Drehschwingungsisolation der im Antriebsstrang beispielsweise von der Brennkraftmaschine verursachten Drehschwingungen erfolgt.
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Zur einfachen Ausbildung der Federeinrichtung bildet eines der Dämpferteile ein Sonnenrad und das andere Dämpferteil einen Steg mit von dem Sonnenrad angetriebenen, gegenüber dem Steg verdrehbaren, um die Drehachse angeordneten Planetenrädern, wobei um die Planetenräder ein die Federeinrichtung bildendes elastisches Umschlingungsmittel angeordnet ist. Zwei bis sechs, bevorzugt drei bis fünf, besonders bevorzugt drei oder vier Planetenräder können vorgesehen sein. Dabei kann abhängig von der Geometrie des Antriebsstrangs das Sonnenrad als Eingangsteil und der Steg als Ausgangsteil oder der Steg als Eingangsteil und das Sonnenrad als Ausgangsteil dienen.
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Der Drehschwingungsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad ausgebildet sein, wobei das Eingangsteil eine Primärschwungmasse aufweist und dem Ausgangsteil eine Sekundärschwungmasse zugeordnet ist. Die Primärschwungmasse kann einteilig oder getrennt teilig mit dem Sonnenrad oder dem Steg verbunden sein. Das Ausgangsteil, beispielsweise das Sonnenrad oder der Steg, können direkt mit einer Sekundärschwungmasse verbunden wie beispielsweise vernietet sein. In diesem Falle kann die Sekundärschwungmasse aus einer Gegendruckplatte und einer an dieser aufgenommenen Kupplungsdruckplatte einer Reibungskupplung gebildet sein. Alternativ kann an dem Ausgangsteil eine Steckverbindung oder Nabe angeordnet sein, mit denen drehschlüssig eine die Sekundärschwungmasse bildende Antriebsstrangvorrichtung, beispielsweise eine Doppelkupplung, ein Getriebe wie beispielsweise ein Automatgetriebe oder ein CVT (continuous variable transmission), ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder dergleichen verbunden ist.
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Alternativ kann der Drehschwingungsdämpfer außerhalb oder innerhalb eines Wandlergehäuses als sogenannter Lock-Up-Dämpfer und/oder Turbinendämpfer in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler vorgesehen sein, wobei das Eingangsteil mit dem Wandlergehäuse beziehungsweise mit einer zwischen diesem und dem Drehschwingungsdämpfer wirksam angeordneten Wandlerüberbrückungskupplung und/oder mit einem Turbinenrad und das Ausgangsteil einer Ausgangsnabe des Drehmomentwandlers drehschlüssig zugeordnet ist.
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Alternativ kann der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer in einer Kupplungsscheibe vorgesehen sein, wobei das Eingangsteil Reibbeläge zur Ausbildung eines schaltbaren Reibschlusses mit einer einfachen Reibungskupplung oder einer Doppelkupplung und das Ausgangsteil eine Nabe zur drehschlüssigen Verbindung mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes aufweisen.
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Der Antrieb zwischen Sonnenrad und Planetenrädern kann reib- oder formschlüssig ausgebildet sein. Dementsprechend können Sonnenrad und Planetenräder reibschlüssig aufeinander abwälzen. Das elastische Umschlingungsmittel ist dabei endlos oder an seinen Enden miteinander ringförmig verbunden auf die Planetenräder aufgezogen und liegt vollflächig auf den mit diesen in Verbindung stehenden Umfangsbereichen der Planetenräder auf. Bei einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Sonnenrad und den Planetenrädern ist eine Verzahnung zwischen diesen vorgesehen. Das elastische Umschlingungsmittel kann dabei auf den Zahnköpfen der Verzahnungen der Planetenräder abwälzen oder ebenfalls im Sinne eines elastischen Hohlrads mittels einer Innenverzahnung mit diesen verzahnt sein.
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Durch entsprechende Auswahl der Durchmesser des Sonnenrads und der Planetenräder können im Wesentlichen beliebige Übersetzungen eingestellt sein. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, zwischen den Dämpferteilen die Übersetzung von eins einzustellen.
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Das elastische Umschlingungsmittel wird bezüglich seiner durch die über den Umfang verteilt angeordneten Planetenräder festgelegten Form, beispielsweise ovalen Form bei einer Relativverdrehung elastisch umgeformt und stellt damit aufgrund seiner nicht kreisrunden Aufspannung auf den Planetenrädern eine Federsteifigkeit dar. Das Umschlingungsmittel ist dabei außerhalb des Drehmomentflusses zwischen den Dämpferteilen wirksam angeordnet, wobei das Drehmoment zwischen dem Sonnenrad, den Planetenrädern und dem Steg übertragen wird, so dass das zu übertragende Drehmoment nicht in der Federeinrichtung vorgehalten werden muss. Vielmehr kann die Steifigkeit des Umschlingungsmittels unabhängig vom über den Drehschwingungsdämpfer zu übertragenden Drehmoment und lediglich auf die anstehenden Drehschwingungen ausgelegt werden. Das Umschlingungsmittel kann auf den Planetenträger unter Vorspannung aufgenommen sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Umschlingungsmittel aus Bandstahl hergestellt.
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Der Steg kann die Pendelrollen einseitig gelagert an entsprechend einseitig an dem Steg aufgenommenen Bolzen aufnehmen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, wenn der Steg aus zwei Seitenteilen gebildet ist, die zwischen sich die Planetenräder und das Sonnenrad aufnehmen. Die Seitenteile können dabei radial das Umschlingungsmittel übergreifen, so dass auch das Umschlingungsmittel axial auf den Planetenrädern gesichert ist. Die Seitenteile sind dabei mittels die Planetenräder verdrehbar, beispielsweise gleit- oder wälzgelagert aufnehmenden Bolzen und/oder anderen Verbindungsmitteln miteinander verbunden. In einer besonderen Ausführungsform können die Seitenteile eine Kapselung für die Planetenräder, das Umschlingungsmittel und das Sonnenrad bilden, indem diese radial außerhalb des Umschlingungsmittels miteinander verbunden sind. Die Seitenteile übernehmen eine axiale Abstützung des Sonnenrads, der Planetenräder und/oder des Umschlingungsmittels. Hierbei können an sich gegeneinander bewegenden Bauteilen reibmindernde Mittel beispielsweise Gleitnoppen aus Kunststoff, Abstandshalter, Gleitbeschichtungen oder dergleichen vorgesehen sein.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine Ansicht des vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfers in schematischer Darstellung
und
- 2 eine Seitenansicht des Drehschwingungsdämpfers der 1 in schematischer Darstellung.
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Die 1 zeigt den um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfer 1 in schematischer Darstellung. Die beiden Dämpferteile 2, 3 und das elastische Umschlingungsmittel 4 sind im Sinne eines Planetengetriebes ausgebildet, wobei das Sonnenrad 5 je nach Ausführung des Drehschwingungsdämpfers als Eingangsteil oder Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers 1 dient und der die Planetenräder 6 aufnehmende Steg 7 das Ausgangsteil beziehungsweise das Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers 1 bildet.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei über den Umfang verteilt angeordnete Planetenräder 6 vorgesehen, die mittels der Bolzen 8 verdrehbar mit dem Steg 7 verbunden sind und mittels einer Wälzverbindung vom Sonnenrad 5 angetrieben werden oder dieses antreiben.
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Um die Planetenräder 6 ist im Sinne eines Hohlrads das elastische, beispielsweise aus Bandstahl hergestellte ringförmige Umschlingungsmittel 4 gespannt, welches die Federeinrichtung 9 des Drehschwingungsdämpfers 1 bildet. Der Steg 7 ist aus zwei axial die Planetenräder 6, das Sonnenrad 5 und das Umschlingungsmittel 4 flankierenden Seitenteilen 10 gebildet. Die Bolzen 8 bilden dabei Verbindungsmittel der Seiteneile 10. Zur axialen Abstützung des Sonnenrads 5 und des Umschlingungsmittels 4 weisen die Seitenteile 10 entsprechende Stützbereiche 11, 12 auf.
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Wird beispielsweise das Sonnenrad 5 als Eingangsteil geschaltet, wird das in dieses eingeleitete Drehmoment auf die Planetenräder 6 übertragen. Aufgrund des nicht kreisrund auf die Planetenräder aufgespannten Umschlingungsmittels 4 sperrt dieses in Höhe des zu übertragenden, drehschwingungsfreien Drehmoments eine Relativverdrehung der Dämpferteile 2, 3 gegeneinander. Hierdurch drehen bei einer eingestellten Übersetzung von eins zwischen Sonnenrad 5 und Planetenrädern 6 die Dämpferteile 2, 3 mit gleicher Drehzahl.
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Kommen Drehschwingen hinzu, welche dem zu übertragenden Drehmoment überlagert sind, werden Sonnenrad 5 und Planetenräder 6 gegeneinander unter elastischer Änderung des Umschlingungsmittels 4 relativ unter Erhöhung dessen Vorspannung verdreht, wobei das Umschlingungsmittel 4 Energie aufnimmt und bei Abklingen der Drehschwingung durch Entspannung wieder abgibt. Das Umschlingungsmittel 4 ist dabei auf das zu übertragende stationäre Drehmoment bei Abwesenheit von Drehschwingungen und auf die auftretenden Drehmomentspitzen ausgelegt. Die Elastizität des Umschlingungsmittels kann zudem derart ausgelegt sein, dass bei einem maximal zu übertragenden Drehmoment die Form des Umschlingungsmittels 4 überspannt wird und die Planetenräder 6 in die nächste Einstellung, beispielsweise bei drei Planetenrädern 6 eine um 120° verdrehte stabile Einstellung überrollen, so dass eine drehmomentbegrenzte Rutschkupplung vorgeschlagen werden kann.
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Es versteht sich, dass der Drehschwingungsdämpfer eine parallel zu dem Umschlingungsmittel 4 geschaltete Reibeinrichtung beispielsweise zwischen den Seitenteilen 10 und den Planetenrädern 6 und/oder dem Sonnenrad 5 aufweisen kann. Hierzu können entsprechende, die Reibung einstellende Gleitnocken, Reibnocken, Abstandshalter oder dergleichen zwischen den Seitenteilen 10 und den Planetenrädern 6 beziehungsweise dem Sonnenrad 5 vorgesehen sein.
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Die 2 zeigt den um die Drehachse d angeordneten Drehschwingungsdämpfer 1 der 1 von der Seite in schematischer Darstellung. Der Steg 7 ist aus den beiden mittels der Bolzen 8 (1) axial beabstandeten und miteinander verbundenen Seitenteilen 10 gebildet. Zwischen den Seitenteilen 10 sind - nicht einsehbar - das Sonnenrad 5 (1) und die Planetenräder 6 (1) aufgenommen. Um die Planetenräder 6 ist das elastische, beispielsweise aus Stahlband hergestellte Umschlingungsmittel 4 angeordnet, welches axial mittels der Stützbereiche 12 der Seitenteile 10 abgestützt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Dämpferteil
- 3
- Dämpferteil
- 4
- Umschlingungsmittel
- 5
- Sonnenrad
- 6
- Planetenrad
- 7
- Steg
- 8
- Bolzen
- 9
- Federeinrichtung
- 10
- Seitenteil
- 11
- Stützbereich
- 12
- Stützbereich
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 09/036727 A1 [0002]
- DE 102009022289 A1 [0002]
- WO 09/043325 A1 [0002]
- WO 16/150441 A1 [0002]
- DE 102009038189 A1 [0002]
- WO 9957456 A1 [0002]
