DE102017204558A1

DE102017204558A1 - Torsionsschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102017204558A1
Application number: DE102017204558.2A
Authority: DE
Inventors: Filipp Koleyko; Thomas Ebner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2018-09-20

Abstract

Ein Torsionsschwingungsdämpfer (1) ist mit einer Dämpfungseinrichtung (2) und mit einem über eine Kupplungsanordnung (3) mit der Dämpfungseinrichtung (2) verbindbaren Tilgersystem (4) versehen, wobei die Kupplungsanordnung (3) für einen Schaltvorgang zur Herstellung einer zumindest teilweisen Wirkverbindung zwischen einer Baueinheit (5) des Tilgersystems (4) und der Dämpfungseinrichtung (2) in einer ersten Schaltstellung einstellbar ist, und für einen Schaltvorgang zur Aufhebung einer zumindest teilweisen Wirkverbindung zwischen der Baueinheit (5) des Tilgersystems (4) und der Dämpfungseinrichtung (2) in einer zweiten Schaltstellung. Die Kupplungsanordnung (3) verfügt einerseits über eine Steuerungseinrichtung (7), durch welche die Schaltvorgänge der Kupplungsanordnung (3) jeweils in Lastabhängigkeit auslösbar sind, und ist andererseits mit einer Stelleinrichtung (8) versehen, durch welche die Kupplungsanordnung (3) in jeweils einer ihrer beiden Schaltstellungen einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Dämpfungseinrichtung und mit einem über eine Kupplungsanordnung mit der Dämpfungseinrichtung verbindbaren Tilgersystem, wobei die Kupplungsanordnung für einen Schaltvorgang zur Herstellung einer zumindest teilweisen Wirkverbindung zwischen einer Baueinheit des Tilgersystems und der Dämpfungseinrichtung in einer ersten Schaltstellung einstellbar ist, und für einen Schaltvorgang zur Aufhebung einer zumindest teilweisen Wirkverbindung zwischen der Baueinheit des Tilgersystems und der Dämpfungseinrichtung in einer zweiten Schaltstellung.
Ein derartiger Torsionsschwingungsdämpfer ist aus der DE 10 2014 208 563 A1 bekannt, und weist radial außen eine erste Nabenscheibe auf, die axial beidseits Reibbeläge trägt, und als Eingang einer Dämpfungseinrichtung wirksam ist. Die Reibbeläge können mit einer einem Antrieb, wie einer Brennkraftmaschine, zugeordneten Schwungmasse und mit einer Anpressplatte einer Reibungskupplung in Wirkverbindung gebracht werden. Der Eingang der Dämpfungseinrichtung steht über eine Dämpfungseinheit mit einer als Ausgang der Dämpfungseinrichtung dienenden Nabenscheibe in Wirkverbindung, die an ihrem radial inneren Ende eine Nabe trägt, die mit einem Abtrieb, wie einer Getriebeeingangswelle drehfest verbunden ist. Die als Kupplungsscheibe ausgebildete Dämpfungseinrichtung ist mittels einer Kupplungsanordnung mit einem Tilgermassenträger eines Tilgersystems des Torsionsschwingungsdämpfers verbunden, wobei der zur Aufnahme von Tilgermassen vorgesehene Tilgermassenträger an dem Abtrieb aufgenommen ist.
Zur Entlastung des Synchronisationsmechanismus eines dem Torsionsschwingungsdämpfer nachgeschalteten Getriebes soll das dem Abtrieb zugeordnete Massenträgheitsmoment zumindest während Änderungen des Übersetzungsverhältnisses im Getriebe reduziert werden. Hierfür ist die Kupplungsanordnung schaltbar ausgelegt, so dass das Tilgersystem zumindest bei derartigen Betriebszuständen von der Dämpfungseinrichtung abgekoppelt werden kann, während bei anderen Betriebszuständen dagegen das Tilgersystem zur Verfügung steht, um von dem Antrieb eingeleiteten Anregungen entgegenwirken zu können. Während somit die Aufgabe dieser Kupplungsanordnung fest umrissen ist, lässt die DE 10 2014 208 563 A1 völlig offen, wie eine derartige Kupplungsanordnung ausgebildet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einem Torsionsschwingungsdämpfer, der über eine Dämpfungseinrichtung und ein über eine Kupplungsanordnung mit der Dämpfungseinrichtung verbindbares Tilgersystem verfügt, die Kupplungsanordnung derart auszubilden, dass diese bei geringstmöglichem Steuerungsaufwand das Zu- oder Abkoppeln des Tilgersystems in Bezug zur Dämpfungseinrichtung in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand bewältigen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist anspruchsgemäß ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen, der mit einer Dämpfungseinrichtung und mit einem über eine Kupplungsanordnung mit der Dämpfungseinrichtung verbindbaren Tilgersystem versehen ist, wobei die Kupplungsanordnung für einen Schaltvorgang zur Herstellung einer zumindest teilweisen Wirkverbindung zwischen einer Baueinheit des Tilgersystems und der Dämpfungseinrichtung in einer ersten Schaltstellung einstellbar ist, und für einen Schaltvorgang zur Aufhebung einer zumindest teilweisen Wirkverbindung zwischen der Baueinheit des Tilgersystems und der Dämpfungseinrichtung in einer zweiten Schaltstellung.
Von besonderer Bedeutung ist hierbei, dass die Kupplungsanordnung einerseits über eine Steuerungseinrichtung verfügt, durch welche die Schaltvorgänge der Kupplungsanordnung jeweils in Lastabhängigkeit auslösbar sind, und andererseits mit einer Stelleinrichtung versehen ist, durch welche die Kupplungsanordnung jeweils in einer ihrer beiden Schaltstellungen einstellbar ist.
Bevor die Steuerungseinrichtung und die Stelleinrichtung der Kupplungsanordnung näher erläutert werden, soll darauf hingewiesen werden, dass die Dämpfungseinrichtung des Torsionsschwingungsdämpfers zumindest über einen mit einem Antrieb in Wirkverbindung versetzbaren Eingang, zumindest einen mit einem Abtrieb in Wirkverbindung stehenden Ausgang und zumindest eine zwischen dem Eingang und dem Ausgang wirksame Dämpfungseinheit aufweist.
Von besonderer Bedeutung für die Steuerungseinrichtung ist, dass diese zwischen dem Eingang der Dämpfungseinrichtung und deren Ausgang wirksam ist, und durch eine Relativbewegung dieses Eingangs um eine Zentralachse in Relation zum Ausgang unter lastabhängiger Verformung zumindest eines Dämpfungselementes der Dämpfungseinheit zur Auslösung einer Änderung der Schaltstellung einer Stelleinheit der Stelleinrichtung aktiviert wird. Dem zumindest einen Dämpfungselement der Dämpfungseinheit kommt also für die Funktion der Steuerungseinrichtung eine zentrale Bedeutung zu, wobei sowohl der Eingang der Dämpfungseinrichtung als auch deren Ausgang jeweils mit zumindest einer Ausnehmung für die Aufnahme des wenigstens einen Dämpfungselementes der Dämpfungseinheit ausgebildet sind.
Die Steuerungseinrichtung weist zwischen dem Eingang der Dämpfungseinrichtung und der Stelleinheit der Stelleinrichtung zumindest eine Axialverlagerungsanordnung auf, der die Funktion zukommt, eine anfängliche Axialverlagerung der Stelleinheit in Richtung zu einer dem Tilgersystem zugeordneten Baueinheit, wie beispielsweise eine Koppelscheibe, oder in von dieser dem Tilgersystem zugeordneten Baueinheit fortweisender Richtung zu erzeugen.
Die zumindest eine Axialverlagerungsanordnung der Steuerungseinrichtung wirkt zusammen mit einer Mehrzahl von in Richtung einer Zentralachse einander entgegenwirkender Axialkrafterzeuger der Stelleinrichtung. Ausgelöst durch die anfängliche Axialverlagerung der Stelleinheit wird ein in einer ersten Richtung der Zentralachse wirkender Axialkrafterzeuger aktiviert, und der in Gegenrichtung wirkende Axialkrafterzeuger deaktiviert. Durch den jeweils aktiven Axialkrafterzeuger wird die Stelleinheit in ihre neue Position bewegt und dort gehalten, wie beispielsweise an einer dem Tilgersystem zugeordneten Baueinheit, wie an einer Koppelscheibe, oder in von dieser dem Tilgersystem zugeordneten Baueinheit fortweisender Richtung.
Die Stelleinheit der Stelleinrichtung ist dem Ausgang der Dämpfungseinheit mit Vorzug drehfest, aber axial verlagerbar, zugeordnet, während die einander entgegenwirkenden Axialkrafterzeuger sich in Richtung der Zentralachse jeweils einerseits am Eingang der Dämpfungseinrichtung und andererseits an der entsprechenden Seite der Stelleinheit abstützen. Die einander entgegenwirkenden Axialkrafterzeuger dienen auf diese Weise zur axialen Verlagerung der Stelleinheit, indem jeweils einer der Axialkrafterzeuger die Stelleinheit in Richtung der Zentralachse belastet, während der jeweils andere Axialkrafterzeuger unterdessen bezüglich der Stelleinheit zumindest im Wesentlichen wirkungsfrei ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Steuerungseinrichtung liegt vor, wenn der Eingang der Dämpfungseinrichtung über zumindest zwei axial feste Deckelemente verfügt, während eine besonders vorteilhafte Ausführung der axial verlagerbaren Stelleinheit gegeben ist, wenn diese als Nabenscheibe dient, und axial zwischen den zumindest zwei axial festen Deckelementen angeordnet ist. Für diesen Fall kann an der Nabenscheibe an deren dem jeweiligen Deckelement zugewandten Seite und/oder an den Deckelementen an deren jeweils der Nabenscheibe zugewandten Seiten je eine der Steuerungseinrichtung zugeordnete Axialverlagerungsanordnung für die Nabenscheibe vorgesehen sein. Die Axialverlagerungsanordnung der Steuerungseinrichtung zeichnet sich durch auf das jeweils benachbarte Deckelement zuweisende Axialvorsprünge an der Nabenscheibe und/oder durch auf die Nabenscheibe jeweils zuweisende Axialvorsprünge oder Aussparungen an den Deckelementen aus.
Nach anfänglicher Axialverlagerung der Nabenscheibe durch die jeweils aktivierte Axialverlagerungsanordnung in Richtung zu einer dem Tilgersystem zugeordneten Baueinheit, wie beispielsweise einer Koppelscheibe, oder in von dieser der Baueinheit des Tilgersystems zugeordneten Baueinheit fortweisender Richtung, wird die weitere Axialverlagerung der Nabenscheibe sowie deren endgültige Positionierung durch den in dieser Richtung jeweils wirksamen Axialkrafterzeuger der Stelleinrichtung erfolgen. Hierzu wird ein Wirkungswechsel vom bislang aktiven Axialkrafterzeuger auf den jeweils anderen Axialkrafterzeuger ausgelöst, so dass die Nabenscheibe mittels des jetzt wirksamen Axialkrafterzeugers in der neuen Schaltstellung gehalten ist. Die Axialkrafterzeuger der Stelleinrichtung verfügen jeweils über einen Axialenergiespeicher, der mit besonderem Vorzug axial zwischen dem jeweiligen Deckelement und der Stelleinheit, beispielsweise einer Nabenscheibe, vorgesehen ist, und der ohne Einwirkung einer durch die Axialverlagerungsanordnung der Steuerungseinrichtung erzeugten Axialkraft in einer ersten Achsrichtung wirksam ist, um als Folge seiner Verformungscharakteristik nach Aufbau einer Axialkraft vorbestimmter Höhe durch die Axialverlagerungsanordnung eine Axialkraft in einer zweiten Achsrichtung zu erzeugen, welche der ersten Achsrichtung entgegengerichtet ist.
Was die Deckelemente des Eingangs der Dämpfungseinrichtung betrifft, so kann wenigstens eines dieser Deckelemente zur Aufnahme eines Reibbelages vorgesehen sein, der mit einer einem Antrieb, wie einer Brennkraftmaschine, zugeordneten Schwungmasse und mit einer Anpressplatte einer mit dieser Schwungmasse festen Reibungskupplung in Wirkverbindung gebracht werden kann, und bei dem die Nabenscheibe eine Nabe trägt, die mit einem Abtrieb, wie einer Getriebeeingangswelle drehfest verbunden ist. Diese Nabe kann vorteilhafterweise zur Zentrierung der Axialenergiespeicher der Axialkrafterzeuger der Stelleinrichtung dienen.
Zum Tilgersystem ist zu ergänzen, dass dieses mit Vorzug um die Zentralachse des Torsionsschwingungsdämpfers bewegbar sein und an einem Deckelement des Eingangs der Dämpfungseinrichtung aufgenommen sein sollte. Der Tilgermassenträger des Tilgersystems ist daher mit Vorteil über eine Lagerung an einer Nabe des benachbarten Deckelementes des Eingangs der Dämpfungseinrichtung axial gesichert, aber drehbar, aufgenommen.
Über die Deckelemente ist das Tilgersystem somit in Achsrichtung fest an dem Torsionsschwingungsdämpfer aufgenommen, während die Nabenscheibe axial verlagerbar ist. Diese Eigenschaft wird genutzt, indem die Nabenscheibe in einer ersten Schaltstellung der Stelleinrichtung zumindest im Wesentlichen berührungsfrei gegenüber einer entsprechenden, dem Tilgersystem zugeordneten Baueinheit, wie einer Koppelscheibe, bleiben soll, während die Nabenscheibe in einer zweiten Schaltstellung der Stelleinrichtung zumindest im Wesentlichen in Reibverbindung mit der entsprechenden, dem Tilgersystem zugeordneten Baueinheit, also der Koppelscheibe, stehen soll. Besonders vorteilhaft ist eine derartige Lösung umsetzbar, wenn wenigstens ein Radialbereich der Nabenscheibe über einen axial in Richtung zur entsprechenden, dem Tilgersystem zugeordneten Baueinheit, wie einer Koppelscheibe, weisenden Axialansatz verfügt, wobei dieser Axialansatz das dem Tilgersystem benachbarte Deckelement des Eingangs der Dämpfungseinrichtung axial überragt, und dadurch in der entsprechenden Schaltstellung der Stelleinheit zumindest im Wesentlichen für die Herstellung der Reibverbindung mit der entsprechenden, dem Tilgersystem zugeordneten Baueinheit, also der Koppelscheibe, sorgen kann.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Reibungskupplung mit einem Torsionsschwingungsdämpfer, der über eine Dämpfungseinrichtung und ein Tilgersystem verfügt, wobei zwischen der Dämpfungseinrichtung und dem Tilgersystem eine schaltbare Kupplungsanordnung vorgesehen ist;
2 eine Herauszeichnung des Torsionsschwingungsdämpfers in Schnittdarstellung, mit Darstellung einer konstruktiven Ausführung der Kupplungsanordnung zwischen der Dämpfungseinrichtung und dem Tilgersystem in einer ersten Schaltstellung, bei welcher eine Trennung zwischen der Dämpfungseinrichtung und dem Tilgersystem besteht;
3 eine räumliche Abbildung der Kupplungsanordnung gemäß 2;
4 wie in 3, aber mit Darstellung der Kupplungsanordnung in einer zweiten Schaltstellung, bei welcher die Trennung zwischen der Dämpfungseinrichtung und dem Tilgersystem aufgehoben ist;
5 ein Diagramm zu Axialenergiespeichern mit zueinander entgegengesetzter Einbaulage.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Reibungskupplung 40 für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Eine um eine Zentralachse 14 drehbare Kurbelwelle 41 eines Antriebs 9, wie einer Brennkraftmaschine, ist mit einer Schwungmasse 38 drehfest verbunden. In nicht dargestellter Weise ist die Reibungskupplung 40 an der Schwungmasse 38 befestigt, und verfügt über eine Anpressplatte 39. Ebenfalls um die Zentralachse 14 drehbar ist eine als Abtrieb 11 wirksame Getriebeeingangswelle 18, die zur drehfesten Aufnahme einer Nabe 36 einer Kupplungsscheibe 42 dient. Die Kupplungsscheibe 42 ist mit einer Dämpfungseinrichtung 2 versehen, die einen Eingang 10, einen Ausgang 12 und eine den Eingang 10 mit dem Ausgang 12 verbindende Dämpfungseinheit 13 aufweist. Der Eingang 10 ist mit einer Baueinheit 6 versehen, aufweisend zwei zumindest im Wesentlichen parallel verlaufende Deckelemente 22, 23, von denen das antriebsseitig angeordnete Deckelement 22 im radialen Erstreckungsbereich von Schwungmasse 38 und Anpressplatte 39 Reibbeläge 43 aufnimmt. Die Reibbeläge 43 sind in Einrückposition der Reibungskupplung 40 zumindest im Wesentlichen in Reibverbindung mit der Schwungmasse 38 und der Anpressplatte 39 gehalten, während die Reibverbindung der Reibbeläge 43 mit der Schwungmasse 38 und der Anpressplatte 39 in Ausrückposition der Reibungskupplung 40 zumindest im Wesentlichen aufgehoben ist. Der Wechsel zwischen Ein- und Ausrückposition erfolgt in üblicher und daher nicht gezeigter Weise durch Axialverlagerung der Anpressplatte 39 mittels eines Ausrückers, der ebenfalls in üblicher und daher nicht gezeigter Weise mit einer Axialfeder, wie einer Membranfeder, zusammenwirkt.
Die Deckelemente 22, 23 sind beidseits einer mit der Nabe 36 drehfesten Nabenscheibe 24 vorgesehen, und weisen Ausnehmungen 25 auf, denen Ausnehmungen 26 der Nabenscheibe 24 räumlich zugeordnet sind, wobei die Ausnehmungen 25 und 26 zur Aufnahme von Dämpfungselementen 19 der Dämpfungseinheit 13 bestimmt sind.
Das antriebsseitig angeordnete Deckelement 23 ist mit einer Schulter 37 versehen, die über eine Lagerung 35 zur Aufnahme eines Tilgermassenträgers 32 eines Tilgersystems 4 über das dem Tilgersystem 4 zugeordnete Bauteil 5, also der Koppelscheibe 51, dient. An dem Tilgermassenträger 32 sind eine Mehrzahl von Tilgermassen 34 in bekannter und daher nicht dargestellter Weise in Umfangs- und in Radialrichtung relativ bewegbar aufgenommen. Das das dem Tilgersystem 4 zugeordnete Bauteil 5, also die Koppelscheibe 51, kann über eine Kupplungsanordnung 3 mit der Nabenscheibe 24 der Kupplungsscheibe 42 verbunden werden. Wie nachfolgend noch ausführlicher gezeigt werden soll, ist die Nabenscheibe 24 als Stelleinheit 17 für die Kupplungsanordnung 3 wirksam.
Die Dämpfungseinrichtung 2 bildet zusammen mit dem Tilgersystem 4 einen Torsionsschwingungsdämpfer 1.
In 2 bis 4, in welchen die Kupplungsscheibe 42 herausgezeichnet ist, wird eine besondere technische Lösung für die in 1 schematisch dargestellte Kupplungsanordnung 3 gezeigt. Demnach sind die als Bauteile 6 des Eingangs 10 der Dämpfungseinrichtung 2 dienenden Deckelemente 22, 23 relativ zur Nabenscheibe 24 und damit zur Nabe 36 drehbar angeordnet. Axial zwischen dem abtriebsseitigen Deckelement 22 und der Nabenscheibe 24 ist eine Mitnehmerscheibe 45a sowie eine Reibscheibe 46a zur Bildung einer Reibeinheit 47a vorgesehen. Weiterhin sind axial zwischen der Nabenscheibe 24 und dem antriebsseitigen Deckelement 23 zwei Mitnehmerscheiben 45b, 45c sowie zwei Reibscheiben 46b, 46c zur Bildung einer Reibeinheit 47b vorgesehen. Während die Reibeinheiten 47a und 47b in konventioneller Weise ausgebildet und wirksam sind, und daher keiner weiteren Erläuterung bedürfen, ist darauf hinzuweisen, dass jeder dieser Reibeinheiten 47a und 47b je ein Axialenergiespeicher 30, 31 zugeordnet ist. Der der Reibeinheit 47a zugeordnete abtriebsseitige Axialenergiespeicher 30 stützt sich einerseits an der Mitnehmerscheibe 45a und andererseits an einem Radialvorsprung 48 der Nabe 36 ab, der der Reibeinheit 47b zugeordnete antriebsseitige Axialenergiespeicher 31 dagegen einerseits an der Mitnehmerscheibe 45c und andererseits am abtriebsseitigen Deckelement 23. Von herausragender Bedeutung ist hierbei, dass die von den beiden Axialenergiespeichern 30, 31 jeweils ausgeübten Axialkräfte zumindest im Wesentlichen gleich groß, wegen zueinander entgegengesetzter Einbaulage der Axialenergiespeicher 30, 31 aber in zueinander entgegengesetzten Richtungen wirksam sind. Zur Funktion dieser Axialenergiespeicher 30, 31 wird nachfolgend noch ausführlicher Stellung genommen.
Die beiden Deckelemente 22, 23 sind im radial äußeren Bereich mittels einer Mehrzahl entlang des Umfangs vorgesehener Abstandsstücke 49 in vorbestimmtem Axialabstand zueinander gehalten.
Wie 3 und 4 erkennen lassen, ist die Nabenscheibe 24 an ihrer dem abtriebsseitigen Deckelement 22 zugewandten Seite entlang des Umfanges mit einer vorbestimmten Anzahl nockenförmiger Axialvorsprünge 27 versehen, die mit einer entsprechenden Anzahl an Axialaussparungen 44 im benachbarten abtriebsseitigen Deckelement 22 zusammenwirken sollen. Ebenso ist die Nabenscheibe 24 an ihrer dem antriebsseitigen Deckelement 23 zugewandten Seite entlang des Umfanges mit einer vorbestimmten Anzahl nockenförmiger Axialvorsprünge 28 versehen, die mit einer entsprechenden Anzahl an nockenförmigen Axialvorsprüngen 29 am benachbarten antriebsseitigen Deckelement 23 zusammenwirken sollen. Die Funktion dieser Axialvorsprünge 27 bis 29 sowie der Axialaussparungen 44 ist wie folgt:
Zur Einstellung der Reibungskupplung in Einrückposition erfolgt die Einleitung eines vom Antrieb 9 stammenden Drehmomentes über die Schwungmasse 38 und die Reibungskupplung 40 auf die Reibbeläge 43 der Kupplungsscheibe 42. Dadurch wird der Eingang 10 der Dämpfungseinrichtung 2 in Umfangsrichtung relativ zum Ausgang 12 der Dämpfungseinrichtung 2 unter Verformung der Dämpfungselemente 19 der Dämpfungseinheit 13 ausgelenkt. Hierdurch kommt es zu einer Relativdrehbewegung der Deckelemente 22, 23 gegenüber der Nabenscheibe 24 um die Zentralachse 14 (1). Dies hat zur Folge, dass die nockenförmigen Axialvorsprünge 27 des abtriebsseitigen Deckelementes 22, die bislang in die jeweils zugeordneten Axialaussparungen 44 eingegriffen haben (vgl. 4), bei Kontaktaufnahme mit der jeweils dieser Auslenkrichtung der Deckelemente 22, 23 zugeordneten Rampe 50 der entsprechenden Axialaussparung 44 (vgl. 3) eine Axialkraft aufbauen. Nach Passage der Rampe 50 bei weiterer Drehauslenkung der Deckelemente 22, 23 relativ zur Nabenscheibe 24 gelangen die nockenförmigen Axialvorsprünge 27 in die in 3 gezeigte Drehauslenkung, in welcher sie an der der Nabenscheibe 24 zugewandten Seite des Deckelementes 22 zur Anlage gelangen. Bei dieser Drehauslenkung der Deckelemente 22, 23 ist die Axialkraft voll aufgebaut. Durch die Axialkraft wird eine anfängliche Axialverlagerung der Nabenscheibe 24 relativ zum abtriebsseitigen Deckelement 22 und, aufgrund dessen Verbindung mit dem antriebsseitigen Deckelement 23 mittels der Abstandsstücke 49, auch relativ zum antriebsseitigen Deckelement 23 ausgelöst, und zwar in Richtung zum Tilgersystem 4, ohne allerdings in Kontakt mit dem dem Tilgersystem 4 zugeordneten Bauteil 5, also der Koppelscheibe 51, zu gelangen.
Während die nockenförmigen Axialvorsprünge 27 der Nabenscheibe 24 die entsprechenden Axialaussparungen 44 des abtriebsseitigen Deckelementes 22 verlassen, endet ein bislang anliegender, in 4 gezeigter Kontakt zwischen den nockenförmigen Axialvorsprüngen 29 des antriebsseitigen Deckelementes 23 und den ebenfalls nockenförmigen Axialvorsprüngen 28 der Nabenscheibe 24. Die neue Position der nockenförmigen Axialvorsprünge 29 des abtriebsseitigen Deckelementes 23 und den ebenfalls nockenförmigen Axialvorsprüngen 28 der Nabenscheibe 24 ist in 3 gezeigt.
Die anfängliche Axialverlagerung der Nabenscheibe 24 bewirkt, dass beide Axialenergiespeicher 30, 31 jeweils einem Verlauf einer Kraft F in Relation zu einem Weg s folgen, wie er im Kennlinienverlauf der 5 dargestellt ist, wobei die Darstellung des Kennlinienverlaufes für einen der Axialenergiespeicher in durchgängiger Linierung und für den anderen der Axialenergiespeicher in unterbrochener Linierung erfolgt. Beide Kennlinienverläufe durchlaufen hierbei jeweils den in 5 gezeigten OT-Punkt. Hierdurch wechseln beide Axialenergiespeicher 30, 31 von Ihrer bisherigen stabilen Lage in eine neue stabile Lage. In der neuen stabilen Lage stellt der Axialenergiespeicher 30, der bislang keine wesentliche Axialkraft erzeugt hat, eine Axialkraft zur Verfügung, die in Richtung zum Tilgersystem 4 wirkt und dazu führt, dass die Nabenscheibe 24 weiter an das Tilgersystem 4 angenähert wird, bis die Nabenscheibe 24 mit einem in Richtung zum Tilgersystem 4 überstehenden Axialansatz 33 an der dem Tilgersystem 4 zugeordneten Baueinheit 5, also der Koppelscheibe 51, reibschlüssig in Anlage gelangt ist. Hierdurch wird das dem Tilgersystem 4 zugeordnete Bauteil 5 in Drehmomentverbindung mit der Nabenscheibe 24 und daher mit dem Ausgang 12 der Dämpfungseinrichtung 2 gebracht.
Diese Ankoppelung des Tilgersystems 4 an den Ausgang 12 der Dämpfungseinrichtung 2 erfolgt also dann, wenn zumindest eine Teillast, eventuell auch eine Vollast, über die Dämpfungseinheit 13 der Dämpfungseinrichtung 2 geleitet wird. In dieser stabilen Lage der Axialenergiespeicher 30, 31 wird der antriebsseitige Axialenergiespeicher 31 keine nennenswerte Axialkraft in vom Tilgersystem fortweisender Richtung ausüben.
Zur Unterbrechung der Übertragung von Drehmoment vom Antrieb 9 über die Schwungmasse 38 und die Reibungskupplung 40 auf die Kupplungsscheibe 42 wird die Reibungskupplung 40 in Ausrückposition gestellt, beispielsweise durch Betätigung eines Kupplungspedals. Die Auslenkung des Eingangs 10 der Dämpfungseinrichtung 2 in Umfangsrichtung relativ zum Ausgang 12 der Dämpfungseinrichtung 2 sowie die damit einher gehende Verformung der Dämpfungselemente 19 der Dämpfungseinheit 13 endet. Bei der hiermit verbundenen Rückbewegung der Deckelemente 22, 23 gegenüber der Nabenscheibe 24 um die Zentralachse 14 werden die nockenförmigen Axialvorsprünge 27 des abtriebsseitigen Deckelementes 22 aus der in 3 dargestellten Position über die Rampen 50 in die jeweils zugeordneten Axialaussparungen 44 gemäß 4 zurückgeführt, und statt dessen eine Kontaktaufnahme zwischen den Axialvorsprüngen 29 des antriebsseitigen Deckelementes 23 und den Axialvorsprüngen 28 der Nabenscheibe 24 erzeugt, wodurch eine Axialkraft aufgebaut wird, die eine anfängliche Axialverlagerung der Nabenscheibe 24 relativ zu den Deckelementen 22 und 23 auslöst, und zwar in vom Tilgersystem 4 fortweisender Richtung. Dieser Betriebszustand ist in 4 dargestellt.
Diese anfängliche Axialverlagerung der Nabenscheibe 24 bewirkt, dass beide Axialenergiespeicher 30, 31 jeweils dem in 5 gezeigten Kennlinienverlauf einer Kraft F in Relation zu einem Weg s folgen, und dabei jeweils den in 5 gezeigten OT-Punkt durchlaufen. Beide Axialenergiespeicher 30, 31 wechseln von Ihrer bisherigen stabilen Lage in eine neue stabile Lage. In dieser neuen stabilen Lage wird der Axialenergiespeicher 31, der bislang keine wesentliche Axialkraft erzeugt hat, eine Axialkraft aufbauen, die in vom Tilgersystem 4 fortweisender Richtung wirkt, und die Nabenscheibe 24 aufgrund dieser Axialkraft von dem Tilgersystem 4 entfernen, so dass der in Richtung zum Tilgersystem 4 überstehende Axialansatz 33 der Nabenscheibe 24 die entsprechende, dem Tilgersystem 4 zugeordnete Baueinheit 5, also die Koppelscheibe 51, zumindest im Wesentlichen frei gibt, wie dies in 2 gezeigt ist. Hierdurch wird die Drehmomentverbindung der entsprechenden, dem Tilgersystem 4 zugeordnete Baueinheit 5, also der Koppelscheibe 51, mit der Nabenscheibe 24 gelöst. Das Tilgersystem 4 ist dann von der Nabenscheibe 24 und damit vom Ausgang 12 der Dämpfungseinrichtung 2 abgekoppelt, so dass der Tilgermassenträger 32 mit den Tilgermassen 34 zumindest im Wesentlichen antriebsfrei um die Schulter 37 des antriebsseitigen Deckelementes 23 rotieren kann, und zwar begünstigt durch die Ausbildung der Lagerung 35 zwischen der Schulter 37 des antriebsseitigen Deckelementes 23 und dem Tilgermassenträger 32. Durch diese Abkoppelung des Tilgersystems 4 wird dafür gesorgt, dass ein Schalten von Gängen in einem nachgeordneten Getriebe frei vom Massenträgheitsmoment des Tilgersystems 4 erfolgen kann, und damit die Synchroneinrichtung des Getriebes nicht belastet wird.
Die gleiche stabile Lage der Axialenergiespeicher 30, 31 liegt auch an, wenn in dem nachgeordneten Schaltgetriebe die Leerlaufposition eingelegt ist.
Die Axialkraftdifferenz, welche zum Wechsel der stabilen Lage der Axialenergiespeicher 30, 31 zur Verfügung steht, ist in der Kennliniendarstellung der 5 abgebildet, und liegt für beide Axialenergiespeicher 30, 31 jeweils zwischen dem OT-Punkt und dem jeweils zugeordneten Punkt UT1 oder UT2. Bei nochmals geringerer Axialkraft F sind die Punkte N1 und N2 abgebildet. Die Axialkraftdifferenz zwischen den Punkten UT1 und N1 sowie zwischen den Punkten UT2 und N2 gibt jeweils die Normalkraft an, welche Abseits eines Wechsels der stabilen Lagen der Axialenergiespeicher 30, 31 wirksam ist.
Da die Nabenscheibe 24 in beschriebener Weise eine An- oder Abkoppelung eines Bauteils 5 des Tilgersystems 4 und damit des Tilgersystems 4 an den Ausgang 12 der Dämpfungseinrichtung 2 bewirkt, dient die Nabenscheibe 24 als Stelleinheit 17 einer Stelleinrichtung 8 der Kupplungsanordnung 3, wobei die Stelleinrichtung 8 darüber hinaus auch über Axialkrafterzeuger 15, 16 (2) verfügt, von denen der erste Axialkrafterzeuger 15 den Axialenergiespeicher 30 und der zweite Axialkrafterzeuger 16 den Axialenergiespeicher 31 umfasst.
Die nockenförmigen Axialvorsprünge 27 der Nabenscheibe 24 sowie die entsprechenden Axialaussparungen 44 des abtriebsseitigen Deckelementes 22 sind Teil einer ersten Axialverlagerungsanordnung 20 (4) einer Steuerungseinrichtung 7 der Kupplungsanordnung 3, während die nockenförmigen Axialvorsprünge 28 der Nabenscheibe 24 sowie die entsprechenden nockenförmigen Axialvorsprünge 29 des antriebsseitigen Deckelementes 23 Teil einer zweiten Axialverlagerungsanordnung 21 (3) der Steuerungseinrichtung 7 der Kupplungsanordnung 3 sind.
Die zur An- oder Abkoppelung des Tilgersystems 4 des Torsionsschwingungsdämpfers 1 in Relation zum Ausgang 12 der Dämpfungseinrichtung 2 des Torsionsschwingungsdämpfers 1 dienende Kupplungsanordnung 3 ist demnach mit einer Steuerungseinrichtung 7 mit zwei in zueinander entgegengesetzten Richtungen wirksamen Axialverlagerungsanordnungen 20, 21 und mit der Stelleinrichtung 8 mit zwei in zueinander entgegengesetzten Richtungen wirksamen Axialkrafterzeugern 15, 16 versehen.
Bezugszeichenliste

1: Torsionsschwingungsdämpfer
2: Dämpfungseinrichtung
3: Kupplungsanordnung
4: Tilgersystem
5: Baueinheit des Tilgersystems
6: Baueinheit des Eingangs
7: Steuerungseinrichtung
8: Stelleinrichtung
9: Antrieb
10: Eingang
11: Abtrieb
12: Ausgang
13: Dämpfungseinheit
14: Zentralachse
15: Axialkrafterzeuger der Stelleinrichtung
16: Axialkrafterzeuger der Stelleinrichtung
17: Stelleinheit
18: Getriebeeingangswelle
19: Dämpfungselement
20: Axialverlagerungsanordnung der Steuerungseinrichtung
21: Axialverlagerungsanordnung der Steuerungseinrichtung
22: Deckelement
23: Deckelement
24: Nabenscheibe
25: Ausnehmung Deckelemente
26: Ausnehmung Nabenscheibe
27: Axialvorsprünge Nabenscheibe
28: Axialvorsprünge Nabenscheibe
29: Axialvorsprung Deckelement
30: Axialenergiespeicher
31: Axialenergiespeicher
32: Tilgermassenträger
33: Axialansatz an Nabenscheibe
34: Tilgermasse
35: Lagerung
36: Nabe der Nabenscheibe
37: Schulter am Deckelement
38: Schwungmasse
39: Anpressplatte
40: Reibungskupplung
41: Kurbelwelle
42: Kupplungsscheibe
43: Reibbeläge
44: Axialaussparung Deckelement
45: Mitnehmerscheibe
46: Reibscheibe
47: Reibeinheit
48: Radialvorsprung
49: Abstandsstück
50: Rampe
51: Koppelscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014208563 A1 [0002, 0003]

Claims

Torsionsschwingungsdämpfer (1) mit einer Dämpfungseinrichtung (2) und mit einem über eine Kupplungsanordnung (3) mit der Dämpfungseinrichtung (2) verbindbaren Tilgersystem (4), wobei die Kupplungsanordnung (3) für einen Schaltvorgang zur Herstellung einer zumindest teilweisen Wirkverbindung zwischen einer Baueinheit (5) des Tilgersystems (4) und der Dämpfungseinrichtung (2) in einer ersten Schaltstellung einstellbar ist, und für einen Schaltvorgang zur Aufhebung einer zumindest teilweisen Wirkverbindung zwischen der Baueinheit (5) des Tilgersystems (4) und der Dämpfungseinrichtung (2) in einer zweiten Schaltstellung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung (3) einerseits über eine Steuerungseinrichtung (7) verfügt, durch welche die Schaltvorgänge der Kupplungsanordnung (3) jeweils in Lastabhängigkeit auslösbar sind, und andererseits mit einer Stelleinrichtung (8) versehen ist, durch welche die Kupplungsanordnung (3) in jeweils einer ihrer beiden Schaltstellungen einstellbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1 mit einer Dämpfungseinrichtung (2), die zumindest einen mit einem Antrieb (9) in Wirkverbindung versetzbaren Eingang (10), zumindest einen mit einem Abtrieb (11) in Wirkverbindung stehenden Ausgang (12) und zumindest eine zwischen dem Eingang (10) und dem Ausgang (12) wirksame Dämpfungseinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (7) zwischen dem Eingang (10) der Dämpfungseinrichtung (2) und deren Ausgang (12) wirksam ist, und durch eine Relativbewegung dieses Eingangs (10) um eine Zentralachse (14) in Relation zum Ausgang (12) unter lastabhängiger Verformung der Dämpfungseinheit (13) zur Auslösung einer Änderung der Schaltstellung der Stelleinrichtung (8) aktiviert wird.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (8) über eine Mehrzahl von in Richtung der Zentralachse (14) einander entgegenwirkender Axialkrafterzeuger (15, 16) verfügt, von denen jeweils einer eine in Richtung der Zentralachse (14) verlagerbare Stelleinheit (17) mittels einer Axialkraft beaufschlagt.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (17) dem Ausgang (12) der Dämpfungseinrichtung (2) drehfest, aber axial verlagerbar, zugeordnet ist, und die einander entgegenwirkenden Axialkrafterzeuger (15, 16) in Richtung der Zentralachse (14) sich jeweils einerseits am Eingang (10) der Dämpfungseinrichtung (2) und andererseits an der Stelleinheit (17) abstützen, und dass die einander entgegenwirkenden Axialkrafterzeuger (15, 16) zur axialen Verlagerung der Stelleinheit (17) dienen, indem jeweils einer der Axialkrafterzeuger (15, 16) die Stelleinheit (17) in Richtung der Zentralachse (14) belastet, während der jeweils andere Axialkrafterzeuger (15, 16) unterdessen bezüglich der Stelleinheit (17) zumindest im Wesentlichen wirkungsfrei ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Eingang (10) der Dämpfungseinrichtung (2) als auch deren Ausgang (12) jeweils mit zumindest einer Ausnehmung (18) für die Aufnahme wenigstens eines Dämpfungselementes (19) der Dämpfungseinheit (13) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelleinheit (17) an deren dem Eingang (10) der Dämpfungseinrichtung (2) jeweils zugewandter Seite und/oder am Eingang (10) der Dämpfungseinrichtung (2) an dessen jeweils der Stelleinheit (17) zugewandten Seite eine der Steuerungseinrichtung (7) zugeordnete Axialverlagerungsanordnung (20, 21) vorgesehen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 5 mit einer Dämpfungseinrichtung (2), bei welcher der Eingang (10) über zumindest zwei axial feste Deckelemente (22, 23) und der Ausgang (12) über wenigstens eine axial verlagerbare, als Stelleinheit (17) dienende Nabenscheibe (24) verfügt, wobei die Deckelemente (22, 23) beidseits der Nabenscheibe (24) angeordnet sind, und sowohl die Deckelemente (22, 23) als auch die wenigstens eine Nabenscheibe (24) jeweils mit zumindest einer Ausnehmung (25, 26) für wenigstens ein Dämpfungselement (19) der Dämpfungseinheit (13) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass an der Nabenscheibe (24) an deren dem jeweiligen Deckelement (22, 23) zugewandten Seite und/oder an den Deckelementen (22, 23) an deren jeweils der Nabenscheibe (24) zugewandten Seiten je eine der Steuerungseinrichtung (7) zugeordnete Axialverlagerungsanordnung (20, 21) für die Nabenscheibe (24) vorgesehen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer über die Axialverlagerungsanordnung (20, 21) der Steuerungseinrichtung (7) ausgelösten Axialverlagerung der Stelleinheit (17) ein Wirkungswechsel von einem der Axialkrafterzeuger (15, 16) der Stelleinrichtung (8) auf den jeweils anderen Axialkrafterzeuger (15, 16) der Stelleinrichtung (8) ausgelöst wird, so dass die Stelleinheit (17) mittels des jetzt wirksamen Axialkrafterzeugers (15, 16) in der neuen Schaltstellung gehalten ist, während die Stelleinheit (17) vor dieser Axialverlagerung durch den zuvor wirksamen Axialkrafterzeuger (15, 16) in ihrer bisherigen Schaltstellung gehalten war.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialverlagerungsanordnung (20, 21) der Steuerungseinrichtung (7) über auf das jeweils benachbarte Deckelement (22, 23) zuweisende Axialvorsprünge (27, 28) an der Nabenscheibe (24) und/oder durch auf die Nabenscheibe (24) jeweils zuweisende Axialvorsprünge (29) an den Deckelementen (23) oder Aussparungen (44) an den Deckelementen (22) verfügt.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkrafterzeuger (15, 16) der Stelleinrichtung (8) jeweils über einen Axialenergiespeicher (30, 31) verfügen, der axial zwischen dem jeweiligen Deckelement (22, 23) und der Nabenscheibe (24) vorgesehen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkrafterzeuger (15, 16) der Stelleinrichtung (8) jeweils über einen Axialenergiespeicher (30, 31) verfügen, der ohne Einwirkung einer durch die Axialverlagerungsanordnung (20, 21) der Steuerungseinrichtung (7) erzeugten Axialkraft in einer ersten Achsrichtung wirksam ist, um als Folge seiner Verformungscharakteristik nach Aufbau einer Axialkraft vorbestimmter Höhe durch die Axialverlagerungsanordnung (20, 21) eine Axialkraft in einer zweiten Achsrichtung zu erzeugen, welche der ersten Achsrichtung entgegengerichtet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach den Ansprüchen 1 und 5 oder 6 mit einem um die Zentralachse (14) relativ bewegbaren Tilgersystem (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Tilgersystem (4) an einer Baueinheit (6) des Eingangs (10) der Dämpfungseinrichtung (2), wie einem Deckelement (23), aufgenommen ist, und die Stelleinheit (17) bei Anordnung in einer ersten Schaltstellung der Stelleinrichtung (8) mittels des dieser ersten Schaltstellung zugeordneten Axialkrafterzeugers (15, 16) zumindest im Wesentlichen berührungsfrei gegenüber einer entsprechenden, dem Tilgersystem (4) zugeordneten Baueinheit (5), wie einer Koppelscheibe (51), ist, während die Stelleinheit (8) bei Anordnung in einer zweiten Schaltstellung der Stelleinrichtung (8) mittels des dieser zweiten Schaltstellung zugeordneten Axialkrafterzeugers (15, 16) zumindest im Wesentlichen in Reibverbindung mit der entsprechenden, dem Tilgersystem (4) zugeordneten Baueinheit (5), wie der Koppelscheibe (51), steht.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Radialbereich der Stelleinheit (17) über einen axial in Richtung zur entsprechenden, dem Tilgersystem (4) zugeordneten Baueinheit (5), wie der Koppelscheibe (51), weisenden Axialansatz (33) verfügt, wobei dieser Axialansatz (33) das dem Tilgersystem (4) benachbarte Deckelement (23) axial überragt, und in der entsprechenden Schaltstellung der Stelleinrichtung (8) zumindest im Wesentlichen für die Herstellung einer Reibverbindung mit der entsprechenden, dem Tilgersystem (4) zugeordneten Baueinheit (5), wie der Koppelscheibe (51), vorgesehen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 12 mit einem Tilgersystem (4), welches wenigstens einen Tilgermassenträger (32) und zumindest eine Tilgermasse (34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tilgermassenträger (32) über eine Lagerung (35) an einer Schulter (37) des benachbarten Deckelementes (23) des Eingangs (10) der Dämpfungseinrichtung (2) axial gesichert, aber relativ drehbar, aufgenommen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 6, bei welchem eines (22) der Deckelemente (22, 23) zur Aufnahme eines Reibbelages (43) vorgesehen ist, der mit einer einem Antrieb (9), wie einer Brennkraftmaschine, zugeordneten Schwungmasse (38) und mit einer Anpressplatte (39) einer Reibungskupplung (40) in Wirkverbindung gebracht werden kann, und bei dem die Nabenscheibe (24) eine Nabe (36) trägt, die mit einem Abtrieb (11), wie einer Getriebeeingangswelle (18), drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (36) zur Zentrierung der Axialenergiespeicher (30, 31) der Axialkrafterzeuger (15, 16) der Stelleinrichtung (8) dient.