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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Eingangsteil und einem entgegen einer Federeinrichtung um die Drehachse begrenzt verdrehbaren Ausgangsteil mit einem radial innerhalb der Federeinrichtung angeordneten Fliehkraftpendel mit einem Pendelmassenträger und an diesem im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers entlang einer Pendelbahn verschwenkbaren, über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen, wobei die Federeinrichtung ausgangsseitig von einem Flanschteil in Umfangsrichtung beaufschlagt ist.
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Gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfer sind seit Langem bekannt. Um die Drehschwingungsisolation des Drehschwingungsdämpfers zu verbessern, ist zusätzlich zu der zwischen einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil angeordneten Federeinrichtung an dem Ausgangsteil ein Fliehkraftpendel als drehzahladaptiver Drehschwingungstilger angeordnet.
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Beispielsweise ist aus der Druckschrift
DE 10 2015 203 946 A1 ein Drehschwingungsdämpfer mit einem radial innerhalb der Federeinrichtung angeordneten Fliehkraftpendel bekannt. Der Pendelmassenträger des Fliehkraftpendels bildet dabei zusätzlich ein Flanschteil zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung. Der Pendelmassenträger ist mit einer Sekundärschwungmasse vernietet, die eine Gegendruckplatte zur Ausbildung einer Reibungskupplung aufweist. Das Flanschteil greift mittels radial erweiterter Arme zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarte Stirnseiten von die Federeinrichtung bildenden Schraubenfedern ein.
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Die Druckschrift
DE 10 2014 217 474 A1 zeigt einen hierzu ähnlichen Drehschwingungsdämpfer, bei dem der Pendelmassenträger mit einer Ausgangsnabe vernietet ist.
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Die Fliehkraftpendel dieser Drehschwingungsdämpfer reagieren empfindlich auf Axialbewegungen oder Verkippungen während eines um eine Drehachse drehenden Drehschwingungsdämpfers, bei dem die über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen des Fliehkraftpendels mittels Pendellagern entlang einer vorgegebenen Pendelbahn im Fliehkraftfeld pendelfähig gegenüber dem Pendelmassenträger aufgenommen sind. Derartige Axialbewegungen können zu einem verstärkten Verschleiß zwischen den Laufbahnen des Pendelmassenträgers und der Pendelmassen und den auf diesen abwälzenden Pendelrollen führen.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers. Insbesondere soll ein Drehschwingungsdämpfer vorgeschlagen werden, dessen Fliehkraftpendel verschleißarm betrieben werden kann. Insbesondere soll ein Drehschwingungsdämpfer vorgeschlagen werden, dessen Fliehkraftpendel gegen Axialschwingungen geschützt ist.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer ist insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit drehschwingungsbehafteter Brennkraftmaschine vorgesehen. Zur Dämpfung der Drehschwingungen weist der Drehschwingungsdämpfer ein um eine Drehachse verdrehbar angeordnetes Eingangsteil und ein entgegen einer Federeinrichtung um die Drehachse begrenzt verdrehbares Ausgangsteil auf. Der Drehschwingungsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad ausgebildet sein. Hierzu weist das Eingangsteil eine Primärschwungmasse auf. Das Ausgangsteil kann eine Sekundärschwungmasse aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann dem Ausgangsteil drehschlüssig eine Sekundärschwungmasse einer weiteren Antriebsstrangeinrichtung beispielsweise einer Doppelkupplung, einer Elektromaschine, eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers und/oder dergleichen zugeordnet sein. Die Federeinrichtung kann aus über den Umfang verteilt angeordneten Schraubendruckfedern, bevorzugt auf einen Einsatzdurchmesser vorgebogenen Bogenfedern gebildet sein. Mehrere Schraubendruckfedern können ineinander geschachtelt Federpakete bilden. Ineinander geschachtelte Schraubendruckfedern können zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil bei unterschiedlichen Verdrehwinkeln beaufschlagbar sein, um beispielsweise einen Drehschwingungsdämpfer mit mehrstufiger Kennlinie der Torsionskraft gegen den Verdrehwinkel auszubilden.
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Radial innerhalb der Federeinrichtung ist zur drehzahladaptiven Drehschwingungstilgung ein Fliehkraftpendel angeordnet. An einem Pendelmassenträger sind über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet, die mittels Pendellagern an dem Pendelmassenträger aufgenommen sind. Die Pendellager sind aus komplementären Laufbahnen in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen gebildet, auf denen eine Pendelrolle abwälzt. Die Auswahl der Krümmung der Laufbahnen, die eine entsprechende Pendelbahn der Pendelmassen vorgeben, die Ausbildung der Pendelrolle als Stufenrolle oder als Pendelrolle mit konstantem Durchmesser, der Abstand des Schwerpunkts der Pendelmasse zur Drehachse und dergleichen geben dabei die Eigenschaften des Fliehkraftpendels, insbesondere die auf die Haupterregerordnung der Brennkraftmaschine abgestimmte Tilgerordnung vor. Hierbei werden die Pendelmassen aufgrund des um die Drehachse drehenden Drehschwingungsdämpfers im Fliehkraftfeld nach radial außen beschleunigt und von Drehschwingungen zu kleineren, die Drehschwingungen tilgenden Radien verlagert, so dass fliehkraftabhängig und damit drehzahladaptiv eine Beruhigung des am Pendelmassenträger anliegenden Drehmoments eintritt.
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Das Fliehkraftpendel kann beispielsweise in mehreren Ausführungsformen ausgebildet sein. In einer ersten Ausführungsform ist der Pendelmassenträger als Pendelflansch ausgebildet, an dem beidseitig Pendelmassen angeordnet sind. Die axial gegenüber liegenden Pendelmassen sind dabei mittels Verbindungsmitteln axial beabstandet und verbunden und bilden damit Pendelmasseneinheiten. Bevorzugt zwei in Umfangsrichtung beabstandete Pendellager pro Pendelmasseneinheit enthalten dabei Laufbahnen in den axial gegenüberliegenden Pendelmassen und eine Laufbahn in dem Pendelflansch, wobei die Laufbahnen eine Pendelrolle axial übergreift und auf diesen abwälzt.
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In einer weiteren Ausführungsform des Fliehkraftpendels kann der Pendelmassenträger aus zwei Seitenteilen gebildet sein, welche zwischen sich einen axialen Freiraum bilden, in dem die Pendelmassen aufgenommen sind. Die bevorzugt zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Pendellager pro Pendelmasse sind jeweils aus Laufbahnen in den Seitenteilen und aus einer Laufbahn in der Pendelmasse gebildet, auf denen eine die Laufbahnen axial übergreifende Pendelrolle abwälzt.
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In einer weiteren Ausführungsform können die Pendelmassen in Ausnehmungen des als Pendelflansch ausgebildeten Pendelmassenträgers vorgesehenen Ausnehmungen untergebracht sein, wobei zur Bildung bevorzugt zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager Laufbahnen in den Ausnehmungen und an den Pendelmassen axial auf gleicher Höhe und radial übereinander angeordnet sind. Hierbei wälzt eine Pendelrolle im axialen Bauraum des Pendelmassenträgers zwischen den Laufbahnen des Pendelmassenträgers und der Pendelmasse ab. Durch radiales Überschneiden beidseitig an dem Pendelmassenträger angeordneter, mit den Pendelmassen verbundener Scheiben, die als zusätzliche Masseteile ausgebildet sein können, ist die Pendelrolle in dem jeweiligen Pendellager verliergesichert aufgenommen.
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Um die die Pendellager gegen Axialbewegungen, Verkippungen und dergleichen, die beispielsweise von der Brennkraftmaschine oder von nicht symmetrischen Beaufschlagungen der Federeinrichtung herrühren können zumindest teilweise zu schützen, sind auf das Fliehkraftpendel einwirkende Störungen zwischen Federeinrichtung und Pendelmassenträger kompensiert. Beispielsweise können hierzu entsprechende Maßnahmen zwischen der Federeinrichtung und dem diese ausgangsseitig beaufschlagenden Flanschteil und/oder zwischen dem Pendelmassenträger und der Federeinrichtung beziehungsweise des diese ausgangsseitig beaufschlagenden Flanschteils vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Pendelmassenträger von dem Drehmomentfluss zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil abgekoppelt sein. Hierzu können in einer vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfers der Pendelmassenträger und das Flanschteil axial entkoppelt miteinander verbunden sein. Beispielsweise der Pendelmassenträger axial zwischen dem Flanschteil und einem Abtriebsteil des Ausgangsteils entgegen der Wirkung von beidseitig an dem Pendelmassenträger angeordneten, axial wirksamen Federelementen vernietet sein. Dies bedeutet, dass der Pendelmassenträger axial schwimmend entgegen der Wirkung der Federelemente gegenüber dem Abtriebsteil und dem Flanschteil aufgenommen ist. Das Flanschteil und der Pendelmassenträger sind dabei als unterschiedliche Teile ausgebildet, die axial nebeneinander angeordnet sind. Das Flanschteil ist dabei axial zwischen dem Eingangsteil und dem Pendelmassenträger angeordnet und kann im radialen Bereich der Pendelmassen in Richtung Eingangsteil ausgebaucht sein.
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In einer hierzu geänderten Ausführungsform des vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfers kann das die Federeinrichtung radial außen ausgangsseitig beaufschlagende Flanschteil den Pendelmassenträger bilden.
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Zur Verminderung der axialen Einflüsse eines gegenüber der Federeinrichtung nicht exakt zentrierten Flanschteils ist dieses aus zwei einen Freiraum für die Pendelmassen bildenden Seitenteilen gebildet, wobei die Seitenteile radial innen mit einem Abtriebsteil vernietet sind und radial außen eine dreiecksförmige Beaufschlagungsfläche für die Federeinrichtung bilden. Dies bedeutet, dass in Abänderung zu radial erweiterten, zwischen die in Umfangsrichtung benachbarten Stirnseiten von Schraubendruckfedern der Federeinrichtung eingreifenden Armen jeweils ein Arm eines Seitenteils auf eine radial außen zusammenlaufende Spitze schräg gestellte Arme vorgesehen sind, so dass die Beaufschlagungsfläche vergrößert und gegenüber Verkippungen und Fehlzentrierungen Vorsorge getroffen ist. Die Seitenteile können dabei radial außen miteinander vernietet sein und in einem Kontaktbereich gegenüber den Stirnseiten der Schraubendruckfedern der Federeinrichtung einen axial vorgegebenen Abstand aufweisen. Der vorgegebene Abstand kann innerhalb des zur Verfügung stehenden Bauraums maximal ausgebildet sein.
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In bevorzugter Weise bildet das Eingangsteil für die Federeinrichtung aus miteinander verbundenen, beispielsweise dicht verschweißten Scheibenteilen eine Ringkammer. Der axiale Abstand der Seitenteile des Flanschteils beziehungsweise des Flanschteils selbst ist dabei bis an die begrenzenden Wandungen der die Ringkammer bildenden Scheibenteile erstreckt und weist eine Breite auf, die im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Schraubendruckfedern entspricht.
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Zur Verhinderung des Eintritts von Verunreinigungen, beispielsweise Wasser oder Schmutz ist die Ringkammer nach außen abgedichtet. Hierzu kann zwischen dem Eingangsteil, beispielsweise einem Scheibenteil der Ringkammer und dem Ausgangsteil, beispielsweise dem Abtriebsteil eine Dichtung, eine mit dem Ausgangsteil aufgenommene und gegen das Scheibenteil axial vorgespannte Dichtmembran oder dergleichen vorgesehen sein.
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Das Abtriebsteil stellt den Drehmomentschluss des Drehschwingungsdämpfers zu dem nachfolgenden Antriebsstrangteil her. Hierzu kann das Abtriebsteil als Nabe mit einer Innenverzahnung ausgebildet sein, die mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes, einem Wellenstumpf einer Doppelkupplung oder eines Drehmomentwandlers, mit einem Rotor einer Elektromaschine eines hybridischen Antriebsstrangs oder dergleichen verbunden ist. Alternativ kann das Abtriebsteil als Gegendruckplatte einer Reibungskupplung ausgebildet sein und kann eine Sekundärschwungmasse bilden. Die Erfindung wird anhand der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 den oberen Teil eines um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfers im Schnitt
und
- 2 den oberen Teil eines gegenüber dem Drehschwingungsdämpfer der 1 abgeänderten Drehschwingungsdämpfers im Schnitt.
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Die 1 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfers 1 im Schnitt. Das Eingangsteil 2 und das Ausgangsteil 3 sind entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 4 gegeneinander relativ verdrehbar, radial innerhalb der Federeinrichtung 4 ist ausgangsseitig das Fliehkraftpendel 5 angeordnet.
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Das Eingangsteil 2 ist aus den miteinander radial außen dicht verschweißten Scheibenteilen 6, 7, dem Geberring 8 und dem Anlasserzahnkranz 9 gebildet, die zusammen die Primärschwungmasse des Eingangsteils 2 bilden. Das Eingangsteil 2 ist mittels der Schrauben 10 und des Verstärkungsrings 11 zur Aufnahme an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehen.
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In der von den Scheibenteilen 6, 7 gebildeten, zumindest teilweise mit Schmiermittel befüllten Ringkammer 12 ist die Federeinrichtung 4 untergebracht. Die Federeinrichtung enthält die über den Umfang verteilt angeordneten Schraubendruckfedern 13, die hier als auf ihren Einsatzdurchmesser vorgebogene Bogenfedern gebildet sind.
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Das Ausgangsteil 3 enthält das Flanschteil 14, das Fliehkraftpendel 5 mit dem Pendelmassenträger 15 und den über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen 16 sowie das als Nabe 17 mit der Innenverzahnung 18 ausgebildete Abtriebsteil 19. Die Schraubendruckfedern 13 werden an ihren Stirnseiten eingangsseitig und ausgangsseitig in Umfangsrichtung beaufschlagt. Hierzu sind eingangsseitig die in den Scheibenteilen 6, 7 vorgesehenen Anprägungen 20, 21 vorgesehen, die zwischen in Umfangsseiten benachbarte Stirnseiten der Schraubendruckfedern 13 eingreifen. Das Flanschteil 14 weist die radial außen zwischen die Stirnseiten in Umfangsrichtung benachbarter Schraubendruckfedern 13 eingreifenden und axial zwischen den Anprägungen 20, 21 durchtauchenden Arme 22 auf.
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Um das Fliehkraftpendel 5 gegen in den Drehschwingungsdämpfer 1 von der Brennkraftmaschine eingetragene oder durch Fehlzentrierung der Arme 22 gegenüber den Schraubendruckfedern 13, Nichtplanaritäten der Stirnseiten der Schraubendruckfedern und/oder der Arme 22 und/oder andere Einflussgrößen verursachte Axialbelastungen wie Axialschwingungen, Verschiebungen, Verkippungen und/oder dergleichen zu schützen, sind das Flanschteil 14 und der Pendelmassenträger voneinander getrennt ausgebildet und axial voneinander elastisch isoliert. Hierdurch kann das Fliehkraftpendel 5 von dem Drehmomentfluss von dem Eingangsteil 2 über die Federeinrichtung, das Flanschteil 14 zum Abtriebsteil 19 isoliert werden. Hierzu sind an der Vernietung 23 zwischen der Nabe 17 und dem Pendelmassenträger 15 einerseits und dem Flanschteil 14 und dem Pendelmassenträger 15 andererseits die axial wirksamen Federelemente 24 vorgesehen, die den Pendelmassenträger 15 auf den Stufenbolzen 25 der Vernietung 23 axial schwimmend entgegen der Wirkung der Federelemente 24 lagern.
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Durch die axial elastische Aufnahme des Pendelmassenträgers 15 auf der Vernietung 23 sind insbesondere die Pendellager 26 zwischen den geschichtet aus Blechteilen gebildeten, über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen 16 und dem Pendelmassenträger 15 vor überhöhtem Verschleiß aufgrund von Axialbelastungen geschützt. Der Pendelmassenträger 15 ist in die beiden Seitenteile 27 geteilt, die radial innen aneinander liegend auf den Stufenbolzen 25 aufgenommen sind und radial au-ßen den Freiraum 28 bilden, in dem die Pendelmassen 16 aufgenommen sind. Die gestuft ausgebildeten Pendelrollen 29 wälzen jeweils auf bogenförmigen Laufbahnen 30, 31 der Seitenteile 27 und den Pendelmassen 16 ab. Die komplementär zueinander ausgebildeten Laufbahnen 30 der Seitenteile 27 einerseits und die Laufbahnen 31 der Pendelmassen 16 andererseits geben dabei die Pendelbahn der Pendelmassen 16 beziehungsweise die Pendelbahn deren Schwerpunkte vor.
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Zum Schutz vor Verunreinigung der Federeinrichtung 4 und des Fliehkraftpendels 5 und zur Ausbildung einer Reibhysterese ist die Ringkammer 12 zwischen dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 3 abgedichtet. Radial außerhalb der Vernietung 23 ist hierzu zwischen dem Scheibenteil 7 und der Nabe 17 die Tellerfedermembran 32 axial vorgespannt, wird von einem dieser Bauteile drehschlüssig mitgenommen und bildet mit dem anderen Bauteil einen Reibeingriff. Radial innerhalb der Vernietung 23 ist zwischen der Nabe 17 und dem Verstärkungsring 11 der Reibring 33 vorgesehen. Die 2 zeigt den oberen Teil des gegenüber dem Drehschwingungsdämpfer 1 der 1 vereinfacht ausgebildeten Drehschwingungsdämpfers 1a im Schnitt. Entsprechend dem Drehschwingungsdämpfer 1 weist der Drehschwingungsdämpfer 1a das Eingangsteil 2a, das Ausgangsteil 3a mit dem Fliehkraftpendel 5a und die zwischen dem Eingangsteil 2a und dem Ausgangsteil 3a wirksame Federeinrichtung 4a auf. Im Unterschied zu dem Drehschwingungsdämpfer 1 weist der Drehschwingungsdämpfer 1a das Flanschteil 14a auf, das zugleich den Pendelmassenträger 15a des Fliehkraftpendels 5a bildet. Das Flanschteil 14a ist hierzu aus den beiden Seitenteilen 27a gebildet, die radial innen aneinandergelegt mittels der Vernietung 23a mit dem als Nabe 17a ausgebildeten Abtriebsteil 19a verbunden sind. Radial außen sind die Seitenteile 27a mit dem Abstand x beabstandet und knicken im Wesentlichen auf radialer Höhe der Schraubendruckfedern 13a aufeinander zuweisend ab. Radial außen sind die Seitenteile 27a aneinander liegend miteinander mittels der Vernietung 34a verbunden. Der Drehmomentfluss verläuft in diesem Ausführungsbeispiel zwar über den Pendelmassenträger 15a des Fliehkraftpendels 5a, durch die im Wesentlichen dreieckige Beaufschlagung der Stirnseiten der Schraubendruckfedern 13a mit den die Basis mit dem Abstand x bildenden Seitenteilen 27a erfolgt eine verbesserte Zentrierung der Stirnseiten der Schraubendruckfedern 13a gegenüber dem Flanschteil 14a, so dass axiale Störungen ausgeschlossen oder zumindest vermindert werden können. Folge ist eine wesentliche Entlastung der Pendellager 26a zwischen dem Pendelmassenträger 15a und den Pendelmassen 16a gegenüber axialen Störungen.
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Die Abdichtung der Ringkammer 12a zwischen dem Eingangsteil 2a und dem Ausgangsteil 3a erfolgt radial außerhalb der Vernietung 23a infolge des radial kürzeren Scheibenteils 7a mittels der Tellerfedermembran 32a, die an der Vernietung 23a aufgenommen ist und unter Zwischenlage des Reibrings 35a gegen das Scheibenteil 7a axial vorgespannt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 1a
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Eingangsteil
- 2a
- Eingangsteil
- 3
- Ausgangsteil
- 3a
- Ausgangsteil
- 4
- Federeinrichtung
- 4a
- Federeinrichtung
- 5
- Fliehkraftpendel
- 5a
- Fliehkraftpendel
- 6
- Scheibenteil
- 7
- Scheibenteil
- 7a
- Scheibenteil
- 8
- Geberring
- 9
- Anlasserzahnkranz
- 10
- Schraube
- 11
- Verstärkungsring
- 12
- Ringkammer
- 12a
- Ringkammer
- 13
- Schraubendruckfeder
- 13a
- Schraubendruckfeder
- 14
- Flanschteil
- 14a
- Flanschteil
- 15
- Pendelmassenträger
- 15a
- Pendelmassenträger
- 16
- Pendelmasse
- 16a
- Pendelmasse
- 17
- Nabe
- 17a
- Nabe
- 18
- Innenverzahnung
- 19
- Abtriebsteil
- 19a
- Abtriebsteil
- 20
- Anprägung
- 21
- Anprägung
- 22
- Arm
- 23
- Vernietung
- 23a
- Vernietung
- 24
- Federelement
- 25
- Stufenbolzen
- 26
- Pendellager
- 26a
- Pendellager
- 27
- Seitenteil
- 27a
- Seitenteil
- 28
- Freiraum
- 29
- Pendelrolle
- 30
- Laufbahn
- 31
- Laufbahn
- 32
- Tellerfedermembran
- 32a
- Tellerfedermembran
- 33
- Reibring
- 34a
- Vernietung
- 35a
- Reibring
- d
- Drehachse
- x
- Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015203946 A1 [0003]
- DE 102014217474 A1 [0004]
