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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad, Riemenscheibenentkoppler oder Scheibendämpfer, mit dessen Hilfe in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs auftretende Drehschwingungen gedämpft werden können.
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Beispielsweise aus
DE 10 2015 221 022 A1 ist ein als Zweimassenschwungrad ausgestalteter Drehschwingungsdämpfer zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt mit einer um eine Drehachse drehbaren Primärmasse, einer relativ zu der Primärmasse begrenzt verdrehbaren Sekundärmasse und einem an der Primärmasse und an der Sekundärmasse anschlagbaren Energiespeicherelement, insbesondere Bogenfeder, zur Koppelung der Primärmasse mit der Sekundärmasse, wobei das Energiespeicherelement in einem von der Primärmasse zumindest teilweise begrenzten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Sekundärmasse einen in den Aufnahmeraum hineinragenden Ausgangsflansch zum tangentialen Anschlagen an dem Energiespeicherelement und eine mit dem Ausgangsflansch verbundene Ausgangsnabe zur drehfesten Koppelung mit einer Welle, insbesondere Getriebeeingangswelle, aufweist.
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Im Betrieb wurde erkannt, dass beim Auswuchten das Problem auftauchte, dass Primärmasse und Sekundärmasse nicht von der gleichen Seite her auswuchtbar sind, das Auswuchten also von zwei unterschiedlichen Seiten her erfolgen muss, was relativ aufwendig ist.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis unterschiedliche Bauformen von Drehschwingungsdämpfern einfacher auswuchten und leicht zusammenbauen zu können.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen einfachen Transport, einen schnellen Zusammenbau und ein einfaches Auswuchten von unterschiedlichen Bauformen von Drehschwingungsdämpfern ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad, Riemenscheibenentkoppler oder Scheibendämpfer, zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, mit einer um eine Drehachse drehbaren Primärmasse, einer relativ zu der Primärmasse begrenzt verdrehbaren Sekundärmasse und einem an der Primärmasse und an der Sekundärmasse anschlagbaren Energiespeicherelement, insbesondere Bogenfeder, zur Koppelung der Primärmasse mit der Sekundärmasse, wobei das Energiespeicherelement in einem von der Primärmasse zumindest teilweise begrenzten Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei die Sekundärmasse einen in den Aufnahmeraum hineinragenden Ausgangsflansch zum tangentialen Anschlagen an dem Energiespeicherelement und eine mit dem Ausgangsflansch verbundene Ausgangsnabe zur drehfesten Koppelung mit einer Welle, insbesondere Getriebeeingangswelle, aufweist, wobei der Ausgangsflansch einen geringeren Innendurchmesser als die Ausgangsnabe und als die Primärmasse aufweist, und wobei ein Montagering an der Primärmasse vorgesehen und so dimensioniert ist, dass er für den Transport vor dem Einbau eine radiale Abstützung der Sekundärmasse bildet.
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Wenn ein erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer ausgewuchtet werden soll, ist es aufgrund des geringeren Innendurchmessers des Ausgangsflanschs im Vergleich zum Innendurchmesser der Primärmasse möglich von der Primärmasse her einen Spanndorn einer Wuchtmaschine zentral in den Drehschwingungsdämpfer einzustecken. Der Spanndorn kann hierbei von unten ausgefahren werden, so dass der Drehschwingungsdämpfer mit der von der Sekundärmasse weg weisenden Axialseite der Primärmasse auf einem Tisch der Wuchtmaschine aufliegen kann. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Verlauf der motorseitigen Axialseite der Primärmasse bei unterschiedlichsten Bauformen von Drehschwingungsdämpfern im Wesentlichen gleichartig ist, wobei sich die unterschiedlichen Bauformen der Drehschwingungsdämpfer in der Regel durch die getriebeseitige Ausgestaltung der Sekundärmasse unterscheiden. Beispielsweise kann die drehmomentübertragende Anbindung der Sekundärmasse über ein als Mitnehmerring oder als Ausgangsnabe ausgestaltetes Ausgangselement erfolgen, das in der Regel einen größeren Innendurchmesser als die Primärmasse aufweist und von einem an der Seite der Primärmasse eingeführten Spanndorn nicht ohne Zusatzaufwand erreicht werden kann. Bei einem solchen Drehschwingungsdämpfer kann der Ausgangsflansch der Sekundärmasse über das zur Anbindung des Ausgangselements zwingend erforderliche Ausmaß nach radial innen soweit verlängert sein, dass der Innendurchmesser des Ausgangsflanschs geringer als der Innendurchmesser der Primärmasse ist. Dadurch ist es möglich anstatt die Sekundärmasse beim Auswuchten über das drehmomentübertragende Ausgangselement zu zentrieren, die Sekundärmasse über den Ausgangsflansch zu zentrieren. Der Spanndorn braucht dadurch nicht, beispielsweise über einen zwischengeschalteten Adapter, an der Ausgangsnabe oder einem anderen Ausgangselement zentrierend angreifen, sondern kann in den Ausgangsflansch zentrierend eingesteckt werden. Dies ermöglicht eine nahezu beliebige Ausgestaltung des drehmomentübertragenen Ausgangselements der Sekundärmasse ohne das Auswuchten des Drehschwingungsdämpfers zu beeinträchtigen. Durch den geringen Innendurchmesser des Ausgangsflanschs kann die Sekundärmasse beim Auswuchten durch einen an der Seite der Primärmasse eingeführten Spanndorn über den Ausgangsflansch bei einer nahezu beliebigen Ausgestaltung der übrigen Sekundärmasse zentriert werden, so dass ein leichtes Auswuchten von unterschiedlichen Bauformen von Drehschwingungsdämpfern ermöglicht ist.
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Da bei der Erfindung der Ausgangsflansch einen geringeren Innendurchmesser als die Ausgangsnabe und als die Primärmasse aufweist, entsteht das Problem, dass beim Transport vor dem Zusammenbau die radiale Abstützung zwischen Flansch der Sekundärmasse und der Primärmasse fehlt. Erfindungsgemäß ist deshalb ein Massering an der Primärmasse vorgesehen und so dimensioniert, dass er für den Transport vor dem Einbau eine radiale Abstützung der Sekundärmasse bildet. Da die Sekundärmasse ja keinerlei Lagerung an der Primärmasse hat, fehlt die genaue Zentrierung auch beim Transport vor und zum Einbau. Die Erfindung schafft hier Abhilfe, indem sie einen Massering vorschlägt, in den die Sekundärmasse gelegt werden kann und der dann die Sekundärmasse einfach und sicher in der fast schon richtigen Stellung hält.
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Bei der Erfindung können die Primärmasse und die über das insbesondere als Bogenfeder ausgestaltete Energiespeicherelement an die Primärmasse begrenzt verdrehbar angekoppelte Sekundärmasse ein Feder-Masse-System ausbilden, das in einem bestimmten Frequenzbereich Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl und in dem Drehmoment der von einem Kraftfahrzeugmotor erzeugten Antriebsleistung dämpfen kann. Hierbei können das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse sowie die Federkennlinie des Energiespeicherelements derart ausgewählt sein, dass Schwingungen im Frequenzbereich der dominierenden Motorordnungen des Kraftfahrzeugmotors gedämpft werden können. Das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse kann insbesondere durch eine angebrachte Zusatzmasse beeinflusst werden. Die Primärmasse kann eine Scheibe aufweisen, mit welcher ein Deckel verbunden sein kann, wodurch der im Wesentlichen ringförmige Aufnahmeraum für das Energiespeicherelement begrenzt sein kann. Die Primärmasse kann beispielsweise über in den Aufnahmeraum hinein abstehende Einprägungen tangential an dem Energiespeicherelement anschlagen. In den Aufnahmeraum kann der Ausgangsflansch der Sekundärmasse hineinragen, der an dem gegenüberliegenden Ende des Energiespeicherelements tangential anschlagen kann. Wenn der Drehschwingungsdämpfer Teil eines Zweimassenschwungrads ist, kann die Primärmasse eine mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors koppelbare Schwungscheibe aufweisen. Wenn der Drehschwingungsdämpfer als Riemenscheibenentkoppler Teil einer Riemenscheibenanordnung zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines Zugmittels ist, kann die Primärmasse eine Riemenscheibe ausbilden, an deren radial äußeren Mantelfläche das Zugmittel, insbesondere ein Keilriemen, zur Drehmomentübertragung angreifen kann. Wenn der Drehschwingungsdämpfer als Scheibendämpfer insbesondere einer Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung verwendet wird, kann die Primärmasse mit einem Reibbeläge tragenden Scheibenbereich gekoppelt sein, während die Sekundärmasse mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt sein kann.
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Bevorzugt ist bei einem erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer neben der radialen Abstützung auch eine axiale vorgesehen, zum Beispiel dadurch, dass an der Primärmasse eine Deckscheibe vorgesehen und so dimensioniert ist, dass sie für den Transport vor dem Einbau eine axiale Abstützung der Sekundärmasse bildet. Beim Transport und beim Zusammenbau liegt die Sekundärmasse dann nicht nur radial, sondern auch axial schon so vorzentriert, wie sie auch im Betrieb relativ zur Primärmasse liegen sollte.
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Bevorzugt ist bei einem erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer vorgesehen, dass der Massering am radial äußeren Rand der Primärmasse, zum Beispiel am Deckel relativ weit außen, angeordnet ist und sein Innendurchmesser nur wenig größer als der Außendurchmesser der Sekundärmasse ist. Diese „schüsselförmige“ Ausführung erlaubt eine Vormontage ohne langes Nachdenken, da sie mehr oder weniger selbstzentrierend ist. Beim Hineinschieben der Sekundärmasse in die Primärmasse gibt es fast keine Möglichkeit der Fehlmontage, da die kaum kleinere Sekundärmasse fast gar nicht falsch montiert werden kann, sondern in die gerade etwas größeren Aufnahme hineinpasst und die Abweichung von der richtigen Montagestelle nur noch radial im Prozent oder im Millimeterbereich liegt. Zudem verbessert die im äußeren Bereich angebrachte zusätzliche Masse das Trägheitsmoment der Primärmasse und sorgt so für ein besseres Schwingungsdämpfverhalten. Gerade im Außenbereich angebrachte Massen speichern besonders viel Drehmoment und wirken drehzahlausgleichend.
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In einer Ausführung ist der Innendurchmesser des Masserings 0,1 % bis 6 %, bevorzugt 0,2 % bis 4 %, besonders bevorzugt 1 % größer als der Außendurchmesser der Sekundärmasse. Der Spalt ist damit klein genug, um bei Transport und Zusammenbau schon für die richtige radiale Lage zu sorgen, auf der anderen Seite aber groß genug, um einen reibungslosen Betrieb zu gestatten.
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In einer bevorzugten Ausführung beträgt die axiale Überdeckung des Masserings mit der Sekundärmasse im Betrieb zwischen 20% und 80 %, bevorzugt zwischen 30 % und 60%, besonders bevorzugt 50 % der Dicke der Sekundärmasse. Die Sekundärmasse liegt also axial nicht vollständig im Massering, sondern nur zu einem Teil, besonders bevorzugt zur Hälfte ihrer Dicke, innerhalb des Masserings, während der andere Teil, zum Beispiel die andere Hälfte, axial herausragt. Das heißt, der Massering umfasst den radialen Außenrand der Sekundärmasse, lässt diese aber nicht zu tief eindringen, so dass ein Nachjustieren durch Herausheben und zweites Einbringen einfach möglich ist. Die Sekundärmasse liegt dann axial gesichert so, dass ihr Rand anfassbar bleibt und sie nachjustierbar ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Deckscheibe der Primärmasse am axial inneren Ende der Primärmasse. Die axiale Anlage wird damit von einem zentral angeordneten ringförmigen Element gebildet, das die Sekundärmasse sicher in der richtigen Position hält.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Deckscheibe von denselben Befestigungsmitteln, die der Befestigung der Primärmasse an einer Kurbelwelle eines Motors dienen, an der Primärmasse gehalten. Dies vereinfacht die Montage, da die Kurbelwellenschrauben sowieso montiert werden müssen. Wenn diese Schrauben nun zusätzlich die Deckscheibe drehfest an der Primärmasse halten, erfüllen sie eine Doppelfunktion und ersparen weitere Befestigungshandgriffe.
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Bevorzugt kann weiter vorgesehen sein, dass die Deckscheibe der Primärmasse eine axial gerichtete Auskragung aufweist, die im Betrieb das radial innere Abstützelement der Sekundärmasse berührt. Damit wird erfindungsgemäß eine dreifache Funktion erfüllt. Erstens hilft das Abstützelement bei der Vormontage, den richtigen Axialabstand einzuhalten. Zweitens dichtet das Abstützelement im Betrieb den Innenraum, in dem sich die Biegefedern befinden, von radial innen her ab und verhindert ein Eindringen von Spritz- oder Schmutzwasser und Auswaschungen von Schmierfett der Federn. Drittens gleiten über die Reibung dieses Abstützelements die Primär- und die Sekundärmasse bremsend gegeneinander und dämpfen so möglicherweise auftretende Schwingungen, was den Komfort des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers erhöht.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt
- die Fig. eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Drehschwingungsdäm pfers.
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Der in der Fig. am Beispiel eines Zweimassenschwungrads zur Drehschwingungsdämpfung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dargestellte Drehschwingungsdämpfer 10 weist eine um eine Drehachse 12 rotierbare Primärmasse 14 auf. Die Primärmasse 14 weist ein mit einer Antriebswelle 16 eines Kraftfahrzeugmotors verschraubbares Schwungrad 18 und einen mit dem Schwungrad 18 verschweißten Deckel 20 auf, die einen ringförmigen Aufnahmeraum 22 begrenzen, in dem ein als Bogenfeder ausgestaltetes Energiespeicherelement 24 angeordnet ist. Die Primärmasse 14 kann über in den Aufnahmeraum 22 abstehende Einprägungen tangential an einem Ende des Energiespeicherelements 24 anschlagen. An einem anderen Ende kann das Energiespeicherelement 24 zur Drehmomentübertragung an einen in den Aufnahmeraum 22 radial hineinragenden Ausgangsflansch 26 (in der Fig. ist der Flanschflügel, der bis zum Energiespeicherelement 24 reicht, nicht gezeigt) einer zu der Primärmasse 14 begrenzt verdrehbaren Sekundärmasse 28 tangential anschlagen. Die Sekundärmasse 28 weist eine mit dem Ausgangsflansch 26 vernietete Zusatzmasse 30 und eine mit dem Ausgangsflansch 26 vernietete Ausgangsnabe 32 auf. Die Ausgangsnabe 32 kann radial innen eine Steckverzahnung 34 aufweisen, über welche die Ausgangsnabe 32 drehmomentübertragend mit einer zu einem Kraftfahrzeuggetriebe des Kraftfahrzeugs führenden Welle 36 drehfest verbunden werden kann. Mit der Sekundärmasse 28 ist zusätzlich eine an dem Deckel 20 abgleitenden Dichtmembran 38 vernietet, um den Aufnahmeraum 22 getriebeseitig abzudichten.
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Die Primärmasse 14 kann mit Hilfe von als Schrauben ausgestalteten Befestigungsmitteln 40 mit der Antriebswelle 16 verschraubt werden. Mit Hilfe derselben Befestigungsmittel 40 kann die Deckscheibe 42 mit der Primärmasse 14 verbunden werden. Die Deckscheibe 42 weist einen in axialer Richtung abstehenden rohrförmigen Auskragung auf, die auch im Betrieb ein in axialer Richtung abstehendes, hier im Querschnitt L-förmiges Abstützelement 46 der Sekundärmasse 28 berührt und somit den Aufnahmeraum 22 von radial innen her gegen Spritzwasser abdichtet. Das Abstützelement 46 wirkt andererseits als Reibeinrichtung und prägt eine bewusste Reibungskraft zwischen der Primärmasse 14 und der Sekundärmasse 28 auf.
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Der Innendurchmesser des Ausgangsflanschs 26 ist kleiner als der Innendurchmesser der Schwungscheibe 18 der Primärmasse 14. Darauf ist in der Fig. mit dem Detail X hingewiesen. Dadurch ist es möglich, zum Auswuchten des Drehschwingungsdämpfers 10 von der Seite der Primärmasse 14 her einen gestuften Spanndorn einer Wuchtmaschine einzustecken, der mit einer ersten Mantelfläche über eine Innenseite der Schwungscheibe 18 die Primärmasse 14 und mit einer zweiten Mantelfläche über eine von dem zweiten Zentrieransatz des Ausgangsflansch 26 radial innen ausgebildete Innenzentrierfläche die Sekundärmasse 28 zentriert und einspannt. Während des Auswuchtprozesses kann an einer von der Sekundärmasse 28 weg weisenden Axialseite der Primärmasse 14 eine Wuchtmasse 44 angebracht werden, um eine Unwucht des Drehschwingungsdämpfers 10 zu kompensieren.
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Am radialen Außenrand des Deckels 20 der Primärmasse ist nun erfindungsgemäß der Massering 48 vorgesehen, der dazu dient, für den Transport vor dem Zusammenbau von Primär- und Sekundärmasse 28 letztere radial abzustützen, so dass die Sekundärmasse schon vor dem Zusammenbau relativ genau radial in der gewollten Lage gegenüber der Primärmasse 14 zum Liegen kommt. Dazu ist der Innendurchmesser des Masserings 48 nur wenig größer als der Außendurchmesser der Sekundärmasse 28.Darauf ist in der Fig. mit dem Detail Y hingewiesen. Dort ist auch die relativ kleine axiale Überdeckung der beiden Bauelemente Primärmasse 14 und Sekundärmasse 28 gut erkennbar.
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Beim Transport und vor dem Zusammenbau liegt die Sekundärmasse dann im Massering, ist also radial abgestützt, und auf der Deckscheibe 42, ist also auch axial abgestützt, und somit fast schon „am richtigen Ort“.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehschwingungsdämpfer
- 12
- Drehachse
- 14
- Primärmasse
- 16
- Antriebswelle
- 18
- Schwungrad
- 20
- Deckel
- 22
- Aufnahmeraum
- 24
- Energiespeicherelement
- 26
- Ausgangsflansch
- 28
- Sekundärmasse
- 30
- Zusatzmasse
- 32
- Ausgangsnabe
- 34
- Steckverzahnung
- 36
- Welle
- 38
- Dichtmembran
- 40
- Befestigungsmittel
- 42
- Deckscheibe
- 44
- Wuchtmasse
- 46
- Abstützelement
- 48
- Massering
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015221022 A1 [0002]
