DE102018119505A1 - Torque limiter for a torsional vibration damper - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer (1), der einem Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs zugeordnet ist, bestehend aus einem Primärteil (2) und einem Sekundärteil (3), die um eine gemeinsame Drehachse (4) drehbar und relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind, wobei zwischen dem Primärteil (2) und dem Sekundärteil (3) eine Federdämpfereinrichtung (8) angeordnet ist und das mehrteilige Sekundärteil (3) einen Trägerflansch (10) sowie eine Abtriebsnabe (9) umfasst, zwischen denen ein Drehmomentbegrenzer (11) mit zumindest einem federbelasteten Reibbelag (20) angeordnet ist, wobei der Drehmomentbegrenzer (11) zwei starr miteinander verbundene, axial beabstandete Scheibenelemente (12, 13) umfasst, von denen zumindest ein Scheibenelement (12, 13) unmittelbar an der Abtriebsnabe (9) befestigt ist und in einem axial von den Scheibenelementen (12, 13) begrenzten Aufnahmekanal (15) der Trägerflansch (10) eingreift, der flächig an dem ersten Scheibenelement (12) anliegt und zumindest eine an dem zweiten Scheibenelement (13) abgestützte Tellerfeder (18) eine Stützscheibe (19) flächig an den Trägerflansch (10) drückt und zwischen dem Trägerflansch (10) und dem ersten Scheibenelement (12) sowie zwischen dem Trägerflansch (10) und der Stützscheibe (19) jeweils zumindest ein als Reibscheibe ausgebildeter Reibbelag (16, 20) eingesetzt ist.The invention relates to a torsional vibration damper (1) which is assigned to a drive train of an internal combustion engine driven vehicle, comprising a primary part (2) and a secondary part (3) which can be rotated about a common axis of rotation (4) and rotated to a limited extent relative to one another, between A spring damper device (8) is arranged on the primary part (2) and the secondary part (3) and the multi-part secondary part (3) comprises a carrier flange (10) and an output hub (9), between which a torque limiter (11) with at least one spring-loaded friction lining (20) is arranged, the torque limiter (11) comprising two rigidly interconnected, axially spaced disc elements (12, 13), of which at least one disc element (12, 13) is attached directly to the output hub (9) and in one axially of the disk elements (12, 13) limited receiving channel (15) engages the carrier flange (10), which is flat on the first Sche ibenelement (12) and at least one plate spring (18) supported on the second disk element (13) presses a support disk (19) flat against the support flange (10) and between the support flange (10) and the first disk element (12) and between the Carrier flange (10) and the support disk (19) each have at least one friction lining (16, 20) designed as a friction disk.
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, der einem Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs zugeordnet ist, bestehend aus einem Primärteil und einem Sekundärteil, die um eine gemeinsame Drehachse drehbar und relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind, wobei zwischen dem Primärteil und dem Sekundärteil eine Federdämpfereinrichtung angeordnet ist und das mehrteilige Sekundärteil einen Trägerflansch sowie eine Abtriebsnabe umfasst, zwischen denen ein Drehmomentbegrenzer mit zumindest einem federbelasteten Reibbelag angeordnet ist.The invention relates to a torsional vibration damper, which is assigned to a drive train of an internal combustion engine-driven vehicle, consisting of a primary part and a secondary part which are rotatable about a common axis of rotation and limited rotatable relative to each other, wherein between the primary part and the secondary part of a spring damper device is arranged and the multipart Secondary part comprises a support flange and an output hub, between which a torque limiter is arranged with at least one spring-loaded friction lining.
Drehschwingungsdämpfer bzw. Zweimassenschwungräder (ZMS) sind bekannt. Diese werden in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen zwischen einer Brennkraftmaschine und einer Fahrzeugkupplung eingesetzt zur Schwingungsisolation von Drehschwingungen, die prinzipbedingt in Brennkraftmaschinen entstehen. Bei dem Drehschwingungsdämpfer ist ein Eingangsteil, auch Primärteil oder Primärmasse genannt, mit der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und das Ausgangsteil, auch Sekundärteil oder Sekundärmasse genannt, mit einer Reibungskupplung oder in anderer Weise mit einem Getriebeeingang verbunden. Zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil ist vorzugsweise eine in Umfangsrichtung wirksame Federdämpfereinrichtung mit eingangs- und ausgangsseitig beaufschlagten Bogenfedern vorgesehen, die Drehmomentspitzen zwischenspeichern und zeitverzögert abgeben.Torsional vibration damper or dual-mass flywheels (DMF) are known. These are used in drive trains of motor vehicles between an internal combustion engine and a vehicle clutch for vibration isolation of torsional vibrations, which arise in principle in internal combustion engines. In the torsional vibration damper, an input part, also called primary part or primary mass, with the crankshaft of the internal combustion engine and the output part, also referred to as secondary or secondary mass, connected to a friction clutch or otherwise connected to a transmission input. Between the input part and the output part, a circumferentially effective spring damper device with input and output side acted upon bow springs is preferably provided, the torque peaks caching and deliver with a time delay.
Im Betriebszustand kann der Drehschwingungsdämpfer schlagartigen Spitzenbelastungen ausgesetzt sein, sogenannten Impacts, die beispielsweise bei einem plötzlichen, zum Motorstillstand führenden Einkuppeln entstehen. Hierbei werden beispielsweise die kurzzeitig bis zum Anschlag zusammengedrückten Bogenfedern der Federdämpfereinrichtung sowie das dem Drehschwingungsdämpfer nachgeordnete Getriebe stark belastet. Um Impacts möglichst materialschonend zu kompensieren und den Antriebsstrang vor Überlast zu schützen, ist es bekannt, Drehschwingungsdämpfer mit einem als Rutschkupplung ausgeführten Drehmomentbegrenzer (DMB) zu versehen, der bei einer Überschreitung eines Grenzdrehmomentes beispielsweise ein Durchrutschen des Sekundärflansches in einer Aufnahme ermöglicht. Dabei wird überschüssige Energie als Reibungswärme abgeführt und die Flansch- bzw. Sekundärflanschbelastung verringert.In the operating state of the torsional vibration damper may be exposed to sudden peak loads, so-called Impacts that arise, for example, in a sudden, leading to engine stall engagement. In this case, for example, the momentarily compressed to the stop bow springs of the spring damper device and the torsional vibration damper downstream gear are heavily loaded. In order to compensate for impacts as gently as possible and to protect the drive train from overload, it is known to provide torsional vibration damper with a designed as a slip torque limiter (DMB), which allows for example a slippage of the secondary flange in a recording when exceeding a limit torque. Excess energy is dissipated as frictional heat and the flange or secondary flange load is reduced.
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen funktional verbesserten sowie kostengünstig realisierbaren Drehmomentbegrenzer für einen Drehschwingungsdämpfer zu schaffen.The object of the invention is to provide a functionally improved and economically feasible torque limiter for a torsional vibration damper.
Diese Problemstellung wird erfindungsgemäß durch einen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 aufgebauten Drehschwingungsdämpfer gelöst. Weitere bevorzugte Ausführungsformen oder Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den zugehörigen Figuren zu entnehmen.This problem is inventively achieved by a constructed with the features of
Gemäß der Erfindung umfasst der Drehmomentbegrenzer zwei starr miteinander verbundene, axial beabstandete Scheibenelemente, von denen zumindest ein Scheibenelement unmittelbar an der Abtriebsnabe befestigt ist, wobei in einem die Scheibenelemente axial begrenzenden Aufnahmekanal der Trägerflansch eingreift, der flächig an dem ersten Scheibenelement anliegt. Zumindest eine an dem zweiten Scheibenelement abgestützte Tellerfeder drückt eine Stützscheibe flächig an den Trägerflansch. Zwischen dem Trägerflansch und dem ersten Scheibenelement sowie zwischen dem Trägerflansch und der Stützscheibe ist jeweils zumindest ein als Reibscheibe ausgebildeter Reibbelag eingesetzt, dabei sind die eingesetzten Reibbeläge übereinstimmend dimensioniert.According to the invention, the torque limiter comprises two rigidly interconnected, axially spaced disc elements, of which at least one disc element is attached directly to the output hub, wherein in a disc elements axially limiting receiving channel of the support flange engages, which rests flat against the first disc element. At least one disk spring supported on the second disk element presses a support disk flat against the carrier flange. Between the support flange and the first disc element as well as between the support flange and the support disk, at least one friction lining designed as a friction disk is used; in this case, the friction linings used are of identical dimensions.
Bei diesem erfindungsgemäß aufgebauten Drehmomentbegrenzer sind die Funktionen Drehmomentübertragung und Krafterzeugung auf zwei Bauteile aufgeteilt.In this torque limiter constructed according to the invention, the functions torque transmission and force generation are divided into two components.
Der Trägerflansch liegt flächig über einen Reibbelag an einem ersten Scheibenelement an und eine ergänzende, an einem zweiten Scheibenelement abgestützte Tellerfeder beaufschlagt eine Stützscheibe, die flächig über einen Reibbelag an dem Trägerflansch abgestützt ist. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Verteilung der Flächenpressung an den Reibbelägen, wodurch vorteilhaft Streuungen der Auslösemomente vermieden werden und ein lokaler Verschleiß der Reibbeläge unterbleibt. Der erfindungsgemäße Drehmomentbegrenzer eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen der zulässige Abstand zwischen dem minimal und dem maximal zu übertragenden Drehmoment in dem Antriebsstrang relativ klein ist. So können beispielsweise Bauteile innerhalb des Getriebes wirksam vor einer Überlast geschützt werden.The support flange abuts a surface on a friction lining on a first disc element and a complementary, supported on a second disc element disc spring acts on a support plate which is supported flat over a friction lining on the support flange. This results in a uniform distribution of the surface pressure on the friction linings, which advantageously dispersions of the triggering torques are avoided and a local wear of the friction linings is omitted. The torque limiter according to the invention is particularly suitable for applications in which the permissible distance between the minimum and the maximum torque to be transmitted in the drive train is relatively small. For example, components within the transmission can be effectively protected against overload.
Das konstruktive Konzept ermöglicht weiterhin eine einfache, kompakte und die Montage vereinfachende Bauweise, zur Darstellung eines kostengünstigen Drehmomentbegrenzers. Vorteilhaft erfüllt der erfindungsgemäße Drehmomentbegrenzer die Forderungen von Automobilherstellern, die Bauteile innerhalb des Getriebes wirkungsvoll vor einer Überlast zu schützen. Diese Anforderungen sind mit den bisher eingesetzten Drehmomentbegrenzern nicht darstellbar aufgrund der fehlenden Trennung zwischen den Funktionen Drehmomentübertragung und Krafterzeugung.The design concept also allows a simple, compact and simplifying the assembly, to present a cost-effective torque limiter. Advantageously, the torque limiter according to the invention meets the requirements of automobile manufacturers to effectively protect the components within the transmission from overload. These requirements can not be represented with the previously used torque limiters due to the lack of separation between the functions torque transmission and force generation.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Drehmomentbegrenzer unmittelbar beidseitig an der Abtriebsnabe angeordnete Scheibenelemente umfasst. Die Befestigung erfolgt dabei über Nietverbindungen, mit denen die Scheibenelemente gemeinsam starr an der Antriebsnabe fixiert sind.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the torque limiter comprises disc elements arranged directly on both sides of the output hub. The attachment takes place via rivet connections with which the disc elements are fixed together rigidly on the drive hub.
Das antriebsseitige, zur Brennkraftmaschine ausgerichtete, eben ausgebildete Scheibenelement ist großflächig mittelbar über den Reibbelag an dem Trägerflansch und unmittelbar an der Abtriebsnabe abgestützt. Das weitere flächig, direkt an der Abtriebsnabe anliegende abtriebsseitige Scheibenelement bildet radial außenseitig einen zur Abstützung der Tellerfeder bestimmten gekröpften Abschnitt. Gegenseitig beaufschlagt die Tellerfeder eine Stützscheibe, die über einen Reibbelag großflächig an den Trägerflansch gepresst ist.The drive-side, aligned to the engine, just trained disc element is supported over a large area indirectly via the friction lining on the support flange and directly on the output hub. The further flat, directly on the output hub adjacent output-side disc element forms radially on the outside a specific for supporting the cup spring cranked portion. On the opposite side, the plate spring acts on a support disk, which is pressed over a friction lining over a large area against the support flange.
Ein alternativ ausgeführter Drehmomentbegrenzer schließt ein an der Abtriebsnabe befestigtes erstes Scheibenelement ein, welches mit dem zweiten Scheibenelement über bevorzugt als Stufenbolzen ausgebildete Abstandselemente verbunden ist. Ein sich dabei einstellender axialer Abstand zwischen den Scheibenelementen ermöglicht, dass abtreibseitig zwischen dem Trägerflansch und dem Scheibenelement die Tellerfeder, die Stützscheibe sowie der Reibbelag eingebracht sind. Antriebsseitig ist der Trägerflansch über einen Reibbelag an dem Scheibenelement geführt. Vorzugsweise sind die umfangsverteilten Stufenbolzen so platziert, dass der Trägerflansch im Einbauzustand über einen Innendurchmesser an den Stufenbolzen geführt und folglich innenzentriert ist.An alternatively executed torque limiter includes a first disk element fixed to the output hub, which is connected to the second disk element via spacer elements, preferably designed as stepped bolts. A thereby adjusting axial distance between the disc elements allows abtreibseitig between the support flange and the disc element, the plate spring, the support disc and the friction lining are introduced. On the drive side, the carrier flange is guided over a friction lining on the disk element. Preferably, the circumferentially distributed stepped bolts are placed so that the support flange is guided in the installed state via an inner diameter of the step pin and thus centered inside.
Die jeweils als Reibscheiben ausgeführten Reibbeläge sind vorzugsweise beidseitig stoffschlüssig, insbesondere mittels einer Klebung an dem Trägerflansch befestigt. Alternativ dazu besteht die Möglichkeit, den antriebsseitigen Reibbelag an dem zugehörigen Scheibenelement und den abtriebsseitigen Reibbelag an der Stützscheibe zu fixieren.The friction linings each designed as friction discs are preferably attached to both sides of the material fit, in particular by means of an adhesive bond to the support flange. Alternatively, it is possible to fix the drive-side friction lining on the associated disk element and the output-side friction lining on the support disk.
Für Drehmomentbegrenzer, bei denen beide Scheibenelemente unmittelbar an der Abtriebsnabe befestigt sind, bietet es sich an, den Trägerflansch direkt auf der Abtriebsnabe zu zentrieren. Dazu ist ein Innendurchmesser von dem Trägerflansch auf einer Außenkontur der Abtriebsnabe geführt.For torque limiters where both disc elements are directly attached to the output hub, it is advisable to center the carrier flange directly on the output hub. For this purpose, an inner diameter of the support flange is guided on an outer contour of the output hub.
Für die kraftschlüssig zusammenwirkenden Bauteile Stützscheibe und Tellerfeder bieten sich unterschiedliche Ausführungsformen an. Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Konzept sieht eine ergänzende formschlüssige Kopplung der Tellerfeder und der Stützscheibe mit dem zugehörigen Scheibenelement vor. Beispielsweise greifen dazu partiell gezahnte Innenstrukturen der Tellerfeder und der Stützscheibe in eine korrespondierende Gegenstruktur des Scheibenelementes ein. Mit dieser Maßnahme ist eine sich auf die Reibbeläge beschränkende Relativbewegung gegenüber der Umgebungskonstruktion für beide Reibbeläge des Drehmomentbegrenzers gewährleistet. Erfindungsgemäß kann als Tellerfeder ein aus wenigstens zwei einzelnen Tellerfedern bestehendes Tellerfederpaket eingesetzt werden. Mit dem Konzept einer mehrteilig aufgebauten Tellerfeder kann beispielsweise die Federsteifigkeit bzw. die Federkennlinie und damit die Wirkungsweise des Drehmomentbegrenzers beeinflusst werden.For the frictionally cooperating components support disk and plate spring offer different embodiments. A preferred concept according to the invention provides for a complementary form-locking coupling of the disc spring and the support disc with the associated disc element. For example, partial toothed internal structures of the disk spring and the support disk engage in a corresponding counter-structure of the disk element. With this measure, a limited relative to the friction linings relative movement relative to the surrounding construction for both friction linings of the torque limiter is guaranteed. According to the invention can be used as a plate spring consisting of at least two individual disc springs plate spring assembly. With the concept of a multi-piece disc spring, for example, the spring stiffness or the spring characteristic and thus the operation of the torque limiter can be influenced.
Weiterhin bietet sich zur Montagevereinfachung an, das primärseitige Scheibenelement radial innenseitig mit der Tellerfeder und der Stützscheibe zur Bildung einer Baueinheit zu verbinden, wobei die Verbindung einen axialen Freiheitsgrad für alle beteiligten Bauteile aufweist. Alternativ dazu können diese Bauteile mittels einer eine Sollbruchstelle einschließenden Vernietung oder eine kraftbegrenzte Clipverbindung verbunden werden, die sich übereinstimmend jeweils im Einbauzustand selbsttätig lösen.Furthermore, to simplify the assembly, the primary-side disk element can be connected radially on the inside with the plate spring and the support disk to form a structural unit, the connection having an axial degree of freedom for all the components involved. Alternatively, these components can be connected by means of a rivet including a predetermined breaking point or a force-limited clip connection, which solve automatically coincident each in the installed state.
Vorteilhaft schließt der erfindungsgemäß aufgebaute Drehmomentbegrenzer Reibscheiben bzw. Reibbeläge ein, die beide direkt unterhalb eines Federkanals der Federdämpfereinrichtung angeordnet sind. Eine erneute Fettung nach erfolgter Montage ist im Betriebszustand nicht möglich. Aufgrund der erfindungsgemäßen Einbaulage des Drehmomentbegrenzers kann das für die Bogenfedern der Federdämpfereinrichtung in einem Federkanal befindliche Schmiermittel, insbesondere Fett, gleichzeitig eine Befettung der gesamten Abstützbereiche der Reibbeläge des Drehmomentbegrenzers sicherstellen. Durch die zuverlässig auch in dem unteren Abstützbereich an dem Tellerfederflansch gefetteten Reibbeläge werden vorteilhaft größere Streuungen der Auslösemomente des Drehmomentbegrenzers über die Lebensdauer vermieden. Um eine gewünschte möglichst dauerhafte Befettung zu gewährleisten, ist vorgesehen, die Fettmenge im Federkanal zu maximieren.Advantageously, the torque limiter according to the invention includes friction plates or friction linings, both of which are arranged directly below a spring channel of the spring damper device. A renewed lubrication after installation is not possible in the operating state. Due to the installation position of the torque limiter according to the invention, the lubricant for the bow springs of the spring damper device located in a spring channel, in particular grease, at the same time ensure lubrication of the entire support areas of the friction linings of the torque limiter. By reliably lubricated in the lower support region on the disc spring flange friction linings are advantageously avoided larger variations in the triggering torques of the torque limiter over the life. To one To ensure desired as long as possible lubrication, it is intended to maximize the amount of fat in the spring channel.
Als Werkstoff für die als Reibscheiben ausgebildeten, bevorzugt dünnwandigen Reibbeläge eignet sich insbesondere ein Papierbelag oder ein organischer Werkstoff. Alternativ dazu ist ein verschleißfester Kunststoff, beispielsweise ein durch Glasfasern verstärkter Polyamid einsetzbar. Ein derartiger, zu Ringscheiben spritzgegossener Kunststoff-Reibbelag ist dauerfest und zeichnet sich vorteilhaft durch gleichbleibende Reibeigenschaften bzw. durch ein konstantes Reibverhalten über die gesamte Lebensdauer aus.As a material for the friction plates designed as, preferably thin-walled friction linings is in particular a paper coating or an organic material. Alternatively, a wear-resistant plastic, for example a glass fiber reinforced polyamide can be used. Such a plastic friction lining injection-molded into annular disks is fatigue-resistant and is advantageously distinguished by constant frictional properties or by a constant frictional behavior over the entire service life.
Der gemäß der Erfindung aufgebaute Drehmomentbegrenzer ist bevorzugt für Antriebsstränge von Hybridanwendungen bestimmt, die beispielsweise als DHT (dedicated hybrid transmission) ausgeführt mit einem entsprechenden Getriebe kombiniert sind.The torque limiter constructed in accordance with the invention is preferably designed for drive trains of hybrid applications, which are combined, for example, as a DHT (dedicated hybrid transmission) with a corresponding transmission.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Figuren näher beschrieben, in denen zwei Ausführungsbeispiele gezeigt sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigt:
-
1 : einen Drehschwingungsdämpfer mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzers im Halbschnitt; -
2 : einen Drehschwingungsdämpfer mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzers im Halbschnitt.
-
1 : a torsional vibration damper with a first embodiment of a torque limiter according to the invention in half section; -
2 : A torsional vibration damper with a second embodiment of a torque limiter according to the invention in half section.
Die
Der Drehschwingungsdämpfer
Die
Der Drehmomentbegrenzer
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Drehschwingungsdämpfertorsional vibration dampers
- 22
- Primärteilprimary part
- 33
- Sekundärteilsecondary part
- 44
- Drehachseaxis of rotation
- 55
- Deckelabschnittcover section
- 66
- Federkanalspring channel
- 77
- Bogenfederbow spring
- 88th
- FederdämpfereinrichtungSpring damper device
- 99
- Abtriebsnabeoutput hub
- 1010
- Trägerflanschbeam flange
- 1111
- Drehmomentbegrenzertorque
- 1212
- Scheibenelementdisk element
- 1313
- Scheibenelementdisk element
- 1414
- Nietverbindungrivet
- 1515
- Aufnahmekanalreceiving channel
- 1616
- Reibbelagfriction lining
- 1717
- Abschnittsection
- 1818
- TellerfederBelleville spring
- 1919
- Stützscheibesupport disc
- 2020
- Reibbelagfriction lining
- 2121
- InnendurchmesserInner diameter
- 2222
- Außenkonturouter contour
- 3131
- Drehmomentbegrenzertorque
- 3232
- Scheibenelementdisk element
- 3333
- Scheibenelementdisk element
- 3434
- Stufenbolzenstepped bolt
- 3535
- Aufnahmekanalreceiving channel
- 3636
- Reibbelagfriction lining
- 3838
- TellerfederBelleville spring
- 3939
- Stützscheibesupport disc
- 4040
- Reibbelagfriction lining
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- DE 102010025579 A1 [0004]DE 102010025579 A1 [0004]
- DE 102014211603 A1 [0004]DE 102014211603 A1 [0004]
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