DE102018131516A1

DE102018131516A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102018131516A1
Application number: DE102018131516.3A
Authority: DE
Inventors: Jean-Philippe Brua; Vincent MEYER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2020-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer (1) mit einem Eingangsteil (2) und mit einem Ausgangsteil (3), wobei das Eingangsteil (2) relativ zu dem Ausgangsteil (3) verdrehbar angeordnet ist, mit einem Flanschelement (12), welches vom Eingangsteil (2) mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist, mit einem Drehmomentbegrenzer (15), wie eine Rutschkupplung, welcher zwischen dem Flanschelement (12) und dem Ausgangsteil (3) vorgesehen ist, so dass das Flanschelement (12) relativ zum Ausgangsteil (3) unter Reibung verdrehbar ist, wobei das Flanschelement (12) zwischen zwei sich gegenüberliegenden Scheiben (13, 14) axial verspannt ist, wobei die zwei Scheiben (13, 14) mit dem Ausgangsteil (3) drehfest verbunden sind, wobei die eine der beiden Scheiben (13, 14) einen axial ausgerichteten Zapfen (30) aufweist, welcher durch eine Öffnung (31) der anderen Scheibe (13, 14) durchgreift und der Zapfen (30) in eine Öffnung (32) des Ausgangsteils (3) eingepresst ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
Drehschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil und mit einem Ausgangsteil sowie mit einer Federdämpfereinrichtung sind bekannt. Dabei werden die Federelemente beispielsweise als Bogenfedern ausgebildet verwendet, die in einem Ringkanal des Eingangsteils angeordnet sind, der nach radial innen offen ist, wobei von radial innen ein Flanschelement des Ausgangsteils eingreift. Die Federelemente stützen sich dabei in Umfangsrichtung an Anschlägen des Eingangsteils und an dem Flanschelement ab und Übertragen ein Drehmoment zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil. Um den Drehschwingungsdämpfer vor hohen Drehmomentspitzen zu schützen ist es auch bekannt, dass ein Drehmomentbegrenzer, wie eine Rutschkupplung, zwischen dem Flanschelement und dem Ausgangsteil vorgesehen ist, so dass das Flanschelement relativ zum Ausgangsteil bei hohen Drehmomentspitzen zu rutschen beginnt, um die Drehmomentspitzen abzubauen. Hierzu ist es bekannt, dass der Flansch als Tellerfederflansch ausgebildet ist, welcher sich axial an zwei sich gegenüberliegenden Scheiben des Ausgangsteils abstützt.
Dabei werden die beiden Scheiben des Ausgangsteils mittels eines Nietelements miteinander vernietet, so dass sie radial innen aneinander anliegen, wobei zumindest eine der Scheiben radial außen abgekröpft ist, so dass die beiden Scheiben radial au-ßen einen definierten Abstand aufweisen, um das Flanschelement dazwischen aufnehmen zu können.
Dabei hat sich nun herausgestellt, dass aufgrund der Gestaltung mit der Vernietung der beiden Scheiben das Gleitmoment im Bereich von ca. 250 Nm liegt und das maximale Haftmoment bei ca. 900 Nm liegen kann. Dieses breite Fenster zwischen ca. 250 Nm und etwa 900 Nm ergibt sich aus den Toleranzen der einzelnen Bauteile und der Reibwertstreuung. Es zeigt sich jedoch, dass es wünschenswert wäre, wenn die Breite des Fensters geringer wäre, also der Wert für das Gleitmoment weniger weit von dem maximalen Haftmoment entfernt wäre.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschwingungsdämpfer mit Drehmomentbegrenzer zu schaffen, bei welchem die Differenz zwischen dem maximalen Haftmoment und dem Gleitmoment geringer ist, der Drehschwingungsdämpfer dennoch kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil und mit einem Ausgangsteil, wobei das Eingangsteil relativ zu dem Ausgangsteil verdrehbar angeordnet ist, mit einem Flanschelement, welches vom Eingangsteil mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist, mit einem Drehmomentbegrenzer, wie eine Rutschkupplung, welcher zwischen dem Flanschelement und dem Ausgangsteil vorgesehen ist, so dass das Flanschelement relativ zum Ausgangsteil unter Reibung verdrehbar ist, wobei das Flanschelement zwischen zwei sich gegenüberliegenden Scheiben axial verspannt ist, wobei die zwei Scheiben mit dem Ausgangsteil drehfest verbunden sind, wobei die eine der beiden Scheiben einen axial ausgerichteten Zapfen aufweist, welcher durch eine Öffnung der anderen Scheibe durchgreift und der Zapfen in eine Öffnung des Ausgangsteils eingepresst ist. Dadurch lässt sich bei einer Überwachung der Einpressung beispielsweise mittels einer Kraftwegüberwachung die definierte Einpressung erreichen, um auch im Toleranzfalle einheitliche Bedingungen zu gewährleisten. So schwankt die Anpressung nicht sehr und die Differenz zwischen dem maximalen Haftmoment und dem Gleitmoment wird geringer als bei Verwendung eines Nietelements.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist es auch vorteilhaft, wenn der Drehschwingungsdämpfer mit einer Federdämpfereinrichtung ausgeführt ist, die im Drehmomentfluss zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil derart angeordnet ist, dass das Eingangsteil entgegen der Rückstellkraft der Federdämpfereinrichtung relativ zu dem Ausgangsteil verdrehbar ist, wobei die Federdämpfereinrichtung Federelemente aufweist, welche sich einerseits an dem Eingangsteil und andererseits an dem Flanschelement abstützen, welches mit dem Ausgangsteil über den Drehmomentbegrenzer verbunden ist. Damit lässt sich eine verbesserte Drehschwingungsdämpfung erreichen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Einpressung des Zapfens in die Öffnung mit einer Übermaßpassung erfolgt. Damit kann eine sichere Verbindung erreicht werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Übermaßpassung eine H7r6 Übermaßpassung ist. Damit wird eine dauerhaft sichere Verbindung erreicht.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert:
Dabei zeigen:

1 eine schematische Halbschnittdarstellung eines nicht erfindungsgemä-ßen Ausführungsbeispiels eines Drehschwingungsdämpfers,
2 einen vergrößerten Ausschnitt des Drehschwingungsdämpfers der 1, und
3 eine Darstellung eines Drehmomentbegrenzers nach der Erfindung.

Die 1 und 2 zeigen einen nicht erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer 1 mit einem Eingangsteil 2 und mit einem Ausgangsteil 3 in einem Halbschnitt, wobei der Drehschwingungsdämpfer 1 um die Achse x-x verdrehbar angeordnet ist. Der gezeigte Drehschwingungsdämpfer 1 ist beispielsweise als Zweimassenschwingrad, Kupplungsdämpfer, Doppelkupplungsdämpfer oder als anderweitiger Drehschwingungsdämpfer ausgebildet. Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer ist bis auf Details des erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzers allerdings gleich oder ähnlich ausgebildet wie die Darstellung der 1 und 2, so dass bezüglich des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers auch Bezug genommen werden kann auf die 1 und 2, wobei die Gestaltung des Drehmomentbegrenzers dazu jedoch in 3 dargestellt ist.
Das Eingangsteil 2 ist relativ zu dem Ausgangsteil 3 verdrehbar angeordnet. Dabei kann das Eingangsteil 2 beispielsweise mittels eines Lagers relativ zu dem Ausgangsteil 3 drehbar gelagert sein. Ein solches Lager ist aber auch optional, je nach Ausgestaltung des Drehschwingungsdämpfers. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist ein solches Lager nicht verwendet.
Es ist eine Federdämpfereinrichtung 7 vorgesehen mit Federelementen 8, 9, die beispielsweise als Bogenfedern ausgebildet sind. Die Federdämpfereinrichtung 7 weist die Federelemente 8, 9 auf, die in einer Tasche 6 angeordnet sind, die von dem Eingangsteil 2 gebildet ist. Die Tasche 6 ist dabei von einer im Schnitt etwa L-förmigen Schale 5 und einer radial ausgerichteten Schale 10 gebildet.
Die Tasche 6 kann dabei auch schmiermittelgefüllt sein, wobei dann gegebenenfalls auch eine Membran 11 vorgesehen ist, welche das Schmiermittel in der Tasche 6 hält oder belässt. Die Membran 11 stützt sich dabei radial innen am Ausgangsteil 3 ab und ist radial außen an dem Eingangsteil 2 abdichtend verbunden, beispielsweise verschweißt oder umgekehrt.
Die Federdämpfereinrichtung 7 ist im Drehmomentfluss zwischen dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 3 angeordnet, wobei das Eingangsteil 2 entgegen der Rückstellkraft der Federdämpfereinrichtung 7 relativ zu dem Ausgangsteil 3 verdrehbar ist.
Die Federelemente 8, 9 der Federdämpfereinrichtung 7 stützen sich in Umfangsrichtung am Eingangsteil 2 ab. Von radial innen greift ein Flanschelement 12 in die Tasche 6 ein und stützt sich an den Federelementen 8, 9 in Umfangsrichtung ab, so dass von dem Eingangsteil 2 auf das Flanschelement 12 über die Federelemente 8,9 ein Drehmoment übertragen werden kann.
Radial innen ist das Flanschelement 12 axial zwischen zwei Scheiben 13, 14 eingespannt, so dass eine Verdrehung des Flanschelements 12 gegenüber den beiden sich gegenüberliegenden Scheiben 13, 14 nur nach Überwindung einer Haftreibungskraft unter Aufbringung einer Gleitreibungskraft erfolgt. Diese Anordnung bildet einen Drehmomentbegrenzer 15 nach Art einer Rutschkupplung aus.
Die beiden Scheiben 13, 14 sind mit dem Ausgangsteil 3 drehfest verbunden, wie mittels des Nietelements 16 vernietet. Die zwei mit dem Ausgangsteil 3 verbundenen Scheiben 13, 14, die radial innen mit dem Ausgangsteil 3 vernietet sind, sind dabei radial außen derart beabstandet angeordnet, dass das Flanschelement 12 mit einem Ringbereich 17 des als Tellerfederflansch ausgebildeten Flanschelements 12 zwischen die beiden Scheiben 13, 14 greift. Dabei ist das Flanschelement 12 als Tellerfederflansch ausgebildet, wobei der Ringbereich 17 des Flanschelements 12 getopft ausgebildet ist.
Die 2 zeigt, dass eine erste Scheibe 13 und eine zweite Scheibe 14 der zwei Scheiben 13, 14 vorgesehen sind, wobei die erste Scheibe 13 weiter nach radial außen reicht als eine zweite Scheibe 14 der zwei Scheiben.
Dabei stützt sich der Ringbereich 17 des Tellerfederflanschs radial außen an der ersten Scheibe 13 und radial innen an der zweiten Scheibe 14 axial ab.
Der Drehmomentbegrenzer 15, wie eine Rutschkupplung, ist somit zwischen dem Flanschelement 12 und dem Ausgangsteil 3 im Drehmomentfluss angeordnet, so dass das Flanschelement 12 relativ zum Ausgangsteil 3 unter Reibung verdrehbar ist.
Um die Anpressung zwischen dem Flanschelement 12 und den beiden Scheiben 13, 14 zu bewirken, ist das Flanschelement 12 als Tellerfederflansch mit einem getopft aufgestellten Ringbereich 17 mit davon radial abragenden Federzungen 18 ausgebildet.
Die 2 zeigt den Ringbereich 17 mit den Federzungen 18. Die Federzungen 18 sind im Berührbereich mit den Federelementen 8, 9 aufgedickt, siehe die Aufdickungen 25.
Die 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzer 15. Radial innen ist das Flanschelement 12 axial zwischen den beiden Scheiben 13, 14 eingespannt, so dass eine Verdrehung des Flanschelements 12 gegenüber den beiden sich gegenüberliegenden Scheiben 13, 14 nur nach Überwindung einer Haftreibungskraft bzw. eines Haftreibungsmoments unter Aufbringung einer Gleitreibungskraft bzw. eines Gleitreibungsmoments erfolgt. Diese Anordnung bildet einen erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzer 15 nach Art einer Rutschkupplung aus.
Die beiden Scheiben 13, 14 sind mit dem Ausgangsteil 3 drehfest verbunden, wobei die Scheibe 13 einen Zapfen 30 aufweist, welcher in axialer Richtung von der Scheibe 13 abragt. Dieser Zapfen greift durch eine Öffnung 31 in der Scheibe 14 hindurch und wird in eine Öffnung 32 des Ausgangsteils 3 eingepresst. Dabei erfolgt die Einpressung vorteilhaft mit einer Übermaßpassung H7r6, wobei das Einpressen des Zapfens 30 in die Öffnung 32 vorteilhaft mit Hilfe einer Kraftwegüberwachung erfolgt. Dadurch kann die Einpresskraft trotz geometrischer Streuungen der Einzelteile definiert gewährleistet werden. Auch gewährleistet die Einpressung, insbesondere die H7r6 Übermaßpassung auch die Festigkeit des Zusammenbaus der Scheiben 13, 14 mit dem Ausgangsteil 3. Vorteilhaft kann dann auch auf die Nietelemente 16 der 1 und 2 verzichtet werden.
Der Zapfen 30 ist vorteilhaft mit der Scheibe 13 einteilig ausgebildet oder mit dieser verbunden, wie formschlüssig und/oder stoffschlüssig und/oder reibschlüssig verbunden.
Die zwei mit dem Ausgangsteil 3 verbundenen Scheiben 13, 14, die radial innen mit dem Ausgangsteil 3 verbunden sind, sind dabei radial außen derart beabstandet angeordnet, dass das Flanschelement 12 mit einem Ringbereich des als Tellerfederflansch ausgebildeten Flanschelements 12 zwischen die beiden Scheiben 13, 14 greift. Dabei ist das Flanschelement 12 vorteilhaft als Tellerfederflansch ausgebildet, wobei der Ringbereich 17 des Flanschelements 12 getopft ausgebildet ist.
Die 3 zeigt auch, dass die erste Scheibe 13 und die zweite Scheibe 14 der zwei Scheiben 13, 14 vorgesehen sind, wobei die erste Scheibe 13 weiter nach radial außen reicht als die zweite Scheibe 14 der zwei Scheiben. Alternativ könnte es auch umgekehrt sein. Dabei stützt sich der Ringbereich 17 des Tellerfederflanschs radial außen an der ersten Scheibe 13 und radial innen an der zweiten Scheibe 14 axial ab. Der Drehmomentbegrenzer 15, wie eine Rutschkupplung, ist somit zwischen dem Flanschelement 12 und dem Ausgangsteil 3 im Drehmomentfluss angeordnet, so dass das Flanschelement 12 relativ zum Ausgangsteil 3 unter Reibung verdrehbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungsdämpfer
2: Eingangsteil
3: Ausgangsteil
5: Schale
6: Tasche
7: Federdämpfereinrichtung
8: Federelement
9: Federelement
10: Schale
11: Membran
12: Flanschelement
13: Scheibe
14: Scheibe
15: Drehmomentbegrenzer
16: Nietelement
17: Ringbereich
18: Federzunge
25: Aufdickung
30: Zapfen
31: Öffnung
32: Öffnung

Claims

Drehschwingungsdämpfer (1) mit einem Eingangsteil (2) und mit einem Ausgangsteil (3), wobei das Eingangsteil (2) relativ zu dem Ausgangsteil (3) verdrehbar angeordnet ist, mit einem Flanschelement (12), welches vom Eingangsteil (2) mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist, mit einem Drehmomentbegrenzer (15), wie eine Rutschkupplung, welcher zwischen dem Flanschelement (12) und dem Ausgangsteil (3) vorgesehen ist, so dass das Flanschelement (12) relativ zum Ausgangsteil (3) unter Reibung verdrehbar ist, wobei das Flanschelement (12) zwischen zwei sich gegenüberliegenden Scheiben (13, 14) axial verspannt ist, wobei die zwei Scheiben (13, 14) mit dem Ausgangsteil (3) drehfest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der beiden Scheiben (13, 14) einen axial ausgerichteten Zapfen (30) aufweist, welcher durch eine Öffnung (31) der anderen Scheibe (13, 14) durchgreift und der Zapfen (30) in eine Öffnung (32) des Ausgangsteils (3) eingepresst ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federdämpfereinrichtung (7) vorgesehen ist, die im Drehmomentfluss zwischen Eingangsteil (2) und Ausgangsteil (3) derart angeordnet ist, dass das Eingangsteil (2) entgegen der Rückstellkraft der Federdämpfereinrichtung (7) relativ zu dem Ausgangsteil (3) verdrehbar ist, wobei die Federdämpfereinrichtung (7) Federelemente (8, 9) aufweist, welche sich einerseits an dem Eingangsteil (2) und andererseits an dem Flanschelement (12) abstützen, welches mit dem Ausgangsteil (3) über den Drehmomentbegrenzer (15) verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einpressung des Zapfens (30) in die Öffnung (32) mit einer Übermaßpassung erfolgt.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übermaßpassung eine H7r6 Übermaßpassung ist.