DE102018207838A1

DE102018207838A1 - Zweimassenschwungrad

Info

Publication number: DE102018207838A1
Application number: DE102018207838.6A
Authority: DE
Inventors: Lutz Pahlich
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2019-11-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsdämpfung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, mit einer Primärmasse (1) und einer dazu koaxial gelagerten Sekundärmasse (3), die zueinander unter Zwischenschaltung eines Federsatzes (5, 6) verdrehbar sind, der in einem ringförmigen Federkanal (18) eines Gehäuses (7) angeordnet ist, wobei der Federsatz (6, 7) zwei einander in Umfangsrichtung zugewandte, gleitend gelagerte Federteller (19, 21) aufweist, die über einen Zwischenraum (u) voneinander beabstandet sind, in den ein Mitnehmer (27) eines Flansches (29) einragt, der im lastlosen Betriebszustand über ein Umfangsspiel (s) in einer Leerlaufbewegung (L) zwischen den beiden Federtellern (19, 21) verdrehbar ist, wobei bei einem Lastwechsel vom lastlosen Betriebszustand in einen momentenübertragenden Betriebszustand der Flansch-Mitnehmer (27) unter Aufbrauch des Umfangsspiels (s) gegen den Federteller (19) anschlägt. Erfindungsgemäß weist das Zweimassenschwungrad zumindest eine Dämpfungsfeder (30) auf, die zwischen dem Flansch-Mitnehmer (27) und dem Federteller (19, 21) wirkt. Mittels der Dämpfungsfeder (30) ist die unter Aufbrauch des Umfangsspiels (s) erfolgende Leerlaufbewegung (L) des Flansch-Mitnehmers (27) bis in Anschlag gegen den Federteller (19) dämpfbar, um ein Anschlaggeräusch zu reduzieren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Zweimassenschwungrad wird in gängiger Praxis im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbaut, um im Fahrbetrieb Drehungleichförmigkeiten zu dämpfen.
Ein gattungsgemäßes Zweimassenschwungrad ist aus einer Primärmasse und einer dazu koaxial drehgelagerten Sekundärmasse aufgebaut, die zueinander unter Zwischenschaltung eines Federsatzes verdrehbar sind. Die Primärmasse (oder alternativ auch die Sekundärmasse) kann ein Gehäuse mit einem ringförmigen Federkanal aufweisen, in dem der Federsatz angeordnet ist. Der Federsatz weist zwei einander in Umfangsrichtung zugewandte, gleitend gelagerte Federteller auf, die über einen Zwischenraum voneinander beabstandet sind. In den Zwischenraum ragt ein Mitnehmer eines der Sekundärmasse (oder alternativ auch der Primärmasse) zugeordneten Flansches ein. Im lastlosen Betriebszustand ist der Flansch-Mitnehmer montagebedingt bzw. toleranzbedingt über ein freies Umfangsspiel in einer Leerlaufbewegung zwischen den beiden einander zugewandten Federtellern verdrehbar.
Das oben erwähnte Umfangsspiel des Flansch-Mitnehmers zwischen den beiden in Umfangsrichtung beidseitig davon angeordneten Federtellern führt bei einem Lastwechsel dazu, dass der Flansch-Mitnehmer zunächst in der Leerlaufbewegung unter Aufbrauch des Umfangsspiels in Anschlag gegen den Federteller kommt und erst dann über den Federteller und den Federsatz ein Moment überträgt. Das Anschlagen des Flansch-Mitnehmers am Federteller kann in gewissen Fahrzuständen zu einem Klapper-Geräusch führen.
Aus der DE 41 41 723 C2 ist ein Zweimassenschwungrad mit Leerlauffederung bekannt. Aus der DE 100 19 873 A1 und DE 199 58 811 A1 sind weitere Torsionsschwingungsdämpfer bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Zweimassenschwungrad bereitzustellen, bei dem Klapper-Geräusche reduziert oder verhindert sind.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist das Zweimassenschwungrad zumindest eine Dämpfungsfeder auf. Mittels der Dämpfungsfeder kann die Leerlaufbewegung des Flansch-Mitnehmers bis in Anschlag mit dem Federteller gedämpft werden, um ein Anschlaggeräusch zu reduzieren.
Die Dämpfungsfeder ist bevorzugt am Flansch-Mitnehmer befestigt. In einer technischen Umsetzung kann die Dämpfungsfeder zumindest einen Federschenkel aufweisen, der in Umfangsrichtung gegen den Federteller gedrückt ist, und zwar unter Bildung einer Bremswirkung, die der Drehrichtung der Flansch-Leerlaufbewegung entgegenwirkt.
Die Dämpfungsfeder kann vorteilhaft geometrisch so ausgelegt sein, dass sie im lastlosen Betriebszustand mit einer gewissen Federvorspannung in Druckanlage mit den beiden einander zugewandten Federtellern ist.
Bei einem Lastwechsel vom lastlosen Betriebszustand in den momentenübertragenden Betriebszustand kommt zunächst der Flansch-Mitnehmer - unter Aufbrauch des Umfangsspiels - in der Leerlaufbewegung bis in Anschlag mit dem Federteller und wird erst dann über den Federteller und den Federsatz ein Moment übertragen. Während der obigen Leerlaufbewegung wird die Dämpfungsfeder unter Aufbau der Federvorspannung zusammengedrückt, die der Leerlaufbewegung des Flansch-Mitnehmers entgegenwirkt und diesen abbremst.
Zur Befestigung der Dämpfungsfeder kann beispielhaft der Flansch-Mitnehmer einen Lagerzapfen (z.B. als Niet realisiert) aufweisen, der durch eine Lageröffnung der Dämpfungsfeder geführt ist und an seinem freien Ende einen ausgeweiteten Zapfenkopf aufweist.
Zur Steigerung der Federvorspannung bzw. der Bremswirkung ist es bevorzugt, wenn insgesamt zwei Dämpfungsfedern vorgesehen sind, die in Axialrichtung beidseitig des Flansch-Mitnehmers angeordnet sind und über den oben erwähnten Lagerzapfen miteinander in Verbindung sind.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:

1 in einer Teilseitenansicht einen Ausschnitt aus einem Zweimassenschwungrad in einem lastlosen Betriebszustand;
2 eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene aus der 1 ;
3 bis 5 jeweils Ansichten, die einen Lastwechsel von einem lastlosen Betriebszustand (3) in einen momentenübertragenden Betriebszustand (5) veranschaulichen; und
6 eine weitere Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene aus der 1.

In der 1 sind in einer vergrößerten Teilansicht die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Bauteile eines Zweimassenschwungrads gezeigt. Demzufolge weist das Zweimassenschwungrad eine Primärmasse 1 und eine dazu koaxial gelagerte Sekundärmasse 3 auf, die zueinander unter Zwischenschaltung eines Federsatzes 5, 6 verdrehbar sind, um in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs eine Drehschwingungsdämpfung zu bewerkstelligen. Die Primärmasse 1 weist ein Gehäuse 7 (2) mit einem in etwa tellerförmigen Gehäuseteil 9 auf, das einen scheibenförmigen Gehäuseboden 11 aufweist, der randseitig in einen davon hochgezogenen Gehäuserand 13 übergeht. Im Zusammenbauzustand (2) ist auf eine freie Randkante 15 (2) des tellerförmigen Gehäuseteils 9 ein Gehäusedeckel 17 befestigt. Im Gehäuseboden 11 des Gehäuseteils 9 ist ein Federkanal 18 eingeformt, in dem der Federsatz 5, 6 angeordnet ist. Zudem ist sowohl im Gehäuseboden 11 als auch im Gehäusedeckel 17 ein Einzug 23 eingeformt. In einem momentenübertragenden Betriebszustand ist der Federsatz 5, 6 am gehäusefesten Einzug 23 abstützbar.
In der 1 ist ein lastloser, das heißt nicht momentenübertragender Betriebszustand des Zweimassenschwungrads gezeigt. Demzufolge weist der Federsatz 5, 6 in Umfangsrichtung einander zugewandte, gleitend am Gehäuserand 13 gelagerte Federteller 19, 21 auf. Die beiden Federteller 19, 21 sind in Umfangsrichtung über einen Zwischenraum u voneinander beabstandet.
In den von den beiden einander zugewandten Federtellern 19, 21 begrenzten Zwischenraum u ragt ein Mitnehmer 27 eines drehfest an der Sekundärmasse 3 befestigten Flansches 29 ein. Im Hinblick auf eine Bauteiltoleranz und/oder eine Montageerleichterung ist der Flansch-Mitnehmer 27 über ein Umfangsspiel s (1 oder 6) zwischen den beiden Federtellern 19, 21 in einer später beschriebenen Leerlaufbewegung L lastlos verdrehbar.
Wie aus der 2 weiter hervorgeht, sind am Flansch-Mitnehmer 27 zwei Dämpfungsfedern 30 befestigt, mittels denen später beschriebene Anschlaggeräusche beim Lastwechsel vom lastlosen Betriebszustand in den momentenübertragenden Betriebszustand verhindert werden können. Jede der Dämpfungsfedern 30 ist als eine streifenförmige Blattfeder ausgebildet, die gemäß der 6 (zeigt aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine Dämpfungsfeder 30) zwei vom Flansch-Mitnehmer 27 axial abragende, gekrümmte Federschenkel 31 aufweist. Die gekrümmten Federschenkel 31 laufen an einer Scheitelstelle zusammen, an der die Blattfeder 30 auf einen axial ausgerichteten Lagerzapfen 35 des Flansch-Mitnehmers 27 aufgesteckt ist. Der Lagerzapfen 35 ist durch eine Lageröffnung 34 der Blattfeder 30 geführt und geht an seinem freien Ende in einen ausgeweiteten Lagerkopf 36 über.
In dem in der 1 gezeigten lastlosen Betriebszustand ist der Flansch-Mitnehmer 27 zentrisch zwischen den beiden Federtellern 19, 21 positioniert, so dass der Flansch-Mitnehmer 27 in Umfangsrichtung beidseitig über ein Teilspiel s₁ , s₂ von den zugeordneten Federtellern 19, 21 beabstandet ist, die zusammen das Umfangsspiel s ergeben.
Wie aus der 3 oder 6 (zeigen ebenfalls den lastlosen Betriebszustand) weiter hervorgeht, weist der Flansch-Mitnehmer 27 eine Umfangslänge I_F auf, die um das Umfangsspiel s kleiner als der Zwischenraum u ist. Zudem weist die federvorgespannte Dämpfungsfeder 30 eine Umfangslänge I_M auf, die in der 1 identisch mit dem Zwischenraum u ist, das heißt größer als die Umfangslänge I_F des Flansch-Mitnehmers 27 ist. Die Dämpfungsfeder 30 ist so ausgelegt, dass sie im lastlosen Betriebszustand mit einer gewissen Federvorspannung gegen die beiden Federteller 19, 21 drückt. Die von der Dämpfungsfeder 30 ausgeübte Federvorspannung ist wesentlich kleiner bemessen als eine im ZMS-Betrieb vom Federsatz 5, 6 ausübbare Federvorspannung.
Aus der obigen Geometrie geht hervor, dass im lastlosen Betriebszustand die Dämpfungsfeder 30 in der Umfangsrichtung jeweils mit einem Feder-Überstand 41 die seitlichen Anschlagflanken 43 des Flansch-Mitnehmers 27 überragt und das Umfangsspiel überbrückt. Bei einem beispielhaften Lastwechsel vom lastlosen Betriebszustand (3) in den in der 5 angedeuteten momentenübertragenden Betriebszustand wird zunächst der Flansch-Mitnehmer 27 in einer Leerlaufbewegung L verdreht, und zwar zunächst solange, bis der Flansch-Mitnehmer 27 gegen den Federteller 19 anschlägt (4). Erst dann wird über den Federsatz 5, 6 und den Federteller 19 ein Moment übertragen, wie es in der 5 gezeigt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4141723 C2 [0004]
DE 10019873 A1 [0004]
DE 19958811 A1 [0004]

Claims

Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsdämpfung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs, mit einer Primärmasse (1) und einer dazu koaxial gelagerten Sekundärmasse (3), die zueinander unter Zwischenschaltung eines Federsatzes (5, 6) verdrehbar sind, der in einem ringförmigen Federkanal (18) eines Gehäuses (7) angeordnet ist, wobei der Federsatz (6, 7) zwei einander in Umfangsrichtung zugewandte, gleitend gelagerte Federteller (19, 21) aufweist, die über einen Zwischenraum (u) voneinander beabstandet sind, in den ein Mitnehmer (27) eines Flansches (29) einragt, der im lastlosen Betriebszustand über ein Umfangsspiel (s) in einer Leerlaufbewegung (L) zwischen den beiden Federtellern (19, 21) verdrehbar ist, wobei bei einem Lastwechsel vom lastlosen Betriebszustand in einen momentenübertragenden Betriebszustand der Flansch-Mitnehmer (27) unter Aufbrauch des Umfangsspiels (s) gegen den Federteller (19) anschlägt, dadurch gekennzeichnet, dass das Zweimassenschwungrad zumindest eine Dämpfungsfeder (30) aufweist, die zwischen dem Flansch-Mitnehmer (27) und dem Federteller (19, 21) wirkt, und dass mittels der Dämpfungsfeder (30) die unter Aufbrauch des Umfangsspiels (s) erfolgende Leerlaufbewegung (L) des Flansch-Mitnehmers (27) bis in Anschlag gegen den Federteller (19) dämpfbar ist, um ein Anschlaggeräusch zu reduzieren.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsfeder (30) am Flansch-Mitnehmer (27) kraftübertragend befestigt ist, und dass insbesondere die Dämpfungsfeder (30) in lösbarer Druckanlage mit dem Federteller (19, 21) ist, und/oder dass die Dämpfungsfeder (30) im lastlosen Betriebszustand mit einer Federvorspannung in Druckanlage mit dem Federteller (19, 21) gedrückt ist, und zwar unter Bildung einer Bremswirkung, die der Drehrichtung der Leerlaufbewegung (L) entgegenwirkt.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsfeder (30) bei der Leerlaufbewegung (L) des Flansches (29) unter Aufbau der Federvorspannung gegen den Federteller (19) gedrückt wird, und/oder dass die Dämpfungsfeder (30) im lastlosen Betriebszustand zwischen den beiden, einander zugewandten Federtellern (19, 21) abgestützt ist.
Zweimassenschwungrad nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im lastlosen Betriebszustand die Dämpfungsfeder (30) mit einem Überstand (41) in Umfangsrichtung den Flansch-Mitnehmer (27), insbesondere dessen Anschlagflanken (43), überragt und das Umfangsspiel (s), bevorzugt vollständig, überbrückt.
Zweimassenschwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsfeder (30) eine Blattfeder ist, die zumindest einen Federschenkel (31) aufweist, der im lastlosen Betriebszustand mit einer geringen Federvorspannung gegen den Federteller (19) abgestützt ist.
Zweimassenschwungrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Dämpfungsfedern (30) vorgesehen sind, und zwar in Axialrichtung beidseitig des Flansch-Mitnehmers (27).