DE102018218549A1

DE102018218549A1 - Drehschwingungsdämpfungsanordnung

Info

Publication number: DE102018218549A1
Application number: DE102018218549.2A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Weth; Alexander Manger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2020-04-30

Abstract

Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein um eine Drehachse (A) drehbares Primärelement (5) und ein, gegen einen Energiespeicher (4) relativ zu dem Primärelement (5) verdrehbares Sekundärelement (8), wobei das Primärelement (5) mit einem Abdeckelement (6) drehfest verbunden ist und gegenüber einem Umgebungsbereich (25) zusammen einen axial und radial nach außen begrenzenden Aufnahmeraum (15) für zumindest den Energiespeicher (4) bilden, wobei zwischen dem Primärelement (5) und dem Sekundärelement (8) und zwischen dem Sekundärelement (8) und dem Abdeckelement (6) jeweils eine Dichtungsanordnung (12; 13) zur Abdichtung des Aufnahmeraumes (15) gegenüber dem Umgebungsbereich (25) vorgesehen ist, wobei das Sekundärelement (8) zumindest eine Nabenscheibe (9) und eine Flanschscheibe (10) umfasst, die axial gestaffelt und zumindest teilweise radial überlappend drehfest miteinander verbunden sind, wobei die Nabenscheibe (9) einen Axialvorsprung (26) vorsieht und wobei die Flanschscheibe (10) einen zu dem Axialvorsprung (29) der Nabenscheibe (9) entgegengesetzten Axialvorsprung (27) vorsieht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Drehschwingungsdämpfungsanordnungen für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, wie beispielsweise ein Zweimassendämpfer (ZMD) beziehungsweise ein Zweimassenschwungrad (ZMS) sind an sich bekannt. Diese werden beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs verwendet, um hier beispielsweise von einem Motor eingeleitete Drehungleichförmigkeiten, welche zu Drehschwingungen führen können, zu dämpfen. Dabei sind auch Drehschwingungsdämpfer bekannt, wie beispielsweise in der WO 2014/053128A1 und in der DE 10133693 A1 , die eine Abdichtung für den Raumbereich des Energiespeichers aufweisen, um beispielsweise bei einer Flussdurchfahrt zu gewährleisten, dass keine Schmutzpartikel oder Flüssigkeiten in den Drehschwingungsdämpfer eindringen. Dies ist auch bekannt unter einer watfähigen Drehschwingungsdämpfungsanordnung.
Ist jedoch ein Raumbereich, der die Drehschwingungsdämpfungsanordnung umgibt mit beispielsweise einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser gefüllt, so kann bei einer sich drehenden Drehschwingungsdämpfungsanordnung durch die Fliehkraft Wasser an den Dichtungen vorbei in die Drehschwingungsdämpfungsanordnung gepresst werden, was eine Verschlechterung der Funktion der Drehschwingungsdämpfungsanordnung und eine geringere Haltbarkeit der Drehschwingungsdämpfungsanordnung bedeuten kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung vorzusehen, wobei die Drehschwingungsdämpfungsanordnung dicht gegen eindringende Schmutzpartikel und Flüssigkeiten ausgeführt ist und wobei die Abdichtung einfach herzustellen und einfach zu montieren ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend um eine Drehachse drehbar A drehbares Primärelement und ein gegen einen Energiespeicher relativ zu dem Primärelement verdrehbares Sekundärelement wobei das Primärelement mit dem Abdeckelement drehfest verbunden ist und gegenüber einem Umgebungsbereich zusammen einen axial und radial nach außen begrenzenden Aufnahmeraum für zumindest den Energiespeicher bildend, wobei zwischen dem Primärelement und dem Sekundärelement und zwischen Sekundärelement und dem Abdeckelement jeweils eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung des Aufnahmeraumes gegenüber dem Umgebungsbereich vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärelement zumindest eine Nabenscheibe und eine Flanschscheibe umfasst die axial gestaffelt und zumindest teilweise radial überlappend und drehfest miteinander verbunden ist, wobei die Nabenscheibe einen Axialvorsprung vorsieht und wobei die Flanschscheibe einen zu dem Axialvorsprung der Nabenscheibe entgegengesetzten Axialvorsprung vorsieht.
Dabei können die Axialvorsprünge als ein Aufnahmebereich für die Dichtungsanordnungen ausgebildet sein oder die Axialvorsprünge können als eine Dichtfläche für die Dichtungsanordnungen ausgebildet sein. Dies kommt beispielsweise darauf an, ob die Dichtungsanordnungen an den Axialvorsprüngen drehfest aufgenommen sind, oder ob die Dichtungsanordnungen zu den Axialvorsprüngen relativ verdrehbar um die Drehachse A vorgesehen sind. Bei der ersten Ausführungsform bildet demnach der jeweilige Axialvorsprung den Aufnahmebereich für die Dichtungsanordnung, wobei hier die Dichtungsanordnungen drehfest mit den Axialvorsprüngen verbunden sind. Für die andere Ausführungsform bilden die Axialvorsprünge die Dichtfläche an der beispielsweise die Dichtungsanordnung mit einer Dichtlippe relativ verdrehbar aber abdichtend anliegen kann. Zu erwähnen ist, dass natürlich auch eine Kombination von Aufnahmebereich und Dichtfläche möglich ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise der Axialvorsprung der nabenscheibe den Aufnahmebereich bildet, wohingegen der Axialvorsprung der Flanschscheibe die Dichtfläche bildet.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Durchmesser der beiden Aufnahmebereiche der beiden Axialvorsprünge oder dass die Durchmesser der Dichtflächen der beiden Axialvorsprünge einen gleichen oder nahezu gleichen Durchmesser haben. Für den Fall also dass die Durchmesser der Axialvorsprünge gleich sind können folglich auch gleiche Dichtungsanordnungen verwendet werden. Dies ist besonders vorteilhaft um Kosten einzusparen.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Nabenscheibe und die Flanschscheibe mittels einer Nietverbindung drehfest miteinander verbunden sind. Dabei ist hier zu erwähnen, dass eine Nietverbindung kostengünstig und einfach herzustellen ist. Weiter vorteilhaft in diesem Bereich der Verwendung einer Nietverbindung ist, dass bei der Verbindung der beiden Bauteile von Nabenscheibe und Flanschscheibe sich kein oder nur ein geringer Verzug einstellen wird.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Flanschscheibe radial innen eine oder mehrere Montageöffnungen, vorteilhaft um die Drehachse A verteilt, vorsieht. Dabei kann die eine oder mehreren Montageöffnungen in der Flanschscheibe genutzt werden, dass beispielsweise die Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit einer Kurbelwelle oder beispielsweise mit einer Flexplate drehfest verbunden werden kann. Mittels der Montageöffnungen können die Befestigungsmittel, wie beispielsweise Kurbelwellenschrauben oder auch eine Vernietung durchgeführt werden.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass das Abdeckelement radial innen einen Axialvorsprung vorsieht, wobei der Axialvorsprung des Abdeckelements axial überlappend und radial gestaffelt zu dem Axialvorsprung der Flanschscheibe oder axial überlappend und radial gestaffelt zu dem Axialvorsprung der Nabenscheibe vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass der Axialvorsprung der Flanschscheibe oder der Axialvorsprung der Nabenscheibe, es kommt darauf an, in welcher axialen Reihenfolge die Nabenscheibe und die Flanschscheibe verbaut sind, und der Axialvorsprung des Abdeckelements so vorgesehen sind, dass zwischen diesen beiden Axialvorsprüngen die Dichtungsanordnung vorgesehen werden kann. Wie bereits vorangehend erwähnt, kann dabei die Dichtungsanordnung entweder an dem Axialvorsprung der Flanschscheibe, bzw. an dem Axialorsprung der Nabenscheibe oder auch an dem Axialvorsprung des Abdeckelements drehfest vorgesehen werden. Dabei ist dann der jeweils andere Axialvorsprung als Reibpartner vorgesehen, an dem beispielsweise eine Dichtlippe der Dichtungsanordnung anliegt.
Auch kann es vorgesehen sein, dass drehfest mit dem Primärelement eine Trägerscheibe verbunden ist wobei die Trägerscheibe einen Axialvorsprung vorsieht, wobei der Axialvorsprung der Trägerscheibe axial überlappend und radial gestaffelt zu dem Axialvorsprung der Nabenscheiben oder axial überlappend und radial gestaffelt zu dem Axialvorsprung der Flanschscheibe vorgesehen ist. Auch hier sind die Axialvorsprünge der Nabenscheibe bzw. der Flanschscheibe und der Trägerscheibe so ausgeführt, dass radial zwischen diesen beiden Axialvorsprüngen die Dichtungsanordnung vorgesehen werden kann. Auch hier ist es wahlweise möglich, die Dichtungsanordnung drehfest entweder mit dem Axialvorsprung der Nabenscheibe bzw. der Flanschscheibe, es kommt darauf an, in welcher axialen Reihenfolge die Nabenscheibe und die Flanschscheibe verbaut sind, oder mit dem Axialvorsprung der Trägerscheibe vorzusehen. Der jeweils andere Axialvorsprung bildet dann für beispielsweise die Dichtlippe oder Dichtungsanordnung den Reibpartner.
Dabei kann es weiter vorteilhaft sein, dass die Dichtungsanordnungen als Radialwellendichtringe ausgeführt sind.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass zwischen der Flanschscheibe und dem Abdeckelement oder zwischen der Flanschscheibe und der Trägerscheibe oder zwischen der Nabenscheibe und dem Primärelement eine Reibscheibe als eine Axialwegbegrenzung des Sekundärelements vorgesehen ist. Hierbei ist zu erwähnen, dass das Sekundärelement zumindest teilweise axial elastisch vorgesehen ist. Wie bereits beschrieben bildet dabei die Reibscheibe, die vorteilhaft beispielsweise aus einem Kunststoff ausgeführt ist, in eine axiale Richtung die axiale Wegbegrenzung für das Sekundärelement.
Weiter ist noch zu erwähnen, dass an dem Primärelement oder auch an dem Abdeckelement, vorteilhaft möglichst weit radial innen, ein Druckausgleichelement vorgesehen sein kann, um Druckschwankungen in dem Aufnahmeraum auszugleichen, ohne dabei Flüssigkeiten wie Wasser in den Aufnahmeraum eindringen zu lassen. Dabei können beispielsweise Druckausgleichselemente, die aufgeklebt werden können, verwendet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft beschrieben.
Dabei zeigt,

1 Einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfungsanordnung;
2 einen Ausschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfungsanordnung

Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1. Dabei ist der Aufbau der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1 wie folgt. Ein Primärelement 5 kann beispielsweise wie hier gezeigt mittels einer Flexplate 14 mittels einer Nietverbindung 16 drehfest verbunden werden. Dabei kann die Flexplate 14, was hier jedoch nicht gezeigt ist, mit einem Antriebsaggregat, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, drehfest verbunden werden. Weiter ist das Primärelement 5 mit einem axial beabstandeten Abdeckelement 6 drehfest verbunden. Dabei bilden das Primärelement 5 und das Abdeckelement 6 einen Aufnahmeraum 15. In dem Aufnahmeraum 15 sind zumindest eine Energiespeichereinrichtung 4, hier in Form von Schraubenfedern aufgenommen. Ein Sekundärelement 8, das axial zwischen dem Primärelement 5 und dem Abdeckelement 6 vorgesehen ist, bildet den Ausgang der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1. Dabei ist das Sekundärelement 8 relativ gegen die Kraft der Energiespeicher 4 zu dem Primärelement 5 bzw. dem Abdeckelement 6 um die Drehachse A verdrehbar. Dabei ist hier das Sekundärelement 8 zweiteilig ausgeführt. Das Sekundärelement 8 besteht hier dabei aus einer Nabenscheibe 9 und aus einer Flanschscheibe 10. Dabei sind die Nabenscheibe 9 und die Flanschscheibe 10 axial zueinander gestaffelt angeordnet und mittels einer Nietverbindung 45 drehfest miteinander verbunden. Die Nabenscheibe 9 sieht dabei an ihrem radial inneren Bereich einen Axialvorsprung 26 vor. Dabei ist dieser Axialvorsprung 26 zu dem Primärelement 5 gerichtet. Die Flanschscheibe 10 sieht ebenfalls einen Axialvorsprung 27 vor. Dabei ist der Axialvorsprung 27 entgegengesetzt zu dem Axialvorsprung 26 der Nabenscheibe 9 ausgeführt. Dies bedeutet, dass der Axialvorsprung 27 der Flanschscheibe 10 zu dem Abdeckelement 6 gerichtet ist. Hier gut zu erkennen ist, dass der Axialvorsprung 26 der Nabenscheibe sowie der Axialvorsprung 27 der Flanschscheibe 10 mit ihrem radial inneren Bereich auf einem Durchmesser d1 bzw. einem Durchmesser d2 vorgesehen sind, wobei hier der Durchmesser d1 gleich dem Durchmesser d2 ist. In dieser Ausführungsform bilden die Axialvorsprünge 26 und 27 Dichtflächen für die weiter radial innen liegenden Dichtungsanordnungen 12 und 13. Dies bedeutet, dass die Dichtungsanordnungen 12 bzw. 13 mit beispielsweise einer Dichtlippe 21, 22 an den Axialvorsprüngen 26 und 27 anliegen. Dabei ist weiter das Abdeckelement 6 radial innen ebenfalls mit einem Axialvorsprung 37 vorgesehen. Dabei bildet hier der Axialvorsprung 37 des Abdeckelements 6 einen Aufnahmebereich 43, an dem Dichtungsanordnung 13 drehfest aufgenommen wird. Auf Seiten des Primärelements 5 wird die Dichtungsanordnung 12 hier mittels einer Trägerscheibe 32, die drehfest mit dem Primärelement 5 verbunden ist, drehfest aufgenommen. Dabei sieht die Trägerscheibe 32 ebenfalls einen Axialvorsprung 36 vor, der axial überlappend und radial gestaffelt zu dem Axialvorsprung 26 der Nabenscheibe 9 vorgesehen ist. Durch diese Anordnung der Dichtungsanordnungen 12 und 13 kann eine vorteilhafte Abdichtung des Aufnahmeraumes 15 gegenüber eindringende Flüssigkeiten gewährleistet werden. Im Bereich der Flanschscheibe 10 ist radial innen hier eine Montageöffnung 59 vorgesehen. Dabei kann beispielsweise durch diese Montageöffnung 59 die Nietverbindung 16 vorgenommen werden. Auch gut zu erkennen ist hier in der 1 weiter eine Reibscheibe 18. Dabei ist die Reibscheibe 18 zwischen der Nabenscheibe 9 und dem Primärelement 5 vorgesehen. Die Reibscheibe 18, die vorteilhaft beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt ist, bildet damit eine axiale Wegbegrenzung der Nabenscheibe 9 in Richtung des Primärelements 5. Zwischen der Nabenscheibe 9 und dem Abdeckelement 6 ist weiter eine Federscheibe 19 vorgesehen. Dabei ist die Federscheibe 19 radial außen und radial innen mit beispielsweise einer Kunststoffbeschichtung vorgesehen. Die Federscheibe 19 übt dabei eine axiale Kraft sowohl gegen die Nabenscheibe 9 als auch gegen das Abdeckelement 6 aus. Durch diese axiale Kraft wird die Nabenscheibe 9 gegen die Reibscheibe 18 gedrückt. Dabei nimmt die Reibscheibe 18 Taumelbewegungen bzw. Axialbewegungen der Nabenscheibe 9 auf. Durch diese axial elastische Aufnahme der Nabenscheibe 9 kann Verschleiß verringert werden und die Lebensdauer der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1 damit erhöht werden.
Die 2 zeigt eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1, wie bereits in der 1 beschrieben, jedoch ist hier in der 2 die Federscheibe 19 zwischen der Nabenscheibe 9 und der Trägerscheibe 32 vorgesehen. Dabei ist die Reibscheibe 18 hier zwischen der Flanschscheibe 10 und dem Axialvorsprung 37 des Abdeckelements vorgesehen. Weiter ist noch zu erwähnen, dass die beiden Dichtungsanordnungen 12 und 13 hier in der 2 zu dem Aufnahmeraum gerichtet eingebaut sind. Wohingegen in der 1 die Dichtungsanordnungen 12 und 13 zu dem Umgebungsbereich gerichtet eingebaut sind. Dies bedeutet, für die 2, dass beispielsweise für den Fall, dass in dem Aufnahmeraum 15 ein höherer Druck als außerhalb der Drehschwingungsdämpfungsanordnung vorhanden ist, dass die Dichtlippen 21 und 22 der Dichtungsanordnungen 12 und 13 stärker gegen die Axialvorsprünge 26 und 27 gedrückt werden. Dies bedeutet, dass die Abdichtwirkung verbessert wird, je größer der Druck im Aufnahmeraum 15 im Verhältnis zum Umgebungsbereich 25 ist. Ergänzend sei hier noch gesagt, dass dies für die Einbausituation in der 1 umgekehrt ausgeführt ist. Dies bedeutet für den Fall, dass sich im Umgebungsbereich 25 ein höherer Druck einstellt als im Aufnahmeraum 15, dass hierdurch die Dichtwirkung der Dichtungsanordnungen 12 und 13 ebenfalls verbessert wird.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungsdämpfungsanordnung
2: Verbrennungskraftmaschine
4: Energiespeicher
5: Primärelement
6: Abdeckelement
8: Sekundärelement
9: Nabenscheibe
10: Flanschscheibe
12: Dichtungsanordnung
13: Dichtungsanordnung
14: Flexplate
15: Aufnahmeraum
16: Nietverbindung
18: Reibscheibe
19: Federscheibe
21: Dichtlippe
22: Dichtlippe
25: Umgebungsbereich
26: Axialvorsprung
27: Axialvorsprung
2p: Axialvorsprung
32: Trägerscheibe
33: Trägerelement
36: Axialvorsprung
37: Axialvorsprung
42: Aufnahmebereich
43: Aufnahmebereich
44: Radialwellendichtring
45: Nietverbindung
52: Dichtfläche
53: Dichtfläche
59: Montageöffnung
A: Drehachse
d1: Durchmesser
d2: Durchmesser

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2014/053128 A1 [0001]
DE 10133693 A1 [0001]

Claims

Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein um eine Drehachse (A) drehbares Primärelement (5) und ein, gegen einen Energiespeicher (4) relativ zu dem Primärelement (5) verdrehbares Sekundärelement (8), wobei das Primärelement (5) mit einem Abdeckelement (6) drehfest verbunden ist und gegenüber einem Umgebungsbereich (25) zusammen einen axial und radial nach außen begrenzenden Aufnahmeraum (15) für zumindest den Energiespeicher (4) bilden, wobei zwischen dem Primärelement (5) und dem Sekundärelement (8) und zwischen dem Sekundärelement (8) und dem Abdeckelement (6) jeweils eine Dichtungsanordnung (12; 13) zur Abdichtung des Aufnahmeraumes (15) gegenüber dem Umgebungsbereich (25) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärelement (8) zumindest eine Nabenscheibe (9) und eine Flanschscheibe (10) umfasst, die axial gestaffelt und zumindest teilweise radial überlappend drehfest miteinander verbunden sind, wobei die Nabenscheibe (9) einen Axialvorsprung (26) vorsieht und wobei die Flanschscheibe (10) einen zu dem Axialvorsprung (29) der Nabenscheibe (9) entgegengesetzten Axialvorsprung (27) vorsieht.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialvorsprünge (26, 27) als ein Aufnahmebereich (42; 43) für die Dichtungsanordnungen (12, 13) ausgebildet sind oder dass die Axialvorsprünge (26, 27) als eine Dichtfläche (52; 53) für die Dichtungsanordnungen (12, 13) ausgebildet sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser (d1; d2) der beiden Aufnahmebereiche (42; 43) der beiden Axialvorsprünge (26, 27) oder dass die Durchmesser (d1; d2) der Dichtflächen (52; 53) der beiden Axialvorsprünge (26; 27) gleichen oder nahezu gleichen sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, die Nabenscheibe (9) und die Flanschscheibe (10) mittels einer Nietverbindung (45) drehfest miteinander verbunden sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschscheibe (10) radial innen eine oder mehrere Montageöffnungen (59) um die Drehachse A verteilt vorsieht.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (6) radial innen einen Axialvorsprung (37) vorsieht, wobei der Axialvorsprung (37) des Abdeckelements (6) axial überlappend und radial gestaffelt zu dem Axialvorsprung (27) der Flanschscheibe (10) oder axial überlappend und radial gestaffelt zu dem Axialvorsprung (26) der Nabenscheibe (9) vorgesehen ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass drehfest mit dem Primärelement (5) eine Trägerscheibe (32) verbunden ist, wobei die Trägerscheibe einen Axialvorsprung (36) vorsieht, wobei der Axialvorsprung (36) der Trägerscheibe (32) axial überlappend und radial gestaffelt zu dem Axialvorsprung (26) der Nabenscheibe (9) oder axial überlappend und radial gestaffelt zu dem Axialvorsprung (27) der Flanschscheibe (10)vorgesehen ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnungen (12; 13) Radialwellendichtringe sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Flanschscheibe (10) und dem Abdeckelement (6) oder zwischen der Flanschscheibe (10) und der Trägerscheibe (32) oder zwischen der Nabenscheibe (9) und dem Primärelement (5) eine Reibscheibe (18) als eine Axialwegbegrenzung des Sekundärelements (8) vorgesehen ist.