DE102018218631A1

DE102018218631A1 - Drehschwingungsdämpfungsanordnung

Info

Publication number: DE102018218631A1
Application number: DE102018218631.6A
Authority: DE
Inventors: Jörg Sudau; Jürgen Weth
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-04-30
Also published as: WO2020089027A1; EP3874179A1

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 das Sekundärelement (8) radial innen einen sich axial erstreckenden Verbindungsbereich (24) vorsieht und wobei der Verbindungsbereich (24) in beiden axialen Richtungen offen ist, wobei der Verbindungsbereich (24) des Sekundärelements (8) in einer axialen Richtung mittels einer Dichtscheibe (28) flüssigkeitsdicht verschlossen ist.

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 diese Aufgabe gelöst durch eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein um eine Drehachse (A) drehbares Primärelement und ein, gegen einen Energiespeicher relativ zu dem Primärelement verdrehbares Sekundärelement, wobei das Primärelement mit einem Abdeckelement drehfest verbunden ist und gegenüber einem Umgebungsbereich zusammen einen axial und radial nach außen begrenzenden Aufnahmeraum für zumindest den Energiespeicher bilden, wobei das Sekundärelement radial innen einen sich axial erstreckenden Verbindungsbereich vorsieht und wobei der Verbindungsbereich in beiden axialen Richtungen offen ist, wobei der Verbindungsbereich des Sekundärelements in einer axialen Richtung mittels einer Dichtscheibe flüssigkeitsdicht verschlossen ist. Bei dem Verbindungsbereich des Sekundärelements handelt es sich vorwiegend um eine Steckverzahnung, mit der das Sekundärelement mit beispielsweise einer Getriebeeingangswelle drehfest verbunden werden kann. Da die Steckverzahnung vorzugsweise mittels einer Räumnadel hergestellt wird, ist der Verbindungsbereich, der die Steckverzahnung vorsieht, nach beiden axialen Richtungen offen. Um jedoch zu verhindern, dass Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser bei einem Watvorgang des Fahrzeugs an der Steckverzahnung vorbei in den Aufnahmeraum der Drehschwingungsdämpfungsanordnung gelangt, ist der Verbindungsbereich nachträglich, also wenn der Steckverzahnung hergestellt ist, wieder zu verschließen. Dies ist hier erfindungsgemäß mittels der Dichtscheibe vorgesehen.
Dabei kann die Dichtscheibe vorteilhaft formschlüssig und / oder stoffschlüssig mit dem Sekundärelement verbunden sein. Hierbei kann beispielsweise ein Rollverfahren angewendet werden, mittels dem die Dichtscheibe mit dem Sekundärelement verrollt wird. Dabei kann vorteilhaft an dem Sekundärelement eine umlaufende Nut oder eine umlaufende Vertiefung vorgesehen werden, in die ein Bund der Dichtscheibe umgeformt bzw. verrollt wird. Hierdurch kann eine formschlüssige Verbindung, die auch flüssigkeitsdicht ist, zwischen der Dichtscheibe und dem Sekundärelement hergestellt werden. Weiter kann die Dichtscheibe an der abzudichtenden Fläche mit einer Dichtschicht beschichtet oder versehen sein, um die Dichtwirkung nach dem Umformvorgang zu verbessern. Dies kann ähnlich wie bei einem Kronkorken vorgesehen sein, der zum Verschließen von Glasflaschen in bekannter Weise Anwendung findet. Auch kann die Dichtscheibe vergleichbar mit einem Kronkorken ausgebildet sein.
Auch kann die Dichtscheibe zusätzlich stoffschlüssig mit dem Sekundärelement ausgeführt sein. Dabei kann die stoffschlüssige Verbindung hier beispielsweise mittels einer Verklebung oder auch mittels einer Verlötung ausgeführt werden. Es ist zu erwähnen, dass die Dichtscheibe mit dem Sekundärelement auch nur mittels Stoffschluss verbunden werden kann. Hierzu zählen ebenfalls vorteilhafte Verbindungen die beispielsweise als Klebeverbindung oder auch Lötverbindung ausgeführt sind. Es ist weiter anzumerken, dass die Dichtscheibe vorteilhaft aus Blech oder auch aus einem Kunststoff hergestellt werden kann.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Dichtscheibe eine Öffnung vorsieht, wobei die Öffnung mittels eines Druckausgleichselements verschlossen ist. Die Öffnung ist dabei vorteilhaft mittig an der Dichtscheibe vorzusehen. Dabei kann beispielsweise das Druckausgleichelement als eine bekannte Membran ausgeführt sein. In vorteilhafterweise können diese Membranen auf die Dichtscheibe aufgeklebt werden. Da die Dichtscheibe mit einer Seite zu dem Aufnahmeraum der Drehschwingungsdämpfungsanordnung gerichtet ist, kann durch das Druckausgleichselement, das ja wie bereits erwähnt, eine Öffnung in der Dichtscheibe verschließt, Druckschwankungen im Aufnahmeraum ausgeglichen werden. Dies bedeutet, dass eine Druckerhöhung, beispielsweise durch Temperaturveränderung in dem Aufnahmeraum der Drehschwingungsdämpfungsanordnung durch das Druckausgleichselement in Richtung des Umgebungsbereiches ausgeglichen werden kann.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass das Sekundärelement eine Nabenscheibe und eine Flanschelement umfasst, wobei die Nabenscheibe drehfest mit der Flanschelement verbunden ist, wobei der Verbindungsbereich an der Flanschelement vorgesehen ist und wobei die Nabenscheibe mit dem Energiespeicher in Kontakt ist. Dies bedeutet, dass das Sekundärelement hier zweiteilig ausgeführt ist. Durch die zweiteilige Ausführung können die Nabenscheibe und die Flanschelement einfacher und kostengünstiger hergestellt werden, da die Flanschelement den Verbindungsbereich mit der Steckverzahnung bildet und in vorteilhafter Ausführung eine größere axiale Erstreckung vorsieht als die Nabenscheibe, die mit der Energiespeicher in Kontakt ist. Wie bereits schon vorrangehend erwähnt, ist in vorteilhafter Ausführung an der Flanschelement an einer axialen Seite eine umlaufende Nut bzw. Vertiefung vorgesehen, wobei die Dichtscheibe mit ihrem umfangsmäßig verlaufenden Bund in die umlaufende Nut der Flanschelement bzw. Vertiefung verrollt wird. Wie bereits erwähnt, kann dadurch eine flüssigkeitsdichte Verbindung der Dichtscheibe mit der Flanschelement erzielt werden.
Weiter kann der Verbindungsbereich eine Verzahnung umfassen. Wie bereits vorrangehend erwähnt bildet der Verbindungsbereich eine drehfeste Verbindung mit beispielsweise einer Getriebeeingangswelle. Durch die Verzahnung kann in einfacher Form eine axial verschiebbare und drehfeste Verbindung zwischen dem Verbindungsbereich des Sekundärelements bzw. der Flanschelement und beispielsweise einer Getriebeeingangswelle erzielt werden.
Auch kann es vorgesehen sein, dass zwischen dem Primärelement und dem Sekundärelement und/oder zwischen dem Sekundärelement und dem Abdeckelement eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung des Aufnahmeraumes gegenüber dem Umgebungsbereich vorgesehen ist. Durch diese Dichtungsanordnung kann der Aufnahmeraum der Drehschwingungsdämpfungsanordnung in vorteilhafterweise abgedichtet werden.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass das Primärelement radial innen geschlossen ist. Dies bedeutet, dass das Primärelement in seinem radial inneren Bereich scheibenförmig ausgebildet ist. Durch die Ausführung radial innen geschlossen kann weiter der Aufnahmeraum der Drehschwingungsdämpfungsanordnung vorteilhaft gegenüber eindringender Flüssigkeiten dicht ausgeführt werden.
Weiter kann die Dichtscheibe als ein Blechumformteil ausgeführt sein. Dabei ist zu erwähnen, dass die Dichtscheibe als Blechumformteil kostengünstig herzustellen ist. Es sei hier aber auch erwähnt, dass die Dichtscheibe ebenfalls beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt werden kann.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass zumindest eine der Dichtungsanordnung einen Dichtring und einen Distanzring umfasst, wobei der Distanzring den Dichtring drehfest aufnimmt. Dabei dient der Distanzring vornehmlich dazu, das Sekundärelement zumindest in einer axialen Richtung zu begrenzen. Durch diese genannte Ausführungsform kann der Distanzring zwei Aufgaben erfüllen. Zum einen bestimmt der Distanzring die axiale Verschiebbarkeit des Sekundärelements in zumindest einer axialen Richtung und er dient als Aufnahmeelement für den eigentlichen Dichtring. Dabei ist die Dichtungsanordnung vorteilhaft gegenüber dem Umgebungsbereich angeordnet.
Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass der Distanzring eine größere axiale Erstreckung aufweist als der Dichtring. Dabei kann der Distanzring in vorteilhafter Ausführung aus beispielsweise einem Kunststoff hergestellt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft beschrieben.
Dabei zeigen die

1 Eine erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung
2 eine erfindungsgemäße Dichtscheibe
3 eine erfindungsgemäße Dichtscheibe

Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1. Dabei ist hier die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1 primär aus einem Primärelement 5 und einem Abdeckelement 6 aufgebaut. Dabei sind das Primärelement 5 und das Abdeckelement 6 drehfest und flüssigkeitsdicht radial außen miteinander verbunden. Hier ist das Primärelement 5 noch weiter mit einer Flexplate 14 mittels einer Nietverbindung 16 drehfest verbunden. Hier nicht dargestellt kann dabei die Flexplate 14 mit einem Antriebsaggregat, beispielsweise mit einem Verbrennungsmotor, drehfest verbunden werden. Das Primärelement 5 bildet mit dem Abdeckelement 6 einen radial und axial nach außen abgegrenzten Aufnahmeraum 15, in dem zumindest einen Energiespeicher 4 aufgenommen ist. Dabei wird der Aufnahmeraum 15 mittels des Primärelements 5 und des Abdeckelements 6 gegenüber einem Umgebungsbereich 25 abgegrenzt. Axial zwischen dem Primärelement und dem Abdeckelement 6 ist hier ein Sekundärelement 8 vorgesehen, das gegen eine Kraft des Energiespeichers 4 relativ gegenüber dem Primärelement 5 bzw. im Abdeckelement um die Drehachse A verdrehbar ist. Das Sekundärelement 8 ist hier zweiteilig ausgeführt. Dabei bildet hier eine Nabenscheibe 9, die drehfest mittels einer Nietverbindung 45 mit einer Flanschelement 10 drehfest verbunden ist, das Sekundärelement 8. Dabei sieht die Flanschelement 10 radial innen einen Verbindungsbereich 24 vor. Gut zu erkennen ist, dass der Verbindungsbereich 24 hier eine axiale Erstreckung hat. Dabei ist der Verbindungsbereich 24 hier vornehmlich mittels einer Verzahnung 65 ausgeführt. Hier nicht dargestellt kann die Verzahnung 65 in eine korrespondierende Verzahnung, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle, eingreifen und somit die Flanschelement 10 mit der hier nicht dargestellten Getriebeeingangswelle drehfest und axial verschiebbar verbinden. Um nun den Aufnahmeraum 15 gegenüber dem Umgebungsbereich 25 dicht gegenüber eindringende Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser bei einem Wartvorgang abzudichten, ist hier vorgesehen, dass die Flanschelement 10 im Bereich des Verbindungsbereiches 24 auf einer axialen Seite mittels einer Dichtscheibe 28 verschlossen ist. Dabei ist hier vorgesehen und besser in der 2 zu sehen, dass die Dichtscheibe 28 einen umlaufenden Bund 29 vorsieht, wobei der Bund 29 in eine Nut 11, die in dem Flanschelement 10 vorgesehen ist, mittels hier eines Rollvorganges verrollt wird. Durch dieses Verrollen des Bundes 29 der Dichtscheibe 28 in die Nut 11 der Flanschelement 10 kann eine formschlüssige Verbindung erreicht werden, wobei diese formschlüssige Verbindung flüssigkeitsdicht ausgeführt sein kann. Weiter ist in der 1 noch zu erwähnen, dass hier axial zwischen dem Abdeckelement 6 und dem Flanschelement 10 ein Distanzring 20 vorgesehen ist. Der Distanzring 20 begrenzt dabei die axiale Bewegung des Flanschelements 10 in Richtung des Abdeckelementes 6. Dabei ist der Distanzring 20 vorteilhaft aus einem Kunststoff ausgeführt. Radial innerhalb des Distanzringes ist hier weiter ein Dichtring 17 vorgesehen. Dabei ist der Dichtring 17 mit dem Distanzring 20 befestigt. Der Distanzring 20 dient dabei gleichzeitig als eine Art Träger für den Dichtring 17. Da das Flanschelement 10 relativ um die Drehachse A zu dem Abdeckelement 6 verdrehbar ist, ist hier vorgesehen, dass der Dichtring 17 zwei Dichtlippen 21, 24 vorsieht. Dabei liegt die eine Dichtlippe 21 an dem Flanschelement 10 an und die andere Dichtlippe 22 an dem Abdeckelement 6. Eine weiter zwischen dem Primärelement 5 und der Nabenscheibe 9 vorgesehene Dichtungsanordnung 12 ist hier als eine Membranfeder ausgeführt. Dabei erzeugt die Membranfeder 19 eine axiale Kraft auf die Nabenscheibe 9 und über die Flanschelement 10 und den Distanzring 20 gegen das Abdeckelement 6.
In der 3 ist eine Dichtscheibe 28 zu sehen, wobei die Dichtscheibe 28 radial innen eine Öffnung 59 vorsieht. Die Öffnung 59 ist wiederum mit einem Druckausgleichselement 60 verschlossen. Dabei ist das Druckausgleichelement 60 als eine Membran ausgeführt. Hier vorgesehen ist, dass das Druckausgleichelement 60 selbstklebend auf die Dichtscheibe 28 angebracht wird. Für den Fall, dass sich in dem Aufnahmeraum 15, beispielsweise durch Temperaturschwankungen ein höherer Druck aufbaut als in dem Umgebungsbereich 25 vorhanden, so kann über das Druckausgleichselement 60 der höhere Druck im Aufnahmeraum 15 in Richtung des Umgebungsbereichs 25 entweichen. Durch diesen Druckausgleich kann die Funktionsfähigkeit und Lebensdauer der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1 erhöht werden. Dabei ist zu erwähnen, dass das Druckausgleichselement 60 dabei eindringende Flüssigkeit beispielsweise Wasser bei einem Wartvorgang, das in den Umgebungsbereich 25 eindringt, hindert durch die Öffnung 59 in den Aufnahmeraum 15 zu gelangen.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungsdämpfungsanordnung
4: Energiespeicher
5: Primärelement
6: Abdeckelement
8: Sekundärelement
9: Nabenscheibe
10: Flanschelement
11: Nut
12: Dichtungsanordnung
13: Dichtungsanordnung
14: Flexplate
15: Aufnahmeraum
16: Nietverbindung
17: Dichtring
18: Reibscheibe
19: Membranfeder
20: Distanzring
21: Dichtlippe
22: Dichtlippe
24: Verbindungsbereich
25: Umgebungsbereich
28: Dichtscheibe
29: Bund
45: Nietverbindung
59: Öffnung
60: Druckausgleichselement
65: Verzahnung
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 das Sekundärelement (8) radial innen einen sich axial erstreckenden Verbindungsbereich (24) vorsieht und wobei der Verbindungsbereich (24) in beiden axialen Richtungen offen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (24) des Sekundärelements (8) in einer axialen Richtung mittels einer Dichtscheibe (28) flüssigkeitsdicht verschlossen ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (28) formschlüssig und / oder stoffschlüssig mit dem Sekundärelement (8) verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (28) eine Öffnung (59) vorsieht, wobei die Öffnung (59) mittels eines Druckausgleichselements (60) verschlossen ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sekundärelement (8) eine Nabenscheibe (9) und eine Flanschelement (10) umfasst, wobei die Nabenscheibe (9) drehfest mit der Flanschelement (10) verbunden ist, wobei der Verbindungsbereich (24) an der Flanschelement (10) vorgesehen ist und wobei die Nabenscheibe (9) mit dem Energiespeicher (4) in Kontakt ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (24) eine Verzahnung (65) umfasst.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Primärelement (5) und dem Sekundärelement (8) und/oder zwischen dem Sekundärelement (8) und dem Abdeckelement (6) eine Dichtungsanordnung (12; 13) zur Abdichtung des Aufnahmeraumes (15) gegenüber dem Umgebungsbereich (25) vorgesehen ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärelement (5) radial innen geschlossen ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (28) als ein Blechumformteil ausgeführt ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Dichtungsanordnung (12; 13) einen Dichtring (17) und einen Distanzring (20) umfasst, wobei der Distanzring (20) den Dichtring (17) drehfest aufnimmt.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (20) eine größere axiale Erstreckung hat, als der Dichtring (17).
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (20) aus einem Kunststoff hergestellt ist.