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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Drehschwingungsdämpfungsanordnungen für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges wie beispielsweise ein Zweimassendämpfer (ZMG) bzw. 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 umfasst die Drehschwingungsdämpfungsanordnung vorwiegend ein Primärelement sowie ein, gegen einen Energiespeicher verdrehbares Sekundärelement. Dabei sind hier zwischen dem Primärelement und dem Sekundärelement ebenfalls Reibanordnungen bekannt, die bei einer Verdrehung des Primärelements zu dem Sekundärelement zusätzlich eine Reibung verursachen. Dabei besteht der Wunsch, diese Reibanordnung kostengünstig herzustellen, sowie, dass diese einfach zu montieren ist.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung vorzusehen, wobei die Drehschwingungsdämpfungsanordnung eine Reibanordnung umfasst, wobei die Reibanordnung kostengünstig hergestellt werden kann sowie, dass die Funktion der Reibeinrichtung verbessert wird.
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Erfindungsgemäß wird die 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 in Wirkrichtung zwischen dem Primärelement und dem Sekundärelement eine Reibanordnung vorgesehen ist und wobei die Reibanordnung zumindest einen Reibring, einen Energiespeicher, ein Halteelement und ein Ansteuerelement umfasst, wobei der Reibring, der Energiespeicher und das Halteelement dem einen Element von Primärelement oder Sekundärelement zugeordnet sind, wobei das Ansteuerelement dem anderen Element von Sekundärelement oder Primärelement zugeordnet ist, wobei das Ansteuerelement eine Drehmitnahme des Reibringes bewirkt, wobei das Ansteuerelement durch einen Umformvorgang aus dem Element von Primärelement oder Sekundärelement geformt ist. Für den Fall, dass das Ansteuerelement an dem Sekundärelement vorgesehen ist, wird durch den Umformvorgang aus dem Sekundärelement das Ansteuerelement geformt. Dies bedeutet, dass beispielsweise ein Umformstempel, der auf das Sekundärelement auftrifft und ähnlich einer Nietausformung das Ansteuerelement aus dem Sekundärelement herausformt. Dieses Verfahren ist natürlich ebenso für das Primärelement anzuwenden für den Fall, dass das Ansteuerelement an dem Primärelement vorgesehen ist. Durch das Herausformen des Ansteuerelementes mittels des Umformvorganges entfällt ein nachträglicher Befestigungsvorgang des Ansteuerelements an dem jeweiligen Element von Primärelement oder Sekundärelement. Hierdurch kann eine Funktionssicherheit wesentlich verbessert werden. Des Weiteren ist durch diesen Umformvorgang die Herstellung des Ansteuerelementes integral mit dem jeweiligen Element von Primärelement oder Sekundärelement kostengünstig herzustellen, da oftmals das Primärelement oder das Sekundärelement schon einen Umformvorgang beinhalten. Dabei kann das Umformen des Ansteuerelementes aus dem jeweiligen Element von Primärelement oder Sekundärelement gleich mit vorgesehen werden.
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Weiter kann es vorgesehen sein, dass das Ansteuerelement erst nach einem Überschreiten eines Freiwinkels den Reibring verdrehmitnimmt. Dabei kann natürlich der Freiwinkel in beiden Verdrehrichtungen um die Drehachse A vorgesehen werden. Dabei kann der Reibring eine Ausnehmung vorsehen, wobei diese Ausnehmung eine größere umfangsmäßige Erstreckung vorsieht als dies bei dem Ansteuerelement vorgesehen ist. Hierdurch kann bewirkt werden, dass bei einer relativen Verdrehung des Primärelements zu dem Sekundärelement der Reibring erst durch das Ansteuerelement mitverdreht wird, also die Reibanordnung zu wirken beginnt, wenn der dafür vorgesehene Freiwinkel sowohl in einer Verdrehrichtung als auch in der anderen Verdrehrichtung überschritten wird. Hierdurch kann bewirkt werden, dass die Reibanordnung erst bei großen Amplituden zu wirken beginnt und damit die Wirkung der Reibanordnung erst ab Überschreiten des Freiwinkels in Kraft tritt.
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Weiter kann es vorteilhaft sein, dass das Halteelement mit dem einen Element von Primärelement oder Sekundärelement drehfest verbunden ist, wobei axial zwischen dem Halteelement und dem einen Element von Primärelement oder Sekundärelement der Reibring gegen eine Kraft des Energiespeichers verdrehbarer eingespannt ist. Dabei stütz sich der Energiespeicher, der vorteilhaft durch eine oder mehrere Tellerfedern ausgeführt wird, einerseits gegen dem Halteelement und andererseits gegen den Reibring bzw. gegen das eine Element von Primärelement oder Sekundärelement ab. Hierdurch wird der Reibring mit einer axialen Kraft beaufschlagt, wodurch der Reibring gegen das eine Element von Primärelement oder Sekundärelement bei einer relativen Verdrehung gegen das eine Element von Primärelement oder Sekundärelement reibt und ein Reibmoment erzeugt wird. Da der Reibring von dem Ansteuerelement angesteuert wird, sprich also verdrehmitgenommen wird, wird bei dem Verdrehen von Sekundärelement zu Primärelement die Reibwirkung erzielt.
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Weiter kann es vorgesehen sein, dass der Reibring eine axiale Erstreckung hat, wobei die axiale Erstreckung den minimalen axialen Abstand zwischen dem Primärelement und dem Sekundärelement vorgibt. Durch diese Ausgestaltung des Reibringes kann der Reibring nicht nur die Funktion für die Reibanordnung, nämlich den Reibpartner vorzusehen, ausführen, sondern er kann auch als axialer Anschlag zwischen dem Primärelement und dem Sekundärelement verwendet werden. Damit umfasst der Reibring zwei Funktionen. Einmal die Funktion des Reibens mit einem Reibpartner, d. h. der Reibring stellt eine Reibfläche gegenüber dem einen Element von Primärelement oder Sekundärelement zur Verfügung und er übernimmt die Funktion des axialen Anschlages, nämlich, dass das Primärelement nicht gegen das Sekundärelement anschlägt, sondern unter Beibehaltung des minimalen axialen Abstandes, der durch die axiale Erstreckung des Reibringes vorgegeben wird, bestehen bleibt. Durch diese Ausgestaltung des Reibringes kann ein separater oft verwendeter Axialanschlag entfallen.
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Weiter kann es vorgesehen sein, dass axial zwischen dem Reibring und dem Energiespeicher ein Druckring vorgesehen ist. Dies bedeutet, dass zwischen der oder die Tellerfedern und den Reibring der zusätzliche Druckring eingelegt wird. Dabei kann es vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Druckring verdrehfest aber axial verschiebbar mit dem Halteelement ausgeführt ist. Durch diese Ausgestaltung entsteht an der Tellerfeder keine Relativverdrehung. Die Relativverdrehung, sprich die Reibung entsteht folglich nur noch zwischen dem Reibring und dem Druckring einerseits und andererseits zwischen dem Reibring und dem einen Element von Primärelement oder Sekundärelement. Hierdurch kann ein Verschleiß zwischen der Tellerfeder und dem Reibring reduziert werden, da beispielsweise der Reibring aus einem verschleißfesten Material ausgeführt sein kann.
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Weiter kann es vorgesehen sein, dass der Umformvorgang des Ansteuerelements in Form einer Nietausformung ausgeführt ist. Wie bereits vorrangehend beschrieben, ist die Ausformung als Nietausformung besonders kostengünstig herzustellen und kann zeitgleich mit einem weiteren Umformvorgang an dem jeweiligen Element von Primärelement oder Sekundärelement mit integriert werden. Hierdurch kann es vorgesehen sein, dass kein gesonderter Arbeitsgang hierfür vorgesehen ist.
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Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Reibanordnung in Bezug auf die Drehachse A radial innerhalb des Energiespeichers angeordnet ist. Dabei ist anzumerken, dass der Energiespeicher vorteilhaft möglichst weit radial außen vorzusehen ist, so dass in vorteilhafter Anwendung und hinsichtlich platzsparender Ausführung die Reibanordnung möglichst weit radial innen zur Drehachse A hin vorzusehen ist. Dabei sei hier erwähnt, dass in vorteilhafter Ausführung die Reibanordnung dabei radial außerhalb einer Befestigung des Primärelements oder des Sekundärelements an ein Antriebsaggregat vorzusehen ist.
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Auch kann es vorteilhaft sein, dass der Energiespeicher aus einer Tellerfeder oder aus axial gestaffelten Tellerfedern besteht. Dabei sei hier erwähnt, dass Tellerfedern besonders platzsparende Energiespeicher sind und vorteilhaft axiale gestapelt werden können, so dass eine gewünschte axiale Vorspannkraft auf den Reibring ohne großen Aufwand vorgesehen sein kann. Dabei ist zu erwähnen, dass die Tellerfeder aufgrund ihrer vorteilhaften Kraft-Weg-Kennlinie so eingebaut werden kann, dass bei einem Verschleiß der Reibanordnung, die axial wirkende Kraft durch die Tellerfeder dabei nahezu über einen vorher vorbestimmten Verschleißweg konstant bleibt.
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Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft beschrieben. Dabei zeigt die
- 1 eine erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung in einem Querschnitt;
- 2 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfungsanordnung im Bereich der Reibanordnung;
- 3 ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen Reibanordnung;
- 4 eine Draufsicht auf einer erfindungsgemäßen Reibanordnung mit Ansteuerelementen in einer Ruheposition;
- 5 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Reibanordnung, wobei in einer Verdrehrichtung die Ansteuerelemente am Reibring anliegen.
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Die 1 zeigt mit der 2 eine erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1. Dabei ist der Aufbau der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1 wie folgt. Ein Primärelement 5 das wie hier vorgesehen mittels einer Verschraubung an beispielsweise einem nicht näher dargestellten Antriebsaggregat befestigt ist stellt hier die Primärseite dar. Dabei ist weiter ein Sekundärelement 8 zu sehen welches gegen die Kraft eines Energiespeichers 4, hier in Form von Schraubendruckfedern, um die Drehachse A relativ verdrehbar ist. Radial innerhalb des Energiespeichers 4, besonders vorteilhaft zusehen in der 2, ist die Reibanordnung 20 dargestellt. Dabei ist hier vorgesehen, dass ein Halteelement 24 mittels der Verschraubung des Primärelements an das Antriebsaggregat verdrehfest an das Primärelement 5 verschraubt wird. Dabei weist das Halteelement 24 radial außen eine s-förmige Umformung auf. Zwischen der s-förmigen Umformung des Halteelements 24 und dem Primärelement 5 sind axial gestaffelt entlang der Drehachse A zuerst ein Reibring 21, danach ein Druckring 22 sowie zwei Tellerfedern 33 vorgesehen. Dabei üben die Tellerfedern 33 eine axiale Kraft aus. Die axiale Kraft der Tellerfedern 33 stütz sich dabei einerseits an der s-förmigen Umformung des Halteelements 24 ab und andererseits an dem Druckring 22 der wiederum gegen den Reibring 21 und der Reibring 21 gegen das Primärelement 5 eine axiale Kraft ausübt. Dabei ist hier gut zu erkennen, dass der Druckring 22 radial innen eine Verdrehsicherung vorsieht, wodurch der Druckring 22 gegenüber des Halteelements 24 verdreh gesichert ist jedoch gegenüber des Halteelements 24 noch axial verschiebbar ist. Der Reibring 21 ist dabei gegenüber dem Primärelement 5 und dem Druckring 22 verdrehbar vorgesehen. Natürlich kann die Verdrehung des Halteringes 21 gegenüber dem Primärelement 5 und dem Druckring 22 erst erfolgen, wenn diese durch das Sekundärelement 8 verdreh mitgenommen wird. Dabei ist an dem Sekundärelement 8 ein Ansteuerelement 25 vorgesehen. Das Ansteuerelement 25 ist dabei mittels eines Umformvorganges aus dem Sekundärelement 8 gebildet. Dabei sei hier erwähnt, dass das Ansteuerelement ähnlich einer Nietausformung 35 ausgeführt ist. Dabei ragt das Ansteuerelement 25 in eine Ausnehmung 40 des Reibringes 21, wobei dies besser in der 4 zu sehen ist. Erfolgt nun eine relative Verdrehung des Primärelements 5 gegenüber dem Sekundärelement 8 um die Drehachse A und gelangt das Ansteuerelement 25 in der Ausnehmung 40 des Reibringes 21 nach Überwinden eines Freiwinkels, besser zu sehen in der 4, an das Ende der Ausnehmung 40, so wird der Reibring 21 durch das Ansteuerelement 25 verdrehmitgenommen. Dabei wirkt der Verdrehmitnahme die Reibkraft an der Reibanordnung, genauer hier zwischen dem Reibring 21 und dem Sekundärelement 5, sowie dem Reibring 21 und dem Druckring 22 entgegen. Hierdurch erfolgt nach der Überwindung des Freiwinkels eine weitere relative Verdrehung des Primärelements 5 zu dem Sekundärelement 8 nur noch unter der Wirkung der Reibanordnung 20.
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In der 3 ist die erfindungsgemäße Reibanordnung 21 in einem Querschnitt separat dargestellt. Dabei ist hier besonders gut zu erkennen, dass das Ansteuerelement 25 ähnlich einer Nietausformung 35 aus dem Ansteuerelement 8 umgeformt ist. Hierdurch entfällt, dass beispielsweise das Ansteuerelement 25 als ein separates Bauteil ausgeführt wird und nachträglich mittels eines Verbindungsvorganges fest mit dem Sekundärelement 8 verbunden werden muss. Da das Sekundärelement 8, wie hier auch dargestellt einen Umformvorgang schon durchlaufen muss, kann in dem gleichen Umformvorgang vorgesehen werden, dass die Ansteuerelemente 25 mittels des gleichen Umformvorganges aus dem Sekundärelement 8 umgeformt werden. Weiter sind hier noch gut der Reibring 21 sowie das Halteelement 24 sowie der Druckring 22 und die beiden Tellerfedern 33 zu sehen. Radial innen an dem Sekundärelement 8 befindet sich ein Verzahnungsbereich, mit dem das Sekundärelement 8 beispielsweise mit einer Getriebeeingangswelle, hier nicht dargestellt, verbunden werden kann.
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Die 4 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Reibanordnung . Dabei ist gut zu erkennen, dass hier mehrere Ansteuerelemente 25 über den Umfang um die Drehachse A gleichmäßig verteilt vorgesehen sind. Auch gut zu erkennen ist die Ausnehmung 40, die sich an dem Reibring 21 befindet. In diese Ausnehmung 40 greift das Ansteuerelement 25 ein. Dabei ist gut zu erkennen, dass eine umfangsmäßige Erstreckung der Ausnehmung 40 größer ist als die umfangsmäßige Erstreckung des Ansteuerelements 25. Für den hier vorgesehenen Fall, dass sich das Ansteuerelement 25 in einer Ruheposition in der Mitte der Ausnehmung 40 des Reibringes 21 befindet, gilt, dass das Sekundärelement 8 in beiden Drehrichtungen gegenüber dem Reibring 21 einen Freiwinkel α1 in einer Drehrichtung und einen Freiwinkel α2 die andere Drehrichtung hat. Dabei ist hier in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass α1 gleich α2 ist. Hier nicht dargestellt, so kann es jedoch auch sein, dass α1 und α2 ungleich ausgeführt sein können. Dies bedeutet weiterhin, dass für den Fall, dass das Sekundärelement 8 sich gegenüber dem Reibring 21 in beiden Richtungen jeweils nur bis zu einem Wert α1 bzw. α2 um die Drehachse A verdreht, dass zu diesem Verdrehwinkel die Reibanordnung 20 keine Wirkung entfaltet. Erst bei einem Verdrehwinkel des Sekundärelements 8 zu dem Reibring 21 der in die jeweilige Richtung gesehen größer ist als α1 bzw. α1 wird bewirkt, dass durch das Ansteuerelement 25 der Reibring 21 verdreh mitgenommen wird. Im Rückblick auf die 1 und 2 bedeutet dies, dass bei einem Verdrehwinkel des Sekundärelements 8 zu dem Reibring 21 bzw. dem Primärelement 5 größer α1 bzw. α2 der weiteren Verdrehung des Sekundärelements 8 zu dem Reibring 21 bzw. zu dem Primärelement 5 die Reibkraft der Reibanordnung 20 dieser weiteren Verdrehung entgegengesetzt wird. Hierdurch erfolgt eine weitere Verdrehung des Sekundärelements 8 zu dem Primärelement 5 unter der Reibwirkung der Reibanordnung 20.
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In der 5 ist eine Draufsicht ähnlich wie in der 4 zu sehen jedoch ist hier das Ansteuerelement 25 an einen Endbereich der Ausnehmung 40 des Reibringes 21 angelangt. Dies bedeutet, dass in einer Richtung, sprich hier in Richtung Verdrehwinkel α2 der Freiwinkel aufgebraucht ist. Würde jetzt eine weitere Verdrehung des Sekundärelements 8 gegenüber dem Reibring 21 erfolgen, so würde der Reibring 21 verdreh mitgenommen und der weiteren Verdrehung würde die Reibkraft der Reibanordnung 20 entgegengesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfungsanordnung
- 4
- Energiespeicher
- 5
- Primärelement
- 8
- Sekundärelement
- 9
- Nabenscheibe
- 20
- Reibanordnung
- 21
- Reibring
- 22
- Druckring
- 23
- Energiespeicher
- 24
- Halteelement
- 25
- Ansteuerelement
- 33
- Tellerfeder
- 35
- Nietausformung
- 40
- Ausnehmung
- A
- Drehachse
- d
- axiale Erstreckung
- α1
- Freiwinkel
- α2
- Freiwinkel
