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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad, mit dessen Hilfe Drehschwingungen einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors gedämpft werden können.
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Aus
DE 10 2017 106 112 A1 ist ein als Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsdämpfung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ausgestalteter Drehschwingungsdämpfer bekannt, bei dem eine Primärmasse und eine über eine Bogenfeder mit der Primärmasse begrenzt verdrehbare Sekundärmasse vorgesehen ist. Die Primärmasse weist eine radial verlaufene Schwungscheibe auf, von der eine rohrförmige Überdeckung in axialer Richtung absteht. An der Überdeckung ist ein Deckel befestigt, der zusammen mit der Schwungscheibe und der Überdeckung einen ringförmigen Aufnahmeraum für die Bogenfeder begrenzt. Mit der Überdeckung ist eine nach radial innen geöffnete Gleitschale verbunden, an der die Bogenfeder in Umfangsrichtung geführt ist. Zudem ist an der Sekundärmasse radial innerhalb zur Bogenfeder ein Fliehkraftpendel vorgesehen.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis bei einem geringen Bauraumbedarf eine gute Dämpfung in einem Antriebsstrang zu erreichen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die bei einem geringen Bauraumbedarf eine gute Dämpfung in einem Antriebsstrang ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Drehschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsdämpfung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einer Primärmasse zum Einleiten eines Drehmoments, einer relativ zur Primärmasse begrenzt verdrehbaren Sekundärmasse zum Ausleiten eines Drehmoments, einem an der Primärmasse und an der Sekundärmasse angreifbaren, insbesondere als Bogenfeder ausgestalteten, ersten Energiespeicherelement, einem an der Primärmasse und an der Sekundärmasse angreifbaren, insbesondere als Bogenfeder ausgestalteten, zweiten Energiespeicherelement, wobei das zweite Energiespeicherelement zu dem ersten Energiespeicherelement in axialer Richtung versetzt angeordnet ist, wobei die Sekundärmasse einen Ausgangsflansch zum Weiterleiten eines Drehmoment aufweist, wobei der Ausgangsflansch eine Flanschscheibe zur Überbrückung eines radialen Abstands aufweist, wobei von der Flanschscheibe zumindest mit einem Anteil in axialer Richtung eine erste Anschlaglasche zum tangentialen Anschlagen an dem ersten Energiespeicherelement und eine zweite Anschlaglasche zum tangentialen Anschlagen an dem zweiten Energiespeicherelement absteht, und einem mit der Flanschscheibe befestigten Fliehkraftpendel zur Erzeugung eines einer Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments.
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Durch die beiden in axialer Richtung nebeneinander, insbesondere in einem gemeinsamen Radiusbereich, angeordneten Energiespeicherelemente kann ein besonders guter Isolationsgrad des Drehschwingungsdämpfers bei der Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten erreicht werden. Das jeweilige Energiespeicherelement kann hierbei insbesondere als Bogenfeder und/oder als Bogenfederpaket mit im Wesentlichen koaxial zu einer gemeinsamen Mittellinie ineinander gesteckten Bogenfedern ausgestaltet sein. Durch die von der gemeinsamen Flanschscheibe abstehenden ersten Anschlaglasche und zweiten Anschlaglasche kann der Ausgangsflansch mit nur genau einer Flanschscheibe in einer bauraumsparenden Weise sowohl das erste Energiespeicherelement als auch das zweite Energiespeicherelement an die Sekundärmasse ankoppeln. Durch diesen Aufbau ergibt sich radial innerhalb des ersten Energiespeicherelements und des zweiten Energiespeicherelements und axial außerhalb der Flanschscheibe ein Bauraum, der für das Fliehkraftpendel genutzt werden kann. Das Fliehkraftpendel kann dadurch im Wesentlichen bauraumneutral in den Drehschwingungsdämpfer integriert werden. Durch die in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Energiespeicherelement wird ausreichender Bauraum für das Fliehkraftpendel geschaffen, so dass bei einem geringen Bauraumbedarf eine gute Dämpfung in einem Antriebsstrang ermöglicht ist.
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Die Primärmasse und die über die insbesondere als Bogenfedern ausgestaltete Energiespeicherelemente an die Primärmasse begrenzt verdrehbar angekoppelte Sekundärmasse können ein Masse-Feder-System ausbilden, das in einem bestimmten Frequenzbereich Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl und in dem Drehmoment der von einem Kraftfahrzeugmotor erzeugten Antriebsleistung dämpfen kann. Hierbei kann das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse sowie die Federkennlinie des Energiespeicherelements derart ausgewählt sein, dass Schwingungen im Frequenzbereich der dominierenden Motorordnungen des Kraftfahrzeugmotors gedämpft werden können. Das Fliehkraftpendel kann insbesondere ausgestaltet sein in einem hierzu verschiedenen Frequenzbereich Drehschwingungen zu dämpfen. Das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse kann insbesondere durch eine angebrachte Zusatzmasse beeinflusst werden. Die Primärmasse kann einen im Wesentlichen ringförmigen Aufnahmeraum für die Energiespeicherelemente zumindest teilweise begrenzen. Die Primärmasse kann beispielsweise über in den Aufnahmeraum hinein abstehende Einprägungen tangential an dem jeweiligen Energiespeicherelement anschlagen. Wenn der Drehschwingungsdämpfer Teil eines Zweimassenschwungrads ist, kann die Primärmasse eine mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors koppelbare Schwungscheibe aufweisen. Wenn der Drehschwingungsdämpfer als Riemenscheibenentkoppler Teil einer Riemenscheibenanordnung zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines Zugmittels ist, kann die Primärmasse eine Riemenscheibe ausbilden, an deren radial äußeren Mantelfläche das Zugmittel, insbesondere ein Keilriemen, zur Drehmomentübertragung angreifen kann. Wenn der Drehschwingungsdämpfer als Scheibendämpfer insbesondere einer Kupplungsscheibe einer Reibungskupplung verwendet wird, kann die Primärmasse mit einem Reibbeläge tragenden Scheibenbereich gekoppelt sein, während die Sekundärmasse mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt sein kann.
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Das Fliehkraftpendel kann einen Trägerflansch aufweisen, an dem eine Pendelmasse insbesondere über geeignet gekrümmte Pendelbahnen pendelbar geführt ist. Vorzugsweise ist der Trägerflansch in bauraumsparender Weise von der Flanschscheibe des Ausgangsflanschs ausgebildet. Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die „Nulllage“ ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die auf die Pendelmasse wirkende Fliehkraft wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in ihre „Nulllage“ bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Die in dem Trägerflansch und/oder in der Pendelmasse vorgesehenen Bahnen weisen hierzu geeignete Krümmungen auf, in denen ein, insbesondere als Laufrolle ausgestaltetes, Koppelelement geführt sein kann. Vorzugsweise sind mindestens zwei Laufrollen vorgesehen, die jeweils an einer Laufbahn des Trägerflanschs und einer Pendelbahn der Pendelmasse geführt sind. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Vorzugsweise sind mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt an dem Trägerflansch geführt. Die träge Masse der Pendelmasse und/oder die Relativbewegung der Pendelmasse zum Trägerflansch ist insbesondere zur Dämpfung eines bestimmten Frequenzbereichs von Drehungleichförmigkeiten, insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse und/oder mehr als ein Trägerflansch vorgesehen. Beispielsweise sind zwei über insbesondere als Abstandsbolzen ausgestaltete Bolzen oder Niete miteinander verbundene Pendelmassen vorgesehen, zwischen denen in axialer Richtung des Drehschwingungsdämpfers der Trägerflansch positioniert ist. Alternativ können zwei, insbesondere im Wesentlichen Y-förmig miteinander verbundene, Flanschteile des Trägerflanschs vorgesehen sein, zwischen denen die Pendelmasse positioniert ist.
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In einer weiteren Ausführungsform des Fliehkraftpendels kann die Pendelmasse an unterschiedlichen Axialseiten des Trägerflanschs vorgesehene Pendelbleche aufweisen, die über ein in einer Pendelöffnung des Trägerflanschs angeordnetes Zwischenstück miteinander verbunden sind. Das Zwischenstück kann eine Pendelbahn aufweisen, die direkt oder indirekt an einer von der Pendelöffnung des Trägerflanschs ausgebildeten Laufbahn pendelbar geführt sein kann. Die Pendelbahn des Zwischenstücks der Pendelmasse und die Laufbahn des Trägerflanschs können in einem gemeinsamen Axialbereich angeordnet sein und in radialer Richtung betrachtet sich gegenseitig zumindest teilweise überlappen. Zwischen der Pendelbahn und der Laufbahn kann ein, beispielsweise als Laufrolle ausgestaltetes, Koppelelement angeordnet sein, das unter Fliehkrafteinfluss sowohl an der Pendelbahn als auch an der Laufbahn anliegen kann. Da die Pendelmasse ausschließlich über das Zwischenstück an dem Trägerflansch pendelbar geführt werden kann, ist es nicht erforderlich an den Pendelblechen Pendelbahn vorzusehen, so dass die Pendelbleche einfach und kostengünstig hergestellt werden können. Die Pendelmasse ist insbesondere an mehr als einer Koppelstelle, vorzugsweise genau zwei Koppelstellen, an dem Trägerflansch pendelbar geführt. Das Zwischenstück kann für die Koppelung an genau einer Koppelstelle ausgestaltet sein, so dass eine der für die Führung der Pendelmasse vorgesehenen Anzahl von Koppelstellen entsprechende Anzahl an Zwischenstücken vorgesehen sein kann. Alternativ kann das Zwischenstück für die Koppelung an genau zwei oder gegebenenfalls mehr Koppelstellen ausgestaltet sein, so dass insbesondere genau ein Zwischenstück die für die Führung der Pendelmasse vorgesehene Anzahl an Koppelstellen realisieren kann.
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Die Flanschscheibe des Ausgangsflanschs verläuft insbesondere im Wesentlichen zwischen in Umfangsrichtung verlaufenden Mittellinien des ersten Energiespeicherelements und des zweiten Energiespeicherelements, wobei die erste Anschlaglasche und die zweite Anschlaglasche in unterschiedlichen Axialrichtungen von der Flanschscheibe abstehen. Die Anschlaglaschen können dadurch leicht mit einer gleichen Länge ausgestaltet werden, so dass ein Hebelarm zwischen einem Kontakt des jeweiligen Energiespeicherelements an der zugeordneten Anschlaglasche und der Flanschscheibe minimiert werden kann. Eine Verformung der Flanschscheibe kann dadurch vermieden werden. Da die Flanschscheibe in axialer Richtung zwischen den Energiespeicherelementen verläuft, kann sich die Flanschscheibe besonders weit nach radial außen erstrecken ohne an den Energiespeicherelementen anzuschlagen. Dies ermöglicht es insbesondere die Anschlaglaschen im Wesentlichen senkrecht von der Flanschscheibe abstehen zu lassen, wodurch sich eine Versteifung des Ausgangsflanschs ergibt. Vorzugsweise sind die erste Anschlaglasche und die zweite Anschlaglasche in Umfangsrichtung um einen Winkelbetrag zueinander versetzt vorgesehen. Die Flanschscheibe und die Anschlaglaschen können dadurch einen einstückigen Ausgangsflansch ausbilden, der insbesondere aus einem Metallblech ausgestanzt und umgeformt sein kann. Die Anschlaglaschen können nach radial außen von der Flanschscheibe des ausgestanzten Ausgangsflanschs abstehen und in einem Umformprozess in unterschiedliche Axialrichtung, insbesondere im Wesentlichen um 90° ± 5°, umgebogen werden. Der Ausgangsflanschs kann dadurch kostengünstig und einfach hergestellt werden.
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Insbesondere weist das Fliehkraftpendel eine an der Flanschscheibe pendelbar geführte erste Pendelmasse und eine an der Flanschscheibe pendelbar geführte zweite Pendelmasse auf, wobei die Flanschscheibe in axialer Richtung zwischen der ersten Pendelmasse und der mit der ersten Pendelmasse bewegungsfest befestigten zweiten Pendelmasse angeordnet ist. Ein separater Trägerflansch kann eingespart und durch die Flanschscheibe ersetzt sein, wodurch der Bauraumbedarf gering gehalten wird.
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Vorzugsweise ist die erste Pendelmasse in einem gemeinsamen Axialbereich mit der ersten Anschlaglasche und/oder mit dem ersten Energiespeicherelement und/oder die zweite Pendelmasse in einem gemeinsamen Axialbereich mit der zweiten Anschlaglasche und/oder mit dem zweiten Energiespeicherelement angeordnet. Der freie Bauraum radial innerhalb des jeweiligen Energiespeicherelements kann von der jeweils zugeordneten Pendelmasse genutzt werden. Zudem kann die jeweilige Anschlaglasche und/oder das jeweilige Energiespeicherelement einen Berstschutz für die radial innerhalb angeordnete Pendelmasse ausbilden, so dass ein fliehkraftbedingtes Herausschleudern einer Pendelmasse bei einem Bauteilversagen blockiert werden kann.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass mehrere in axialer Richtung hintereinander angeordnete und miteinander verbundene erste Pendelmassen vorgesehen sind, wobei eine von der Flanschscheibe weiter entfernte erste Pendelmasse eine geringere Erstreckung nach radial innen als eine zur Flanschscheibe näher positionierte erste Pendelmasse aufweist, und/oder mehrere in axialer Richtung hintereinander angeordnete und miteinander verbundene zweite Pendelmassen vorgesehen sind, wobei eine von der Flanschscheibe weiter entfernte zweite Pendelmasse eine geringere Erstreckung nach radial innen als eine zur Flanschscheibe näher positionierte zweite Pendelmasse aufweist. Das Fliehkraftpendel kann dadurch einen im Wesentlichen V-förmigen Bauraum einnehmen, wodurch es leicht möglich ist den Drehschwingungsdämpfer radial außen mit einer größeren Erstreckung in axialer Richtung als radial innen auszugestalten. Die Primärmasse und/oder ein mit der Primärmasse verbundener Deckel können dadurch von radial außen nach radial innen einen aufeinander zu sich verjüngenden Verlauf aufweisen, ohne dass eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels an der Primärmasse oder an dem Deckel anschlagen kann.
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Insbesondere weist die Primärmasse eine im Wesentlichen radial verlaufende Schwungscheibe und eine in axialer Richtung von der Schwungscheibe abstehende im Wesentlichen rohrförmige Überdeckung auf, wobei ein Deckel zur Begrenzung eines zwischen der Primärmasse und dem Deckel ausgebildeten Aufnahmeraum mit der Primärmasse verbunden ist, wobei eine ersten Führungseinrichtung zur Führung des ersten Energiespeicherelements mit der Primärmasse und eine zweiten Führungseinrichtung zur Führung des zweiten Energiespeicherelements mit dem Deckel verbunden ist. Die Führungseinrichtungen der beiden Energiespeicherelemente sind hierbei nicht mit einem gemeinsamen Bauteil befestigt, sondern mit separat zueinander vorgesehenen zunächst getrennt vorliegenden Bauteilen verbunden. Die erste Führungseinrichtung ist mit der Primärmasse verbunden, so dass das erste Energiespeicherelement in die mit der Primärmasse verbundene erste Führungseinrichtung eingesetzt werden kann und zusammen mit der Primärmasse und der ersten Führungseinrichtung eine gemeinsame erste Baugruppe ausbilden kann. Die zweite Führungseinrichtung ist mit dem Deckel verbunden, so dass das zweite Energiespeicherelement in die mit dem Deckel verbundene zweite Führungseinrichtung eingesetzt werden kann und zusammen mit dem Deckel und der zweiten Führungseinrichtung eine gemeinsame zweite Baugruppe ausbilden kann. Die erste Baugruppe und die zweite Baugruppe können nachfolgend miteinander verbunden werden, insbesondere indem der Deckel mit der Primärmasse verschweißt wird, so dass der Drehschwingungsdämpfer trotz der zwei in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Energiespeicherelementen leicht montiert werden kann. Durch die Aufteilung der beiden axial nebeneinander angeordneten Energiespeicherelemente auf separate miteinander zu verbindende Bauteile ist bei einem geringen Montageaufwand eine gute Dämpfung in einem Antriebsstrang ermöglicht.
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Die erste Führungseinrichtung kann eine erste Gleitschale zur Führung des ersten Energiespeicherelements in Umfangsrichtung und einen axial an der Schwungscheibe der Primärmasse anliegenden und mit der Primärmasse verbundenen ersten Haltering aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Führungseinrichtung eine zweite Gleitschale zur Führung des zweiten Energiespeicherelements in Umfangsrichtung und einen axial an dem Deckel anliegenden und mit dem Deckel verbundenen zweiten Haltering aufweisen. Die Gleitschale und der Haltering der jeweiligen Führungseinrichtung sind insbesondere einstückig ausgestaltet, so dass die Führungseinrichtung aus nur genau einem einzelnen Bauteil bestehen kann. Mit Hilfe des Halterings kann die Führungseinrichtung und damit auch die Gleitschale in axialer Richtung fixiert werden. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass bei einer punktuellen Befestigung der Gleitschale in radialer Richtung unter Fliehkrafteinfluss das Energiespeicherelement ein Kippmoment aufprägen kann, das die Gleitschale in axialer Richtung verschieben könnte, insbesondere wenn die Befestigung unter Fliehkrafteinfluss beschädigt wird. Durch den Haltering kann jedoch ein flächiger Kontakt mit der Primärmasse hergestellt werden, der besonders robuste Befestigungstechniken ermöglicht, wodurch ein axiales Wandern der Gleitschale vermieden oder zumindest, beispielsweise auf das Ausmaß einer elastischen Verformung, reduziert werden kann. Eine Beschädigung einer Befestigungsstelle der Führungseinrichtung mit der Primärmasse kann dadurch vermieden werden. Der Haltering ist insbesondere in Umfangsrichtung geschlossen ausgeführt. Der Haltering kann insbesondere in Umfangsrichtung vorzugsweise gleichmäßig verteilte Durchgangsöffnungen aufweisen, über die der Haltering mit der Primärmasse beziehungsweise mit dem Deckel verbunden werden kann. Beispielsweise kann der Haltering verschraubt, verschweißt und/oder vernietet sein. Die Primärmasse und/oder der Deckel kann insbesondere eine ebene Kontaktfläche aufweisen, die vorzugsweise in einer Radialeben des Drehschwingungsdämpfer angeordnet ist. Die Kontaktfläche kann insbesondere durch eine spanende Bearbeitung erzeugt sein. Der zugeordnete Haltering kann flächig an der Kontaktfläche der Primärmasse beziehungsweise des Deckels anliegen, wodurch eine präzise axiale Ausrichtung der Gleitschale vorgegeben werden kann.
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Der erste Haltering und der zweite Haltering sind insbesondere in einem radial unterhalb des ersten Energiespeicherelements und des zweiten Energiespeicherelements liegenden Radiusbereich angeordnet. Die erste Führungseinrichtung, insbesondre die erste Gleitschale, kann dadurch das erste Energiespeicherelement zumindest an der zur Primärmasse weisenden Axialseite von radial außen bis radial innen umgreifen, wodurch die Führung des ersten Energiespeicherelements verbessert ist. Die zweite Führungseinrichtung, insbesondre die zweite Gleitschale, kann das zweite Energiespeicherelement zumindest an der zum Deckel weisenden Axialseite von radial außen bis radial innen umgreifen, wodurch die Führung des zweiten Energiespeicherelements verbessert ist. Die erste Führungseinrichtung kann an einer zur Primärmasse weisenden Axialseite in axialer Richtung betrachtet einen größeren Anteil des ersten Energiespeicherelements als an einer von der Primärmasse weg weisenden Axialseite überdecken. Die zweite Führungseinrichtung kann an einer zum Deckel weisenden Axialseite in axialer Richtung betrachtet einen größeren Anteil des zweiten Energiespeicherelements als an einer von dem Deckel weg weisenden Axialseite überdecken. Das zugeordnete Energiespeicherelement kann dadurch bei der Montage leicht an der Gleitschale positioniert werden. Hierbei ist insbesondere in der Führungseinrichtung ein minimaler Abstand, insbesondere zwischen den beiden Axialseiten der Führungseinrichtung, vorgesehen, der mindestens dem Außendurchmesser des Energiespeicherelements entspricht. Dadurch ergibt sich in der Führungseinrichtung eine Aufnahmeöffnung, über die das Energiespeicherelement bei der Montage in die Gleitschale eingelegt werden kann. Eine Flächennormale der Aufnahmeöffnung kann hierbei mit einem Anteil in axialer Richtung und mit einem Anteil in radialer Richtung ausgerichtet sein, so dass das Energiespeicherelement bei der Montage durch eine zur Radialebene des Drehschwingungsdämpfers angeschrägte Relativbewegung mit einem Anteil von radial innen her in die Führungseinrichtung eingesetzt werden kann.
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Vorzugsweise überdecken der Deckel und die Überdeckung sich in einem gemeinsamen Axialbereich. Die Überdeckung und der Deckel können dadurch einen zweilagigen Berstschutz ausbilden, der dadurch besonders stabil ist. Der durch die Überdeckung und den Deckel ausgebildete Berstschutz kann ein fliehkraftbedingtes Herausschleudern einer Pendelmasse bei einem Bauteilversagen blockieren.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Führungseinrichtung, insbesondere an einer zur Primärmasse weisenden Axialseite, eine erste Befestigungsöffnung aufweist, wobei durch die erste Befestigungsöffnung hindurch ein erster Anschlag zum tangentialen Anschlagen an dem ersten Energiespeicherelement mit der Primärmasse befestigt ist und/oder die zweite Führungseinrichtung, insbesondere an einer zum Deckel weisenden Axialseite, eine zweite Befestigungsöffnung aufweist, wobei durch die zweite Befestigungsöffnung hindurch ein zweiter Anschlag zum tangentialen Anschlagen an dem zweiten Energiespeicherelement mit dem Deckel befestigt ist, wobei der erste Anschlag und das Fliehkraftpendel, insbesondere eine erste Pendelmasse des Fliehkraftpendels, und/oder der zweite Anschlag und das Fliehkraftpendel, insbesondere eine zweite Pendelmasse des Fliehkraftpendels, in einem gemeinsamen Axialbereich angeordnet sind. Der jeweilige Anschlag kann über die zugeordnete Befestigungsöffnung die Führungseinrichtung durchdringen und innerhalb der Führungseinrichtung durch das tangentiale Anschlagen an dem zugeordneten Energiespeicherelement das von der Primärmasse eingeleitete Drehmoment an das Energiespeicherelement übertragen. Vorzugsweise ist die erste Führungseinrichtung zwischen der Primärmasse und einer zur Primärmasse weisenden Seite des ersten Anschlags verklemmt, wobei zusätzlich oder alternativ die zweite Führungseinrichtung zwischen dem Deckel und einer zum Deckel weisenden Seite des zweiten Anschlags verklemmt sein kann. Die jeweilige Führungseinrichtung kann dadurch zusätzlich versteift und axial fixiert werden. Durch die unmittelbare Befestigung des Anschlags mit der Primärmasse beziehungsweise mit dem Deckel, beispielsweise durch Vernieten, Verschrauben und/oder Verschweißen, kann das zu übertragene Drehmoment an der jeweiligen Führungseinrichtung vorbeigeleitet werden. Eine unnötige Belastung der Führungseinrichtung kann dadurch vermieden werden, so dass eine Beschädigung der Führungseinrichtung durch das übertragene Drehmoment vermieden ist. Der jeweilige Anschlag kann in tangentialer Richtung einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei insbesondere der erste Anschlag in axialer Richtung von der Primärmasse weg und/oder der zweite Anschlag in axialer Richtung von dem Deckel weg geöffnet ausgeführt ist. Die von einer gemeinsamen Basis abstehenden Schenkel des Anschlags können zueinander beabstandet im Wesentlichen gleichzeitig an dem zugeordneten Energiespeicherelement anschlagen. Dadurch ergibt sich eine gute Drehmomentübertragung, bei der Spannungsspitzen vermieden sind. Der im Wesentlichen U-förmigen Anschlag kann eine Aufnahmetasche ausbilden, in die eine zugeordnete Anschlaglasche des Ausgangsflansch eingreifen kann. Eine gegenseitige Störung der Anschläge und des Ausgangsflanschs ist dadurch vermieden. Zudem kann der Ausgangsflansch über einen vergleichsweise großen Kontaktbereich an dem Energiespeicherelement tangential anschlagen, wodurch sich eine gute Drehmomentübertragung ergibt, bei der Spannungsspitzen vermieden sind. Da der jeweilige Anschlag und die zugehörige Pendelmasse zumindest teilweise in einem gemeinsamen Axialbereich angeordnet sind, in dem sie sich in radialer Richtung betrachtet zumindest teilweise überdecken, kann der Anschlag zumindest anteilig die Funktion eines Berstschutz für die zugehörige Pendelmasse erfüllen und ein fliehkraftbedingtes Herausschleudern einer Pendelmasse bei einem Bauteilversagen blockieren.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass der erste Anschlag in tangentialer Richtung einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei insbesondere der erste Anschlag in axialer Richtung von der Primärmasse weg geöffnet ausgeführt ist, und/oder der zweite Anschlag in tangentialer Richtung einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei insbesondere der zweite Anschlag in axialer Richtung von dem Deckel weg geöffnet ausgeführt ist. Die beiden von einer Basis des U-förmigen Anschlags axial abstehenden Schenkel können die Funktion des Berstschutzes weiter verbessern.
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Vorzugsweise greift die erste Anschlaglasche in eine von dem im Wesentlichen U-förmigen ersten Anschlag ausgebildete Aufnahmetasche und/oder die zweite Anschlaglasche in eine von dem im Wesentlichen U-förmigen zweiten Anschlag ausgebildete Aufnahmetasche ein. Dadurch ist die Funktion des Berstschutzes weiter verbessert. Insbesondere kann bei einer fliehkraftbedingt nach radial außen geschleuderten Pendelmasse die zugehörige Anschlaglasche von der weggeschleuderten Pendelmasse elastisch nach radial außen gebogen werden bis die Anschlaglasche an dem radial äußeren Schenkel des U-förmigen Anschlags anschlägt. Die durch ein Bauteilversagen gelöste Pendelmasse kann dadurch bereits auf einem vergleichsweise niedrigen Radius zurückgehalten werden, so dass eine Beschädigung des Drehschwingungsdämpfers durch die weggeschleuderte Pendelmasse gering gehalten werden kann.
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Die Primärmasse kann in Umfangsrichtung außerhalb der ersten Befestigungsöffnung der ersten Führungseinrichtung eine erste Vertiefung zur teilweisen Aufnahme des ersten Energiespeicherelements und/oder innerhalb der ersten Befestigungsöffnung eine erste Erhebung zur Ausbildung einer im Wesentlichen ebenen ersten Kontaktfläche zur Befestigung des ersten Anschlags aufweisen. Durch die erste Vertiefung kann die Formgestaltung der Primärmasse an die äußere Kontur des ersten Energiespeicherelements beziehungsweise an die äußere Kontur der das erste Energiespeicherelement führenden ersten Gleitschale angepasst sein, so dass der Bauraumbedarf des Drehschwingungsdämpfers minimiert werden kann. Die Erhebung ermöglicht einen flächigen Kontakt des ersten Anschlags an der Primärmasse, der eine robuste Befestigung des ersten Anschlags ermöglicht und auch eine Übertragung hoher Drehmomente zulässt. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der erste Anschlag in tangentialer Richtung über die erste Erhebung hinaus abstehen kann, und dadurch beispielsweise in einen Umfangswinkelbereich hineinragen kann, in dem die erste Vertiefung vorgesehen ist. Das erste Energiespeicherelement kann im Umfangswinkelbereich der ersten Vertiefung über die korrespondierend ausgeformte erste Gleitschale gut geführt sein und gleichzeitig an dem sehr stabil befestigten ersten Anschlag anschlagen ohne dass hierbei die Führung des ersten Energiespeicherelements an der ersten Gleitschale beeinträchtigt ist.
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Analog kann der Deckel in Umfangsrichtung außerhalb der zweiten Befestigungsöffnung der zweiten Führungseinrichtung eine zweite Vertiefung zur teilweisen Aufnahme des zweiten Energiespeicherelements und/oder innerhalb der zweiten Befestigungsöffnung eine zweite Erhebung zur Ausbildung einer im Wesentlichen ebenen zweiten Kontaktfläche zur Befestigung des zweiten Anschlags aufweisen. Durch die zweite Vertiefung kann die Formgestaltung des Deckels an die äußere Kontur des zweiten Energiespeicherelements beziehungsweise an die äußere Kontur der das zweite Energiespeicherelement führenden zweiten Gleitschale angepasst sein, so dass der Bauraumbedarf des Drehschwingungsdämpfers minimiert werden kann. Die Erhebung ermöglicht einen flächigen Kontakt des zweiten Anschlags an dem Deckel, der eine robuste Befestigung des zweiten Anschlags ermöglicht und auch eine Übertragung hoher Drehmomente zulässt. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der zweite Anschlag in tangentialer Richtung über die zweite Erhebung hinaus abstehen kann, und dadurch beispielsweise in einen Umfangswinkelbereich hineinragen kann, in dem die zweite Vertiefung vorgesehen ist. Das zweite Energiespeicherelement kann im Umfangswinkelbereich der zweiten Vertiefung über die korrespondierend ausgeformte zweite Gleitschale gut geführt sein und gleichzeitig an dem sehr stabil befestigten zweiten Anschlag anschlagen ohne dass hierbei die Führung des zweiten Energiespeicherelements an der zweiten Gleitschale beeinträchtigt ist.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Führungseinrichtung über von der Primärmasse herausgestellte Warzen mit der Primärmasse vernietet ist und/oder die zweite Führungseinrichtung über von dem Deckel herausgestellte Warzen mit dem Deckel vernietet ist. Die beispielsweise durch Prägen hergestellte zum jeweiligen Haltering weisende jeweilige Warze kann in eine korrespondierende Durchgangsöffnung des zugeordneten Halterings eingesteckt und in der Art einer Nietverbindung zu einem Nietkopf plastisch verformt sind, um eine robuste unlösbare Befestigung der Führungseinrichtung mit der Primärmasse herbeizuführen.
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Vorzugsweise ist eine Reibeinrichtung zur Erzeugung einer reibungsbehafteten Dämpfung bei einer Relativdrehung der Sekundärmasse zur Primärmasse vorgesehen, wobei ein reibungsbehafteter Reibkontakt der Reibeinrichtung radial innerhalb zum Energiespeicherelement vorgesehen ist. Durch die von der Reibeinrichtung bewusst aufgebrachte Reibung kann ein resonanzbedingtes Aufschaukeln von Drehschwingungen innerhalb des Masse-Feder-Systems des Drehschwingungsdämpfers gedämpft werden. Die Dämpfungsqualität des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch verbessert. Der Reibkontakt der Reibeinrichtung kann insbesondere dadurch herbeigeführt werden, dass eine an dem Deckel drehfest abgestützte Dichtmembran einen Reibring gegen die Sekundärmasse drückt, so dass mit einer von der Federkraft der Dichtmembran aufgebrachten Reibkraft der Reibring bei einer Relativdrehung der Sekundärmasse zur Primärmasse eine reibungsbehaftete Relativbewegung ausführt. Hierbei ist der insbesondere von dem Reibring bereitgestellte reibungsbehafteter Reibkontakt der Reibeinrichtung jedoch nicht in axialer Richtung neben dem Energiespeicherelement, sondern radial innerhalb zum Energiespeicherelement vorgesehen. Durch die radiale Schachtelung des reibungsbehafteten Reibkontakts der Reibeinrichtung mit dem Energiespeicherelement kann der axiale Bauraumbedarf des Drehschwingungsdämpfers reduziert werden, so dass der Drehschwingungsdämpfer insbesondere für den Antriebsstrang eines Hybridkraftfahrzeugs, bei dem eine elektrische Maschine zum elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs in axialer Richtung zwischen dem Drehschwingungsdämpfer und einem Kraftfahrzeuggetriebe vorgesehen sein kann, verwendet werden kann. Insbesondere ist in radialer Richtung betrachtet der reibungsbehafteter Reibkontakt der Reibeinrichtung von dem Energiespeicherelement überdeckt. Der für die Bereitstellung des reibungsbehafteten Reibkontakts der Reibeinrichtung erforderliche axiale Bauraum kann dadurch in einem Axialbereich vorgesehen sein, der sich zumindest teilweise mit dem Axialbereich des Energiespeicherelements überschneidet. Dadurch ist es vermieden den reibungsbehafteten Reibkontakt in einem zum Energiespeicherelement axial versetzten Axialbereich vorzusehen, so dass der axiale Bauraumbedarf gering gehalten werden kann.
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Besonders bevorzugt weist die Reibeinrichtung einen von der Dichtmembran gegen die Sekundärmasse, insbesondere einem tangential an dem Energiespeicherelement anschlagbaren Ausgangsflansch, gedrückten Reibring zur Ausbildung des reibungsbehafteten Reibkontakts zwischen der Reibeinrichtung und der Sekundärmasse auf, wobei insbesondere die Sekundärmasse von der Dichtmembran in axialer Richtung auf einen zwischen der Primärmasse und der Sekundärmasse angeordneten Stützreibring zu axial verlagerbar ist. Die Dichtmembran kann dadurch leicht eine gewünschte bewusste Reibung bereitstellen, die leicht eine erforderliche reibungsbehaftete Dämpfung zur Vermeidung eines resonanzbedingten Aufschaukeins von Drehschwingungen bereitstellen kann. Durch die axiale Verschiebbarkeit der Sekundärmasse kann die Dichtmembran nicht nur die Anpresskraft für den Reibring, sondern auch für den Stützreibring aufbringen, wodurch ein kostengünstiger und bauraumsparender Aufbau der Reibeinrichtung erreicht ist. Zudem kann die Sekundärmasse auf die motorseitige Axialseite der Primärmasse zu gedrückt werden, wodurch sich die axiale Erstreckung des Drehschwingungsdämpfers weiter reduzieren kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine schematische Schnittansicht eines Drehschwingungsdämpfers,
- 2: eine schematische Schnittansicht des Drehschwingungsdämpfers aus 1 in einer in Umfangsrichtung versetzten Schnittebene und
- 3: eine schematische perspektivische Ansicht einer Primärmasse des Drehschwingungsdämpfers aus 1.
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Der in 1 und 2 am Beispiel eines Zweimassenschwungrads für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ausgestalteten Drehschwingungsdämpfer 10 weist eine Primärmasse 12 auf, zu der eine Sekundärmasse 14 über ein als Bogenfeder ausgestaltetes und mit einem Schmiermittel geschmiertes erstes Energiespeicherelement 16 und ein in axialer Richtung neben dem ersten Energiespeicherelement angeordnetes zweites Energiespeicherelement 36 begrenzt verdrehbar gekoppelt ist. Die Primärmasse 12 weist eine radial verlaufende Schwungscheibe 18 auf, von der eine rohrförmige Überdeckung 20 in axialer Richtung absteht und das Energiespeicherelement 16 radial außen überdeckt. Die Sekundärmasse 14 weist einen tangential an dem Energiespeicherelement 16 anschlagbaren Ausgangsflansch 22 auf, über den ein von der Primärmasse 12 an das Energiespeicherelement 16 übertragene Drehmoment schwingungsgedämpft weitergeleitet werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Sekundärmasse 14 zudem eine Ausgangsnabe 24 auf, über die ein schwingungsgedämpftes Drehmoment ausgeleitet werden kann.
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Mit der Überdeckung 20 ist ein starrer Deckel 38 insbesondere durch Schweißen befestigt. An dem Deckel 38 wiederum ist eine als Tellerfeder ausgestaltete Dichtmembran 26 drehfest befestigt, die als Teil einer Reibeinrichtung 28 einen Gleitring 30 reibungsbehaftet in einem Radiusbereich innerhalb der Energiespeicherelemente 16, 36 gegen den Ausgangsflansch 22 der Sekundärmasse 14 presst. Die in axialer Richtung verlagerbare Sekundärmasse 14 kann mit Hilfe der von der Dichtmembran 26 aufgebrachten Federkraft einen zwischen der Schwungscheibe 18 der Primärmasse und der Sekundärmasse 14 angeordneten Stützgleitring 32 reibungsbehaftet verpressen, wodurch eine bewusste reibungsbehaftete Dämpfung sowie eine Abdichtung eines von der Primärmasse 12 und der Dichtmembran 26 begrenzten ringförmigen Aufnahmeraums 34, in dem das Energiespeicherelement 16 aufgenommen ist, erreicht wird.
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Wie insbesondere in 3 dargestellt ist das als Bogenfeder ausgestaltete erste Energiespeicherelement 16 in einer ersten Führungseinrichtung 40 geführt. Die erste Führungseinrichtung 40 weist eine erste Gleitschale 42 auf, in der das erste Energiespeicherelement 16 mit dem Schmiermittel geschmiert auch unter Fliehkrafteinfluss in Umfangsrichtung beweglich geführt ist. Mit der ersten Gleitschale 42 ist einstückig ein erster Haltering 44 verbunden, der flächig an der Schwungscheibe 18 der Primärmasse 12 anliegt und über herausgestellte Warzen 46 der Schwungscheibe 18 mit der Primärmasse 12 vernietet ist. Die erste Führungseinrichtung 36 ist dadurch als verstärkender Einleger in der Art eines Retainers innerhalb der Primärmasse 12 angeordnet, wodurch die Primärmasse 12 von der ersten Führungseinrichtung 36 versteift sein kann. Die Schwungscheibe 18 der Primärmasse 12 kann eine erste Vertiefung 48 aufweisen, die an die Konturierung des ersten Energiespeicherelements 16 und der dazwischen angeordneten ersten Gleitschale 42 der ersten Führungseinrichtung 40 angepasst ist. Zwischen zwei in Umfangsrichtung nachfolgenden ersten Energiespeicherelementen 16 kann, beispielsweise durch eine Erhebung, von der Schwungscheibe 18 des Primärmasse 12 eine ebene erste Kontaktfläche 50 ausgebildet sein, an der mit Hilfe einer herausgestellten weiteren Warze 52 eine Basis eines U-förmigen ersten Anschlags 54 vernietet sein kann. Der erste Anschlag 54 kann an seinen jeweiligen in tangentialer Richtung weisenden U-förmigen Seitenflächen tangential an dem ersten Energiespeicherelement 16 anschlagen, um das Drehmoment der Primärmasse 12 an das erste Energiespeicherelement 16 zu übertragen. Die Erstreckung des ersten Anschlags 54 geht in Umfangsrichtung und/oder in tangentialer Richtung insbesondere über den Winkelbereich der ersten Kontaktfläche 50 hinaus und erstreckt sich mit einem kleinen Teil in einen von der jeweiligen ersten Vertiefung 48 eingenommenen Winkelbereich. Die erste Kontaktfläche 50 und/oder der erste Anschlag 54 ist hierbei durch eine erste Befestigungsöffnung 56 der Führungseinrichtung 36 hindurchgeführt.
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Analog dazu ist das als Bogenfeder ausgestaltete zweite Energiespeicherelement 36 in einer zweiten Führungseinrichtung 58 geführt. Die zweite Führungseinrichtung 58 weist eine zweite Gleitschale 60 auf, in der das zweite Energiespeicherelement 36 mit dem Schmiermittel geschmiert auch unter Fliehkrafteinfluss in Umfangsrichtung beweglich geführt ist. Mit der zweiten Gleitschale 60 ist einstückig ein zweiter Haltering 62 verbunden, der flächig an dem Deckel 38 anliegt und über herausgestellte Warzen 46 des Deckels 38 mit dem Deckel 36 vernietet ist. Die zweite Führungseinrichtung 58 ist dadurch als verstärkender Einleger in der Art eines Retainers innerhalb des Aufnahmeraums 34 angeordnet, wodurch der Aufnahmeraum 34 von der zweiten Führungseinrichtung 58 versteift sein kann. Der Deckel 36 kann eine zweite Vertiefung 64 aufweisen, die an die Konturierung des zweiten Energiespeicherelements 36 und der dazwischen angeordneten zweiten Gleitschale 60 der zweiten Führungseinrichtung 58 angepasst ist. Zwischen zwei in Umfangsrichtung nachfolgenden zweiten Energiespeicherelementen 36 kann, beispielsweise durch eine Erhebung, von dem Deckel 36 eine ebene zweite Kontaktfläche 66 ausgebildet sein, an der mit Hilfe einer herausgestellten weiteren Warze 52 eine Basis eines U-förmigen zweiten Anschlags 68 vernietet sein kann. Der zweite Anschlag 68 kann an seinen jeweiligen in tangentialer Richtung weisenden U-förmigen Seitenflächen tangential an dem zweiten Energiespeicherelement 36 anschlagen, um das Drehmoment der Primärmasse 12 an das zweite Energiespeicherelement 36 zu übertragen. Die Erstreckung des zweiten Anschlags 68 geht in Umfangsrichtung und/oder in tangentialer Richtung insbesondere über den Winkelbereich der zweiten Kontaktfläche 66 hinaus und erstreckt sich mit einem kleinen Teil in einen von der jeweiligen zweiten Vertiefung 64 eingenommenen Winkelbereich. Die zweite Kontaktfläche 66 und/oder der zweite Anschlag 68 ist hierbei durch eine zweite Befestigungsöffnung der zweiten Führungseinrichtung 58 hindurchgeführt.
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Wie insbesondere in 2 dargestellt ist weist der Ausgangsflansch 22 der Sekundärmasse 14 eine im Wesentlichen radial verlaufende Flanschscheibe 40 auf, die mit der Ausgangsnabe 24 vernietet ist. Am radial äußeren Ende der Flanschscheibe 40 ist eine erste Anschlaglasche 72 in axialer Richtung umgebogen, die zwischen den Schenkeln des U-förmigen ersten Anschlags 54 an dem ersten Energiespeicherelement 16 anschlagen kann. In Umfangsrichtung um einen Winkelbetrag zu der ersten Anschlaglasche 72 versetzt ist eine zweite Anschlaglasche 74 in axialer Richtung umgebogen, die zwischen den Schenkeln des U-förmigen zweiten Anschlags 68 an dem zweiten Energiespeicherelement 36 anschlagen kann. Radial innerhalb zu den Energiespeicherelementen 16, 36 und den Anschlaglaschen 72 ist innerhalb des Aufnahmeraums 34 Bauraum ausgebildet, in dem ein mit der Sekundärmasse 14 verbundenes Fliehkraftpendel 76 vorgesehen ist. Hierbei dient die Flanschscheibe 70 des Ausgangsflanschs 22 als Trägerflansch für an einer Axialseite der Flanschscheibe 70 vorgesehene erste Pendelmassen 78 und an der anderen Axialseite der Flanschscheibe 70 vorgesehene zweite Pendelmassen 80. Die ersten Pendelmassen 78 und die zweiten Pendelmassen 80 sind miteinander verbunden und über ein als Laufrolle ausgestaltetes Koppelelement 82 pendelbar an der Flanschscheibe 70 geführt. Hierzu ist das Koppelelement 82 in geeignet gekrümmten Pendelbahnen der Pendelmassen 78, 80 und in einer geeignet gekrümmten Laufbahn 84 der Flanschscheibe 70 geführt. Die von der Flanschscheibe 70 weiter entfernt positionierten Pendelmassen 78, 80 weisen eine geringere Erstreckung nach radial innen auf, so dass die zweite Pendelmasse 80 nicht an dem angeschrägten Verlauf des Deckels 38 anschlagen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehschwingungsdämpfer
- 12
- Primärmasse
- 14
- Sekundärmasse
- 16
- erstes Energiespeicherelement
- 18
- Schwungscheibe
- 20
- Überdeckung
- 22
- Ausgangsflansch
- 24
- Ausgangsnabe
- 26
- Dichtmembran
- 28
- Reibeinrichtung
- 30
- Gleitring
- 32
- Stützgleitring
- 34
- Aufnahmeraum
- 36
- zweites Energiespeicherelement
- 38
- Deckel
- 40
- erste Führungseinrichtung
- 42
- erste Gleitschale
- 44
- erster Haltering
- 46
- Warze
- 48
- erste Vertiefung
- 50
- erste Kontaktfläche
- 52
- weitere Warze
- 54
- erster Anschlag
- 56
- erste Befestigungsöffnung
- 58
- zweite Führungseinrichtung
- 60
- zweite Gleitschale
- 62
- zweiter Haltering
- 64
- zweite Vertiefung
- 66
- zweite Kontaktfläche
- 68
- zweiter Anschlag
- 70
- Flanschscheibe
- 72
- erste Anschlaglasche
- 74
- zweite Anschlaglasche
- 76
- Fliehkraftpendel
- 78
- erste Pendelmasse
- 80
- zweite Pendelmasse
- 82
- Koppelelement
- 84
- Laufbahn
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017106112 A1 [0002]
