DE102019118222A1 - Torsional vibration damper - Google Patents
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- F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
- F16F15/123—Wound springs
- F16F15/1232—Wound springs characterised by the spring mounting
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer (1) mit zwei um eine Drehachse (d) entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung (4) mit über den Umfang verteilt angeordneten Schraubendruckfedern (5), insbesondere Bogenfedern gegeneinander relativ verdrehbaren Dämpferteilen (2, 3), nämlich einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil, wobei eines der Dämpferteile (2) einen die Schraubendruckfedern (5) radial und axial abstützenden, einen Querschnitt der Schraubendruckfedern (5) teilweise über deren Umfang umschließenden Federkanal (7) aufweist. Um die Reibung der Schraubendruckfedern (5) gegenüber dem Federkanal (7) zu verringern, ist zwischen dem Federkanal (7) und den Schraubendruckfedern (5) jeweils ein Linienkontakt (17, 18) in Umfangsrichtung beidseitig des Außenumfangs der Schraubendruckfedern (5) bei einem kleineren radialen Abstand zur Drehachse (d) als dem Außenumfang der Schraubendruckfedern (5) vorgesehen.The invention relates to a torsional vibration damper (1) with two damper parts (2, 3) which can be rotated relative to one another about an axis of rotation (d) against the action of a spring device (4) with helical compression springs (5), in particular arc springs, which are distributed over the circumference, namely an input part and an output part, one of the damper parts (2) having a spring channel (7) which radially and axially supports the helical compression springs (5) and partially encloses a cross section of the helical compression springs (5). In order to reduce the friction of the helical compression springs (5) with respect to the spring channel (7), a line contact (17, 18) in the circumferential direction on both sides of the outer circumference of the helical compression springs (5) is between the spring channel (7) and the helical compression springs (5) smaller radial distance to the axis of rotation (d) than the outer circumference of the helical compression springs (5).
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit zwei um eine Drehachse entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung mit über den Umfang verteilt angeordneten Schraubendruckfedern, insbesondere Bogenfedern gegeneinander relativ verdrehbaren Dämpferteilen, nämlich einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil, wobei eines der Dämpferteile einen die Schraubendruckfedern radial und axial abstützenden, einen Querschnitt der Schraubendruckfedern teilweise über deren Umfang umschließenden Federkanal aufweist.The invention relates to a torsional vibration damper with two damper parts that can be rotated relative to one another, namely an input part and an output part, one of the damper parts, one of the damper parts, which radially and axially supports the helical compression springs, and which are arranged distributed over the circumference against the action of a spring device with helical compression springs, in particular arc springs Has cross section of the helical compression springs partially surrounding the circumference of the spring channel.
Gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfer werden insbesondere in hydrodynamischen Drehmomentwandlern eingesetzt und sind beispielsweise aus den Druckschriften
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.The object is achieved by the subject matter of
Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer dient der Drehschwingungsisolation insbesondere in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine. In bevorzugter Weise ist der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer in einem Gehäuse eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers insbesondere wirksam zwischen einer Wandlerüberbrückungskupplung und einer Ausgangsnabe, zwischen einem Turbinenrad und einer Ausgangsnabe und/oder dergleichen angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer kann trocken oder nass, das heißt, in einer Umgebung mit Schmiermittel wie Schmiermittelbad oder Schmiermittelnebel betrieben sein.The proposed torsional vibration damper is used for torsional vibration isolation, in particular in a drive train of a motor vehicle with an internal combustion engine subject to torsional vibrations. The proposed torsional vibration damper is preferably arranged in a housing of a hydrodynamic torque converter, particularly effectively between a converter lock-up clutch and an output hub, between a turbine wheel and an output hub and / or the like. The torsional vibration damper can be operated dry or wet, that is, in an environment with a lubricant such as a lubricant bath or lubricant mist.
Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer enthält zwei um eine Drehachse entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung mit über den Umfang verteilt angeordneten Schraubendruckfedern gegeneinander relativ verdrehbare Dämpferteile. Die Dämpferteile bilden ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil. Das als Eingangsteil ausgebildete Dämpferteil ist mit einem Drehmoment beaufschlagt, welches über die Federeinrichtung unter Drehschwingungsdämpfung auf das Ausgangsteil übertragen wird. Der Federeinrichtung kann eine Reibeinrichtung über zumindest einen Teilwinkel der Verdrehung zwischen den Dämpferteilen parallelgeschaltet sein. An zumindest einem Dämpferteil kann ein drehzahladaptiver Drehschwingungstilger, beispielsweise ein Fliehkraftpendel angeordnet sein.The proposed torsional vibration damper contains two damper parts which can be rotated relative to one another about an axis of rotation against the action of a spring device with helical compression springs distributed over the circumference. The damper parts form an input part and an output part. The damper part, designed as an input part, is acted upon by a torque which is transmitted to the output part via the spring device with torsional vibration damping. A friction device can be connected in parallel to the spring device over at least a partial angle of the rotation between the damper parts. A rotational speed-adaptive torsional vibration damper, for example a centrifugal pendulum, can be arranged on at least one damper part.
Die Schraubendruckfedern sind insbesondere aus auf ihren Einsatzdurchmesser vorgebogenen Bogenfedern gebildet. Mehrere Schraubendruckfedern können ineinander geschachtelt ausgebildet sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann eine mehrstufige Dämpferkennlinie ausbilden, indem beispielsweise ein Teil der Schraubendruckfedern erst bei einem größeren Verdrehwinkel der Dämpferteile gegeneinander beaufschlagt wird. Alternativ oder zusätzlich kann ein Vordämpfer oder eine weitere Dämpferstufe beispielsweise auf einem gegenüber den Schraubendruckfedern der bisher beschriebenen Federeinrichtung unterschiedlichen, bevorzugt geringeren Durchmesser angeordnet sein.The helical compression springs are formed, in particular, from arc springs that are pre-bent to their insert diameter. Several helical compression springs can be nested within one another. The torsional vibration damper can form a multi-stage damper characteristic in that, for example, a part of the helical compression springs is only acted upon at a greater angle of rotation of the damper parts against one another. Alternatively or additionally, a pre-damper or a further damper stage can be arranged, for example, on a diameter that is different, preferably smaller, than the helical compression springs of the previously described spring device.
Eines der Dämpferteile bildet einen die Schraubendruckfedern radial und axial abstützenden, einen Querschnitt der Schraubendruckfedern teilweise über deren Umfang umschließenden Federkanal auf. Der Federkanal ist beispielsweise aus einem mit Drehmoment beaufschlagten Blechteil gebildet, welches radial außen den umgeformten Federkanal aufweist. An dem Federkanal sind Beaufschlagungseinrichtungen für die Stirnseiten der Schraubendruckfedern vorgesehen, beispielsweise aus dem Federkanal in den Querschnitt der Stirnseiten ausgestellte Mitnehmer. Zwischen Mitnehmern und Stirnseiten können Federschuhe oder den gesamten Querschnitt der Stirnseiten abdeckende Druckscheiben vorgesehen sein. Eine Beaufschlagung der Stirnseiten durch das andere Dämpferteil kann beispielsweise in Form eines von radial innen zwischen die Stirnseiten eingreifenden Flanschteils vorgesehen sein.One of the damper parts forms a spring channel which radially and axially supports the helical compression springs and partially encloses a cross section of the helical compression springs over their circumference. The spring channel is formed, for example, from a sheet metal part to which torque is applied and which has the reshaped spring channel radially on the outside. Acting devices for the end faces of the helical compression springs are provided on the spring channel, for example drivers protruding from the spring channel into the cross section of the end faces. Spring shoes or pressure disks covering the entire cross-section of the end faces can be provided between the drivers and the end faces. The other damper part can act on the end faces, for example in the form of a flange part engaging radially inward between the end faces.
Die Schraubendruckfedern stützen sich abhängig von der Fliehkraft des um die Drehachse drehenden Drehschwingungsdämpfers radial außen an dem Federkanal ab. Um die mit zunehmender Fliehkraft zunehmende Reibeinwirkung zwischen den Schraubendruckfedern und dem Federkanal zu verringern, ist zwischen dem Federkanal und den Schraubendruckfedern jeweils ein Linienkontakt in Umfangsrichtung beidseitig des Außenumfangs der Schraubendruckfedern bei einem kleineren radialen Abstand zur Drehachse als dem Außenumfang der Schraubendruckfedern vorgesehen. Dies bedeutet, dass die beiden Linienkontakte bei einem kleineren Durchmesser als dem Außendurchmesser der Schraubendruckfedern vorgesehen sind. Durch die Aufteilung der Anlagefläche der Schraubendruckfedern gegenüber dem Federkanal auf die beiden Linienkontakte bei einem kleineren Durchmesser gegenüber einem einzigen Linienkontakt am Außenumfang der Schraubendruckfedern gemäß dem Stand der Technik kann die Pressung der Reibfläche im Wesentlichen auf die Hälfte reduziert werden. Weiterhin können die Schraubendruckfedern eindeutig an dem Schraubenfedernkanal zentriert werden, so dass ein seitliches Anlaufen der Schraubendruckfedern an den Begrenzungswänden des mit dem Federkanal versehenen Dämpferteils zumindest verringert werden kann. Desweiteren kann ein Ausknicken der Schraubendruckfedern insbesondere der langen Bogenfedern zumindest vermindert werden.The helical compression springs are supported radially on the outside on the spring channel as a function of the centrifugal force of the torsional vibration damper rotating about the axis of rotation. To the increasing with increasing centrifugal force between To reduce the helical compression springs and the spring channel, a line contact is provided between the spring channel and the helical compression springs in the circumferential direction on both sides of the outer circumference of the helical compression springs at a smaller radial distance from the axis of rotation than the outer circumference of the helical compression springs. This means that the two line contacts are provided with a smaller diameter than the outer diameter of the helical compression springs. By dividing the contact surface of the helical compression springs opposite the spring channel to the two line contacts with a smaller diameter compared to a single line contact on the outer circumference of the helical compression springs according to the prior art, the pressure of the friction surface can be reduced essentially by half. Furthermore, the helical compression springs can be clearly centered on the helical spring channel, so that lateral contact of the helical compression springs with the boundary walls of the damper part provided with the spring channel can at least be reduced. Furthermore, buckling of the helical compression springs, in particular of the long arc springs, can at least be reduced.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers ist der Federkanal im Querschnitt betrachtet dachförmig mit einer Spitze am Außenumfang der Schraubendruckfedern und Kontaktflächen in einem Abstandswinkel zu der Spitze gegenüber den Schraubendruckfedern ausgebildet. Die Linienkontakte sind dabei gegenüber einer Verbindungslinie zwischen dem Außenumfang und Mittelpunkt der Windungen der Schraubendruckfedern abgewinkelt, so dass ein Abstandswinkel der Linienkontakte gegenüber der Spitze eingestellt ist. Dieser Abstandswinkel beträgt beispielsweise zwischen 5° und 45°. Der Abstandswinkel der Linienkontakte beziehungsweise Kontaktflächen kann gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein.According to an advantageous embodiment of the torsional vibration damper, the spring channel is roof-shaped, viewed in cross section, with a tip on the outer circumference of the helical compression springs and contact surfaces at an angle from the tip opposite the helical compression springs. The line contacts are angled with respect to a connecting line between the outer circumference and the center point of the turns of the helical compression springs, so that a spacing angle between the line contacts and the tip is set. This spacing angle is, for example, between 5 ° and 45 °. The spacing angle of the line contacts or contact surfaces can be designed to be the same or different.
In bevorzugter Weise ist der Drehschwingungsdämpfer mit flüssigem Schmiermittel beispielsweise in einer Schmiermittelumgebung wie innerhalb eines Gehäuses eines Drehmomentwandlers oder in einem Gehäuse mit Schmiermittelnebel betrieben. Hierbei kann radial außerhalb des Außenumfangs an der Spitze des dachförmigen Querschnitts des Federkanals und damit radial außerhalb des Außenumfangs der Schraubendruckfedern eine Sammelrinne für das Schmiermittel vorgesehen sein. Die direkte Berührung der Schraubendruckfedern mit in der Sammelrinne gesammeltem Abrieb der Schraubendruckfedern und/oder des Federkanals enthaltenden Schmiermittels kann dabei zumindest teilweise unterbunden werden, sodass ein zusätzlicher Verschleiß durch Einwirkung des Abriebs an den Kontaktflächen der Linienkontakte vermieden werden kann. Hierbei kann die Sammelrinne zumindest eine Abführöffnung aufweisen, durch die das Schmiermittel unter Fliehkrafteinfluss des um die Drehachse drehenden Drehschwingungsdämpfers abgeführt werden kann.The torsional vibration damper is preferably operated with liquid lubricant, for example in a lubricant environment such as within a housing of a torque converter or in a housing with lubricant mist. In this case, a collecting channel for the lubricant can be provided radially outside the outer circumference at the tip of the roof-shaped cross section of the spring channel and thus radially outside the outer circumference of the helical compression springs. The direct contact of the helical compression springs with abrasion of the helical compression springs and / or the lubricant containing the spring channel collected in the collecting channel can be at least partially prevented, so that additional wear due to the action of the abrasion on the contact surfaces of the line contacts can be avoided. In this case, the collecting channel can have at least one discharge opening through which the lubricant can be discharged under the influence of centrifugal force of the torsional vibration damper rotating about the axis of rotation.
Die zumindest eine Abführöffnung kann fliehkraftabhängig verschließbar ausgebildet sein. Beispielsweise kann an dem Federkanal eine in radiale Richtung elastische, die zumindest eine Abführöffnung unter Fliehkrafteinfluss verschließende Membran aufgenommen sein.The at least one discharge opening can be designed to be closable as a function of centrifugal force. For example, a membrane which is elastic in the radial direction and which closes the at least one discharge opening under the influence of centrifugal force can be accommodated on the spring duct.
Der Füllstand des Federkanals kann bei fehlender Abführöffnung oder geschlossener Membran auf ein vorgegebenes Maß eingestellt sein. Hierzu kann der Füllstand des Schmiermittels beispielsweise bei um die Drehachse drehendem Drehschwingungsdämpfer mittels einer einseitigen radial nach innen begrenzten umlaufenden Kante des Federkanals einstellbar ausgebildet sein, wobei zumindest ein radial äußerer Teil eines Windungsdurchmessers von Windungen der Schraubendruckfedern überschnitten ist.The fill level of the spring channel can be set to a predetermined level in the absence of a discharge opening or a closed membrane. For this purpose, the fill level of the lubricant can be configured to be adjustable, for example with a torsional vibration damper rotating about the axis of rotation, by means of a one-sided, radially inwardly limited circumferential edge of the spring channel, at least a radially outer part of a coil diameter being overlapped by coils of the helical compression springs.
Die Erfindung wird anhand der in den
-
1 den oberen Teil eines um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfers im Schnitt, -
2 einen schematisch dargestellten Querschnitt des Federkanals des Drehschwingungsdämpfers der1 , -
3 ein Schnittdetail des Drehschwingungsdämpfers der1 , -
4 eine 3D-Teilansicht des Drehschwingungsdämpfers der2 , -
5 ein Schnittdetail eines gegenüber dem Drehschwingungsdämpfer der1 abgeänderten Drehschwingungsdämpfers mit verschließbarer Abführöffnung, -
6 ein Schnittdetail des Drehschwingungsdämpfers der5 bei verschlossener Abführöffnung und -
7 ein Schnittdetail eines gegenüber den Drehschwingungsdämpfern der1 und5 abgeänderten Drehschwingungsdämpfers.
-
1 the upper part of a torsional vibration damper arranged to be rotatable about an axis of rotation in section, -
2 a schematically illustrated cross section of the spring channel of the torsional vibration damper of1 , -
3 a sectional detail of the torsional vibration damper of1 , -
4th a 3D partial view of the torsional vibration damper of2 , -
5 a sectional detail of one opposite the torsional vibration damper of1 modified torsional vibration damper with closable discharge opening, -
6th a sectional detail of the torsional vibration damper of5 with the discharge opening closed and -
7th a sectional detail of one opposite thetorsional vibration dampers 1 and5 modified torsional vibration damper.
Die
Die Beaufschlagung der Schraubendruckfedern
Der Federkanal
Zwischen der Spitze
In einem alternativen Ausführungsbeispiel eines Drehschwingungsdämpfers wird auf Abführöffnungen verzichtet, so dass sich unter Fliehkrafteinwirkung ein Schmiermittelstand in Höhe der Kante
Die
Die
Die
Die
In der
Die
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 1a1a
- DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 1b1b
- DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 22
- DämpferteilDamper part
- 33
- DämpferteilDamper part
- 44th
- FedereinrichtungSpring device
- 55
- SchraubendruckfederHelical compression spring
- 5a5a
- SchraubendruckfederHelical compression spring
- 5b5b
- SchraubendruckfederHelical compression spring
- 66
- ScheibenteilDisc part
- 6b6b
- ScheibenteilDisc part
- 77th
- FederkanalSpring channel
- 7a7a
- FederkanalSpring channel
- 88th
- BeaufschlagungseinrichtungLoading device
- 99
- BeaufschlagungseinrichtungLoading device
- 1010
- MitnehmerCarrier
- 10a10a
- MitnehmerCarrier
- 10b10b
- MitnehmerCarrier
- 1111
- FlanschteilFlange part
- 1212
- Armpoor
- 1313
- DruckscheibeThrust washer
- 1414th
- Spitzetop
- 1515th
- FlankeFlank
- 1616
- FlankeFlank
- 1717th
- LinienkontaktLine contact
- 1818th
- LinienkontaktLine contact
- 1919th
- SeitenbereichSide area
- 2020th
- SammelrinneCollecting channel
- 20a20a
- SammelrinneCollecting channel
- 2121st
- AbführöffnungDischarge opening
- 21a21a
- AbführöffnungDischarge opening
- 2222nd
- KanteEdge
- 22a22a
- KanteEdge
- 22b22b
- KanteEdge
- 23a23a
- Membranmembrane
- 23b23b
- Membranmembrane
- dd
- DrehachseAxis of rotation
- FF.
- FüllstandLevel
- MM.
- MittelachseCentral axis
- mm
- MittellinieCenter line
- α1 α 1
- AbstandswinkelDistance angle
- α2 α 2
- AbstandswinkelDistance angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- WO 2017/202410 A1 [0002]WO 2017/202410 A1 [0002]
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-
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Legal Events
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---|---|---|---|
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R003 | Refusal decision now final |