DE102019127907A1

DE102019127907A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102019127907A1
Application number: DE102019127907.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Janz; Pascal Strasser; Sascha Büchner
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-04-16
Also published as: WO2020078513A1; EP3867548A1; US20210355999A1; CN112689718A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer (1) mit einem um eine Drehachse (d) angeordneten Eingangsteil (2) und einem gegenüber diesem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung (4) um die Drehachse (d) relativ verdrehbar angeordneten Ausgangsteil (3), wobei die Federeinrichtung (4) jeweils eingangsseitig und ausgangsseitig in Umfangsrichtung beaufschlagt ist und zwischen der Federeinrichtung (4) und einem Abtriebsteil (16) des Ausgangsteils (3) eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung (5) enthaltend ein die Federeinrichtung (4) ausgangsseitig beaufschlagendes Flanschteil (23) und beidseitig an diesem angeordnete und mittels einer axialen Klemmung einen Reibschluss mit diesem herstellende Seitenteile (24, 25). Um das maximal über die Drehmomentbegrenzungseinrichtung (5) übertragbare Drehmoment reproduzierbar einstellen zu können, ist das Flanschteil (23) zwischen einem ersten und einem zweiten Seitenteil (24, 25) mittels einer sich an einem Widerlager (42) des ersten Seitenteils (24) axial abstützenden und das zweite Seitenteil (25) gegen das Flanschteil (23) axial vorspannenden Tellerfeder (26) eingespannt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem um eine Drehachse angeordneten Eingangsteil und einem gegenüber diesem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung um die Drehachse relativ verdrehbar angeordneten Ausgangsteil, wobei die Federeinrichtung jeweils eingangsseitig und ausgangsseitig in Umfangsrichtung beaufschlagt ist und zwischen der Federeinrichtung und einem Abtriebsteil des Ausgangsteils eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung enthaltend ein die Federeinrichtung ausgangsseitig beaufschlagendes Flanschteil und beidseitig an diesem angeordnete und mittels einer axialen Klemmung einen Reibschluss mit diesem herstellende Seitenteile.
Ein gattungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer ist aus der Druckschrift DE 10 2014 218 966 A1 bekannt. Bei diesem Drehschwingungsdämpfer ist zwischen einer Federeinrichtung und einer Abtriebsnabe eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung vorgesehen, die aus einem die Federeinrichtung ausgangsseitig beaufschlagenden Flanschteil und zwei das Flanschteil einklemmenden Seitenteilen unter Bildung eines das übertragbare Drehmoment festlegenden Reibeingriffs gebildet ist. Das Flanschteil ist radial innen als Tellerfeder ausgebildet, deren Kraftrand radial außen gegenüber einem ersten Seitenteil und radial innen gegenüber dem zweiten Seitenteil axial vorgespannt ist. An den Reibflächen zwischen den Seitenteilen und dem Flanschteil sind jeweils radial übereinander liegende Reibbeläge angeordnet.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, das maximal über die Drehmomentbegrenzungseinrichtung übertragbare Drehmoment reproduzierbar einzustellen.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer dient der Drehschwingungsisolation insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit drehschwingungsbehafteter Brennkraftmaschine. Hierzu enthält der Drehschwingungsdämpfer ein um eine Drehachse verdrehbar angeordnetes Eingangsteil und ein entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung relativ zu diesem um die Drehachse verdrehbar angeordnetes Ausgangsteil. Der Drehschwingungsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad ausgebildet sein, wobei das Eingangsteil eine Primärschwungmasse und das Ausgangsteil eine Sekundärschwungmasse enthält. Die Sekundärschwungmasse kann zumindest teilweise in einer nachgeordneten Antriebsstrangeinrichtung, beispielsweise einer Doppelkupplung, einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder dergleichen, mit der das Ausgangssteil drehschlüssig verbunden ist, vorgesehen sein. Das Eingangsteil ist mittels Befestigungsöffnungen gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Verstärkungsrings an einer Kurbelwelle aufnehmbar.
Das Eingangsteil kann beispielsweise mittels zweier Scheibenteile radial außen eine Ringkammer ausbilden, in der die Federeinrichtung aufgenommen ist. Die Federeinrichtung ist beispielsweise aus mehreren über den Umfang verteilt angeordneten Bogenfedern oder Bogenfederpaketen mit ineinander geschachtelten Bogenfedern gebildet.
Die Federeinrichtung ist in Umfangsrichtung wirksam zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil angeordnet. Eingangsteil und Ausgangsteil sind aufeinander mittels einer Lagerung, beispielsweise einer Gleit- oder Wälzlagerung gelagert. Alternativ ist das Eingangsteil an der Kurbelwelle zentriert aufgenommen und das Ausgangsteil auf einer Welle wie beispielsweise Getriebeeingangswelle eines Getriebes oder einem Wellenstumpf einer dem Getriebe vorgeschalteten Antriebsstrangeinrichtung zentriert, wobei ein entsprechender Achsversatz innerhalb des Drehschwingungsdämpfers, beispielsweise an Beaufschlagungseinrichtungen der Federeinrichtungen vorgesehen ist. Eingangsteil und Ausgangsteil verfügen über besagte Beaufschlagungseinrichtungen, die zwischen die benachbarten Stirnseiten der Bogenfedern eingreifen. Das Eingangsteil weist beispielsweise in den Scheibenteilen der Ringkammer ausgebildete Anprägungen auf. Das Ausgangsteil weist ein Flanschteil auf dessen radial erweiterte Arme zwischen die in Umfangsrichtung benachbarten Stirnseiten der Bogenfedern eingreifen.
Zwischen der Federeinrichtung und dem Abtriebsteil des Ausgangsteils ist eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung vorgesehen. Unter einem Abtriebsteil ist beispielsweise eine Abtriebsnabe zu verstehen, die mittels einer Innenverzahnung mit einer außenverzahnten Welle oder einem Wellenstumpf drehschlüssig verbunden ist. Alternativ kann das Abtriebsteil als Schwungmassenscheibe ausgebildet sein, die zur Bildung einer Reibungskupplung eine Kupplungsdruckplatte aufnimmt.
Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung enthält das die Federeinrichtung ausgangsseitig beaufschlagende Flanschteil und beidseitig an diesem angeordnete und mittels einer axialen Klemmung einen Reibschluss herstellende Seitenteile. Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ist in bevorzugter Weise radial innerhalb der Federeinrichtung angeordnet.
Zur weiteren, die Drehschwingungsdämpfung der Federeinrichtung beispielsweise in Verbindung mit einer Primärschwungmasse des Eingangsteils und einer Sekundärschwungmasse des Ausgangsteils unterstützenden Drehschwingungsisolation kann in den Drehschwingungsdämpfer zumindest ein Fliehkraftpendel integriert sein, welches beispielsweise axial neben der Federeinrichtung, radial innerhalb der Federeinrichtung axial neben der Drehmomentbegrenzungseinrichtung oder an anderer Stelle vorgesehen sein kann.
Bei dem vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfer ist die Drehmomentbegrenzungseinrichtung zur Einstellung eines genau einstellbaren maximal über die Drehmomentbegrenzungseinrichtung übertragbaren Drehmoments derart ausgebildet, dass das Flanschteil zwischen einem ersten und einem zweiten Seitenteil mittels einer sich an einem Widerlager des ersten Seitenteils axial abstützenden und das zweite Seitenteil gegen das Flanschteil axial vorspannenden Tellerfeder eingespannt ist. Dies bedeutet, dass ein Seitenteil gegenüber dem anderen Seitenteil axial vorgespannt ist und das Flanschteil selbst ohne Kraftrand plan ausgebildet ist. Hierdurch bilden sich die Reibflächen zwischen den Seitenteilen einerseits und dem Flanschteil axial gegenüberliegend und mit einer über die Überlappung von Flanschteil und Seitenteilen nahezu gesamte Fläche aus, so dass die Reibfläche erhöht und mittels der außen an einem Seitenteil anliegenden Vorspannung mittels einer außenliegenden Tellerfeder reproduzierbar ausgebildet werden kann. Durch die vergrößerte Reibfläche kann zudem das maximal übertragbare Drehmoment erhöht, beziehungsweise bei geringerer Vorspannung ein geringeres Drehmoment mit verbesserter Genauigkeit übertragen werden.
Das Widerlager dient der axialen Abstützung der Tellerfeder und weist gegenüber dem ersten Seitenteil derart axial beabstandete Anschlagflächen auf, dass zwischen dem ersten Seitenteil das Flanschteil, das zweite Seitenteil sowie die Tellerfeder mit ihrem axialen Federweg untergebracht werden können. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Widerlager einen Drehschluss der Tellerfeder und des zweiten Seitenteils mit dem ersten Seitenteil ermöglicht, so dass eine Relativverdrehung des Flanschteils gegenüber den Seitenteilen ausschließlich an den Reibflächen der Reibbeläge vorgesehen ist. Desweiteren hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das zweite Seitenteil und die Tellfeder an dem Widerlager zentriert sind.
Beispielsweise können das erste Seitenteil und ein Abtriebsteil des Ausgangsteils, insbesondere eine Abtriebsnabe einteilig miteinander verbunden sein. Hierbei können aus dem ersten Seitenteil über den Umfang verteilt Laschen ausgestellt sein, welche das Widerlager bilden. Alternativ können über den Umfang verteilt auf einem entsprechenden Teilkreis an dem ersten Seitenteil Abstandsbolzen angeordnet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers ist das Abtriebsteil des Ausgangsteils mittels einer Vernietung mit dem ersten Seitenteil verbunden und das Widerlager mittels über den Umfang verteilt angeordneter Niete der Vernietung gebildet. Das Abtriebsteil kann dabei als Abtriebsnabe ausgebildet sein, wobei ein Nabenflansch der Abtriebsnabe mit dem ersten Seitenteil mittels der Vernietung verbunden ist. Die Niete können hierbei als Stufenbolzen ausgebildet sein, welche das erste Seitenteil mit dem Nabenflansch verbinden und axial beabstandet das Widerlager bildende Setzköpfe aufweisen. Zur Erhöhung der Steifigkeit der Drehmomentbegrenzungseinrichtung kann zusätzlich zu dieser ersten, das Widerlager bildenden Vernietung eine zweite Vernietung mit radial außerhalb des Teilkreises der ersten Vernietung auf einem größeren Teilkreis über den Umfang verteilt angeordneten Nieten vorgesehen sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Abtriebsteil als eine Sekundärschwungmasse bildende Sekundärschwungscheibe ausgebildet sein, die beispielsweise mittels die Vernietung bildender Abstandsbolzen mit dem ersten Seitenteil verbunden ist. In einem axialen Abstand zwischen der Sekundärschwungscheibe und dem ersten Seitenteil sind das zweite Seitenteil und die Tellerfeder untergebracht, wobei sich die Tellerfeder und das Seitenteil axial an der Sekundärschwungscheibe abstützen und drehschlüssig an den Abstandsbolzen zentriert sind.
Der Nabenflansch der Abtriebsnabe kann axial zwischen den Seitenteilen angeordnet sein und an seinem Außenumfang das Flanschteil zentrieren.
Zur verbesserten Einstellung des maximal über die Drehmomentbegrenzungseinrichtung übertragbaren Drehmoments können die Reibbeläge befettet sein. Zudem kann die in der Ringkammer untergebrachte Federeinrichtung befettet sein. Durch eine ausreichende Befettung der Federeinrichtung und die unmittelbar radial innerhalb der Federeinrichtung angeordnete Drehmomentbegrenzungseinrichtung kann über Lebensdauer eine Befettung der Reibbeläge der Drehmomentbegrenzungseinrichtung vorgesehen sein.
Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt den oberen Teil eines um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfers im Schnitt.
Die Figur zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten Drehschwingungsdämpfers 1 im Schnitt mit dem Eingangsteil 2 und dem entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 4 relativ um die Drehachse d verdrehbaren Ausgangsteil 3 mit der Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5.
Das Eingangsteil 2 ist mittels der Schrauben 6 an der Kurbelwelle 7 aufgenommen. Das Antriebsblech 8 mit den Befestigungsöffnungen für die Schrauben 6 ist zur Dämpfung von Axial-, Schirm- und/oder Taumelschwingungen der Kurbelwelle 7 axial flexibel ausgebildet und ist radial außen mittels nicht dargestellter Schrauben mit dem Massering 9 und dem Scheibenteil 10 verbunden.
Das Scheibenteil 10 und das Scheibenteil 11 sind miteinander dicht verbunden wie hier verschweißt. Das Scheibenteil 11 nimmt an seinem radial äußeren axialen Ansatz den Massering 9 auf. Die Scheibenteile 10, 11 bilden die Ringkammer 12, in der die Federeinrichtung 4 untergebracht ist. Die Federeinrichtung 4 ist aus über den Umfang verteilt angeordneten Bogenfederpaketen 13 mit ineinander geschachtelten Bogenfedern 14, 15 gebildet. Die in Umfangsrichtung benachbarten Stirnseiten der Bogenfedern 14, 15 sind jeweils eingangsseitig von nicht dargestellten Beaufschlagungseinrichtungen, beispielsweise in den Scheibenteilen 10, 11 vorgesehenen Anprägungen beaufsch lagt.
Das Ausgangsteil 3 enthält die radial innerhalb der Federeinrichtung 4 angeordnete Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 und das Abtriebsteil 16, das als Abtriebsnabe 17 mit dem Nabenflansch 18 und der Nabe 19 mit der Innenverzahnung 20 ausgebildet ist. Die Nabe 19 ist mit der Außenverzahnung 22 der Welle 21 beziehungsweise eines Wellenstumpfs drehschlüssig verbunden. Im Idealfall entspricht die Drehachse d der Drehachse der Welle 21. Im Falle eines Achsversatzes erfolgt ein Ausgleich innerhalb zwischen Eingangsteil 2 und Ausgangsteil 3 beispielsweise an der Federeinrichtung 4.
Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 enthält das Flanschteil 23, die beiden Seitenteile 24, 25, die Tellerfeder 26 und die über den Umfang verteilt angeordneten Niete 27. Das Flanschteil 23 dient der ausgangsseitigen Beaufschlagung der Bogenfedern 14, 15 und weist hierzu radial erweiterte Arme 28 auf, welche zwischen die in Umfangsrichtung benachbarten Stirnseiten der Bogenfedern 14, 15 eingreifen und diese in beide Umfangsrichtung beaufschlagen.
Das erste Seitenteil 24 ist mittels der Niete 27 der Vernietung 29 mit dem Nabenflansch 18 der Abtriebsnabe 17 verbunden. Die Niete 27 sind als Abstandbolzen 30 ausgebildet, die den axialen Erweiterungsbereich 31 und den sich an diesen anschließenden Setzkopf 32 aufweisen. An den Erweiterungsbereichen 31 sind mittels Innenprofilierungen 33, 34 das zweite Seitenteil 25 und die Tellerfeder 26 drehschlüssig aufgenommen und zentriert. Die Tellerfeder 26 stützt sich axial an den Setzköpfen 32 ab und ist gegen das zweite Seitenteil 25 axial vorgespannt, welches mit dem ersten Seitenteil 24 eine reibschlüssige Klemmverbindung mit dem Flanschteil 23 ausbildet. Die Setzköpfe 32 der Niete 27 bilden dabei das mit dem ersten Seitenteil 24 verbundene Widerlager 42 für die Tellerfeder 26.
An dem Flanschteil 23 sind beidseitig Reibbeläge 35 angeordnet, die axial gegenüberliegend angeordnet sind und im Wesentlichen die Klemmfläche zwischen den Seitenteilen 24, 25 und dem Flanschteil 23 einnehmen. In einer alternativen Ausführungsform können die Reibbeläge 35 an den Seitenteilen 24, 25 angebracht sein. Die Reibbeläge 35 können an den entsprechenden Bauteilen aufgeklebt sein und beispielsweise als Papierbeläge, aus Materialmischungen mit Reibmaterial oder als Reiblamellen hergestellt sein. Aufgrund der jeweils plan ausgebildeten Reibflächen zwischen den Reibbelägen und Gegenreibflächen aus Stahl kann abhängig von der Vorspannung der Tellerfeder 26 ein reproduzierbares und gegebenenfalls hohes Reibmoment eingestellt sein. Aufgrund eines nachhaltigen und reibungsarmen Betriebs der radial unmittelbar außerhalb des Flanschteils 23 angeordneten, mit Schmiermittel zur Befettung der Federeinrichtung 4 befüllten Ringkammer 12 wird eine konstante Einstellung des über die Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 übertragbaren maximalen Drehmoments über Lebensdauer erzielt.
Zur Einstellung einer Grundreibung zwischen Eingangsteil 2 und Ausgangsteil 3, einer Abdichtung der Ringkammer 12, zur axialen Positionierung des Ausgangsteils 3 gegenüber dem Eingangsteil 2 sind die beiden Reibringe 36, 37 vorgesehen, die mittels Zapfen 38 drehfest in den Scheibenteilen 10, 11 aufgenommen sind. Die axiale Vorspannung und Positionierung des Ausgangsteils 3 gegenüber dem Eingangsteil 2 übernimmt die Tellerfeder 39, die sich an dem zweiten Seitenteil 25 abstützt und an der Tellerfeder 26 zentriert ist. Die Tellerfeder 39 ist gegen den Reibring 37 vorgespannt, so dass sich das erste Seitenteil 24 an den Reibring 36 anlegt. Die axiale Vorspannung der Tellerfeder 39 ist gegenüber der Tellerfeder 26 zur Ausbildung der Wirkung der Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 im Wesentlichen vernachlässigbar. Um die Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 steifer auszubilden, kann zusätzlich zur Vernietung 29 die Vernietung 40 zwischen dem ersten Seitenteil 24 und dem Nabenflansch 18 bei einem größeren Durchmesser mittels der über den Umfang angeordneten Niete 41 vorgesehen sein.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungsdämpfer
2: Eingangsteil
3: Ausgangsteil
4: Federeinrichtung
5: Drehmomentbegrenzungseinrichtung
6: Schraube
7: Kurbelwelle
8: Antriebsblech
9: Massering
10: Scheibenteil
11: Scheibenteil
12: Ringkammer
13: Bogenfederpaket
14: Bogenfeder
15: Bogenfeder
16: Abtriebsteil
17: Abtriebsnabe
18: Nabenflansch
19: Nabe
20: Innenverzahnung
21: Welle
22: Außenverzahnung
23: Flanschteil
24: Seitenteil
25: Seitenteil
26: Tellerfeder
27: Niet
28: Arm
29: Vernietung
30: Abstandsbolzen
31: Erweiterungsbereich
32: Setzkopf
33: Innenprofilierung
34: Innenprofilierung
35: Reibbelag
36: Reibring
37: Reibring
38: Zapfen
39: Tellerfeder
40: Vernietung
41: Niet
42: Widerlager
d: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014218966 A1 [0002]

Claims

Drehschwingungsdämpfer (1) mit einem um eine Drehachse (d) angeordneten Eingangsteil (2) und einem gegenüber diesem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung (4) um die Drehachse (d) relativ verdrehbar angeordneten Ausgangsteil (3), wobei die Federeinrichtung (4) jeweils eingangsseitig und ausgangsseitig in Umfangsrichtung beaufschlagt ist und zwischen der Federeinrichtung (4) und einem Abtriebsteil (16) des Ausgangsteils (3) eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung (5) enthaltend ein die Federeinrichtung (4) ausgangsseitig beaufschlagendes Flanschteil (23) und beidseitig an diesem angeordnete und mittels einer axialen Klemmung einen Reibschluss mit diesem herstellende Seitenteile (24, 25), dadurch gekennzeichnet, dass das Flanschteil (23) zwischen einem ersten und einem zweiten Seitenteil (24, 25) mittels einer sich an einem Widerlager (42) des ersten Seitenteils (24) axial abstützenden und das zweite Seitenteil (25) gegen das Flanschteil (23) axial vorspannenden Tellerfeder (26) eingespannt ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Seitenteil (25) und die Tellerfeder (26) an dem Widerlager (42) drehschlüssig aufgenommen und zentriert sind.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Seitenteil und das Abtriebsteil, insbesondere eine Abtriebsnabe einteilig miteinander verbunden sind.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager aus aus dem ersten Seitenteil ausgestellten Laschen gebildet ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsteil (16) mittels einer Vernietung (29) mit dem ersten Seitenteil (24) verbunden ist und das Widerlager (42) mittels über den Umfang verteilt angeordneter Niete (27) der Vernietung (29) gebildet ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsteil (16) als Abtriebsnabe (17) ausgebildet ist und ein Nabenflansch (18) mit dem ersten Seitenteil (24) mittels der Vernietung (29) verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Niete (27) als Abstandsbolzen (30) ausgebildet sind, welche das erste Seitenteil (24) mit dem Nabenflansch (18) verbinden und axial beabstandet das Widerlager (42) bildende Setzköpfe (32) aufweisen.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Flanschteil (23) auf dem Nabenflansch (18) zentriert ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flanschteil (23) und den Seitenteilen (24, 25) axial gegenüberliegende, an dem Flanschteil (23) oder an den Seitenteilen (24, 25) befestigte Reibbeläge (35) vorgesehen sind.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibbeläge (35) befettet sind.