DE102019204842A1

DE102019204842A1 - Torsional vibration damper

Info

Publication number: DE102019204842A1
Application number: DE102019204842.0A
Authority: DE
Inventors: Tobias Dieckhoff; Jörg Sudau; Christoph Juretzka; Erwin Wack; Peter Hammer; Matthias Albert; Thomas Krüger; Laura Röder; Stefan Herzog; Miroslav Cizek; Vit Prosek; Jakub Sklenicka
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-04-04
Filing date: 2019-04-04
Publication date: 2020-10-08

Abstract

Drehschwingungsdämpfer (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend ein um eine Drehachse (A) drehbares Primärelement (2) und ein, gegen einen Energiespeicher (4) relativ zu dem Primärelement (2) verdrehbares Sekundärelement (8), wobei das Sekundärelement (8) zumindest aus einer Nabenscheibe (7) und aus einer Abtriebsnabe (10) besteht, wobei in einem Drehmomentweg zwischen der Nabenscheibe (7) und der Abtriebsnabe (10) eine Drehmomentüberlastkupplung (11) vorgesehen ist, wobei die Drehmomentüberlastkupplung (11) als eine Formschlusskupplung (20) ausgeführt ist, wobei der Formschluss bis zu einem Grenzdrehmoment (Mmax) die Nabenscheibe (7) mit der Abtriebsnabe (10) drehfest verbindet, wobei bei einem Überschreiten des Grenzdrehmoments (Mmax) der Formschluss unterbrochen wird, wodurch die Nabenscheibe (7) zu der Abtriebsnabe (10) verdrehbar ist

Torsional vibration damper (1) for a drive train of a motor vehicle, comprising a primary element (2) rotatable about an axis of rotation (A) and a secondary element (8) rotatable against an energy store (4) relative to the primary element (2), the secondary element (8 ) consists of at least one hub disk (7) and an output hub (10), a torque overload clutch (11) being provided in a torque path between the hub disk (7) and the output hub (10), the torque overload clutch (11) as a form-fit clutch (20), the form fit connecting the hub disk (7) to the output hub (10) in a rotationally fixed manner up to a limit torque (Mmax), the form fit being interrupted when the limit torque (Mmax) is exceeded, whereby the hub disk (7) is rotatable to the output hub (10)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Drehschwingungsdämpfer für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges wie beispielsweise ein Zweimassendämpfer 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 der Drehschwingungsdämpfer vorwiegend ein Primärelement sowie ein, gegen einen Energiespeicher verdrehbares Sekundärelement. Dabei wird ein, beispielsweise von einem Verbrennungsmotor in das Primärelement eingeleitetes Drehmoment von dem Sekundärelement wieder an den nachfolgenden Antriebsstrang abgegeben. Durch unterschiedliche Fahrzustände kann es dazu kommen, dass große Drehmomentspitzen im Antriebsstrang und damit auch über den Drehschwingungsdämpfer übertragen werden. Durch diese Drehmomentspitzen können Bauteile im Antreibsstrang beschädigt werden, da oftmals nicht alle Bauteile auf diese Drehmomentspitzen ausgelegt werden können.
Dabei ist mit der DE 8504809 ein Drehschwingungsdämpfer bekannt, der eine Überlastkupplung vorsieht, mit Hilfe dieser solch genannten Drehmomentspitzen abgefangen werden können. Dabei ist ein drehmomentübertragendes Bauteil des Drehschwingungsdämpfers mit einer Überlastkupplung, hier einer Rutschkupplung, versehen. Tritt nun solch eine Drehmomentspitze auf, so fängt die Rutschkupplung an zu rutschen und das Überlastmoment wird in Reibenergie abgeführt und damit die nachfolgenden Bauteile geschützt.
Nachteilig daran ist jedoch die Abstimmung der Überlastkupplung. Da das Antriebsmoment sicher übertragen werden muss und nur Drehmomentspitzen abgefangen werden sollen, ist die Rutschkupplung auf das zu übertragende Antriebsmoment abzustimmen. Dabei spielt der Reibwert, der Reibradius und die Anpresskraft eine entscheidende Rolle. Der Nachteil dieser Lösungen besteht darin, dass insbesondere der Reibwert großen fertigungstechnischen Schwankungen unterliegen kann und auch über die Gebrauchsdauer Einflüsse wie Korrosion und Verschleiß einen großen Einfluss auf das Auslösemoment der Kupplung haben. Da die Überlastkupplung so ausgelegt werden muss, dass das Motormoment sicher übertragen wird, liegt ihr Auslösemoment meist deutlich darüber. Dies hat zur Folge, dass die übrigen Komponenten des Antriebsstrangs so ausgelegt werden müssen, dass sie nicht nur das Motormoment ertragen können, sondern auch das deutlich darüber liegende maximale Moment, das bei der oberen Toleranzlage des Auslösemoments der Rutschkupplung auftreten kann.The present invention relates to a torsional vibration damper for a drive train of a motor vehicle. Torsional vibration damper for a drive train of a motor vehicle, such as a two-mass damper or a two-mass flywheel (DMF), are known per se. These are used, for example, in a drive train of a vehicle in order to dampen rotational irregularities introduced by an engine, for example, which can lead to torsional vibrations. The torsional vibration damper mainly comprises a primary element and a secondary element that can be rotated against an energy store. In this case, a torque introduced into the primary element by an internal combustion engine, for example, is released again from the secondary element to the subsequent drive train. Different driving conditions can lead to large torque peaks being transmitted in the drive train and thus also via the torsional vibration damper. These torque peaks can damage components in the drive train, since often not all components can be designed for these torque peaks.
It is with the DE 8504809 a torsional vibration damper is known which provides an overload clutch, with the help of these torque peaks can be intercepted. A torque-transmitting component of the torsional vibration damper is provided with an overload clutch, here a slip clutch. If such a torque peak now occurs, the slip clutch begins to slip and the overload torque is dissipated as frictional energy, thus protecting the following components.
The disadvantage of this, however, is the coordination of the overload clutch. Since the drive torque must be transmitted safely and only torque peaks are to be absorbed, the slip clutch must be adapted to the drive torque to be transmitted. The coefficient of friction, the friction radius and the contact force play a decisive role. The disadvantage of these solutions is that the coefficient of friction, in particular, can be subject to large fluctuations in production technology and influences such as corrosion and wear also have a major influence on the release torque of the clutch over the service life. Since the overload clutch has to be designed in such a way that the engine torque is safely transmitted, its release torque is usually significantly higher. As a result, the other components of the drive train have to be designed so that they can not only withstand the engine torque, but also the significantly higher maximum torque that can occur at the upper tolerance level of the release torque of the slip clutch.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Drehschwingungsdämpfer vorzusehen, wobei der Drehschwingungsdämpfer eine Überlastkupplung vorsieht, wobei ein Auslösemoment der Überlastkupplung im Betrieb und auf Grund fertigungstechnischer Toleranzen einer deutlich geringeren Streuung unterliegt als bei bisherigen Überlastkupplungen und wobei auch die Überlastkupplung über die Lebensdauer sicher funktioniert.It is therefore the object of the present invention to provide a torsional vibration damper, the torsional vibration damper providing an overload clutch, whereby a release torque of the overload clutch during operation and due to manufacturing tolerances is subject to a significantly smaller scatter than with previous overload clutches and the overload clutch also functions reliably over its service life .

Diese Aufgabe wird durch einen Drehschwingungsdämpfer für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges gelöst, wobei der Drehschwingungsdämpfer ein um eine Drehachse (A) drehbares Primärelement und ein, gegen einen Energiespeicher relativ zu dem Primärelement verdrehbares Sekundärelement umfasst, wobei das Sekundärelement zumindest aus einer Nabenscheibe und aus einer Abtriebsnabe besteht, wobei in einem Drehmomentweg zwischen der Nabenscheibe und der Abtriebsnabe eine Drehmomentüberlastkupplung vorgesehen ist, wobei die Drehmomentüberlastkupplung als eine Formschlusskupplung ausgeführt ist, wobei der Formschluss bis zu einem Grenzdrehmoment Mmax die Nabenscheibe mit der Abtriebsnabe drehfest verbindet, wobei bei einem Überschreiten des Grenzdrehmoments der Formschluss unterbrochen wird, wodurch die Nabenscheibe zu der Abtriebsnabe verdrehbar ist.This object is achieved by a torsional vibration damper for a drive train of a motor vehicle, the torsional vibration damper comprising a primary element rotatable about an axis of rotation (A) and a secondary element rotatable against an energy store relative to the primary element, the secondary element at least consisting of a hub disk and an output hub consists, wherein a torque overload clutch is provided in a torque path between the hub disk and the output hub, wherein the torque overload clutch is designed as a form-fit coupling, the form-fit up to a limit torque Mmax connects the hub disk to the output hub in a rotationally fixed manner, the positive locking being interrupted when the limit torque is exceeded, whereby the hub disk can be rotated relative to the output hub.

Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Formschlusskupplung einen Energiespeicher umfasst, wobei die Nabenscheibe in beiden axialen Richtungen an der Abtriebsnabe gegen eine Formschlussvorlast Fv des Energiespeichers gelagert ist.It can further be provided that the form-fit coupling comprises an energy store, the hub disk against a form-fit preload on the output hub in both axial directions Fv of the energy storage is stored.

Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn sich der Energiespeicher nur auf einer Seite der Nabenscheibe befindet.It can also be advantageous if the energy store is only located on one side of the hub disk.

Auch kann das Unterbrechen des Formschlusses der Formschlusskupplung durch eine axiale Positionsveränderung der Nabenscheibe in Richtung des Energiespeichers und gegen die Formschlussvorlast Fv erfolgen.Interrupting the form fit of the form fit coupling by changing the axial position of the hub disk in the direction of the energy store and against the form fit preload Fv respectively.

Auch kann der Formschluss durch zwei korrespondierende Kontaktgeometrien erfolgen, wobei bei dem Überschreiten des Grenzdrehmoments Mmax an den Kontaktgeometrien eine axiale Trennkraft Ft resultiert, die größer als die entgegengesetzte Vorlast Fv ist.The form fit can also take place by means of two corresponding contact geometries, with the limit torque being exceeded Mmax an axial separation force on the contact geometries Ft results that are greater than the opposite preload Fv is.

Auch kann es vorteilhaft sein, wenn die korrespondierenden Kontaktgeometrien an der Abtriebsnabe und an der Nabenscheibe vorgesehen sind.It can also be advantageous if the corresponding contact geometries are provided on the output hub and on the hub disk.

Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die korrespondierenden Kontaktgeometrien zum einen an der Abtriebsnabe oder an der Nabenscheibe und zum anderen an einem Zwischenelement vorgesehen sind, wobei das Zwischenelement mit dem anderen Element von Nabenscheibe oder Abtriebsnabe rehfest und in zumindest einer axialen Richtung verschiebefest vorgesehen ist.However, it can also be provided that the corresponding contact geometries are on the one hand on the output hub or on the hub disk and, on the other hand, are provided on an intermediate element, the intermediate element being provided in a fixed manner with the other element of the hub disk or the output hub and fixed in relation to movement in at least one axial direction.

Auch kann die Nabenscheibe eine erste Ausnehmung und die Abtriebsnabe eine zweite Ausnehmung vorsehen, wobei die erste und die zweite Ausnehmung axial zueinander gerichtet sind und wobei zwischen der ersten Ausnehmung und der zweiten Ausnehmung ein Formschlusselement vorgesehen ist, wobei das Formschlusselement bei einer geschlossenen Formschlusskupplung sowohl in die erste Ausnehmung, als auch in die zweite Ausnehmung eingreift und wobei bei dem Überschreiten des Grenzdrehmoments Mmax an dem Formschlusselement eine axiale Trennkraft Ft resultiert, die größer als die entgegengesetzte Vorlast Fv ist. Dabei sei hier erwähnt, dass die axial wirkende Kraftkomponente Ft abhängig ist von der Ausführungsform mindestens einer Ausnehmung und dem vorhandenen Drehmoment M bis Mmax. Wird Mmax überschritten, so wird die axiale Kraftkomponente Ft größer als die entgegenwirkende Formschlussvorlast Fv. Lässt man nun die noch vorhandenen Reibkräfte an den Kontaktstellen der Formschlusskupplung idealisiert unberücksichtigt, so bewirkt die axiale Kraftkomponente Ft, dass der Formschluss aufgehoben wird und die Formschlusskupplung wirkt als Überlastkupplung, in dem sie ein Verdrehen der Nabenscheibe zu der Abtriebsnabe zulässt. Hierdurch können Drehmomentspitzen abgefangen werden und es können die Bauteile im Antriebsstrang geschützt werden.The hub disk can also provide a first recess and the output hub a second recess, with the first and the second recess facing each other axially and with a form-locking element being provided between the first recess and the second recess, the form-locking element in a closed form-locking coupling both in the first recess as well as engages in the second recess, and when the limit torque is exceeded Mmax an axial separating force on the form-fit element Ft results that are greater than the opposite preload Fv is. It should be mentioned here that the axially acting force component Ft depends on the embodiment at least one recess and the torque present M. to Mmax . Becomes Mmax exceeded, the axial force component is exceeded Ft greater than the counteracting form-fit preload Fv . If the frictional forces still present at the contact points of the form-fitting coupling are now ideally disregarded, the axial force component has the effect Ft that the form-fit is canceled and the form-fit coupling acts as an overload coupling by allowing the hub disk to rotate relative to the output hub. This allows torque peaks to be absorbed and the components in the drive train can be protected.

Dabei kann das Formschlusselement als ein tonnenförmiger oder als ein rollenförmiger oder als ein nadelförmiger oder als ein kegelförmiger oder als ein kugelförmiger Wälzkörper ausgeführt sein. Dies ist vor allem abhängig von der bevorzugten Kontaktgeometrie an der das Formschlusselement anliegt, an dem zu übertragenden Drehmoment M, sowie von dem vorhandenen Bauraum.
Dabei können weiter bei allen genannten Ausführungsformen an der Nabenscheibe Tilgermassen angebracht werden, die relativ zu der Nabenscheibe verlagerbar sind und nach Art eines bekannten Schwingungstilgers arbeiten.The form-fit element can be designed as a barrel-shaped or as a roller-shaped or as a needle-shaped or as a conical or as a spherical roller body. This is primarily dependent on the preferred contact geometry on which the form-fit element rests, on the torque to be transmitted M. , as well as the available space.
In all of the above-mentioned embodiments, damper masses can be attached to the hub disk, which can be displaced relative to the hub disk and operate in the manner of a known vibration damper.

Es sei hier weiter erwähnt, dass die vorangehend angeführte Sekundärmasse, die zumindest aus der Nabenscheibe und der Abtriebsnabe besteht, lediglich zumindest zweiteilig ausgeführt ist, um die relative Verdrehung bei der Überlastfunktion der Formschlusskupplung zu ermöglichen. Dabei ist die hier benannte Abtriebsnabe nicht abschließend zu sehen. Die Abtriebsnabe kann ebenfalls als ein Abtriebselement ausgeführt sein, das beispielsweise eine Kupplung aufnimmt, wie dies beispielsweise bei Zweimassenschwungrädern (ZMS) der Fall ist.It should also be mentioned here that the above-mentioned secondary mass, which consists at least of the hub disk and the output hub, is only designed in at least two parts in order to enable the relative rotation in the overload function of the form-fitting clutch. The output hub named here cannot be seen as conclusive. The output hub can also be designed as an output element which, for example, receives a clutch, as is the case, for example, with dual mass flywheels (DMF).

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft beschrieben. Dabei zeigt die

1-6 einen Drehschwingungsdämpfer mit einer erfindungsgemäßen Formschlusskupplung.

The invention is described below by way of example. The

1-6 a torsional vibration damper with a form-fit coupling according to the invention.

In der 1 und der 2 ist ein Drehschwingungsdämpfer 1 mit einem Primärelement 2, welches beispielsweise über eine hier nicht dargestellte Kurbelwellenverschraubung mit einem Verbrennungsmotor verbunden werden kann. Das Primärelement ist weiter mit einem Deckblech 3 verbunden, wodurch ein Aufnahmeraum 5 für einen Energiespeicher 4 gebildet wird. Gegen die Kraft des Energiespeichers 4 ist ein Sekundärelement 8 um eine Drehachse A relativ zu dem Primärelement 2 verdrehbar vorgesehen. Dabei wird hier das Sekundärelement 8 durch eine Nabenscheibe 7 und eine Abtriebsnabe 10 gebildet, wobei die Nabenscheibe 7 mittels einer Überlastkupplung 11, hier in Form einer Formschlusskupplung 20, mit einer Abtriebsnabe 10 formschlüssig verbunden ist.In the 1 and the 2 is a torsional vibration damper 1 with a primary element 2 , which can be connected to an internal combustion engine, for example, via a crankshaft screw connection not shown here. The primary element is further with a cover plate 3 connected, creating a recording room 5 for an energy store 4th is formed. Against the power of the energy store 4th is a secondary element 8th about an axis of rotation A relative to the primary element 2 rotatable provided. This is where the secondary element is 8th through a hub disc 7th and an output hub 10 formed, the hub washer 7th by means of an overload clutch 11 , here in the form of a form-fit coupling 20th , with an output hub 10 is positively connected.

Die beiden Teile sind über eine Radiallagerung 19 um eine gemeinsame Drehachse A gegeneinander gelagert. Zwischen der Nabenscheibe 7 und der Abtriebsnabe 10 befindet sich ein Zwischenelement 40. Das Zwischenelement 40 verfügt auf der Seite zur Nabenscheibe 7 über eine Verdrehsicherung 17, welche mit einer korrespondierenden Verdrehsicherung 17 an der Nabenscheibe 7 einen Formschluss in Umfangsrichtung bildet. Über diesen Formschluss ist eine Drehmomentübertragung zwischen der Nabenscheibe 7 und dem Zwischenelement 40 möglich. Auf der zu einem Flansch 42 der Abtriebsnabe 10 gerichteten Seite des Zwischenelements 40 ist eine Kontaktgeometrie 23 vorgesehen. Diese Kontaktgeometrie 23 bildet mit einer korrespondierenden Kontaktgeometrie 21 am Flansch 42 der Abtriebsnabe 10 einen Formschluss in Umfangsrichtung. Dieser Formschluss ist so gestaltet, dass sich bei der Übertragung eines Drehmoments M eine axiale Kraftkomponente Ft zwischen der Abtriebsnabe 10 und dem Zwischenelement 29 ergibt. Diese Axialkraft Ft wird vom Zwischenelement 29 auf die Nabenscheibe 7 übertragen, an welcher es axial anliegt. An der gegenüberliegenden Seite der Nabenscheibe 7 wirkt eine Formschlussvorlast Fv eines Energiespeichers 24, hier in Form von geschichteten Tellerfedern, welcher sich wiederum über einen Sicherungsring 35 an der Abtriebsnabe 10 abstützt. Der Energiespeicher 24 drückt die Nabenscheibe 7 mit dem Zwischenelement 42 in den Formschluss mit der Abtriebsnabe 10. Übersteigt die axiale Kraftkomponente Ft im Kon-taktbereich zwischen der Abtriebsnabe 10 und dem Zwischenelement 29 die Formschlussvorlast Fv, sowie etwaige Reibkräfte, so kommt es zu einer axialen Positionsveränderung des Zwischenelements 42 mit der Nabenscheibe 7 in Richtung des Energiespeichers 24. Ab einer bestimmten axialen Position stehen die Kontakt Geometrien 21 und 23 nicht mehr im Eingriff und es besteht kein Formschluss mehr. Ab dann kann die Formschlusskupplung 20 nur noch ein wesentlich geringeres Drehmoment über die verbleibenden Reibstellen im Kraftfluss zwischen der Nabenscheibe 7 und der Abtriebsnabe 10 übertragen. Die Formschlusskupplung rutscht infolgedessen ihrem Zweck gemäß durch. Je nach Ausführung der Kontaktgeometrien 21 und 23 ergibt sich spätestens nach einem Verdrehwinkel von 360° zwischen der Abtriebsnabe 10 und der Nabenscheibe 7 bzw. dem Zwischenelement 13 erneut die Möglichkeit, dass die Kontaktgeometrien aufgrund der Federkraft des Energiespeichers 24 erneut in einen Formschluss miteinander gebracht werden. Über diesen Formschluss kann dann wieder ein erhöhtes Drehmoment übertragen werden bis zum Auslösemoment der Formschlusskupplung.The two parts have a radial bearing 19th mounted against each other about a common axis of rotation A. Between the hub washer 7th and the output hub 10 there is an intermediate element 40 . The intermediate element 40 has on the side facing the hub disc 7th via an anti-twist device 17th , which with a corresponding anti-twist device 17th on the hub disc 7th forms a form fit in the circumferential direction. This form fit is used to transmit torque between the hub disk 7th and the intermediate element 40 possible. On to a flange 42 the output hub 10 directed side of the intermediate element 40 is a contact geometry 23 intended. This contact geometry 23 forms with a corresponding contact geometry 21st on the flange 42 the output hub 10 a form fit in the circumferential direction. This form fit is designed so that when a torque is transmitted M. an axial force component Ft between the output hub 10 and the intermediate element 29 results. This axial force Ft is from the intermediate element 29 on the hub disc 7th transmitted, on which it rests axially. On the opposite side of the hub disc 7th a form-fit preload acts Fv an energy storage 24 , here in the form of layered disc springs, which in turn have a locking ring 35 on the output hub 10 supports. The energy storage 24 presses the hub disc 7th with the intermediate element 42 into the form fit with the output hub 10 . Exceeds the axial force component Ft in the contact area between the output hub 10 and the intermediate element 29 the form-fit preload Fv , as well as any frictional forces, there is an axial change in position of the intermediate element 42 with the hub disc 7th in the direction of the energy store 24 . The contacts are at a certain axial position Geometries 21st and 23 no longer engaged and there is no longer any form fit. From then on, the form-fit coupling 20th only a significantly lower torque over the remaining friction points in the power flow between the hub disc 7th and the output hub 10 transfer. As a result, the form-fit coupling slips through according to its purpose. Depending on the design of the contact geometries 21st and 23 results after a rotation angle of 360 ° between the output hub at the latest 10 and the hub washer 7th or the intermediate element 13 again the possibility that the contact geometries due to the spring force of the energy store 24 be brought into a form fit with each other again. An increased torque can then be transmitted again via this form fit up to the release torque of the form fit coupling.

Der Energiespeicher 24 wird vorzugsweise als Tellerfedern ausgeführt. In Bezug auf die Einbaulage der Tellerfedern ist es in der vorliegenden Anwendung besonders günstig, wenn sich der Betriebsbereich der Feder beim Ausrücken der Kupplung in einem Bereich mit einer fallenden Kennlinie im Kraft-Weg Diagramm der Feder befindet. Dadurch wird der Auslösevorgang beschleunigt und eine nach dem Auslösen vorliegende Auslösevorlast Fa somit geringer ist, als die Formschlussvorlast Fv.
Alternative Bauformen für den Energiespeicher 24 sind beispielsweise Schraubendruckfedern, Wellfederscheiben oder Blattfedern.The energy storage 24 is preferably designed as disc springs. With regard to the installation position of the disc springs, it is particularly advantageous in the present application if the operating range of the spring when the clutch is disengaged is in an area with a falling characteristic in the force-displacement diagram of the spring. This accelerates the release process and increases the release preload after the release fa is therefore lower than the form-fit preload Fv .
Alternative designs for the energy storage 24 are for example helical compression springs, corrugated spring washers or leaf springs.

Die 3 zeigt mit der 4 eine Ausführung nach dem gleichen Prinzip wie in den 1 und 2 bereits beschrieben, nur, dass hier eine Mehrzahl, hier vier gleichmäßig über dem Umfang verteilt, von Formschlusselementen 22 zwischen der Abtriebsnabe 10 und der Nabenscheibe 7 vorgesehen sind. Dabei ist in der Nabenscheibe 7 je Formschlusselement 22 eine Kontaktgeometrie 23 vorgesehen, die das Formschlusselement 22 aufnimmt. Die Kontaktgeometrie 23 führt das Formschlusselement 22 in tangentialer und radialer Richtung. Sie ist nur so tief, dass das Formschlusselement 22 axial aus der Nabenscheibe 7 hervorsteht und dadurch im Formschlusszustand auch eine axiale Überdeckung mit der Kontaktgeometrie 21 der Abtriebsnabe 10 eingeht. Die Abtriebsnabe 10 verfügt über mindestens so viele Kontaktgeometrien 21, hier als Nocken ausgeführt, wie es Formschlusselemente 22 gibt.The 3 shows with the 4th an execution according to the same principle as in the 1 and 2 already described, only that here a plurality, here four evenly distributed over the circumference, of form-fit elements 22nd between the output hub 10 and the hub washer 7th are provided. It is in the hub disc 7th per form-fit element 22nd a contact geometry 23 provided that the form-locking element 22nd records. The contact geometry 23 guides the form-fit element 22nd in tangential and radial directions. It is only so deep that the form-fit element 22nd axially from the hub disc 7th protrudes and thereby also an axial overlap with the contact geometry in the form-fit state 21st the output hub 10 comes in. The output hub 10 has at least as many contact geometries 21st , executed here as a cam, as there are form-fit elements 22nd gives.

Mindestens eine der Kontaktgeometrien 21 oder 23 ist derart gestaltet, dass bei der Übertragung eines Drehmoments M auf Formschlusselemente 22 eine axiale Kraftkomponente Ft entsteht, durch welche der Kontakt auseinander gedrückt wird. Diese Kraft wird über die Nabenscheibe 7 auf Formschlussvorlast Fv des Energiespeichers 24 übertragen und stützt sich am Sicherungsring 35 ab. Beim Überschreiten der Formschlussvorlast Fv des Energiespeichers 24 kommt es infolge dieser Axialkraft zu einer axialen Verlagerung der Nabenscheibe 7 in Richtung Energiespeichers 22. Sobald in tangentialer Richtung kein Formschluss mehr zwischen den Formschlusselementen 22 und mindestens einer Kontaktgeometrie 21 oder 23 besteht, rutscht die Kupplung ihrer Funktion gemäß durch und es wird nur noch ein deutlich geringeres Moment über die verbliebenen Reibstellen übertragen.At least one of the contact geometries 21st or 23 is designed in such a way that when transmitting a torque M. on positive locking elements 22nd an axial force component Ft arises through which the contact is pushed apart. This force is via the hub disc 7th on form-fit preload Fv of the energy storage 24 transferred and based on the locking ring 35 from. When the form fit preload is exceeded Fv of the energy storage 24 This axial force leads to an axial displacement of the hub disk 7th towards energy storage 22nd . As soon as there is no more form fit in the tangential direction between the form fit elements 22nd and at least one contact geometry 21st or 23 exists, the clutch slips according to its function and only a significantly lower torque is transmitted via the remaining friction points.

Weiter sei hier noch erwähnt, dass auch hier an der Nabenscheibe 7 Tilgermassen 96, 97 vorgesehen sein können, die zu der Nabenscheibe 7 verlagerbar sind und als bekannter Schwingungstilger funktionieren.
Hier nicht dargestellt kann auch ein Käfig zwischen den Formschlusselementen bzw. zwischen einem Formschlusselement und einem Umgebungselement eingesetzt werden, um die Position und die Ausrichtung des Formschlusselements zu sichern.
Auch können die Kontaktgeometrien so ausgelegt werden, dass die Formschlusskörper auch bei ausgerückter Formschlusskupplung eine Überdeckung in Umfangsrichtung zur Nabenscheibe oder zur Abtriebsnabe behalten. Dann tritt hier jedoch Gleitreibung auf. Sie können auch so gestaltet sein, dass die Formschlusskörper axial aus beiden Elementen, also aus der Nabenscheibe und der Abtriebsnabe komplett ausrücken. Das hat den Vorteil, dass an beiden Kontaktbereichen, nämlich zu der Nabenscheibe und der Abtriebsnabe eine Rollreibung auftritt.It should also be mentioned here that also here on the hub disc 7th Absorber masses 96 , 97 can be provided to the hub disc 7th are displaceable and function as a known vibration absorber.
Not shown here, a cage can also be used between the form-fit elements or between a form-fit element and a surrounding element in order to secure the position and the alignment of the form-fit element.
The contact geometries can also be designed in such a way that the form-fit bodies retain an overlap in the circumferential direction of the hub disk or the output hub even when the form-fit coupling is disengaged. However, sliding friction then occurs here. They can also be designed in such a way that the form-fit bodies completely disengage axially from both elements, ie from the hub disk and the output hub. This has the advantage that rolling friction occurs in both contact areas, namely with the hub disk and the output hub.

Die 5 und 6 zeigen eine vereinfachte Ausführung der Formschlusskupplung 20, die sich dadurch auszeichnet, dass auf ein Zwischenelement zwischen der Abtriebsnabe 10 und der Nabenscheibe 7 verzichtet wurde.
Vielmehr wurden hier die Kontaktgeometrien 21, 23 für den Formschluss direkt auf die Nabenscheibe 7 und auf die Abtriebsnabe angebracht und bilden einen tangentialen Formschluss. Mindestens eine der Kontaktgeometrien 21 und/oder 23 verfügt über eine schräge bzw. gekrümmte Flanke, so dass bei der Übertragung eines Drehmoments eine axiale Kraftkomponente Ft zwischen der Abtriebsnabe 10 und der Nabenscheibe 7 entsteht, durch welche die Nabenscheibe 7 in Richtung und gegen die Formschlussvorlast Fv des Energiespeichers 22 axial verlagert wird, sobald die Formschlussvorlast Fv durch die axiale Kraft Ft überwunden wird.The 5 and 6th show a simplified version of the form-fit coupling 20th , which is characterized by the fact that on an intermediate element between the output hub 10 and the hub washer 7th was waived.
Rather, the contact geometries were here 21st , 23 for the form fit directly on the hub disc 7th and attached to the output hub and form a tangential form fit. At least one of the contact geometries 21st and or 23 has an inclined or curved flank, so that an axial force component is generated when a torque is transmitted Ft between the output hub 10 and the hub washer 7th arises through which the hub disc 7th towards and against the form-fit preload Fv of the energy storage 22nd is axially displaced as soon as the form-fit preload Fv by the axial force Ft is overcome.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: DrehschwingungsdämpferTorsional vibration damper
22: PrimärelementPrimary element
33: DeckblechCover plate
44th: EnergiespeicherEnergy storage
55: AufnahmeraumRecording room
77th: NabenscheibeHub washer
88th: SekundärelementSecondary element
1010: AbtriebsnabeOutput hub
1111: DrehmomentüberlastkupplungTorque overload clutch
1616: erstes Bauteilfirst component
1717th: VerdrehsicherungAnti-twist device
1818th: zweites Bauteilsecond component
1919th: RadiallagerungRadial bearing
2020th: FormschlusskupplungForm-fit coupling
2121st: KontaktgeometrieContact geometry
2222nd: FormschlusselementForm-fit element
2323: KontaktgeometrieContact geometry
2424: EnergiespeicherEnergy storage
2525th: TellerfederDisc spring
2626th: erste Ausnehmungfirst recess
2727: SchraubenfederCoil spring
2828: zweite Ausnehmungsecond recess
2929: ZwischenelementIntermediate element
3535: SicherungsringLocking ring
4040: ZwischenelementIntermediate element
4242: Flanschflange
9696: TilgermasseDamper mass
9797: TilgermasseDamper mass
FvFv: FormschlussvorlastForm-fit preload
Fafa: AuslösevorlastRelease preload
FtFt: AusrückkraftRelease force
MM.: DrehmomentTorque
MmaxMmax: GrenzdrehmomentLimit torque

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 8504809 [0001]

Claims

Torsional vibration damper (1) for a drive train of a motor vehicle, comprising a primary element (2) rotatable about an axis of rotation (A) and a secondary element (8) rotatable against an energy store (4) relative to the primary element (2), the secondary element (8 ) consists of at least one hub disk (7) and an output hub (10), a torque overload clutch (11) being provided in a torque path between the hub disk (7) and the output hub (10), characterized in that the torque overload clutch (11) is designed as a form-fit coupling (20), the form-fit connection connecting the hub disk (7) to the output hub (10) in a rotationally fixed manner up to a limit torque (Mmax), the form-fit being interrupted when the limit torque (Mmax) is exceeded, whereby the hub disk (7) can be rotated relative to the output hub (10).

Torsional vibration damper (1) Claim 1 , characterized in that the form-fit coupling (20) comprises an energy store (24), the hub disk (7) being mounted in both axial directions on the output hub (10) against a form-fit preload (Fv) of the energy store (24).

Torsional vibration damper (1) Claim 2 , characterized in that the energy store (24) is only on one side of the hub disk (7).

Torsional vibration damper (1) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the form fit of the form fit coupling (20) is interrupted by an axial position change of the hub disk (7) in the direction of the energy store (24) and against the form fit preload (Fv).

Torsional vibration damper (1) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the form fit is achieved by two corresponding contact geometries (21, 23), with an axial separating force (Ft) which is greater than the opposite preload (Fv) results when the limit torque (Mmax) is exceeded on the contact geometries.

Torsional vibration damper (1) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the corresponding contact geometries (21, 23) are provided on the output hub (10) and on the hub disk (7).

Torsional vibration damper (1) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the corresponding contact geometries (21, 23) are provided on the one hand on the output hub (10) or on the hub disk (7) and on the other hand on an intermediate element (40), the intermediate element (40) with the other element of the hub disk (7) or the output hub (10) is non-rotatable and non-displaceable in at least one axial direction.

Torsional vibration damper (1) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the hub disk (7) provides a first recess (26) and the output hub (10) provides a second recess (28), wherein the first and the second recess (26, 28) are axially directed towards each other and wherein between the A form-fit element (22) is provided in the first recess (26) and the second recess (28), the form-fit element (22) both in the first recess (26) and in the second recess (28) when the form-fit coupling (20) is closed ) engages and when the limit torque (Mmax) is exceeded on the form-fit element (22), an axial separation force (Ft) results which is greater than the opposite preload (Fv).

Torsional vibration damper (1) Claim 8 , characterized in that the form-locking element (22) is designed as a barrel-shaped or as a roller-shaped or as a needle-shaped or as a conical or a spherical roller body.

Torsional vibration damper (1) according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that damper masses (96, 97) are attached to the hub disk (7) and can be displaced relative to the hub disk (7).