-
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, der als ein Zweimassenschwungrad ausgeführt ein Primärteil und ein Sekundärteil umfasst, die um eine Drehachse drehbar und relativ zueinander verdrehbar sind und zwischen denen eine Bogenfedern einschließende Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist und das Sekundärteil einen Drehmomentbegrenzer einschließt.
-
Drehschwingungsdämpfer werden zur Dämpfung von Drehschwingungen in Antriebssträngen von brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugen eingesetzt. Auslöser von Drehschwingungen ist die periodische Taktung der Hubkolbenbrennkraftmaschine, die in Kombination mit der Zylinderzündfolge zu einer Drehungleichförmigkeit der Kurbelwelle führt. Aufgrund der Verbrennungsvorgänge der Brennkraftmaschine stellt sich eine Drehungleichförmigkeit ein, die auf den Antriebsstrang des Fahrzeugs übertragen Komforteinbußen verursacht. Eine Dämpfung der von der Brennkraftmaschine ausgehenden Schwingungen verbessert den Fahrkomfort.
-
In der Start- und Stoppphase der Brennkraftmaschine kann eine unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegende Eigenfrequenz den auch Zweimassenschwungrad (ZMS) genannten Drehschwingungsdämpfer beaufschlagen. Dabei auftretende erhöhte Schwingungsamplituden führen zu einer gesteigerten Geräuschentwicklung des Antriebsstrangs wie des Getriebes und/oder der Kupplung, verbunden mit einer zusätzlichen Bauteilbelastung des ZMS. Um diesen nachteiligen Effekt zu vermeiden und zur weiteren Isolation von in den Antriebsstrang eingebrachten Drehschwingungen ist es bekannt, in den Drehschwingungsdämpfer einen als Reibeinrichtung ausgeführten Drehmomentbegrenzer zu integrieren.
-
In der
DE 10 2014 211 603 A1 ist ein gattungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer gezeigt, dessen Zweimassenschwungrad ein Primärteil und ein Sekundärteil sowie eine auch Bogenfederanordnung genannte Dämpfungseinrichtung einschließt. Das mehrteilige Sekundärteil umfasst einen mit der Dämpfungseinrichtung zusammenwirkenden Bogenfederflansch sowie einen auch Abtriebsnabe genannten Abtriebsflansch, die über einen Drehmomentbegrenzer verbunden sind.
-
Aus der
DE 100 10 953 A1 ist ein mehrstufig aufgebauter Drehschwingungsdämpfer bekannt, der zwei radial übereinander angeordnete Dämpferstufen umfasst. Dabei ist die erste radial äußere Dämpferstufe mit Bogenfedern und die zweite innere Dämpferstufe mit Schraubendruckfedern bestückt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen funktional verbesserten Drehschwingungsdämpfer mit Drehmomentbegrenzer bereitzustellen, der geräuschgedämpft, vor Überlast geschützt sowie einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
-
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen die Merkmale des Anspruchs 1 einschließenden Drehschwingungsdämpfer gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
-
Der erfindungsgemäß aufgebaute Drehschwingungsdämpfer schließt einen weitestgehend reibungsfrei wirkenden Vordämpfer ein, welcher radial nach außen versetzt zu dem Drehmomentbegrenzer innerhalb des Drehschwingungsdämpfers positioniert ist.
-
Der ergänzend zu dem Drehmomentbegrenzer in dem Drehschwingungsdämpfer integrierte Vordämpfer bietet einen wichtigen Baustein zum Schutz des Drehmomentbegrenzers vor einer Überlast. Weiterhin unterbindet der integrierte, weitestgehend reibungsfreie, zumindest reibungsarme Vordämpfer wirksam eine Geräuschentwicklung des Drehmomentbegrenzers.
-
Das erfindungsgemäße Konzept verhindert damit beispielsweise wirksam ein Verzahnungsklappern und oder bei einer Hybridanwendung des Drehschwingungsdämpfers ein Leerlaufrasseln beim Laden der Batterie während eines Anstiegs oder Abfalls des Drehmomentes der Brennkraftmaschine.
-
Dabei ist der Vordämpfer zur Erzielung einer verbesserten, optimierten Isolation so konstruiert, dass dieser unabhängig von der Grundreibung des Dämpfers eine Kennlinie mit einer möglichst flachen Steigung aufweist. Gleichzeitig stellt sich durch die Erfindung ein optimierter, höherer Isolationsgrad ein, der steigende Isolationsanforderungen bzw. geforderte Isolationstargets hinsichtlich NVH (Noise, Vibration, Harshness) für Drehschwingungsdämpfer allgemein und speziell für Hybrid-Anwendungen erfüllt. Damit verbunden reduzieren sich die hör- oder spürbaren Schwingungen in Kraftfahrzeugen, wodurch sich der Komfort entscheidend verbessert. Der einfach aufgebaute, kostengünstig realisierbare Vordämpfer ist vorteilhaft geschützt und bauraumoptimiert innerhalb des vorhandenen Bauraums von dem Drehschwingungsdämpfer integriert.
-
Ein bevorzugter konstruktiver Aufbau sieht vor, dass der Vordämpfer einen zwischen zwei beabstandeten Seitenscheiben geführten Tellerfederflansch einschließt, der über umfangsverteilt angeordnete Druckfedern kraftschlüssig mit seitlich dem Tellerfederflansch zugeordneten Seitenscheiben verbunden ist. Die vorzugsweise als Schraubendruckfedern ausgeführten Druckfedern sind dabei in Federfenstern der Seitenscheiben und des Tellerfederflansches eingesetzt und abgestützt. Der Durchmesser der Druckfedern übertrifft dabei die Breite der zusammengefügten Bauteile Tellerfederflansch und Seitenscheiben. Die Federfenster sind in dem scheibenartig gestalteten Tellerfederflansch jeweils so angeordnet, dass sich im Bereich der Federfenster radial innenseitig ein relativ breiter Kraftrand einstellt. Weiterhin ist vorgesehen, dass jeder Seitenscheibe des Vordämpfers ein Reibring zugeordnet ist. Ein erster Reibring ist dabei unmittelbar an dem Primärteil und ein weiterer Reibring mittelbar über eine zugehörige Tellerfeder an einem Primärteildeckel axial vorgespannt positioniert und gleichzeitig radial geführt. Aufgrund dieser Reibringanordnung ist der auch Fettraum genannte, zur Aufnahme der Bogenfedern bestimmte Bauraum der Dämpfungseinrichtung abgedichtet.
-
In dem auch Normallastbetrieb genannten Betriebszustand des Drehschwingungsdämpfers verdrehen sich das Primärteil und das Sekundärteil relativ zueinander entgegen der Wirkung von den Bogenfedern der Dämpfungseinrichtung um die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers. Dagegen ist bei geringen Lasten der Vordämpfer wirksam, dessen Druckfeder-Kennlinie klein bzw. flach ausgelegt ist gegenüber der Kennlinie von den Bogenfedern der Dämpfungseinrichtung. Folglich werden bei geringen bzw. kleinen anliegenden Drehmomenten die Bogenfedern nicht komprimiert, während sich zwischen dem Tellerfederflansch und den Seitenscheiben die Wirkung des Vordämpfers entfaltet.
-
Die beidseitig an dem Tellerfederflansch geführten Seitenscheiben des Vordämpfers sind über Stufenbolzen axial beabstandet verbunden. Die bevorzugt vernieteten Stufenbolzen greifen ebenfalls spielbehaftet in bogenförmige Aussparungen des Tellerfederflansches ein, wodurch die Seitenscheiben gleichzeitig gegenüber dem Tellerfederflansch radial geführt sind.
-
Der dem Sekundärteil zugeordnete Drehmomentbegrenzer des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers wird mittels des Tellerfederflansches gebildet, der radial innenseitig kraftschlüssig in einer Aufnahme geführt ist. Die Aufnahme ist axial begrenzt durch zwei entgegengesetzt nach außen gekröpfte Abschnitte einer Stützscheibe und einer Trägerscheibe, wobei die Scheiben über radial nach innen versetzte Nietverbindungen verbunden sind. Weiterhin ist die Trägerscheibe mit einer zentralen Abtriebsnabe des Sekundärteils drehfixiert, vorzugsweise stoffschlüssig verbunden.
-
Ferner ist zur Bildung des Drehmomentbegrenzers erfindungsgemäß vorgesehen, dass im Bereich der Aufnahme beidseitig von dem Tellerfederflansch ein Reibbelag vorgesehen ist, der jeweils einem die Kontaktfläche begrenzenden Bauteil bevorzugt an der Stützscheibe und der Trägerscheibe zugeordnet ist.
-
Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer mit Drehmomentbegrenzer und integriertem Vordämpfer eignet sich für Hybridanwendungen und ist vorzugsweise als DK-Hybriddämpfer ausgelegt. Dabei ist der verfügbare Bauraum bzw. sind die Einbauverhältnisse für den Kraftfahrzeugantrieb durch Umgebungsbauteile wie beispielsweise Elektromotor und Doppelkupplung beeinflusst. Weiterhin eignet sich der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer für PKW-Antriebstränge mit besonderen Anforderungen hinsichtlich einer Leerlaufisolation sowie für serielle, seriell-parallele und/oder leistungsverzweigte Hybridanwendungen.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einem in vier Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das in den Figuren gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigt:
- 1: in einem Teilschnitt einen erfindungsgemäß aufgebauten Drehschwingungsdämpfer in einer Perspektive;
- 2: einen Ausschnitt des Drehschwingungsdämpfers gemäß 1;
- 3: eine Ansicht zur Verdeutlichung der Anordnung des Vordämpfers:
- 4: in einer Einzelteilzeichnung den Tellerfederflansch des Drehschwingungsdämpfers.
-
Die 1 und die 2 zeigen Teilschnitte von einem als Zweimassenschwungrad aufgebauten Drehschwingungsdämpfer 1, der beispielsweise in einem für eine Hybridanwendung bestimmten Antriebsstrang (nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeugs einsetzbar ist. Antriebsseitig ist der Drehschwingungsdämpfer 1 mit einer Brennkraftmaschine und abtriebsseitig mit einer Welle oder einer Kupplung verbunden. Der auch Torsionsdämpfer genannte Drehschwingungsdämpfer 1 umfasst brennkraftmaschinenseitig ein auch Eingangsteil genanntes Primärteil 2 und abtriebsseitig ein auch Ausgangsteil genanntes Sekundärteil 3, die um eine Drehachse gemeinsam drehbar und relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind. Dabei sind das Primärteil 2 und das Sekundärteil 3 über eine Bogenfedern (nicht gezeigt) einschließende Dämpfungseinrichtung 4 bekannten Aufbaus und bekannter Wirkungsweise verbunden. Die Bogenfedern sind einerseits an Anschlägen (nicht gezeigt) des Primärteils 2 und andererseits an Flanschflügeln von einem Tellerfederflansch 5 des mehrteiligen Sekundärteils 3 abgestützt. Das Sekundärteil 3 umfasst zentrisch weiterhin eine beispielsweise mit einer Abtriebswelle verbundene Abtriebsnabe 6, an der eine Trägerscheibe 7 drehfixiert befestigt ist. Mittels umlaufender Nietverbindungen 8 ist radial außenseitig an der Trägerscheibe 7 eine Stützscheibe 9 befestigt, die entgegengesetzt gekröpft sind und gemeinsam eine in radialer Richtung offene Aufnahme 10 axial begrenzen, in der der Tellerfederflansch 5 zur Bildung eines Drehmomentbegrenzers 11 eingreift, wobei der Tellerfederflansch 5 jeweils über einen Reibbelag 18, 19 geführt ist.
-
Radial oberhalb des Drehmomentbegrenzers 11 ist in dem Drehschwingungsdämpfer 1 ein Vordämpfer 12 integriert, der zwei Seitenscheiben 16, 17 umfasst, die beiderseits des Tellerfederflansches 5 angeordnet und über Stufenbolzen 24 miteinander verbunden sind, wobei die Stufenbolzen 24 in bogenförmige Aussparungen 25 (gezeigt in 4) des Tellerfederflansches 5 eingepasst sind und damit eine radiale Führung der Seitenscheiben 16, 17 bewirken. Weiterhin umfasst der Vordämpfer 12 umfangsverteilt in Federfenster 15 der Seitenscheiben 16, 17 und Federfenster 14 des Tellerfederflansches 5 (gezeigt in 4) aufgenommene, als Schraubendruckfedern ausgeführte Druckfedern 13, die im Betriebszustand von dem Tellerfederflansch 5 in Umfangsrichtung beaufschlagt werden.
-
Jeder Seitenscheibe 16, 17 ist axial außenseitig ein Reibring 19, 20 zugeordnet, wobei mittels einer Tellerfeder 22 der Reibring 20 und folglich der Tellerfederflansch 5 axial vorgespannt positioniert sind. Der Reibring 19 ist unmittelbar an dem Primärteil 2 und der Reibring 20 mittelbar über die Tellerfeder 22 an einem Primärteildeckel 23 abgestützt, so dass sich über die Reibringe 19, 20 eine Grundreibung zwischen dem Primärteil 2 und dem Sekundärteil 3 einstellen kann.
-
Ein Arbeitsbereich des Vordämpfers 12 definiert einen Freiwinkel (nicht gezeigt), mit dem der Tellerfederflansch 5 in die für die Druckfedern 13 bestimmten Federfenstern 14, 15 eingreift.
-
Im Betriebszustand des Drehschwingungsdämpfers 1 verdrehen sich das Primärteil 2 und das Sekundärteil 3 entgegen der Wirkung von den Bogenfedern der Dämpfungseinrichtung 4 um die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers 1, dagegen ist bei geringen Lasten der Vordämpfer 12 wirksam. Die Kennlinie der Druckfedern 13 ist klein bzw. flach gegenüber der Bogenfederkennlinie der Dämpfungseinrichtung, so dass bei anliegenden kleinen Drehmomenten die Bogenfedern noch nicht komprimiert werden, während sich zwischen dem Tellerfederflansch 5 und den Seitenscheiben 16, 17 die Wirkung des Vordämpfers 12 entfaltet. Hierbei tritt lediglich eine Relativverlagerung zwischen den Seitenscheiben 16, 17 und dem Tellerfederflansch 5 auf, so dass im Bereich der Wirkung des Vordämpfers 7 eine Grundreibung zwischen dem Primärteil 2 und dem Sekundärteil 3 unwirksam ist.
-
Die 3 und die 4 zeigen Teilbereiche bzw. ein Einzelteil des Drehschwingungsdämpfers 1 zur Verdeutlichung weiterer Details bzw. des Aufbaus von dem Vordämpfer 12. In 3 ist die Seitenscheibe 17 vollumfänglich gezeigt, die vier symmetrisch verteilt angeordnete Federfenster 15 mit jeweils einer Druckfeder 13 vorsieht. Gemäß 4, die in einer Einzelteilzeichnung den Trägerflansch 5 zeigt, weist dieser neben vier für die Druckfedern 13 bestimmte Federfenster 15 weiterhin insgesamt sechs Aussparungen 25 auf. Die bogenförmig verlaufenden Aussparungen 25 sind zur Aufnahme der Stufenbolzen 24 bestimmt, mit denen die Seitenscheiben 16, 17 verbunden sind. Übereinstimmend sind die Federfenster 15 sowie die Aussparungen 25 so in dem scheibenartigen Trägerflansch 5 eingebracht, dass sich ein relativ breiter Kraftrand 26 zu der radial inneren Kontur von dem Trägerflansch 5 einstellt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Primärteil
- 3
- Sekundärteil
- 4
- Dämpfungseinrichtung
- 5
- Tellerfederflansch
- 6
- Abtriebsnabe
- 7
- Trägerscheibe
- 8
- Nietverbindung
- 9
- Stützscheibe
- 10
- Aufnahme
- 11
- Drehmomentbegrenzer
- 12
- Vordämpfer
- 13
- Druckfeder
- 14
- Federfenster (Tellerfederflansch)
- 15
- Federfenster (Seitenscheibe)
- 16
- Seitenscheibe
- 17
- Seitenscheibe
- 18
- Reibbelag
- 19
- Reibbelag
- 20
- Reibring
- 21
- Reibring
- 22
- Tellerfeder
- 23
- Primärteildeckel
- 24
- Stufenbolzen
- 25
- Aussparung
- 26
- Kraftrand
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014211603 A1 [0004]
- DE 10010953 A1 [0005]
