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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für einen vollelektrisch oder hybrid betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Primärteil, welches antriebsseitig mit dem Antriebsstrang koppelbar ist und einem Sekundärteil, das abtriebsseitig an den Antriebsstrang koppelbar ist, wobei das Primärteil und das Sekundärteil zueinander um eine gemeinsame Drehachse entgegen der Wirkung mindestens einer Federeinrichtung verdehbar sind, und das Sekundärteil Mittel aufweist, durch die die in Umfangsrichtung des Drehschwingungsdämpfers wirkende Federeinrichtung komprimierbar ist.
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Drehschwingungsdämpfer sind zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors grundsätzlich bekannt. Beispielsweise ist aus der
DE 10 2008 004 70 A1 ein Zweimassenschwungrad bekannt, bei dem zur Drehschwingungsdämpfung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors ein Primärschwungrad über eine Bogenfeder mit einem relativ zum Primärschwungrad verdrehbaren Sekundärschwungrad gekoppelt ist. Die Bogenfeder ist in einem Bogenfederkanal angeordnet, wobei eine Kanalwand des Bogenfederkanals durch das Primärschwungrad ausgebildet ist. In den Bogenfederkanal ragt ein Flansch der des Sekundärschwungrads hinein, der über einen Reibring an der Kanalwand abgestützt ist.
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Ein weiterer gattungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer ist beispielsweise aus der Druckschrift
WO14094761A1 bekannt. Der dort offenbarte Drehschwingungsdämpfer weist ein Eingangsteil und ein entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung aus über den Umfang verteilt angeordneten Bogenfedern begrenzt verdrehbares Ausgangsteil auf, welches eine Rückhalteschale für die Bogenfedern unter Fliehkrafteinwirkung aufweist. Die ausgangsseitigen Beaufschlagungsmittel des Ausgangsteils sind aus Mitnahmeelementen gebildet, die aus dem Ausgangsteil ausgestellt sind.
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Diese Dämpfer können zusätzlich ein Fliehkraftpendel (FKP) aufweisen, da bei hohen Anregungen die Verwendung eines Fliehkraftpendels oft notwendig ist, um die Anforderungen an eine möglichst hohe Isolation zu erfüllen. Dabei kann die Lage des Fliehkraftpendels entscheidend für die Isolation sein, z. B. kann es von großem Vorteil sein, wenn das Fliehkraftpendel an der Turbine bzw. am Dämpferausgang sitzt. Derartige Dämpfer werden oft axialseitig durch Axiallager gegenüber anderen Bauteilen mit anderen Drehzahlen in der Getriebeglocke abgestützt.
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Bei dieser Art von Drehschwingungsdämpfern werden hierzu in der Regel entweder Axiallager verwendet, welche durch einen Sicherungsring oder eine entsprechende Geometrie an der Nabe gesichert werden oder die Axiallager werden in die Turbinennabe eingeclipst.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine möglichst kostengünstige Lösung zu finden, mit welcher eine Scheibe eines Drehschwingungsdämpfers mit der Dämpfernabe verbunden werden kann und gleichzeitig auch noch eine für ein Axiallager vorgesehene Geometrie vorweist, an welcher dieses Lager montagefreundlich angeordnet werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für einen vollelektrisch oder hybrid betreibbaren Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Primärteil, welches antriebsseitig mit dem Antriebsstrang koppelbar ist und einem Sekundärteil, das abtriebsseitig an den Antriebsstrang koppelbar ist, wobei das Primärteil und das Sekundärteil zueinander um eine gemeinsame Drehachse entgegen der Wirkung mindestens einer Federeinrichtung verdehbar sind, und das Sekundärteil Mittel aufweist, durch die die in Umfangsrichtung des Drehschwingungsdämpfers wirkende Federeinrichtung komprimierbar ist, wobei der Drehschwingungsdämpfer eine drehfest mit einer Dämpfernabe befestigte ringförmige Lagerscheibe aufweist, an der ein Formschlussmittel ausgebildet ist, mittels dessen eine Laufscheibe eines Axiallagers drehmomentübertragend mit der Lagerscheibe verbunden ist.
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Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer weist somit eine Lagerscheibe auf, welche entweder verdrehfest mit der Dämpfernabe oder mit einem an der Dämpfernabe verbundenen bzw. im Eingriff befindlichem (z. B. verzahntem) Bauteil verbunden ist. Dabei wird an dieser Lagerscheibe bzw. an dem eben erwähntem Bauteil auch ein Axiallager befestigt (z. B. über Clipsgeometrie). Zusätzlich kann diese Lagerscheibe auch ein Federfenster und/oder eine Pendelbahn besitzen. Die Turbine kann ebenfalls an der Lagerscheibe durch z. B. eine Vernietung angebracht werden.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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Ein erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer kann insbesondere die Aufgabe haben, Schwingungen zwischen einem Motor, wie einer Verbrennungskraftmaschine oder einer elektrischen Maschine und beispielsweise einem Getriebe innerhalb einesn Antriebsstrangs zu dämpfen. Insbesondere Verbrennungsmotoren geben kein konstantes Drehmoment ab. Die ständig wechselnden Winkelgeschwindigkeiten der Kurbelwelle erzeugen Schwingungen, die über das Kupplungssystem und die Getriebeeingangswelle zum Fahrzeuggetriebe übertragen werden können. Hier können diese Schwingungen unerwünschte Rasselgeräusche hervorrufen. Drehschwingungsdämpfer sollen diese Schwingungen zwischen Motor und Getriebe verringern.
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Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen.Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.
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Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer kann insbesondere als Zweimassenschwungrad ausgebildet sein. Ein als Zweimassenschwungrad ausgebildetes Primärteil kann insbesondere ein Primärschwungrad, ein als Sekundärteil ausgebildetes Sekundärschwungrad, ein rotatives Gleitlager, eine oder mehrere Federeinrichtungen und ggf. eine oder mehrere Dämpfereinrichtung umfassen. Beim Zweimassenschwungrad (ZMS) ist die Schwungmasse aufgeteilt in die Primärschwungmasse (Primärschwungrad) und die Sekundärschwungmasse (Sekundärschwungrad). Im Momentenfluss zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad ist eine Federeinrichtung angeordnet, die das Primärschwungrad und das Sekundärschwungrad torsionsweich miteinander verbinden.
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Die Federeinrichtung kann insbesondere eine Bogenfeder umfassen. Bevorzugt kann zur Dämpfung der Torsion zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad eine Dämpfungseinrichtung, beispielsweise in Form einer Reibkupplung, im Momentenfluss zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad angeordnet sein.
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Das Primärschwungrad hat die Funktion die Antriebsseite des Zweimassenschwungrads mit der Federeinrichtung zu koppeln. Das Primärschwungrad kann insbesondere mehrteilig ausgeführt sein und eine Primärschwungscheibe umfassen, welche insbesondere über eine Primärverbindungsscheibe mit einer Primärradnabe verbunden sein kann. Die Primärschwungscheibe und die Primärverbindungsscheibe können bevorzugt über Nietverbindungen drehfest miteinander verbunden sein. Das Primärschwungrad ist bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff hergestellt.
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Das Sekundärschwungrad hat die Funktion die Abtriebsseite des Drehschwingungsdämpfers mit der Federeinrichtung zu koppeln. Das Sekundärschwungrad kann insbesondere mehrteilig ausgeführt sein und eine Sekundärschwungscheibe umfassen, welche insbesondere über eine Sekundärverbindungsscheibe mit einer Sekundärradnabe verbunden sein kann. Die Sekundärschwungscheibe und die Sekundärverbindungsscheibe können bevorzugt über Nietverbindungen drehfest miteinander verbunden sein. Das Sekundärschwungrad ist bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff hergestellt.
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Die Primärschwungscheibe kann insbesondere eine Aufnahme für die Federeinrichtung besitzen. Bevorzugt ist die Aufnahme, insbesondere für eine Bogenfeder, kanalförmig in der Primärschwungscheibe angeordnet. Besonders bevorzugt ist es, dass die Aufnahme für die Federeinrichtung monolithisch mit der Primärschwungscheibe ausgeformt ist.
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Der Drehschwingungsdämpfer ist insbesondere für eine Verwendung in einem vollelektrischen oder hybriden Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.
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Besonders bevorzugt ist es, den Drehschwingungsdämpfer in einem Hybridmodul zu verwenden. In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können ein Elektromotor und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln des Elektromotors in und/oder Auskuppeln des Elektromotors aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Formschlussmittel und die Laufscheibe eine Schnapp-Rast-Verbindung ausbilden.
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Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das Formschlussmittel einen in radialer Richtung nach innen gerichteten ersten Rasthaken umfasst, der von einem korrespondierenden, an der Laufscheibe ausgeformten zweiten Rasthaken axial hintergriffen wird, so dass die Laufscheibe zumindest einseitig axial gegenüber dem Formschlussmittel festgelegt ist.
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Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Formschlussmittel hartdrehbearbeitet ist.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Laufscheibe in Querschnitt einen im Wesentlichen L-förmigen Abschnitt aufweist, mit einem axial verlaufenden Schenkel und einem radial verlaufenden Schenkel, an welchem ein Wälzkörper des Axiallagers abrollt.
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Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Lagerscheibe mit der Dämpfernabe über eine Schweißverbindung, insbesondere eine Laserschweißverbindung, gekoppelt ist.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Lagerscheibe mit der Dämpfernabe über eine Steckverzahnung gekoppelt ist.
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Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Lagerscheibe mit der Dämpfernabe über Nieten gekoppelt ist.
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Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die Lagerscheibe an ihrem radial äußeren Umfang mit einer Dämpferscheibe drehfest verbunden ist, insbesondere mittels Laserschweißen.
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Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass die Lagerscheibe Federfenster und/oder Pendelbahnen des Drehschwingungsdämpfers aufweist.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
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Es zeigt:
- 1 eine erste Ausführungsform eines Drehschwingungsdämpfers in einer schematischen Axialschnittansicht,
- 2 eine perspektivische Teilschnittdarstellung der ersten Ausführungsform eines Drehschwingungsdämpfers,
- 3 eine Lagerscheibe in einer Axialschnittansicht,
- 4 eine zweite Ausführungsform eines Drehschwingungsdämpfers in einer schematischen Axialschnittansicht,
- 5 eine perspektivische Teilschnittdarstellung der zweiten Ausführungsform eines Drehschwingungsdämpfers,
- 6 ein Kraftfahrzeug mit einem Drehschwingungsdämpfer in einer schematischen Blockschaltansicht.
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Die 1-5 zeigen einen Drehschwingungsdämpfer 1, insbesondere für einen vollelektrisch oder hybrid betreibbaren Antriebsstrang 2 eines Kraftfahrzeugs 3, wie es exemplarisch auch in der 6 skizziert ist.
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Der Drehschwingungsdämpfer 1 umfasst ein Primärteil 5, welches antriebsseitig mit dem Antriebsstrang 2 koppelbar ist und ein Sekundärteil 6, das abtriebsseitig an den Antriebsstrang 2 koppelbar ist. Das ringscheibenförmige Primärteil 5 und das ringscheibenförmige Sekundärteil 6 sind zueinander um eine gemeinsame Drehachse entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung 7 verdehbar. Das Sekundärteil 6 weist Mittel auf, durch die die in Umfangsrichtung des Drehschwingungsdämpfers 1 wirkende Federeinrichtung 7 komprimierbar ist.
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Der Drehschwingungsdämpfer 1 besitzt ferner eine drehfest mit einer Dämpfernabe 8 befestigte ringförmige Lagerscheibe 9, an der ein Formschlussmittel 10 ausgebildet ist, mittels dessen eine Laufscheibe 11 eines Axiallagers 12 drehmomentübertragend mit der Lagerscheibe 9 verbunden ist.
Das Formschlussmittel 10 und die Laufscheibe 11 bilden eine Schnapp-Rast-Verbindung 13 aus.
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Mit anderen Worten besitzt die Lagerscheibe 9 eine Kontur, welche eine Laufscheibe 11 eines Axiallagers 12 aufnehmen kann (z. B. durch clipsen). Da die Lagerscheibe 9 auch ein Federfenster sowie Pendelbahnen besitzen kann, muss diese gehärtet werden. Deshalb bietet es sich an, die für das Axiallager 12, bzw. dessen Laufscheibe 11, relevante Kontur im gehärteten Zustand zu zerspanen und dabei direkt die Verdrehsicherungskontur mitzuzerspanen. Dadurch kann man z. B. die Einhärtetiefe für das Laserschweißen entfernen, gegebenenfalls aber auch eine andere Art der Verdrehsicherung erstellen wie z. B. eine Steckverzahnung. Vorteil dieser Variante ist, dass die Lagerscheibe 9 eine Mehrzahl an Funktionen übernehmen kann und keine zusätzlichen Bauteile verwendet werden müssen.
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Der 2 ist gut entnehmbar, dass das Formschlussmittel 10 einen in radialer Richtung nach innen gerichteten ersten Rasthaken 14 umfasst, der von einem korrespondierenden, an der Laufscheibe 11 ausgeformten zweiten Rasthaken 15 axial hintergriffen wird, so dass die Laufscheibe 11 zumindest einseitig axial gegenüber dem Formschlussmittel 10 festgelegt ist.
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Die Laufscheibe 11 weist im Querschnitt einen im Wesentlichen L-förmigen Abschnitt auf, mit einem axial verlaufenden Schenkel 16 und einem radial verlaufenden Schenkel 17, an welchem ein Wälzkörper 18 des Axiallagers 12 abrollt. Mit dem radial verlaufenden Schenkel 17 liegt die Laufscheibe 11 axial an einem radial verlaufenden Abschnitt der Lagerscheibe 9 an, der in radialer Richtung oberhalb der Formschlussmittel 10 ausgebildet ist, so dass eine beidseitige axiale Fixierung der Laufscheibe 11 realisiert ist.
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Die Lagerscheibe 9 ist mit der Dämpfernabe 8 über eine Schweißverbindung 19, insbesondere eine Laserschweißverbindung, gekoppelt.
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In den in den 4-5 gezeigten Ausführungsformen, ist die Lagerscheibe 9 an ihrem radial äußeren Umfang 20 mit einer Dämpferscheibe 21 drehfest verbunden, insbesondere mittels Laserschweißen.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Antriebsstrang
- 3
- Kraftfahrzeug
- 5
- Primärteil
- 6
- Sekundärteil
- 7
- Federeinrichtung
- 8
- Dämpfernabe
- 9
- Lagerscheibe
- 10
- Formschlussmittel
- 11
- Laufscheibe
- 12
- Axiallager
- 13
- Schnapp-Rast-Verbindung
- 14
- Rasthaken
- 15
- Rasthaken
- 16
- Schenkel
- 17
- Schenkel
- 18
- Wälzkörper
- 19
- Schweißverbindung
- 20
- Umfang
- 21
- Dämpferscheibe
- 22
- Laufscheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10200800470 A1 [0002]
- WO 14094761 A1 [0003]
