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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit Ölablauf, zur stetigen Abführung von Schmieröl aus dem Drehschwingungsdämpfer.
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Bei Hubkolbenmotoren führt der periodische Ablauf der beschleunigten Kolbenbewegung und der Gaskräfte beim Ansaugen, Verdichten, Arbeiten und Ausstoßen in Kombination mit der Zündfolge der einzelnen Zylinder zu Drehungleichförmigkeiten der Kurbelwelle und der angeschlossenen Schwungmasse in Form eines Schwungrades. Da der Antriebsstrang aufgrund des Trägheitsmoments der rotierenden Bauteile und der Steifigkeiten ein drehschwingungsfähiges Gebilde mit charakteristischen Eigenfrequenzen ist, führen die vom Motor eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten zwangsläufig zu Drehschwingungen, die ungedämpft ungewollte Nebeneffekte wie akustische Auffälligkeiten oder erhöhten Verschleiß von Komponenten zur Folge haben können. Um diese Effekte zu mindern, werden Drehschwingungsdämpfer eingesetzt.
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Aus dem Stand der Technik sind Drehschwingungsdämpfer bekannt, die zur Kompensation von insbesondere Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet sind, um die von einem Verbrennungsmotor erzeugten Drehschwingungen nicht an ein Getriebe weiterzuleiten und somit dessen Lebensdauer zu erhöhen. Ein entsprechender Drehschwingungsdämpfer ist beispielsweise aus der
US 2020/0032853 A1 bekannt. Um entsprechende Drehschwingungen zu kompensieren, wird sowohl motorseitig als auch getriebeseitig jeweils eine rotierende Schwungmasse installiert. Diese sind koaxial und verdrehbar zueinander angeordnet und gegen die Wirkung eines Federelements begrenzt zueinander um eine Drehachse des Drehschwingungsdämpfers verdrehbar gelagert. Zusammen bilden das Federelement und die Schwungmassen den als Zweimassenschwungrad ausgebildeten Drehschwingungsdämpfer. Dabei ist das Federelement in einem Kanalbereich der ersten oder zweiten Schwungmasse führbar gelagert, wobei ein zu dem Kanalbereich komplementärer Deckel ein axiales Verrutschen des Federelements aus dem Kanalbereich verhindert. Um einen ortsfesten Sitz des Deckels an der Schwungmasse zu gewährleisten, sind der Deckel und die Schwungmasse miteinander verpresst und bilden gemeinsam einen die Drehachse koaxial umlaufenden Kanal.
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Das Federelement muss zur Verschleißminimierung innerhalb des Kanals geschmiert werden. Für die Schmierung des Systems wird eine Ölschmierung eingesetzt. Entsprechend wird im Betrieb fortlaufend durch eine oder mehrere Ölzuläufe Schmieröl in den Drehschwingungsdämpfer und damit entsprechend in den Kanal gefördert.
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Bei einem Drehschwingungsdämpfer zwischen Startergenerator und Motor können aufgrund der Ölzufuhr in den Kanal hydrostatische Kräfte auf diesen auftreten, da der Kanal der Schwungmasse und des Deckels die Feder bestmöglich umschließen müssen. Entsprechend ist der Kanal so auf das Federelement abgestimmt, dass ein Spiel zwischen Federelement und Kanal möglichst klein gehalten wird, um eine gute Führung des Federelements zu gewährleisten. Durch die Fliehkraft erzeugt das im Kanal befindliche Öl Kräfte in radialer sowie axiale Richtung auf den den Kanal bildenden Kanalbereich und den Deckel. Dies kann zu einem unzulässigen Auseinanderpressen des Pressverbandes von Deckel und Schwungmasse und damit zu einem Aufbiegen der Bauteile führen. Weiterhin soll nach einem Motorstillstand eine ausreichende Menge Schmierstoff im Dämpfer verbleiben bis bei Start der Ölfluss wieder aufgebaut ist
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme zumindest teilweise zu überwinden.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer umfasst ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil, und mindestens ein Federelement, wobei das Eingangsteil und das Ausgangsteil gegen die Wirkung des Federelements begrenzt zueinander um eine Drehachse des Drehschwingungsdämpfers verdrehbar gelagert sind, wobei das Ausgangsteil eine gegenüber der Drehachse radiale Erstreckung aufweist und umfangsseitig und koaxial zu der Drehachse mit einem zu dem Federelement hin orientierten zylindrischen Abschnitt ausgebildet ist, einen sich gegenüber der Drehachse radial nach außen hin erstreckenden Deckel, der umfangsseitig eine zu dem zylindrischen Abschnitt komplementäre Passform aufweist und drehfest mit dem zylindrischen Abschnitt des Ausgangsteils verbunden ist, wobei das Ausgangsteil und der Deckel zwischen sich einen umlaufenden Kanal ausbilden, wobei der Kanal das Federelement sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung mit Bezug auf die Drehachse zumindest teilweise umschließt, wobei der Kanal mit einer zu der Drehachse koaxial verlaufenden Reibfläche für das Federelement ausgebildet ist, wobei das Ausgangsteil und/oder der Deckel Ölablaufbohrungen im Bereich der sich in radialer Richtung zu der Drehachse hin erstreckenden Abschnitte aufweist, wobei die Ölablaufbohrungen radial innerhalb gegenüber der Reibfläche ausgebildet sind.
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Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Grö-ßen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
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Bei dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil handelt es sich um eine antriebsseitige Schwungmasse und eine abtriebsseitige Schwungmasse, die gegen die Federkraft des Federelements begrenzt zueinander um die gemeinsame Drehachse verdrehbar sind. Vorzugsweise sind das Ausgangsteil und/oder das Eingangsteil und/oder der Deckel als Blechelement ausgebildet, alternativ bevorzugt als Guss- oder Schmiedeteile ausgebildet. Ferner bevorzugt ist die Herstellung des Ausgangsteils, des Eingangsteils und des Deckels nicht auf diese Herstellungsverfahren beschränkt. Vorzugsweise kann das Eingangsteil, das Ausgangsteil und der Deckel jeweils auch durch verschiedene Herstellungsverfahren hergestellt sein.
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Um ein Drehmoment auf den Drehschwingungsdämpfer zu übertragen, ist das antriebsseitige Eingangsteil vorzugsweise mittels Verschraubungen mit einem Zahnradkranz drehfest verbunden. Dessen Verzahnung steht mit einer weiteren antriebsseitigen Verzahnung beispielsweise eines Zahnrades im Zahneingriff, über das das entsprechende Drehmoment aufgebracht wird.
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Um eine Bewegung der Federelemente in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse und damit aus dem Führungskanälen hinaus, zu verhindern, wird die dem Ausgangsteil bzw. den Kanalbereichen abgewandte Flanke der Federelemente durch einen Deckel in den Kanalbereichen gehalten. Um das Ausgangsteil und den Deckel drehfest miteinander zu verbinden, sind der zylindrische Abschnitt des Ausgangsteils und der dazu komplementäre Teil des Deckels miteinander verpresst und bilden zusammen einen umlaufenden Kanal. Vorzugsweise können der zylindrische Abschnitt des Ausgangsteils und der dazu komplementäre Teil des Deckels miteinander verschweißt oder verschraubt sein. Auch sind andere Verbindungsarten bevorzugt, die eine drehfeste Verbindung zwischen dem zylindrischen Abschnitt des Ausgangsteils und dem komplementären Teil des Deckels schaffen.
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Unter einer komplementären Verbindung zwischen dem zylindrischen Abschnitt des Ausgangsteils und dem in Bezug auf die Drehachse radial äußeren Ende des Deckels ist eine form- und/oder reibschlüssige Verbindung zwischen den beiden Elementen zu verstehen. Beispielsweise kann der Deckel vorzugsweise auf seiner radial nach au-ßen weisenden Seite ebenfalls einen zu dem zylindrischen Abschnitt des Ausgangsteils formschlüssigen, zylindrischen Abschnitt aufweisen, mit dem der Deckel umfangsseitig am Innenumfang oder am Außenumfang des zylindrischen Abschnitts des Ausgangsteils zumindest teilweise anliegt. Alternativ sind aber auch andere Ausführungen der Verbindung zwischen dem zylindrischen abschnitt des Ausgangsteils und des Deckels bevorzugt.
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Das Ausgangsteil und der Deckel bilden zwischen sich einen um die Drehachse umlaufenden Kanal aus, wobei der Kanal das Federelement sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung mit Bezug auf die Drehachse zumindest teilweise umschließt. Dabei sind die ausgehend von der Drehachse radial verlaufenden Abschnitte des Ausgangsteils und des Deckels dazu ausgebildet, ein axiales Verrutschen des Federelements in Richtung der Drehachse zu verhindern und dieses axial festzulegen. Demgegenüber dient der zylindrische Abschnitt des Ausgangsteils sowie der dazu komplementäre Teil des Deckels dazu, dem Federelement in radialer Richtung eine Führung zu geben, wobei dieser Bereich als Reibfläche für das sich innerhalb des Kanals verlagernde Federelement ausgebildet ist. Bevorzugt sind statt einem Federelement mehrere Federelemente über den Umfang verteilt ausgebildet.
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Durch entsprechend positionierte Ölauslassbohrungen in radialer Höhe des Kanals kann überschüssiges Schmiermittel abfließen. Es wird nur eine geringe Ölmenge in dem Kanal gehalten, um auch beim Stillstand des Drehschwingungsdämpfers bereits einen gewissen Ölvorrat im Drehschwingungsdämpfer für einen späteren Anlauf vorzuhalten. Insbesondere sorgt die reduzierte Ölmenge dafür, dass die durch das im Kanal befindliche Öl unter Drehzahl entstehenden Kräfte auf die den Kanal bildenden Bauteile zu begrenzt ist. Dazu sind die Ölablaufbohrungen radial weiter innen im Bezug zur Reibfläche angeordnet. Vorzugsweise weisen die Ölablaufbohrungen maximal einen Abstand in radialer Richtung gegenüber der Reibfläche auf, der dem Durchmesser des Querschnitts des Federelements entspricht, wobei besonders bevorzug die Ölablaufbohrungen maximal einen Abstand gegenüber der Reibfläche aufweisen, der dem Radius des Querschnitts des Federelements entspricht. Hierdurch kann vorteilhaft ein guter Abfluss des Öls aus dem Kanal erreicht werden. Ferner bevorzugt, sofern das Federelement keinen runden Querschnitt aufweist, weisen die Ölablaufbohrungen vorzugsweise maximal einen Abstand gegenüber der Reibfläche auf, der dem halben Durchmesser des Querschnitts des Federelements entspricht.
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Vorzugsweise ist das Federelement als Druckfeder ausgebildet, wobei die Druckfeder eine erste und zweite Seite aufweist, mit der sich diese an Anschlägen des Eingangsteils und des Ausgangsteils abstützt. Ferner bevorzugt ist das Federelement so angeordnet ist, dass bei einer Verdrehung des Eingangsteils gegenüber dem Ausgangsteil und einer damit einhergehenden Stauchung des Federelements, der Drehschwingungsdämpfer im Betrieb keine Unwucht aufweist. Um eine Unwucht durch ungleichmäßig abfließendes Öl zu verhindern, sind die Ölablaufbohrungen jeweils so über den Umfang des Ausgangsteils und des Deckels angeordnet, dass ein gleichmäßiges Abfließen über den Umfang des Drehschwingungsdämpfers möglich ist. Weist der Drehschwingungsdämpfer beispielsweise ein zueinander gegenüberliegendes Paar an Federelementen auf, so sind auch die Ölablaufbohrungen an dem Ausgangsteil aber auch an dem Deckel gegenüber der Längsachse vorzugsweise gespiegelt zueinander ausgebildet. Ferner bevorzugt, um die Kühlung insbesondere der Federelemente zu verbessern und somit deren Lebenserwartung weiter zu erhöhen, sind vorzugsweise lediglich Ölablaufbohrungen im Bereich der Federelemente ausgebildet. Dies führt dazu, dass durch die Fliehkraft nach außen beschleunigtes Öl zu den Ölablaufbohrungen im Bereich der Federelemente hin fließt und diese somit einen größeren Volumenstrom an Öl erfahren, als wenn die Ölabflussbohrungen gleichmäßig über den Umfang des Ausgangsteils und des Deckels verteilt angeordnet wären.
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Bevorzugt ist das Ausgangsteil drehfest mit einer Welle verbunden, wobei ferner bevorzugt das Eingangsteil mittels eines Gleitlagers auf der Welle drehbar gelagert ist. Die Verbindung des Ausgangsteils mit der Welle kann dabei vorzugsweise eine stoffschlüssige Verbindung oder eine reibschlüssige Verbindung sein, wobei unter einer stoffschlüssigen Verbindung eine Schweißverbindung oder eine einteilige Herstellung beider Bestandteile verstanden werden kann. Darüber hinaus weist die Welle vorzugsweise eine zentrale Bohrung sowie davon abgehende nach radial außen weisende Versorgungsbohrungen zur Ölversorgung auf, wobei das Ausgangsteil und/oder das Eingangsteil weitere Versorgungsbohrungen aufweisen, die teilweise nach radial außen zu dem umlaufenden Kanal fluchten. Unter dem Begriff nach radial außen weisend wird eine Ausrichtung der Versorgungsbohrungen verstanden, die einen radialen Anteil aufweisen oder radial ausgerichtet sind.
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Um eine Schmierung des Drehschwingungsdämpfers zu ermöglichen, weist die Welle eine zentrale Bohrung entlang der Drehachse auf, die fortlaufend mit Öl beschickt wird. Ausgehend von der zentralen Bohrung sind radial zur Außenumfangsfläche der Welle Versorgungsbohrungen vorgesehen. Eine erste Versorgungsbohrung mündet dabei in den Bereich des Gleitlagers, um diesen Bereich mit Schmierstoff zu versehen. Eine zweite Versorgungsbohrung mündet in einen umlaufenden Spalt, der einerseits durch die Welle und dem damit einteilig verbundenen Ausgangsteil und andererseits dem Eingangsteil gebildet wird. Davon ausgehend führt eine dritte Versorgungsbohrung durch das Eingangsteil oder und durch das Ausgangsteil, um das Öl aus dem Spalt abzuleiten. Durch die Fliehkraft wird das Öl von dort aus in den Bereich des umlaufenden Kanals befördert und somit das oder die Federelemente fortlaufend benetzt.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- 1: eine stark abstrahierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Eingangsteils eines Drehschwingungsdämpfers;
- 2: eine stark abstrahierte Darstellung eines Ausgangsteils des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers;
- 3: eine stark abstrahierte Darstellung des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers;
- 4: einen schematischen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers; und
- 5: eine schematische Frontansicht des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers.
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1 zeigt eine stark abstrahierte Darstellung eines Eingangsteils 10 eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers. Das Eingangsteil 10 stellt eine Schwungmasse dar und ist vorzugsweise als Blechelement, alternativ bevorzugt als ein Guss- oder Schmiedeteil ausgebildet. Das Eingangsteil 10 ist als ein Flügelflansch 20 ausgebildet, wobei der Flügelflansch 20 zwei symmetrisch zueinander ausgebildete, sich radial von einem Flügelflanschkörper 21 weg erstreckende Flügel 22 aufweist. Grundsätzlich ist das Eingangsteil 10 nicht auf die Ausführungsform eines Flügelflansches 20 beschränkt. Darüber hinaus weist der Flügelflanschkörper 21 eine zu seiner Außenumfangsfläche und koaxial zu einer Drehachse A ausgebildete Aussparung 24 auf. Der Flügelflansch 20 ist punktsymmetrisch zur Drehachse A ausgebildet. Die Flügel 22 sind somit einander gegenüberliegend ausgebildet. Die in diesem Dokument verwendeten Begriffe radial oder radiale Richtung, axial oder axiale Richtung und Umfangsrichtung werden, sofern nicht explizit etwas anderes ausgeführt ist, immer in Bezug auf die Drehachse A verstanden.
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2 zeigt eine stark abstrahierte Darstellung eines Ausgangsteils 2 des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers. Das Ausgangsteil 2 ist als diskusförmige Schwungmasse ausgebildet, mit einer koaxial zur Umfangsseite ausgebildeten Aussparung 3. Wie auch der Flügelflansch 20 ist das Ausgangsteil 2 vorzugsweise als Blechelement, alternativ bevorzugt als ein Guss- oder Schmiedeteil ausgebildet. Das Ausgangsteil 2 weist umfangsseitig und einander gegenüberliegend einen ersten Kanalbereich 4 und einen zweiten Kanalbereich 5 auf, die sich über einen Teil des Umfangs des Ausgangsteils 2 erstrecken. Darüber hinaus weist das Ausgangsteil 2 radial außenseitig einen ersten Anschlag 6 und einen zweiten Anschlag 8 auf, die ebenfalls symmetrisch zueinander ausgebildet sind, die sich ebenfalls über einen Teil des Umfangs des Ausgangsteils 2 erstrecken und den ersten und den zweiten Kanalbereich 4, 5 voneinander trennen. Der erste und der zweite Anschlag 6, 8 sind punksymmetrisch zu der Drehachse A ausgebildet. Der erste Anschlag 6 weist eine erste Anschlagsfläche 7 auf, die in Umfangsrichtung in Richtung des ersten Kanalbereichs 4 weist. Eine zweite Anschlagsfläche 18, die in Umfangsrichtung entgegengesetzt zur ersten Anschlagsfläche 7 am ersten Anschlag 6 ausgebildet ist, weist in Richtung des zweiten Kanalbereichs 5. Der zweite Anschlag 8 weist eine erste Anschlagsfläche 17 auf, die in Umfangsrichtung in Richtung des ersten Kanalbereichs 4 weist, während eine gegenüberliegende zweite Anschlagsfläche 9 in Richtung des zweiten Kanalbereichs 5 weist.
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3 zeigt eine stark abstrahierte Darstellung des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers 1, wobei das zuvor beschriebene Ausgangsteil 2 und das Eingangsteil 10 übereinander beziehungsweise koaxial zu einer Drehachse A angeordnet sind, so dass die Aussparungen 3, 24 des Ausgangsteils 2 und des Eingangsteils 10 zueinander fluchten. Gemäß 3 umfasst der Drehschwingungsdämpfer 1 neben dem Eingangsteil 10 und dem Ausgangsteil 2 ein erstes Federelement 30 und ein zweites Federelement 40, die jeweils als Druckfeder ausgebildet sind. Das Eingangsteil 10 in Form des Flügelflansches 20 ist gegenüber dem Ausgangsteil 2 verdrehbar ausgebildet. In dem ersten Kanalbereich 4 des Ausgangsteils 2 ist das erste Federelement 30 und in dem zweiten Kanalbereich 5 das zweite Federelement 40 in Umfangsrichtung beweglich gelagert, wobei der erste und zweite Kanalbereich 4, 5 den Federelementen 30, 40 als Führung dienen. Die Federelemente 30, 40 weisen dabei im ungestauchten Zustand eine Erstreckung auf, die der Erstreckung der Kanalbereiche 4, 5 über den Umfang des Ausgangsteils 2 entsprechen. Eine erste Anschlagsfläche 7 des ersten Anschlags 6 ist dazu ausgebildet, einem ersten Ende 31 des ersten Federelements 30 als Abstützung zu dienen, wobei eine zweite Anschlagsfläche 9 des zweiten Anschlags 8 dazu ausgebildet ist, einem ersten Ende 41 des zweiten Federelements 40 als Abstützung zu dienen. Der zweite Anschlag 8 weist eine erste Anschlagsfläche 17 zur Abstützung des ersten Federelements 30 auf. Weiterhin weist der erste Anschlag 6 eine zweite Anschlagsfläche 18 zur Abstützung des zweiten Federelements 40 auf. Die den Anschlagsflächen 7, 9 entgegengesetzten Anschlagsflächen 17, 18 des ersten und des zweiten Anschlags 6, 8 sind zur umfangsseitigen Begrenzung des jeweils anderen Federelements 30, 40 ausgebildet, können aber ebenfalls Kräfte aufnehmen, sofern ein Drehimpuls in entgegengesetzter Richtung erfolgt. Gegenüberliegend zu den Anschlagsflächen 7, 9, 17, 18 des ersten und zweiten Anschlags 6, 8 weist der Flügelflansch 20 ebenfalls Anschlagflächen 23 auf, die dazu ausgebildet sind, dem zweiten Ende 32, 42 des ersten beziehungsweise des zweiten Federelements 30, 40 als Abstützung zu dienen.
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Das Eingangsteil 10 in Form des Flügelflansches 20 stellt die angetriebene Primärseite des Drehschwingungsdämpfers 1 dar und wird unmittelbar mit einem externen Drehmoment beaufschlagt und um die Drehachse A verdreht. Das mittelbar über die Federelemente 30, 40 mit dem Flügelflansch 20 wirkungsverbundene Ausgangsteil 2 wird im Folgenden als die durch die Primärseite angetriebene Sekundärseite des Drehschwingungsdämpfers 1 betrachtet. Wenn auch nicht dargestellt, kann die Primärseite vorzugsweise durch einen Verbrennungsmotor angetrieben werden, wobei die Sekundärseite das Drehmoment bevorzugt an ein an ihr befestigtes Getriebe, insbesondere an eine nicht gezeigte Getriebeeingangswelle, weitergibt.
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Findet eine Verdrehung des Eingangsteils 10 gegenüber dem Ausgangsteil 2 statt, so werden das erste und zweite Federelement 30, 40 gestaucht bzw. bringen ein der Verdrehung entgegenwirkendes Gegenmoment auf. Wird das antriebsseitige Moment auf das Eingangsteil 10 reduziert bzw. erfährt das aufgebrachte Moment keine Schwankungen, sondern liegt gleichmäßig an, können sich die Federelemente 30, 40 zumindest teilweise entspannen und ihre gespeicherte Energie abgeben, um die Verdrehung des Eingangsteils 10 gegenüber dem Ausgangsteils 2 zurückzudrehen.
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Die 4 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers 1 zur Veranschaulichung des Ölflusses innerhalb des Drehschwingungsdämpfers 1. Der Drehschwingungsdämpfer 1 umfasst eine Welle 50, die radial außenseitig einteilig mit einem diskusförmigen Ausgangsteil 2 in Form einer Schwungmasse verbunden ist. Die Welle 50 ist durch zwei Wälzlager 61, 62 drehbar um die Längsachse A gelagert. Das Ausgangsteil 2 weist einander in Bezug auf die Drehachse A gegenüberliegend erste und einen zweite Kanalbereiche 4, 5 auf, die sich über einen Teil des Umfangs des Ausgangsteils 2 erstrecken, wobei der Außenumfangsbereich des Ausgangsteils 2 in Richtung der Drehachse A topfförmig abgekantet ist und einen zu der Drehachse A koaxialen zylindrischen Abschnitt 100 bildet. Darüber hinaus weist das Ausgangsteil 2 radial außenseitig den ersten und einen zweiten, Anschlag 6, 8 auf, die sich ebenfalls über einen Teil des Umfangs des Ausgangsteils 2 erstrecken und den ersten und den zweiten Kanalbereich 4, 5 voneinander trennen.
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Ferner weist die Welle 50 einseitig zum Ausgangsteil 2 ein zur Drehachse A koaxial ausgebildetes Eingangsteil 10 auf. Das Eingangsteil 10 weist eine Aussparung 24 in Form einer Durchgangsbohrung auf und ist mittels eines Gleitlagers 60 auf der Welle 50 gegenüber dem Ausgangsteil 2 zumindest teilweise drehbar gelagert. Das Eingangsteil 10 ist durch eine Hülse 71 und einen Sicherungsring 70 in Richtung der Drehachse A an der Welle 50 gesichert, wobei ein sich in radialer Richtung erstreckender Vorsatz des Gleitlagers 60 zwischen dem Eingangsteil 10 und der Hülse 71 eingespannt ist. Somit wird auch eine axiale Abwanderung des Gleitlagers 60 in Richtung der Drehachse A verhindert und ein sicherer Sitz gewährleistet. Wie auch das Ausgangsteil 2 weist das Eingangsteil 10 ausgehend von der Welle 50 eine radiale und diskusförmige Erstreckung auf. Darüber hinaus weist das Eingangsteil 10 jeweils den Anschlägen 6, 8 des Ausgangsteils 2 gegenüberliegende Anschläge 23 auf. In den Kanalbereichen 4, 5 und zwischen den Anschlägen 6, 8, 23 ist jeweils ein Federelement 30, 40 in Umfangsrichtung gelagert, wobei die Kanalbereiche 4, 5 dem Federelementen 30, 40 als Führung dienen. Da sich die Federelemente 30, 40 mit einem ersten Enden 31, 41 an den Anschlägen 6, 8 des Ausgangsteils 2 und mit ihren zweiten Enden 32, 42 an den Anschlägen 23 des Eingangsteils 10 abgestützten, wirken die Federelemente 30, 40 einer Verdrehung des Eingangsteils 10 gegenüber dem Ausgangsteil 2 entgegen.
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Zudem ist auf der vom Ausgangsteil 2 abgewandten Seite des Eingangsteils 10 ein Zahnrad 80 mittels einer Schraubverbindung 81 befestigt und dazu ausgebildet, ein entsprechendes Drehmoment über die Federelemente 30, 40 gedämpft an das Ausgangsteil 2 weiterzugeben.
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Um eine Bewegung der Federelemente 30, 40 in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse A und damit aus dem Führungskanälen 4, 5 hinaus, zu verhindern, wird die dem Ausgangsteil 2 beziehungsweise den Kanalbereichen 4, 5 abgewandte Flanke der Federelemente 30, 40 durch einen Deckel 90 in den Kanalbereichen 4, 5 gehalten. Der Deckel 90 ist koaxial zu dem Ausgangsteil 2 und dem Eingangsteil 10 angeordnet, ist ebenfalls diskusförmig ausgebildet und weist eine zentrale Aussparung 91 auf der Innenseite hin zur Drehachse A auf, wobei diesseits keine Verbindung zu anderen Bauteilen, insbesondere nicht zu dem Eingangsteil 10 besteht.
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Darüber hinaus weist der Deckel 90 auf seiner radial nach außen weisenden Seite ebenfalls einen zu dem zylindrischen Abschnitt 100 des Ausgangsteils 2 komplementären, abgekanteten und zylindrischen Abschnitt 101 auf, mit dem der Deckel 90 umfangsseitig am Innenumfang des zylindrischen Abschnitts 100 des Ausgangsteils 2 anliegt. Um das Ausgangsteil 2 und den Deckel 90 drehfest miteinander zu verbinden, sind die zylindrischen Abschnitte 100, 101 des Ausgangsteils 2 und des Deckels 90 miteinander verpresst und bilden zusammen einen umlaufenden Kanal 102 zwischen sich aus. Somit werden die Federelemente 30, 40 sowohl in radialer Richtung durch die Innenseite des zylindrischen Abschnitts des Deckels 101 sowie auch in axialer Richtung, durch die Kanalbereiche 4, 5 und die radial nach außen weisenden Seiten des Deckels 90 gehalten.
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Da die Federelemente 30, 40 im Betrieb, also bei Verdrehungen des Eingangsteils 10 gegenüber dem Ausgangsteil 2, fortlaufend gestaucht und wieder entspannt werden und insbesondere bei diesen reversiblen Verformungen an dem Innenbereich des zylindrischen Abschnitts des Deckels 101 entlangreiben, ist eine Schmierung sowie Kühlung durch Öl vorgesehen. Zudem findet dabei auch eine fortlaufende Reibung zwischen dem Eingangsteil 10 und dem Ausgangsteil 2 statt, da das Eingangsteil 10 einseitig an dem Ausgangsteil 2 abgestützt ist und beide Teile 2, 10 eine Reibfläche 110 zwischen sich ausbilden. Darüber hinaus findet auch eine Schmierung des Gleitlagers 60 zwischen der Welle 50 und dem Eingangsteil 10 statt.
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Um eine Schmierung des Drehschwingungsdämpfers 1 zu ermöglichen, weist die Welle 50 eine zentrale Bohrung 51 entlang der Längsachse A auf, die fortlaufend mit Öl beschickt wird. Ausgehend von der zentralen Bohrung 51 sind radial zur Außenumfangsfläche der Welle 52 Versorgungsbohrungen 53, 54, 55 vorgesehen. Eine erste Versorgungsbohrung 53 mündet dabei in den Bereich des Gleitlagers 60, um diesen Bereich mit Schmierstoff, insbesondere einem Öl, zu versorgen. Eine zweite Versorgungsbohrung 54 mündet in einen umlaufenden Spalt 120, der einerseits durch die Welle 50 und dem damit einteilig verbundenen Ausgangsteil 2 und andererseits durch das Eingangsteil 10 gebildet wird. Davon ausgehend führt eine dritte Versorgungsbohrung 55 durch das Eingangsteil 10, um das Öl aus dem Spalt 120 abzuleiten. Durch die Fliehkraft wird das Öl von dort aus in den Bereich des umlaufenden Kanals 102 befördert, wodurch die Federelemente 30, 40 fortlaufend mit Schmierstoff benetzt werden. Insbesondere wird so die Reibfläche 110 zwischen dem Federelementen 30, 40 und dem Innenbereich des zylindrischen Abschnitts 101 des Deckels 90 geschmiert. Da das Eingangsteil 10 in Umfangsrichtung zur umfangsseitigen Aufnahme der Federelemente 30, 40 unterbrochen ist, ist es dem Öl möglich, die Kanalbereiche 4, 5 zu erreichen.
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Um den zuvor aus dem Stand der Technik beschriebenen Nachteil zu beheben und ein Aufbiegen der miteinander verpressten zylindrischen Abschnitte 100, 101 des Deckels 90 und des Ausgangsteils 2 zu verhindern, weist das Ausgangsteil 2 radial zur Drehachse A hin, ausgehend von der Reibfläche 110 auf Höhe der Federelemente 30, Ölablaufbohrungen 130 in Richtung der Drehachse A auf. Fluchtend dazu sind ebenfalls Ölablaufbohrungen 130 in dem Deckel 90 ausgebildet. Diese Ölablaufbohrungen 130 ermöglichen es, dass Öl sich nicht bis zur innenliegenden Kante der Aussparung 91 des Deckels 90 zwischen dem Ausgangsteil 2 und dem Deckel 90 anstauen muss, um abzufließen, sondern nur der tatsächlich zu kühlende und mit Schmierstoff zu versehene Bereich mit einer ausreichenden Menge an Öl versorgt wird. Diese Ölablaufbohrungen 130 bewirken weiterhin, dass eine verbesserte Kühlung der sich durch die fortlaufenden Stauchungen und Entspannungen stark erhitzenden Federelemente 30, 40 erzielt wird und somit die Langlebigkeit des Drehschwingungsdämpfers 1 erhöht wird.
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In 5 ist eine schematische Frontalansicht des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers 1 von der Seite des Ausgangsteils 2 dargestellt. Um eine Unwucht durch ungleichmäßig abfließendes Öl zu verhindern, sind die Ölablaufbohrungen 130 jeweils so angeordnet, dass ein gleichmäßiges Abfließen über den Umfang möglich ist. Weist der Drehschwingungsdämpfer 1 beispielsweise ein zueinander gegenüberliegendes Paar an Federelementen 30, 40 auf, so sind bevorzugt auch die Ölablaufbohrungen 130 an dem Ausgangsteil 2 aber auch an dem Deckel 90 gegenüber der Drehachse A gespiegelt zueinander ausgebildet.
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Um die Kühlung insbesondere der Federelemente 30, 40 zu verbessern und somit deren Lebenserwartung weiter zu erhöhen, ist es weiterhin bevorzugt, lediglich Ölablaufbohrungen 130 im Bereich der Federelemente 30, 40 auszubilden. Dies führt dazu, dass durch die Fliehkraft nach außen beschleunigtes Öl zu den Ölablaufbohrungen 130 an den Federelementen 30, 40 hin fließt und diese somit einen größeren Volumenstrom an Öl erfahren, als wenn die Ölabflussbohrungen 130 gleichmäßig über den Umfang des Ausgangsteils 2 und des Deckels 90 verteilt wären.
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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer 1 mit einem Eingangsteil 10 und einem Ausgangsteil 2, die gegen die Wirkung von Federelementen 30, 40 begrenzt relativ zueinander um eine Drehachse A verdrehbar sind. Der Drehschwingungsdämpfer 1 weist Ölablaufbohrungen 130 auf, die axial bezogen auf die Drehachse A ausgebildet sind und über die Öl im Betrieb aus dem Drehschwingungsdämpfer 1 abgeführt werden kann. Hierdurch kann ein definierter Durchfluss an Öl, insbesondere im Bereich der Federelemente 30, 40, erreicht werden und verhindert werden, dass sich Öl im Drehschwingungsdämpfer 1 anstaut und ungewollte Kräfte auf Teile des Drehschwingungsdämpfers 1 wirken, die zu einer Schädigung des Drehschwingungsdämpfers 1 führen könnten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Ausgangsteil
- 3
- Aussparung
- 4
- erster Kanalbereich
- 5
- zweiter Kanalbereich
- 6
- erster Anschlag
- 7
- erste Anschlagsfläche
- 8
- zweiter Anschlag
- 9
- erste Anschlagsfläche
- 10
- Eingangsteil
- 17
- erste Anschlagsfläche
- 18
- zweite Anschlagsfläche
- 20
- Flügelflansch
- 21
- Flügelflanschkörper
- 22
- Flügel
- 23
- Anschlag
- 24
- Aussparung
- 30
- erstes Federelement
- 31
- erstes Ende
- 32
- zweites Ende
- 40
- zweites Federelement
- 41
- erstes Ende
- 42
- zweites Ende
- 50
- Welle
- 51
- zentrale Bohrung
- 52
- Außenumfangsfläche Welle
- 53
- erste Versorgungsbohrung
- 54
- zweite Versorgungsbohrung
- 55
- dritte Versorgungsbohrung
- 60
- Gleitlager
- 61
- Wälzlager
- 62
- Wälzlager
- 70
- Sicherungsring
- 71
- Hülse
- 80
- Zahnrad
- 81
- Schraubverbindung
- 90
- Deckel
- 91
- Aussparung
- 100
- zylindrischer Abschnitt Ausgangsteil
- 101
- zylindrischer Abschnitt Deckel
- 102
- Kanal
- 110
- Reibfläche
- 120
- Spalt
- 130
- Ölablaufbohrung
- A
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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