DE112007001663B4

DE112007001663B4 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE112007001663B4
Application number: DE112007001663.9T
Authority: DE
Inventors: Steffen Lehmann; Uwe Weller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-08-12
Filing date: 2007-07-12
Publication date: 2017-09-07
Anticipated expiration: 2027-07-13
Also published as: CN101501362A; BRPI0715128A8; BRPI0715128A2; DE112007001663A5; BRPI0715128B1; CN101501362B; WO2008019641A1

Abstract

Drehschwingungsdämpfer mit zwei Seitenteilen (21, 22), die drehfest miteinander verbunden und zwischen denen zwei Zwischenteile (11, 12) angeordnet sind, die relativ zu den Seitenteilen (21, 22) entgegen der Federwirkung von Federeinrichtungen (24, 45–47) begrenzt verdrehbar sind, die innerhalb von Fenstern (41–44) angeordnet sind, die sowohl in den Seitenteilen (21, 22) als auch in den Zwischenteilen (11, 12) ausgespart sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster (41–44) in den Zwischenteilen (11, 12) in Umfangsrichtung auf der einen Seite jeweils eine Führungsnase (51–54, 61–64) und auf der anderen Seite jeweils eine Ausnehmung (55–58) aufweisen, in der eine Führungsnase (61–64) des jeweils anderen Zwischenteils (12, 11) angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit zwei Seitenteilen, die drehfest miteinander verbunden und zwischen denen zwei Zwischenteile angeordnet sind, die relativ zu den Seitenteilen entgegen der Federwirkung von Federeinrichtungen begrenzt verdrehbar sind, die innerhalb von Fenstern angeordnet sind, die sowohl in den Seitenteilen als auch in den Zwischenteilen ausgespart sind.
Ein Drehschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der DE 38 10 921 A1 und der DE 38 40 615 A1 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehschwingungsdämpfer im Hinblick auf Verschleiß zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Drehschwingungsdämpfer gemäß Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Patentansprüchen dargelegt.
Die Aufgabe ist bei einem Drehschwingungsdämpfer mit zwei Seitenteilen, die drehfest miteinander verbunden und zwischen denen zwei Zwischenteile angeordnet sind, die relativ zu den Seitenteilen entgegen der Federwirkung von Federeinrichtungen begrenzt verdrehbar sind, die innerhalb von Fenstern angeordnet sind, die sowohl in den Seitenteilen als auch in den Zwischenteilen ausgespart sind, dadurch gelöst, dass die Fenster mit den Zwischenteilen in Umfangsrichtung auf der einen Seite jeweils eine Führungsnase und auf der anderen Seite jeweils eine Ausnehmung aufweisen, in der eine Führungsnase des jeweils anderen Zwischenteils angeordnet ist. Die Führungsnasen entfalten ihre Führungswirkung jeweils nur in einer Lastrichtung, das heißt bei Zug- oder Schubbelastung. Die Ausnehmungen ermöglichen auf einfache Art und Weise eine Bewegung der Zwischenteile mit den Führungsnasen relativ zueinander.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass sich jeweils ein Abstandsbolzen, der fest mit den Seitenteilen verbunden ist, durch die Ausnehmungen der Fenster hindurch erstreckt. Die Abstandbolzen dienen dazu, die Seitenteile in axialer Richtung in einem definierten Abstand zueinander anzuordnen. Über die Abstandsbolzen wird ein Drehmoment von den Seitenteilen in Abhängigkeit von der Lastrichtung auf eines der Zwischenteile übertragen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsbolzen in Umfangsrichtung einen Anschlag für jeweils ein Zwischenteil bilden. Vorzugsweise ist die Gestalt der Ausnehmungen an die Gestalt der Abstandsbolzen angepasst.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenteile jeweils einen Nabenflansch umfassen, der mit einer Nabe gekoppelt ist. Vorzugsweise ist die Nabe drehfest mit einer Getriebeeingangswelle verbunden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe mit einer Außenverzahnung versehen ist, die mit einer Innenverzahnung der Zwischenteile zusammenwirkt. Dadurch wird die Übertragung eines Drehmoments von den Zwischenteilen auf die Nabe ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenverzahnung der Nabe und der Innenverzahnung der Zwischenteile in Umfangsrichtung ein definiertes Spiel vorhanden ist. Je nach Lastrichtung ist die Nabe mit ihrer Außenverzahnung mit dem einen oder dem anderen Zwischenteil drehfest verbunden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Führungsnasen jeweils aus einer Ebene, in der sich das zugehörige Zwischenteil ausdehnt, in Richtung einer Längsachse der zugehörigen Federeinrichtung erstreckt. Dadurch können Axialkraftkomponenten, die durch einen außermittigen Kraftangriff auf die Federeinrichtungen entstehen und zu einem seitlichen Auswandern/Ausknicken der Federeinrichtungen führen könnten, kompensiert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtungen jeweils mindestens ein Schraubenfederelement mit zwei Enden umfassen, in die jeweils eine der Führungsnasen eingreift. Alternativ kann das Schraubenfederelement auch außen von einem Führungselement umgriffen werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtungen jeweils ein äußeres und ein inneres Schraubenfederelement mit zwei Enden umfassen, in die jeweils eine der Führungsnasen eingreift. Das äußere Schraubenfederelement ist über das innere Schraubenfederelement durch die Führungsnasen geführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnasen einstückig mit dem zugehörigen Zwischenteil verbunden sind. Bei dem Zwischenteil handelt es sich vorzugsweise um ein Blechteil, aus dem die Führungsnasen herausgeprägt sind.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Es zeigen:
1 eine Hälfte eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers in der Draufsicht;
2 den Drehschwingungsdämpfer aus 1 im Schnitt;
3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2;
4 die Darstellung eines Schnitts durch eine Zwischenteilebene des Drehschwingungsdämpfers aus den 1 bis 3;
5 die Darstellung eines Schnitts durch eine Schraubenfederebene des Drehschwingungsdämpfers aus den 1 bis 4;
6 eine schematische Darstellung des Drehschwingungsdämpfers aus den 1 bis 5, wobei die Übertragung eines Drehmoments durch Pfeile angedeutet ist;
7 eine Explosionsdarstellung des Drehschwingungsdämpfers aus den 1 bis 6;
8 eine perspektivische Darstellung eines Zwischenteils des Drehschwingungsdämpfers aus den 1 bis 7;
9 das Zwischenteil aus 8 im Schnitt und
10 das Zwischenteil aus 8 in der Draufsicht.
In den 1 bis 7 ist ein Drehschwingungsdämpfer 1 in verschiedenen Ansichten und Schnitten dargestellt. Der Drehschwingungsdämpfer 1 umfasst eine Nabe 4, die mit einer Innenverzahnung 5 versehen ist. Die Innenverzahnung 5 dient dazu, die Nabe 4 drehfest mit einer (nicht dargestellten) Getriebeeingangswelle eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs zu verbinden. Des Weiteren ist die Nabe 4 mit einer Außenverzahnung 6 versehen, durch welche die Nabe 4 mit zwei Zwischenteilen 11, 12 drehfest verbindbar ist. Die Zwischenteile 11, 12 erstrecken sich flanschartig in radialer Richtung und werden daher auch als Nabenflansche bezeichnet. Die Begriffe radial, axial und in Umfangsrichtung beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf eine Drehachse 13 des Drehschwingungsdämpfers 1.
Durch Lagereinrichtungen 14, 15 sind zwei Seitenteile 21, 22 relativ zu den Zwischenteilen 11, 12 gegen die Federwirkung von Federeinrichtungen 24, 25, 26 begrenzt verdrehbar. Der Verdrehwinkel wird durch Abstandsbolzen 28 begrenzt, die an den Seitenteilen 21, 22 befestigt sind und sich durch die Zwischenteile 11, 12 hindurch erstrecken. Die Abstandsbolzen 28 sind als Stufenbolzen ausgeführt und mit den Seitenteilen 21, 22 vernietet. Die Zwischenteile 11, 12 sind in axialer Richtung zwischen den Seitenteilen 21, 22 angeordnet. An dem Seitenteil 11 ist radial außen eine Kupplungsscheibe 30 mit zwei Reibbelaghälften 31, 32 befestigt.
In 3 sieht man, dass die Federeinrichtung 24 eine äußere Schraubenfeder 34 und eine innere Schraubenfeder 35 umfasst.
In 4 sieht man, dass das Zwischenteil 11 eine Innenverzahnung 39 aufweist, in welche die Außenverzahnung 6 der Nabe 4 eingreift. In Umfangsrichtung zwischen der Innenverzahnung 39 des Zwischenteils 11 und der Außenverzahnung 6 der Nabe 4 ist ein definiertes Spiel 40 vorgesehen. Durch das Spiel 40 wird der Verdrehwinkel des Zwischenteils 11 relativ zu der Nabe 4 begrenzt. Des Weiteren sieht man in 4, dass in dem Zwischenteil 11 vier Fenster 41, 42, 43 und 44 ausgespart sind, in denen jeweils eine Federeinrichtung 24, 45, 46, 47 angeordnet ist. Die Federeinrichtungen 45, 46 in 4 entsprechen den Federeinrichtungen 25, 26 in 1. Die Federeinrichtungen 45 bis 47 umfassen, wie die Federeinrichtung 24, jeweils eine innere Schraubenfeder und eine äußere Schraubenfeder. Die Längsachse der Federeinrichtung 24 ist in den 4 und 5 mit 50 bezeichnet.
Die Längsachse 50 ist gleichzeitig die Längsachse der Schraubenfedern 34 und 35. In ein Ende der inneren Schraubenfedern der Federeinrichtungen 24, 45, 46, 47 greift jeweils eine Führungsnase 51 bis 54 ein, die sich in Richtung der Längsachse 50 der zugehörigen Federeinrichtung 24, 45 bis 47 erstreckt. Auf der in Umfangsrichtung den Führungsnasen 51 bis 54 gegenüber liegenden Seiten weisen die Fenster 41 bis 44 jeweils eine Ausnehmung 55 bis 58 auf. Die Ausnehmungen 55 bis 58 erstrecken sich über den zur Aufnahme der Federeinrichtungen benötigten Raum in Umfangsrichtung hinaus. In den Ausnehmungen 55 bis 58 ist jeweils eine Führungsnase 61 bis 64 angeordnet, die von dem Zwischenteil 12 ausgeht. Die von dem Zwischenteil 12 ausgehenden Führungsnasen 61 bis 64 greifen in das andere Ende der inneren Schraubenfedern der Federeinrichtungen 24, 45 bis 47 ein. Die Gestalt der Ausnehmungen ist am Ende jeweils an die Gestalt von Abstandsbolzen 28, 65, 66, 67 angepasst, die sich im Bereich der Ausnehmungen durch die Zwischenteile 11, 12 hindurch erstrecken. Die Zwischenteile 11, 12 sind identisch ausgebildet.
In 5 sieht man, dass die Führungsnasen 51, 61 jeweils einstückig mit dem zugehörigen Zwischenteil 11, 12 verbunden sind. Die Zwischenteile sind als Blechteile ausgeführt, aus denen die Führungsnasen 51, 61 heraus geprägt sind. In der Schnittdarstellung sind die komplette Form des Zwischenteils 11 sowie der Federmitnahmebereich des zweiten Zwischenteils 12 erkennbar. Ebenfalls sichtbar sind die in den Zwischenteilen 11, 12 ausgesparten Fenster, an deren Enden die Abstandsbolzen 66, 67 anschlagen und so das Moment einleiten. Die Nabe (4 in 4) sitzt mit ihrer Außenverzahnung in den Innenverzahnungen der Zwischenelemente 11, 12 und ist je nach Lastrichtung mit dem einen oder anderen Zwischenteil 11,12 über Flankenanlage der Verzahnungen verbunden. Die Seitenführung der Federeinrichtungen 24 erfolgt über die in den Anlagebereichen der Schraubenfedern 34, 35 befindlichen Führungsnasen 51, 61, die im vorliegenden Fall jeweils in die innere Schraubenfeder 35 eingreifen und über diese auf die äußere Schraubenfeder 34 führen. Alternativ sind auch Varianten möglich, die auf ähnliche Seiten die äußeren Schraubenfedern 34 axial halten.
5 zeigt einen Schnitt durch die Längsachse 50 der Federeinrichtung 24 parallel zur Drehachse (13 in 2) des Drehschwingungsdämpfers 1. Zur Kompensation von Axialkraftkomponenten, die durch außermittigen Krafteingriff auf die Schraubenfedern 34, 35 entstehen und deren Folge ein seitliches Auswandern/Ausknicken sein kann, wurden die Führungsnasen 51, 61 der Zwischenteile 11, 12, die auch als Zwischenelemente bezeichnet werden, axial so herausgeprägt, dass diese annähernd in der Federmittelachse 50 liegen. Die Führungsnasen 51, 61 ragen zur Seitenführung der Federeinrichtung 24 in allen Betriebszuständen in die Breite B zwischen den beiden Zwischenteilen 11, 12 hinein.
In 6 ist in einer Darstellung, in der die Seitenteile weggelassen sind, der Momentenfluss in dem Drehschwingungsdämpfer 1 schematisch angedeutet. Durch einen Pfeil 70 ist die normale Drehrichtung des Drehschwingungsdämpfers 1 angedeutet. Durch schraffierte Pfeile 71 bis 74 ist der Momentenfluss beziehungsweise Kraftfluss im Zugbetrieb eines mit dem Drehschwingungsdämpfer 1 ausgestatteten Kraftfahrzeugs angedeutet. Durch Pfeile 75 bis 78 ist der Momentenfluss beziehungsweise Kraftfluss im Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs angedeutet. In Zugrichtung wird über die Abstandsbolzen 67 das Drehmoment als Umfangskraft auf das Zwischenteil 12 geleitet, wie durch den Pfeil 71 angedeutet ist. Das Zwischenteil 12 überträgt über die Führungsnasen 61 die Kraft auf die Federeinrichtungen 24. Die Federeinrichtungen 24 übertragen die Kraft beziehungsweise das Drehmoment wiederum auf die Führungsnasen 54 des Zwischenteils 11, wie durch den Pfeil 72 angedeutet ist. Durch die Pfeile 73 und 74 ist angedeutet, dass die Kraft beziehungsweise das Drehmoment über die Innenverzahnung des Zwischenteils 11 auf die Außenverzahnung der Nabe 4 übertragen wird. Das Anschlagmoment und damit der Endverdrehwinkel sind erreicht, wenn die Innenverzahnung des Zwischenteils 12 ebenfalls an der Außenverzahnung der Nabe 4 anschlägt. In Schubrichtung sind die Verhältnisse analog, wie durch die Pfeile 75 bis 78 angedeutet ist.
In 7 ist eine Explosionsdarstellung des Drehschwingungsdämpfers 1 gezeigt. In 7 sieht man, dass an den Seitenteilen 21, 22 Fensterflügel 81, 82 vorgesehen sind. Die Fensterflügel 81, 82 dienen jedoch nicht der Seitenführung der Federeinrichtungen 24, 45 bis 47, sondern haben zu diesen in jeder Position einen Mindestabstand. Die Fensterflügel 81, 82 dienen nur der zusätzlichen Sicherheit, und sollen im Fall einer Fehlfunktion das Heraustreten der Federeinrichtungen 24, 45 bis 47 aus dem Drehschwingungsdämpfer 1 verhindern. Da die Seitenführung allein durch die Zwischenteile 11, 12 erfolgt, können die Fensterflügel 81, 82 an den Seitenteilen 21, 22 auch entfallen.
In den 8 bis 10 sieht man, dass die beiden Zwischenteile oder Zwischenelemente 11, 12 baugleich ausgeführt sind. Die identischen Zwischenelemente 11, 12 werden jeweils um 180 Grad verdreht eingebaut. Es ist jedoch auch möglich, unterschiedlich gestaltete Zwischenteile zu verwenden.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungsdämpfer
4: Nabe
5: Innenverzahnung
6: Außenverzahnung
11: Zwischenteil
12: Zwischenteil
13: Drehachse
14: Lagereinrichtung
15: Lagereinrichtung
21: Seitenteil
22: Seitenteil
24: Federeinrichtung
25: Federeinrichtung
26: Federeinrichtung
28: Abstandsbolzen
30: Kupplungsscheibe
31: Reibbelaghälfte
32: Reibbelaghälfte
34: äußere Schraubenfeder
35: innere Schraubenfeder
39: Innenverzahnung
40: Spiel
41: Fenster
42: Fenster
43: Fenster
44: Fenster
45: Federeinrichtung
46: Federeinrichtung
47: Federeinrichtung
50: Längsachse
51: Führungsnase
52: Führungsnase
53: Führungsnase
54: Führungsnase
55: Ausnehmung
56: Ausnehmung
57: Ausnehmung
58: Ausnehmung
61: Führungsnase
62: Führungsnase
63: Führungsnase
64: Führungsnase
65: Bolzen
66: Bolzen
67: Bolzen
70: Pfeil
71: Pfeil
72: Pfeil
73: Pfeil
74: Pfeil
75: Pfeil
76: Pfeil
77: Pfeil
78: Pfeil
81: Fensterflügel
82: Fensterflügel

Claims

Drehschwingungsdämpfer mit zwei Seitenteilen (21, 22), die drehfest miteinander verbunden und zwischen denen zwei Zwischenteile (11, 12) angeordnet sind, die relativ zu den Seitenteilen (21, 22) entgegen der Federwirkung von Federeinrichtungen (24, 45–47) begrenzt verdrehbar sind, die innerhalb von Fenstern (41–44) angeordnet sind, die sowohl in den Seitenteilen (21, 22) als auch in den Zwischenteilen (11, 12) ausgespart sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster (41–44) in den Zwischenteilen (11, 12) in Umfangsrichtung auf der einen Seite jeweils eine Führungsnase (51–54, 61–64) und auf der anderen Seite jeweils eine Ausnehmung (55–58) aufweisen, in der eine Führungsnase (61–64) des jeweils anderen Zwischenteils (12, 11) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich jeweils ein Abstandsbolzen (28, 65–67), der fest mit den Seitenteilen (21, 22) verbunden ist, durch die Ausnehmungen (55–58) der Fenster (41–44) hindurch erstreckt.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsbolzen (28, 65–67) in Umfangsrichtung einen Anschlag für jeweils ein Zwischenteil (11, 12) bilden.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenteile (11, 12) jeweils einen Nabenflansch umfassen, der mit einer Nabe (4) gekoppelt ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (4) mit einer Außenverzahnung (6) versehen ist, die mit einer Innenverzahnung (39) der Zwischenteile (11, 12) zusammenwirkt.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenverzahnung (6) der Nabe (4) und der Innenverzahnung (39) der Zwischenteile (11, 12) in Umfangsrichtung ein definiertes Spiel (40) vorhanden ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Führungsnasen (51–54, 61–64) jeweils aus einer Ebene, in der sich das zugehörige Zwischenteil (11, 12) ausdehnt, in Richtung einer Längsachse (50) der zugehörigen Federeinrichtung (24, 45–47) erstreckt.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtungen (24, 45–47) jeweils mindestens ein Schraubenfederelement (34, 35) mit zwei Enden umfassen, in die jeweils eine der Führungsnasen (51–54, 61–64) eingreift.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtungen (24, 45–47) jeweils ein äußeres und ein inneres Schraubenfederelement (34, 35) mit zwei Enden umfassen, in die jeweils eine der Führungsnasen (51–54, 61–64) eingreift.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsnasen (51–54, 61–64) einstückig mit dem zugehörigen Zwischenteil (11, 12) verbunden sind.