DE19825249A1

DE19825249A1 - Torsion vibration damper e.g. for twin mass flywheels

Info

Publication number: DE19825249A1
Application number: DE1998125249
Authority: DE
Inventors: Klaus Dollhopf
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2018-06-06
Also published as: DE19825249B4

Abstract

The torsion vibration damper has transfer assemblies wherein a disc-like transmission element (18) is made up of several metal parts (22,24) which can be of different material thickness and/or different materials. The metal parts are preferably connected together by laser welding. The transmission element can be a cover disc element formed in a radially inner area for fixing on a drive shaft and in a radially outer area for interacting with the damper assembly. An Independent claim is also included for a method of manufacturing the vibration damper.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, umfassend eine erste Übertragungsanordnung, eine zweite Übertragungs anordnung, eine Dämpferanordnung, vorzugsweise Dämpfungsfederanord nung, durch welche die erste und die zweite Übertragungsanordnung zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse und zur Drehung bezüglich einander um die Drehachse gekoppelt sind, wobei wenigstens eine Übertragungsanordnung von erster und zweiter Übertragungsanordnung ein im wesentlichen scheibenartig ausgebildetes Übertragungselement aus Metall umfaßt.The present invention relates to a torsional vibration damper, comprising a first transmission arrangement, a second transmission arrangement, a damper arrangement, preferably damping spring arrangement by which the first and the second transmission arrangement for common rotation about an axis of rotation and for rotation with respect are coupled to one another about the axis of rotation, at least one Transmission arrangement of first and second transmission arrangement essentially disk-shaped transmission element Metal includes.

Im Stand der Technik sind Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, welche im allgemeinen aus zwei beidseits einer Nabenscheibe angeordneten und miteinander fest verbundenen Deckscheiben, d. h. Deckblechen, gebildet sind, wobei zwischen den Deckblechen und der Nabenscheibe Dämpfungs federn oder andersartig ausgebildete Koppelglieder wirken, um zwischen den beiden Deckblechen einerseits und der Nabenscheibe andererseits ein Drehmoment zu übertragen. Die Fertigung der Deckscheiben und auch der Nabenscheibe aus Blechmaterial ist aus Kostengründen bevorzugt, bringt jedoch auch einige fertigungstechnische Probleme mit sich. So treten im Betrieb von Torsionsschwingungsdämpfern an verschiedenen Bereichen verschiedene Belastungen auf, mit der Folge, daß bei Fertigung aus Blechteilen diese an die maximal auftretenden Belastungen angepaßt werden müssen, d. h. in anderen Bereichen überdimensioniert sind. Das heißt, während einige Bereiche eines Torsionsschwingungsdämpfers aufgrund ihrer stärkeren Belastung eine größere Wandungsstärke erfordern, könnten in anderen Bereichen die Deckscheiben oder auch die Nabenscheibe dünner ausgebildet werden. Um jedoch eine Beschädigung aufgrund zu dünner Ausgestaltung in den stärker belasteten Bereichen zu verhindern, werden die Bleche derart ausgewählt, daß ihre Dicke an die maximal auftretenden Belastungen angepaßt ist. Als Folge daraus können die zur Herstellung der Deckscheiben erforderlichen Zieh- oder Umformungsvorgänge schwierig werden, da relativ dicke Bleche zu bearbeiten sind; ferner steigen die Herstellungskosten. Auch ist aufgrund der übermäßigen Dicke in Bereichen, wo diese nicht erforderlich ist, der für andere Komponenten, beispielsweise die Dämpfungsfedern, zur Verfügung stehende Bauraum kleiner, so daß auch hinsichtlich dieser anderen Komponenten Kompromisse eingegangen werden müssen.Torsional vibration dampers are known in the prior art, which generally from two arranged on both sides of a hub disc and interconnected cover plates, d. H. Cover plates, formed are damping between the cover plates and the hub disc springs or other trained coupling elements act to between the two cover plates on the one hand and the hub disc on the other To transmit torque. The production of the cover plates and also the Hub disc made of sheet metal material is preferred for cost reasons, brings but also some manufacturing problems. So kick in Operation of torsional vibration dampers in different areas different loads, with the result that when manufacturing out Sheet metal parts are adapted to the maximum loads that occur must, d. H. are oversized in other areas. This means, while some areas of a torsional vibration damper due to their heavier loads may require a larger wall thickness other areas, the cover discs or the hub disc thinner be formed. However, to avoid damage due to thinning Prevent design in the more heavily loaded areas the sheets selected so that their thickness to the maximum occurring Loads is adjusted. As a result, those used to manufacture the Cover plates required drawing or forming operations difficult because relatively thick sheets have to be machined; furthermore the Manufacturing costs. Also, due to the excessive thickness in areas, where this is not necessary, for other components, for example the damping springs, available space is smaller, so that compromises were also made regarding these other components Need to become.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Torsionsschwingungs dämpfer vorzusehen, bei welchem verschiedene Komponenten desselben in optimaler Weise an die im Betrieb auftretenden Anforderungen angepaßt sind.It is the object of the present invention to provide a torsional vibration to provide dampers in which different components of the same in optimally adapted to the requirements that arise during operation are.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Torsionsschwingungs dämpfer gelöst, welcher umfaßt: eine erste Übertragungsanordnung, eine zweite Übertragungsanordnung, eine Dämpferanordnung, vorzugsweise Dämpfungsfederanordnung, durch welche die erste und die zweite Übertragungsanordnung zur gemeinsamen Drehung um eine Drehachse und zur Drehung bezüglich einander um die Drehachse gekoppelt sind, wobei wenigstens eine Übertragungsanordnung von erster und zweiter Über tragungsanordnung ein im wesentlichen scheibenartig ausgebildetes Übertragungselement aus Metall umfaßt.According to the invention, this object is achieved by a torsional vibration Damper solved, which comprises: a first transmission arrangement, a second transmission arrangement, a damper arrangement, preferably Damping spring arrangement through which the first and the second Transmission arrangement for common rotation about an axis of rotation and are coupled for rotation with respect to one another about the axis of rotation, wherein at least one transmission arrangement of first and second transfer support arrangement a substantially disc-shaped Metal transmission element comprises.

Bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer ist ferner vorgesehen, daß das im wesentlichen scheibenartig ausgebildete Über tragungselement aus einer Mehrzahl von Metallteilen zusammengesetzt ist. In the torsional vibration damper according to the invention is also provided that the substantially disc-shaped over support element is composed of a plurality of metal parts.

Durch Zusammensetzen des Übertragungselements aus mehreren Metall teilen können verschiedene Bereiche des Übertragungselements jeweils an die spezifischen Anforderungen angepaßt werden. Diese Anpassung an die speziellen Anforderungen ermöglicht, daß in verschiedenen Bereichen Bauraum eingespart wird und vereinfacht verschiedene Herstellungsvor gänge.By assembling the transmission element from several metal can share different areas of the transmission element each the specific requirements are adjusted. This adaptation to the special requirements allows in different areas Space is saved and simplifies various manufacturing processes gears.

Diese Anpassung an die spezifischen Anforderungen kann beispielsweise dadurch vorgenommen werden, daß die Mehrzahl von Metallteilen Metallteile unterschiedlicher Materialstärke und/oder unterschiedlichen Materials und/oder unterschiedlicher Vorbearbeitung umfaßt.This adaptation to the specific requirements can, for example be made in that the plurality of metal parts Metal parts of different material thickness and / or different Material and / or different preprocessing includes.

Diese Metallteile können dann zum Bilden des Übertragungselements durch Verschweißen, vorzugsweise Laserschweißen, miteinander verbunden werden.These metal parts can then be used to form the transmission element Welding, preferably laser welding, connected to one another become.

Beispielsweise kann das Übertragungselement ein Deckscheibenelement umfassen, welches in einem radial inneren Bereich zur Festlegung an einer Antriebswelle ausgebildet ist und in einem radial äußeren Bereich zur Zusammenwirkung mit der Dämpferanordnung ausgebildet ist. Dabei ist vorzugsweise das Deckscheibenelement in seinem zur Festlegung an der Antriebswelle vorgesehenen Bereich mit einem Blechteil ausgebildet, das eine größere Wandungsstärke und/oder Härte aufweist, als ein Blechteil in seinem zur Zusammenwirkung mit der Dämpferanordnung vorgesehenen Bereich.For example, the transmission element can be a cover plate element comprise, which in a radially inner region for fixing to a Drive shaft is formed and in a radially outer area Cooperation with the damper assembly is formed. It is preferably the cover plate element in its to fix on the Drive shaft provided area formed with a sheet metal part, the has a greater wall thickness and / or hardness than a sheet metal part in his intended to interact with the damper assembly Area.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Komponenten, insbesondere einer Übertragungsanordnung eines Torsions schwingungsdämpfers, umfassend die folgenden Schritte:
The present invention further relates to a method for producing components, in particular a transmission arrangement of a torsional vibration damper, comprising the following steps:

a) Providing several separate metal part blanks, which one different wall thicknesses and / or different Have material and / or different pretreatment,
b) connecting the metal part blanks, preferably welding the same, to provide a transmission element blank,
c) reshaping the transmission element blank into its final shape.

Der Schritt c) umfaßt vorzugsweise das Ziehen und/oder Biegen des Übertragungselement-Rohlings.Step c) preferably comprises pulling and / or bending the Transmission element blank.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende Figur, welche eine Teil-Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer zeigt, detailliert erläutert.The present invention will hereinafter be described with reference to the accompanying Figure, which is a partial longitudinal sectional view through an inventive Torsional vibration damper shows, explained in detail.

Die Figur zeigt einen Abschnitt eines in Form eines Zwei-Massen-Schwung rads ausgebildeten Torsionsschwingungsdämpfers 10. Es sei darauf verwiesen, daß der wesentliche Aspekt der vorliegenden Erfindung bei jeder Art von Torsionsschwingungsdämpfer angewandt werden kann, d. h. auch bei Kupplungsscheiben oder bei Torsionsschwingungsdämpfern, welche in einen Drehmomentwandler integriert sind.The figure shows a section of a torsional vibration damper 10 in the form of a two-mass swing wheel. It should be noted that the essential aspect of the present invention can be applied to any type of torsional vibration damper, ie also to clutch disks or to torsional vibration dampers which are integrated in a torque converter.

Der Torsionsschwingungsdämpfer 10 umfaßteine erste Übertragungsanord nung 12, welche eine mit einem Kurbelwellenflansch 14 einer Kurbelwelle 16 verbundene Primärseite bildet. Die erste Übertragungsanordnung 12 weist zwei Deckscheibenelemente oder Deckblechelemente 18, 20 auf. Das Deckscheibenelement 18 wiederum ist in seinem radial inneren Bereich aus einem Blech- oder Metallteil 22 mit größerer Wandungsstärke und angren zend an dieses Teil 22 aus einem Blech- oder Metallteil 24 mit etwas geringerer Wandungsstärke gebildet. Wie bei 26 gezeigt, sind diese beiden Teile 22, 24 durch Schweißen, vorzugsweise Laserschweißen, fest miteinander verbunden. In seinem radial äußeren Bereich ist das Teil 24 in Achsrichtung abgebogen und ist bei 28 mit dem Deckblech 20 wiederum durch Verschweißen oder dergleichen fest verbunden.The torsional vibration damper 10 comprises a first transmission arrangement 12 , which forms a primary side connected to a crankshaft flange 14 of a crankshaft 16 . The first transmission arrangement 12 has two cover plate elements or cover plate elements 18 , 20 . The cover plate element 18 is in turn formed in its radially inner region from a sheet metal or metal part 22 with a larger wall thickness and adjacent to this part 22 from a sheet metal or metal part 24 with a slightly lower wall thickness. As shown at 26 , these two parts 22 , 24 are firmly connected to one another by welding, preferably laser welding. In its radially outer region, the part 24 is bent in the axial direction and is in turn firmly connected to the cover plate 20 at 28 by welding or the like.

In den Innenraum 30, welcher durch die Deckscheibenteile 18, 20 umgeben ist, ragt eine Nabenscheibe 32, welche in Verbindung mit einem Masseteil 34 eine zweite Übertragungsanordnung 36 oder eine Baugruppe derselben bildet. Zwischen der Nabenscheibe 32 und den Deckscheibenelementen 18, 34 wirkt eine Dämpferanordnung 38, welche in an sich bekannter Weise aus einer Mehrzahl von Dämpfungsfedern 40 gebildet ist. Diese Dämpfungs federn 40 verlaufen im wesentlichen in Umfangsrichtung um eine Drehachse A und stützen sich an jeweiligen Steuerkanten in Federfenstern der Deckscheibenelemente 18, 20 beziehungsweise der Nabenscheibe 32 ab. Es sei darauf verwiesen, daß die durch die Dämpfungsfedern 40 vorge sehene Drehmomentübertragungskopplung zwischen der ersten Über tragungsanordnung 12 und der zweiten Übertragungsanordnung 36 auch durch andere, beispielsweise fliehkraftbeaufschlagte Koppelglieder oder dergleichen gebildet sein kann.A hub disk 32 protrudes into the interior 30 , which is surrounded by the cover disk parts 18 , 20 , which forms a second transmission arrangement 36 or an assembly thereof in connection with a mass part 34 . A damper arrangement 38 acts between the hub disc 32 and the cover disc elements 18 , 34 , which is formed in a manner known per se from a plurality of damping springs 40 . These damping springs 40 extend essentially in the circumferential direction about an axis of rotation A and are supported on respective control edges in spring windows of the cover disk elements 18 , 20 or the hub disk 32 . It should be noted that the torque transmission coupling provided by the damping springs 40 between the first transmission arrangement 12 and the second transmission arrangement 36 can also be formed by other, for example centrifugal coupling elements or the like.

Radial innen ist die Nabenscheibe 32 in Achsrichtung abgebogen und greift unter Zwischenanordnung eines Radiallagers 42 an einem entsprechend axial abstehenden Abschnitt des Teils 22 an.Radially on the inside, the hub disk 32 is bent in the axial direction and, with the interposition of a radial bearing 42 , engages a corresponding axially projecting section of the part 22 .

Das Teil 22 ist durch eine Mehrzahl von Schraubbolzen 44 unter Zwischen lagerung eines Unterlegblechs 46 oder dergleichen am Flansch 14 der Kurbelwelle 16 angeschraubt. Ferner liegt zwischen dem Unterlegblech 46 und der Nabenscheibe 32 ein Lagerring 48, welcher die axiale Abstützung der Nabenscheibe 32 an der Kurbelwelle 16 vorsieht.The part 22 is screwed to the flange 14 of the crankshaft 16 by a plurality of bolts 44 with the interposition of a washer 46 or the like. Furthermore, a bearing ring 48 is located between the washer 46 and the hub disk 32 , which provides for the axial support of the hub disk 32 on the crankshaft 16 .

Man erkennt in der Figur ferner, daß zwischen dem Deckscheibenelement 22 und der Nabenscheibe 32 eine allgemein mit 50 bezeichnete Tellerfeder wirkt, welche einerseits die Nabenscheibe 32 bezüglich der ersten Übertragungsanordnung 12 in Achsrichtung auf die Antriebswelle 16 und somit auf das Axiallager 48 zu vorspannt und andererseits eine Grundrei bung vorsieht.It can be seen in the figure also that the hub disc 32 acts generally designated with 50 disc spring between the cover plate member 22 and which on the one hand, the hub disc 32 with respect to the first transfer assembly 12 for biasing in the axial direction on the drive shaft 16 and therefore on the thrust bearing 48 and on the other hand provides for basic exercise.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers, insbesondere der ersten Übertragungsanordnung 12 desselben, wird wie folgt vorgegangen. Es werden zunächst aus Blechplatten Metallteilrohlinge für die Teile 22, 24 und 20, beispielsweise durch Stanzen, hergestellt. Nachfolgend werden die Teile 22 und 24 in ihrem zur Anlage aneinander vorgesehenen Oberflächenbereich miteinander in Verbindung gebracht und, wie bereits erwähnt, durch Schweißen fest miteinander verbunden. Erst nach diesem Verbindungsvorgang werden in einem Zieh- oder Biegevorgang diese Teile in die in der Figur erkennbare Form gebracht und dann mit anderen Komponenten zusammengesetzt.The procedure for producing the torsional vibration damper according to the invention, in particular the first transmission arrangement 12 thereof, is as follows. Metal sheet blanks for the parts 22 , 24 and 20 are first produced from sheet metal plates, for example by stamping. In the following, the parts 22 and 24 are brought together in their surface area intended for contact with one another and, as already mentioned, firmly connected to one another by welding. Only after this connection process are these parts brought into the shape recognizable in the figure in a drawing or bending process and then assembled with other components.

Eine derartige Vorgehensweise bei der Herstellung des Deckblechelements 18 hat den Vorteil, daß durch geeignete Auswahl verschiedener Blechroh linge das so hergestellte Deckscheibenelement in seinen verschiedenen Bereichen an die dort jeweils auftretenden Anforderungen angepaßt werden kann. So hat sich gezeigt, daß insbesondere der Bereich der Schraubver bindung des Torsionsschwingungsdämpfers 10 mit der Kurbelwelle 16 aufgrund im Betrieb auftretender Axialverformungen oder Schwingungen des Torsionsschwingungsdämpfers starken Materialbeanspruchungen ausgesetzt ist, so daß bei zu dünnwandiger Ausgestaltung in diesem Bereich Risse im Material erzeugt werden. Aus diesem Grunde wird bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer 10 das Blechteil 22 mit größerer Wandungsstärke, beispielsweise bis zu 8 oder 10 mm ausgebildet. Das sich radial außen anschließende Blechteil 24 unterliegt diesen Belastun gen jedoch nicht oder nicht so stark und kann daher mit dünnerer Wan dungsstärke ausgeführt werden. Die Folge daraus ist, daß bei anderen Komponenten, insbesondere die Dämpfungsfedern oder anderen Koppelglie dern, mehr Bauraum zur Verfügung steht. Such a procedure in the manufacture of the cover plate element 18 has the advantage that the cover plate element produced in this way can be adapted in its various areas to the requirements that arise there by suitable selection of different sheet metal blanks. It has been shown that, in particular, the area of the screw connection of the torsional vibration damper 10 to the crankshaft 16 is exposed to severe material stresses due to axial deformations or vibrations of the torsional vibration damper occurring during operation, so that cracks in the material are produced in this area if the design is too thin-walled. For this reason, in the torsional vibration damper 10 according to the invention, the sheet metal part 22 is formed with a larger wall thickness, for example up to 8 or 10 mm. The radially outer adjoining sheet metal part 24 , however, is not subject to these loads or not as strongly and can therefore be made with thinner wall thickness. The consequence of this is that with other components, in particular the damping springs or other coupling members, more installation space is available.

Diese Verbindung mehrerer Blechteilrohlinge vor einem Umformungsvorgang hat ferner den Vorteil, daß der Umformungsvorgang der letzte Bearbeitungs vorgang ist, und daß nicht bei einem nach dem Umformen noch durchzufüh renden Verschweißvorgang durch die eingeleitete Schweißwärme ein Verziehen der Bauteile erzeugt wird. Dies wäre insbesondere in Bereichen problematisch, die nahe von Biegungsbereichen liegen.This connection of several sheet metal blanks before a forming process also has the advantage that the forming process is the last machining is operation, and that can not be carried out in one after forming welding process due to the heat introduced Warping of the components is generated. This would be particularly true in areas problematic that are close to bend areas.

Es sei darauf verwiesen, daß auch im Bereich der Nabenscheibe, d. h. auch im Bereich der zweiten Übertragungsanordnung, und an anderen Orten der ersten Übertragungsanordnung verschiedene Blechteilrohlinge verschweißt sein können. Auch ist nicht nur ein Unterschied in der Wandungsstärke, sondern auch die Auswahl unterschiedlicher Materialien, gegebenenfalls auch eine unterschiedliche Vorbehandlung für die verschiedenen Blech teilrohlinge möglich, um eine Anpassung an verschiedene im Betrieb auftretende Anforderungen zu erhalten. Wichtig ist dabei jedoch, daß die dann aneinander anstoßenden Teile durch das anzuwendende Verbindungs verfahren, im allgemeinen ein Verschweißen oder Laserverschweißen, miteinander verbunden werden können.It should be noted that also in the area of the hub disc, i.e. H. also in the area of the second transmission arrangement, and in other locations of the first transmission assembly welded various sheet metal blanks could be. Also, not only is there a difference in wall thickness, but also the selection of different materials, if necessary also a different pretreatment for the different sheet metal Partial blanks possible to adapt to different in the company to get occurring requirements. However, it is important that the then abutting parts through the joint to be used process, generally welding or laser welding, can be connected.

Da bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer nur in denjenigen Bereichen, die sehr stark belastet sind, Blechteilrohlinge mit dicker Wandungsstärke eingesetzt werden, in anderen Bereichen aufgrund der geringeren Kosten und aufgrund des dann für anderen Komponenten vergrößerten zur Verfügung stehenden Bauraums dünnere Teile eingesetzt werden, ist auch der Ziehvorgang einfacher durchzuführen, da dünnere Blechteile leichter und mit höherer Präzision gezogen werden können als dickere Blechteile. Dabei ist die Durchführung der Ziehvorgänge unabhängig vom Verlauf von Schweißnaht möglich, d. h. es können Ziehvorgänge sowohl senkrecht als auch parallel zu Schweißnähten durchgeführt werden.Since in the torsional vibration damper according to the invention only in those parts that are very heavily loaded with sheet metal blanks thicker wall thickness can be used, due to other areas the lower cost and then the other components enlarged available space used thinner parts the drawing process is also easier to carry out, since thinner Sheet metal parts can be drawn more easily and with greater precision than thicker sheet metal parts. The execution of the drawing process is independent possible from the course of the weld seam, d. H. it can pull be carried out both vertically and parallel to welds.

Claims

1. Torsional vibration damper comprising:

- a first transmission arrangement ( 12 ),
- a second transmission arrangement ( 36 ),
- A damper arrangement ( 38 ), preferably damping spring arrangement ( 40 ) through which the first and the second transmission arrangement ( 12 , 36 ) for common rotation about an axis of rotation (A) and for rotation relative to each other about the axis of rotation (A) are coupled ,

wherein at least one transfer assembly of first and second transfer assembly (12, 36) a substantially disc-like design transmission element (18) made of metal, characterized in that the substantially disc-like design transfer element (18) from a plurality of metal parts (22, 24 ) is put together.

2. Torsional vibration damper according to claim 1, characterized in that the plurality of metal parts ( 22 , 24 ) comprises metal parts of different material thickness or / and different material and / or different pre-processing.

3. Torsional vibration damper according to claim 1 or 2, characterized in that the metal parts ( 22 , 24 ) are connected to one another by welding, preferably laser welding.

4. A torsional vibration damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transmission element (18) comprises a cover plate element (18) which is formed in a radially inner portion for attachment to a drive shaft (16), and in a radially outer region is designed to cooperate with the damper arrangement ( 38 ), and that the cover plate element ( 18 ) in its area provided for fixing to the drive shaft ( 16 ) has a sheet metal part ( 22 ) with greater wall thickness and / or greater hardness than in its Interaction with the damper arrangement ( 38 ) provided area.

5. A method of manufacturing components, preferably a transmission assembly, of a torsional vibration damper comprising:

a) providing a plurality of separate metal part blanks ( 22 , 24 ) which have different wall thicknesses and / or different materials and / or different pretreatment,
b) connecting the metal part blanks ( 22 , 24 ), preferably welding them, to provide a transmission element blank,
c) reshaping the transfer element blank into a transfer element end shape.

6. The method according to claim 5, characterized in that the step

c) comprises pulling and / or bending the transmission element blank.