DE202008007303U1

DE202008007303U1 - Torsionsschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE202008007303U1
Application number: DE202008007303U
Authority: DE
Original assignee: Asturia Automotive Systems AG
Current assignee: Asturia Automotive Systems AG
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2018-05-31
Also published as: US20110130208A1; KR20110018929A; DE102009022373A1; JP5185438B2; WO2009143828A4; KR101263246B1; WO2009143828A1; US8632413B2; JP2011522176A; EP2283247A1; CN102047000A; DE112009001099A5

Abstract

Torsionsschwingungsdämpfer mit einem Dämpfungselement, welches zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element angeordnet ist, wobei das erste Element und das zweite Element relativ zueinander drehbar sind, mit oder ohne einem, in einem Gehäuse zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordneten axial verschiebbaren Koppelteil, wobei
– bei Verwendung eines Koppelteiles dieses zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element angeordnet ist und das erste Element mit dem Koppelteil über erste drehbeweglich gelagerte starre Koppelelemente und das zweite Element mit dem Koppelteil über zweite drehbeweglich gelagerte starre Koppelelemente verbunden ist, und dass sich bei Relativdrehung zwischen dem ersten und dem zweiten Element
a. das Koppelteil gegen die Federkraft eines Federelementes verschiebt und/oder
b. das Koppelteil gegen ein Medium verschiebt, welches beidseitig am Koppelteil wirkt
oder dass
– bei einer Ausbildung des Dämpfungselementes mit oder ohne Koppelteil c) in dritte Koppelelemente federnde Elemente integriert sind und...

Description

Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, der zwischen einem Antriebs- und einem Abtriebssystem eingesetzt wird und zur Dämpfung der Eingangs- und Ausgangsschwingungen dient und Drehmomentschwankungen ausgleicht.
Es sind zahlreiche Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, bei welchen ein Antriebselement und ein Abtriebselement über eine Torsionsfeder (z. B. DE 10 2005 037 996 B3 ) zur Drehmomentübertragung verbunden sind.
Es sind weiterhin Systeme bekannt, bei welchem eine Torsionsschwingung mittels radialer oder in Umfangsrichtung beaufschlagbarer Federelemente gedämpft wird ( DE 198 12 303 A1 , DE 197 33 334 A1 )
Aus DE 32 28 673 A1 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer mit seitenverschieblichem Dämpfelement bekannt. Der insbesondere für die Kupplungsscheibe einer Kraftfahrzeug-Reibungskupplung geeignete Torsionsschwingungsdämpfer weist zwei relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse verdrehbare Dämpferteile auf, die über eine Axialschubfläche und ein Kuppelteil miteinander gekuppelt sind. Bei Relativdrehung der Dämpferteile verschiebt sich der Kuppelteil gegen die axiale Kraft von Federn. Der Kuppelteil kann mit einem der Dämpferteile axial fest verbunden sein, ist axial verschiebbar, jedoch drehfest mit diesem gekuppelt. Der Kuppelteil unterteilt einen nach außen hin abgedichteten, zumindest teilweise mit Dämpferflüssigkeit gefüllten Raum in zwei Teilräume, die über einen Drosselkanal miteinander verbunden sind.
Nachteil der vorgenannten Lösungen ist der relativ komplizierte fertigungstechnische Aufwand und die für einige Anwendungen noch ungenügenden Dämpfungseigenschaften.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Torsionsschwingungsdämpfer zu entwickeln, der einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist, für ein breites Anwendungsspektrum einsetzbar ist und hervorragende Dämpfungseigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Torsionsschwingungsdämpfer weist ein Dämpfungselement auf, welches zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element angeordnet ist, wobei das erste Element und das zweite Element relativ zueinander drehbar sind und ist mit oder ohne einen, in einem Gehäuse zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordneten axial verschiebbaren Koppelteil ausgebildet, wobei
bei Verwendung eines Koppelteiles dieses zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element angeordnet ist und das erste Element mit dem Koppelteil über erste drehbeweglich gelagerte starre Koppelelemente und das zweite Element mit dem Koppelteil über zweite drehbeweglich gelagerte starre Koppelelemente verbunden ist derart, dass sich bei Relativdrehung zwischen dem ersten und dem zweiten Element

a) das Koppelteil gegen die Federkraft eines Federelementes verschiebt und/oder
b) das Koppelteil gegen ein Medium verschiebt, welches beidseitig am Koppelteil wirkt

c) in dritte Koppelelemente federnde Elemente integriert sind und die Koppelelemente mit dem ersten und dem zweiten Element verbunden sind.

Bevorzugt ist in dem Torsionsschwingungsdämpfer wenigstens ein erstes Federelement zwischen dem ersten Element und dem Koppelteil und wenigstens ein zweites Federelement zwischen dem zweiten Element und dem Koppelteil angeordnet, wobei die Federelemente z. B. in Form einer Schraubenfeder ausgebildet sind.
Es ist weiterhin möglich, dass wenigstens ein Federelement in jeweils ein Koppelelement integriert ist und das Koppelelement entgegen dessen Federkraft durch Längenveränderung der Feder längenveränderbar ist.
Bei Verwendung eines dämpfenden Mediums unterteilt das Kuppelteil einen Raum im Gehäuse in zwei Teilräume, in denen sich das Medium befindet, welches insbesondere eine Flüssigkeit, ein Gas oder ein Flüssigkeits-Gasgemisch ist.
Alternativ ist es auch möglich, als sich in den Teilräumen befindliches Medium ein Gel oder ein viskoelastisches Medium zu verwenden.
Infolge der Kolbenverschiebung wird entweder das Medium elastisch verdichtet und/oder über einen Rohranschluss ein externer elastischer Puffer betätigt.
Es ist auch möglich, die Teilräume miteinander zu verbinden, so dass das Medium aus einem Teilraum in den anderen Teilraum strömen kann. Dies erfolgt bevorzugt unter Einsatz eines entsprechenden Ventils.
Die Koppelelemente sind bevorzugt in Form von Kugelstangen ausgebildet, die an beiden Enden am ersten und zweiten Element und am Koppelteil drehgelenkig gelagert sind. Das Koppelteil ist dabei im Gehäuse axialbeweglich und drehbeweglich gelagert.
Es ist möglich, dass das erste Element eine erste Welle und das zweite Element das Gehäuse ist. Weiterhin kann sowohl das erste Element als eine erste Welle und das zweite Element als eine zweite Welle ausgebildet bzw. mit den Wellen gekoppelt sein, wobei in diesem Fall das Gehäuse bevorzugt gestellfest ist.
Das erste Element kann beispielsweise ein Antriebselement und das zweite Element ein Abtriebselement sein oder umgekehrt.
Mit der Erfindung wird eine einfache konstruktive Lösung eines Torsionsschwingungsdämpfers geschaffen, welcher flexibel unterschiedlichsten Einsatzgebieten anpassbar ist und mit welchem hervorragende Dämpfungseigenschaften durch die Kombination der Koppelelemente mit Federelementen und/oder Medien erzielbar und mit dem hohe Drehmomentenspitzen abbaubar und große Verdrehwinkel erreichbar sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1: schematische Darstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers unter Verwendung von zwei Druckfedern, die beidseitig zum Koppelteil angeordnet sind,
2: schematische Darstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers unter Verwendung eines schwingungsdämpfenden elastischen Mediums,
3: schematische Darstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers unter Verwendung von in die Koppelelemente integrierten Federelementen ohne Koppelteil, wobei das Gehäuse mit dem Ende der Koppelelemente verbunden ist.
4: schematische Darstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers mit Koppelelementen, in die eine Feder integriert ist und mit Koppelteil, wobei das Gehäuse mit dem Ende der zweiten Koppelelemente verbunden ist.
Ein Torsionsschwingungsdämpfer mit einem Dämpfungselement 1, welches ein in einem Gehäuse 2 angeordnetes axial verschiebbares Koppelteil 3 aufweist, ist in 1 und 2 dargestellt. Das Gehäuse 2 ist gestellfest gelagert und das Koppelteil 3 zwischen einem ersten Element 4 in Form einer ersten Drehwelle und einem zweiten Element 5 in Form einer zweiten Drehwelle angeordnet, wobei das erste Element 4 und das zweite Element 5 relativ zueinander drehbar sind. Das erste Element 4 ist mit dem Koppelteil 3 über erste drehbeweglich gelagerte starre Koppelelemente 4.1 und das zweite Element 5 mit dem Koppelteil 3 über zweite drehbeweglich gelagerte starre Koppelelemente 5.1 verbunden. Die ersten Koppelelemente 4.1 sind in Form von Kugelstangen ausgebildet und mit ihren kugelförmigen Enden einerseits in einer ersten Aufnahme 4.2 des ersten Elementes 4 und andererseits in einer Aufnahme 3.1 des Koppelteils 3 drehbeweglich gelagert. Analog sind auch die zweiten Koppelelemente 5.1 in Form von Kugelstangen ausgebildet und mit ihren kugelförmigen Enden einerseits in einer zweiten Aufnahme 5.2 des zweiten Elementes 5 und andererseits in einer Aufnahme 3.2 des Koppelteils 3 drehbeweglich gelagert.
Die ersten und die zweiten Koppelelemente 4.1 und 5.1 sind dabei geeignet zwischen dem ersten und dem zweiten Element Drehmomente zu übertragen.
Zur Torsionsschwingungsdämpfung ist gem. 1 zwischen der ersten Aufnahme 4.2 und dem Koppelteil 3 eine erste Druckfeder 6 angeordnet und zwischen der zweiten Aufnahme 5.2 und dem Koppelteil sitzt eine zweite Druckfeder 7. Die erste und die zweite Druckfeder 6, 7 sind in Form von Schraubenfedern ausgebildet und liegen unter Vorspannung an.
Gem. 2 unterteilt das in Richtung zum Gehäuse 2 abgedichtete Koppelteil 3 den Raum im Gehäuse 2 in einen ersten Teilraum 8, der sich vom Koppelteil 2 in Richtung zum ersten Element 4 erstreckt und in einen zweiten Teilraum 9, der sich vom Koppelteil 3 in Richtung zum zweiten Element 5 erstreckt. In den Teilräumen 8, 9 befindet sich ein flüssiges Dämpfungsmedium 10, welches über wenigstens ein in das Koppelteil 3 integriertes Ventil 11 von einem Teilraum 8, 9 in den jeweils anderen Teilraum 8, 9 strömen kann. Als Dämpfungsmedium wird bevorzugt ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch eingesetzt.
Werden die erste Drehwelle (erstes Element 1) und die zweite Drehwelle (zweites Element 2) relativ zueinander verdreht, so nehmen die Koppelelemente 5.1, 5.2 eine andere räumliche Winkelstellung ein und das Koppelteil 3 wird entlang der Längsachse A gem. 1 entgegen der Federkraft der Druckfedern 6, 7 und gem. 2 entgegen der Dämpfungskraft des Dämpfungsmediums 10 bewegt. Dabei vollführt das Koppelteil 3 ebenfalls eine Drehbewegung.
Durch die Koppelelemente 5.1, 5.2 und die Elastizität der Federn 6, 7 (1) oder des Dämpfungsmediums 10 (2) werden die Torsionsschwingungen zwischen dem ersten Element 4 und dem zweiten Element 5 gedämpft und Drehmomentspitzen abgebaut. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante ist es auch möglich, z. B. das Gehäuse als erstes oder zweites Element drehbar auszubilden und an diesem z. B. einen Wellenstumpf zu befestigen. Das Gehäuse ist dann selbstverständlich nicht gestellfest gelagert.
In 3 und 4 sind Varianten eines Dämpfungselementes 1 dargestellt, bei welchem das erste Element 4 in Form einer ersten Drehwelle ausgebildet ist und das dazu relativ verdrehbare zweite Element 5 das Gehäuse 2 ist.
Gem. 3 sind dritte Koppelelemente 4.3 an der Aufnahme 4.2 des ersten Elementes 4 und an der Aufnahme 5.2 des zweiten Element 5 schwenkbar befestigt. Die dritten Koppelelemente 4.3 sind hier quer zu ihrer Längsachse in zwei Hälften geteilt, wobei die beiden Hälften jeweils mittels einer Feder 12, die in einer nicht näher bezeichneten Umhausung sitzt miteinander verbunden sind, so dass die dritten Koppelelemente 4.3 bei einer Relativdrehung zwischen dem ersten und zweiten Element 4, 5 entgegen der Federkraft der Feder 12 längenveränderbar sind. Auf ein Koppelteil 3 wurde hier verzichtet. Die dritten Koppelelemente 4.3 sollten dabei nicht biegbar, sondern nur entlang ihrer Längsachse längenveränderbar sein, so dass mit diesen Drehmomente übertragbar sind.
Gem. 4 wurde wie in 1 und 2 ein Koppelteil 3 vorgesehen, welches über dritte Koppelelemente 4.3 mit dem ersten Element 4 in Form einer Drehwelle und über dritte Koppelelemente 4.3c mit dem zweiten Element 5 in Form des Gehäuses 2 schwenkbar verbunden ist. Wie in 3 weisen die dritten Koppelelemente 4.3 Federn 12 auf, durch welche sie bei einer Relativdrehung zwischen dem ersten und zweiten Element 4, 5 infolge der Federkraft längenveränderbar sind. Anstelle der dritten Koppelelemente gem. 4 können auch erste und zweite Koppelelemente 4.1, 5.1 und Schraubenfedern 6, 7 wie in 1 oder erste und zweite Koppelelemente 4.1, 5.1 und ein Dämpfungsmedium 10 wie in 2 verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005037996 B3 [0002]
- DE 19812303 A1 [0003]
- DE 19733334 A1 [0003]
- DE 3228673 A1 [0004]

Claims

Torsionsschwingungsdämpfer mit einem Dämpfungselement, welches zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element angeordnet ist, wobei das erste Element und das zweite Element relativ zueinander drehbar sind, mit oder ohne einem, in einem Gehäuse zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordneten axial verschiebbaren Koppelteil, wobei – bei Verwendung eines Koppelteiles dieses zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element angeordnet ist und das erste Element mit dem Koppelteil über erste drehbeweglich gelagerte starre Koppelelemente und das zweite Element mit dem Koppelteil über zweite drehbeweglich gelagerte starre Koppelelemente verbunden ist, und dass sich bei Relativdrehung zwischen dem ersten und dem zweiten Element a. das Koppelteil gegen die Federkraft eines Federelementes verschiebt und/oder b. das Koppelteil gegen ein Medium verschiebt, welches beidseitig am Koppelteil wirkt oder dass – bei einer Ausbildung des Dämpfungselementes mit oder ohne Koppelteil c) in dritte Koppelelemente federnde Elemente integriert sind und die Koppelelemente mit dem ersten und dem zweiten Element verbunden sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein erstes Federelement zwischen dem ersten Element und dem Koppelteil und wenigstens ein zweites Federelement zwischen dem zweiten Element und dem Koppelteil angeordnet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente in Form einer Schraubenfeder ausgebildet sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Federelement in jeweils ein Koppelelement integriert ist und das Koppelelement infolge dessen Federkraft längenveränderbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelteil im Gehäuse einen Raum in zwei Teilräume unterteilt und dass sich das Medium in den Teilräumen befindet.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Teilräumen befindliche Medium eine Flüssigkeit, ein Gas oder ein Flüssigkeits-Gasgemisch ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Teilräumen befindliche Medium ein Gel oder ein viskoelastisches Medium ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich infolge der Koppelverschiebung das sich in den Teilräumen befindliche Medium bei Druckeinwirkung verdichtet und/oder einen externen Puffer über entsprechende Gehäuseanschlüsse betätigt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilräume miteinander verbunden sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilräume miteinander über ein Ventil verbunden sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten, zweiten und dritten Koppelelemente in Form von Kugelstangen ausgebildet sind, die an beiden Enden drehgelenkig gelagert sind.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelteil im Gehäuse axialbeweglich und drehbeweglich gelagert ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element eine erste Welle und das zweite Element das Gehäuse ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element die erste Welle und das zweite Element eine zweite Welle ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse gestellfest angeordnet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element ein Antriebselement und das zweite Element ein Abtriebselement ist oder umgekehrt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element mit einer ersten Welle oder einem Antriebselement gekoppelt ist und/oder dass das zweite Element mit einer zweiten Welle oder einem Abtriebselement gekoppelt ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelteil mit dem ersten Element verbunden ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium 9 in den Kammern 8, 10 aktiv druckgesteuert wird und die Torsionschwingungsdämpfung nach einem Steuerungsalgorithmus abläuft.