EP4445039A1 - Pendelwippendämpfer mit einer drehachse - Google Patents

Pendelwippendämpfer mit einer drehachse

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Publication number
EP4445039A1
EP4445039A1 EP22809329.0A EP22809329A EP4445039A1 EP 4445039 A1 EP4445039 A1 EP 4445039A1 EP 22809329 A EP22809329 A EP 22809329A EP 4445039 A1 EP4445039 A1 EP 4445039A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rocker
flange
damper
primary
secondary flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22809329.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jean-Francois Heller
Frank Rübel
Yannick Strub
Ludovic Voorspoels
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP4445039A1 publication Critical patent/EP4445039A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/1204—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon with a kinematic mechanism or gear system
    • F16F15/1205—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon with a kinematic mechanism or gear system with a kinematic mechanism, i.e. linkages, levers
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    • F16F15/129—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon characterised by friction-damping means
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    • F16D2300/22—Vibration damping
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    • F16F2238/00—Type of springs or dampers
    • F16F2238/02—Springs
    • F16F2238/022—Springs leaf-like, e.g. of thin, planar-like metal

Definitions

  • the present invention relates to an oscillating rocker damper with an axis of rotation for a drive train, having a rocker unit for modulating a torque.
  • pendulum rocker dampers are known from the prior art. For example, from DE 102019 121 204 A1 and
  • DE 102019 121 205 A1 discloses a rocker damper in order to modulate the rigidity of a rotating shaft or a rotating shaft system in a drive train.
  • These see-saw dampers include a primary flange and a secondary flange that are torque-transmittingly connected (in both directions). Interposed are a plurality of rocker elements (also referred to as seesaws) and a plurality of spring elements.
  • the rocker elements are supported in a relatively displaceable manner by means of at least one rolling element on the primary flange and/or on the secondary flange.
  • the rolling bodies are clamped by means of the spring elements so that they can roll between the respective transmission path and the complementary counter-path.
  • the relative torsion angle between the primary flange and the secondary flange is converted into a spring deflection of the spring elements by means of this pendulum rocker damper.
  • a transmission ratio can be set by means of the transmission paths and the complementary counter-paths, which form a ramp mechanism, and thus the rigidity of the rocker-type damper can be set. It is also advantageous here that the transmission ratio does not have to be constant, but rather the gradient of the ramp gear can be variably adjusted via the angle of rotation of the primary flange relative to the secondary flange.
  • the known oscillating rocker dampers require a large amount of space and are designed to reduce the rigidity of the rotating shaft. If so-called overtorques occur during operation, that is to say torques which go beyond the operating limit of one of the spring elements, only space-consuming safeguards for the rocking rocker damper against such peak loads are known from the prior art.
  • the present invention is based on the object of at least partially overcoming the disadvantages known from the prior art, and in particular of accommodating a friction device in the pendulum rocker damper with as little installation space as possible.
  • an oscillating rocker damper according to claim 1 with an axis of rotation for a drive train of a motor vehicle, having a rocker unit for modulating a torque comprising:
  • a primary flange which can be connected in a torque-transmitting manner to a first outer connection
  • a secondary flange which can be connected in a torque-transmitting manner to a second external connection
  • the first roller being mounted so as to be able to roll on a first rocker-side roller conveyor and on a primary-flange-side roller conveyor complementary to the first rocker-side roller conveyor, with the second roller on a second rocker-side roller conveyor and one for the second rocker-side roller conveyor is mounted to be able to roll off the complementary roller conveyor on the secondary flange side, and wherein a friction device is arranged between the primary flange and the secondary flange.
  • the friction device can be accommodated in the pendulum rocker damper with as little installation space as possible.
  • the friction device or the two components of the friction device create a friction torque that counteracts an incoming torque and thus acts as a damper.
  • the energy required for rotating the secondary flange relative to the primary flange is therefore dissipated in part in the friction device in the form of heat energy, so that a hysteresis dependent on the rotation angle occurs.
  • the pendulum rocker damper proposed here can be installed in a small space Modulate torque and at the same time implement protection against overtorques.
  • the friction device is preferably variable, i.e. the friction torque is dependent on the relative torsion of the secondary flange to the primary flange.
  • the rocker unit for modulating a torque includes the at least one rocker element.
  • the rocker element can be pivoted, i.e. rocked, by means of at least one or more (preferably two or three) rollers on the primary flange and/or on the secondary flange relative to the direction of rotation (or superimposed on the rotation).
  • Two energy storage elements and two rocker elements are preferably provided.
  • the at least one energy storage element is preferably provided between two rocker elements, with a rocking movement of the two rocker elements resulting in a relative movement of the two rocker elements to one another. The relative movement in turn results in a change in the energy potential of the at least one energy storage element.
  • one or two energy storage elements are preferably provided, which are preferably arranged at opposite ends of the rocker elements, with three rocker elements preferably three energy storage elements.
  • the energy storage element is preferably between arranged between the rocker element and either the secondary flange or the primary flange, so that the energy potential of the energy storage element changes when the relative movement between the rocker element and the secondary flange or the primary flange results from the rocking movement.
  • the primary flange of the rocker unit is or can be connected in a torque-transmitting manner to the first external connection and the secondary flange of the rocker unit is or can be connected in a torque-transmitting manner to the second external connection.
  • the primary flange, the secondary flange and/or the at least one rocker element is/are preferably formed in the manner of a disk or disk segment, particularly preferably by means of stamping and/or sheet metal forming.
  • the at least one roller is arranged on the seesaw-side roller conveyor and the primary flange-side roller conveyor complementary thereto such that it is in a rest position within the roller conveyors without applying a torque or even when applying a low torque.
  • a (larger) torque is applied, the at least one roller rolls on the corresponding roller conveyors (at least almost) without slipping.
  • the at least one roller is preferably prestressed against the roller conveyors by means of the at least one energy storage element.
  • a ramp mechanism is thus formed by the at least one roller and the corresponding roller conveyor.
  • the roller conveyors have an incline which is selected in such a way that additional (movement) energy or work has to be expended to overcome the inclines.
  • the required (kinetic) energy can be achieved by reducing a torsional vibration or the torque to be modulated.
  • a rigidity or a damping value can be displayed or adjusted by means of the incline of the roller conveyors and/or the rigidity of the energy storage element.
  • a modulated torque transmission from the primary flange to the secondary flange or vice versa can be performed.
  • the at least one energy storage element is, for example, a helical compression spring, for example with a straight spring axis, an arc spring, or a gas pressure accumulator.
  • the energy storage element can be stretched or compressed by a relative movement of the primary flange and the secondary flange.
  • two energy storage elements are arranged transversely to the axis of rotation in such a way that both energy storage elements are compressed when torque is applied, so that the rigidity of the energy storage elements in combination with the ramp gradient of the track pair(s) allows the torque to be modulated.
  • two sets of rollers are included between the primary flange and the secondary flange on two respective pairs of roller conveyors, each with two roller conveyors.
  • a first pair of roller conveyors is arranged with a first rocker-side roller conveyor on the at least one rocker element and a primary flange-side roller conveyor on the primary flange in order to receive at least one primary-side roller or a set of primary-side rollers so that they can be rolled.
  • a second pair of roller tracks comprises a second rocker-side roller track on the rocker element and a secondary flange-side roller track on the secondary flange and is designed to accommodate at least one secondary-side roller or a set of secondary-side rollers in a rollable manner.
  • the first pair of roller conveyors is particularly preferably arranged radially outside of the second pair of roller conveyors.
  • the first component is designed in one piece with the primary flange and/or if the second component is designed in one piece with the secondary flange. As a result, a particularly compact construction of the pendulum rocker damper is possible.
  • the first component is designed in the form of a section on the primary flange that protrudes inward in the radial direction of the rocker-type damper or is connected to the primary flange. As a result, a particularly compact construction of the pendulum rocker damper is possible.
  • the second component is designed in the form of a section on the secondary flange that protrudes outwards in the radial direction of the oscillating rocker damper or is connected to the secondary flange.
  • the primary flange and the secondary flange preferably overlap in the axial direction of the rocker-type damper. They are particularly preferably arranged in the same axial plane. As a result, a particularly compact construction of the pendulum rocker damper is possible.
  • the first component is embodied as a spring device prestressed in the axial direction of the oscillating rocker damper against the secondary flange and/or if the second component is embodied as a spring device prestressed in the axial direction of the oscillating rocker damper against the primary flange.
  • the spring device preferably has two spring plates attached to the secondary flange, one of the spring plates being arranged on one side of the secondary flange and the other of the spring plates being arranged in the axial direction Direction is arranged on the other side of the secondary flange, and wherein both spring plates frictionally clamp the primary flange between them.
  • the spring plates are fastened to the secondary flange at the section projecting outwards in the radial direction and are in frictional contact with a circular arc section of the primary flange, which is delimited in the circumferential direction of the rocker-type rocker damper by two stops projecting inwards in the radial direction.
  • the section on the secondary flange side being able to come into contact with one of the stops in each case in order to limit the torsion of the swing rocker damper.
  • the spring device preferably has two spring plates attached to the primary flange, with one of the spring plates being arranged on one side of the primary flange and the other of the spring plates being arranged on the other side of the primary flange in the axial direction, and with both spring plates clamping the secondary flange between them in a frictionally engaged manner .
  • the spring plates are designed in the shape of circular arc segments and are in frictional contact with the outwardly projecting section of the secondary flange, with the primary flange having two stops that project inward in the radial direction and are spaced apart from one another in the circumferential direction of the rocker-type damper, and with the secondary flange-side Section for limiting the torsion of the pendulum rocker damper can come into contact with one of the stops.
  • the secondary flange-side Section for limiting the torsion of the pendulum rocker damper can come into contact with one of the stops.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a rocker-type rocker damper with a friction device in a plan view
  • FIG. 2 shows the oscillating rocker damper from FIG. 1 in a sectional view
  • Fig. 3 the oscillating rocker damper from Fig. 1 in a top view, with the top rocker elements, i.e. the right ones with reference to Fig. 2, having been removed, in overrun mode (Fig. 3a), in the neutral state (Fig. 3b) and in train operation (Fig. 3c);
  • FIG. 4 the friction device of the rocker-type damper from FIG. 1, fastened to a secondary flange, without the primary flange, in a perspective view;
  • FIG. 5 the friction device, fastened to the secondary flange, of the rocker-type damper from FIG. 1 with the primary flange, in a perspective view;
  • FIG. 6 Details of the primary and secondary flange of the rocker-type damper from FIG. 1 in a plan view
  • Fig. 7 a second embodiment of a rocker rocker damper with a friction device in a top view (Fig. 7a), with the rocker elements located at the top having been removed with reference to Fig. 7a (Fig. 7b), and with the rocker elements with reference to Fig. 7a the overhead rocker elements and parts of the friction device have been removed;
  • FIG. 8 the friction device of the rocker-type damper from FIG. 7a, fastened to a primary flange, without a secondary flange, in a perspective view;
  • FIG. 9 the friction device of the rocker-type damper from FIG. 7a, fastened to the primary flange, with the secondary flange, in a perspective view;
  • FIG. 10 the friction device of the rocker-type damper from FIG. 7a, fastened to the primary flange, with a secondary flange in a perspective view with a different sectional plane.
  • Figures 1 to 6 relate to a first embodiment of a rocker damper 1 .
  • the following is the basic Described structure and the basic operation of the pendulum rocker damper 1, which are equally relevant to the second embodiment.
  • the oscillating rocker damper 1 has a rocker unit 4 for modulating a torque, which is arranged such that it can rotate about an axis of rotation D of the oscillating rocker damper 1 .
  • the rocker unit 4 has a primary flange 5 which can be connected in a torque-transmitting manner to a first external connection 7 , and a secondary flange 6 which can be connected in a torque-transmitting manner to a second external connection 8 .
  • the secondary flange 6 is arranged inside the primary flange 5 in the radial direction R of the rocker damper 1 .
  • the rocker damper 1 is preferably provided in a drive train of a motor vehicle.
  • the primary flange 5 of the rocker unit 4 can be connected to friction linings of a clutch disk, the output side of a slip clutch or the output side of a flywheel.
  • the secondary flange 6 of the rocker unit 4 can be connected to a hub 2 or comprise the hub 2, by means of which the rocker damper 1 can be mounted and connected, for example, to an intermediate shaft or an input shaft of a transmission.
  • the rocker unit 4 also has at least one rocker element 9 that is pretensioned by an energy storage element 10 .
  • an energy storage element 10 In the direction of torque flow between the preferably ring-shaped primary flange 5 and the secondary flange 6 there are a plurality of rocker elements 9 (here two pairs spaced apart from one another in the axial direction A of the pendulum rocker damper 1 and non-rotatably connected to one another by means of spacer bolts).
  • the primary flange 5 and the secondary flange 6 are arranged in the axial direction A between two rocker elements 9 spaced apart from one another in the axial direction A.
  • the primary flange 5 and the secondary flange 6 overlap in the axial direction A of the swing rocker damper 1.
  • the primary flange 5 and the secondary flange 6 are in the same, at least in the region of the rocker elements 9 arranged in the axial plane. This means that at least one of the flanges 5, 6 is located entirely within the axial extent of the other flange 6, 5.
  • two energy storage elements 10 are arranged between the upper rocker element 9 as shown and the lower rocker element 9 as shown, which are preferably designed as helical compression springs with a straight spring axis.
  • the energy storage elements 10 hold the two rocker elements 9 in a rest position in the position shown.
  • the energy storage elements 10 shown here are (optionally) identical.
  • the two rocker elements 9 are each connected to the primary flange 5 in a torque-transmitting manner by means of primary-side rollers 11 (here purely optionally four) via a first rocker-side roller track 13 and a primary-flange-side roller track 15 .
  • the primary flange 5 forms the roller conveyor 15 on the primary flange side and is thus coupled to the rocker elements 9 via a cam gear formed in this way by means of the first roller conveyor 13 on the rocker side.
  • the primary-side rollers 11 are here (optionally) prestressed by means of the energy storage elements 10 against the respective corresponding primary-flange-side roller track 15 of the primary flange 5 and the first rocker-side roller track 13 of the rocker elements 9 and can therefore only be moved in a rolling manner.
  • the rocker elements 9 are in turn (forming a second rocker-side roller track 14) via a further cam mechanism formed there with a (here purely optionally single) secondary-side roller 12 via a secondary-flange-side roller track 16 with the secondary flange 6 and via this with the hub 2 coupled in a torque-transmitting manner.
  • the secondary flange 6 is optionally connected to the hub 2 in a torque-transmitting manner by means of a non-illustrated pre-damper.
  • the rocker unit 4 thus has at least one first and one second roller 11 , 12 .
  • the first roller 11 is mounted so that it can roll on the first roller conveyor 13 on the seesaw side and on the roller conveyor 15 on the primary flange side, which is complementary to the first roller conveyor 13 on the seesaw side.
  • the second roll 12 is on the second rocker-side roller conveyor 14 and the second rocker-side roller conveyor 14 complementary roller conveyor 16 stored unrollable.
  • the primary flange 5 When a torque gradient is present (from the primary flange 5 to the secondary flange 6), the primary flange 5 is twisted in the circumferential direction U of the rocker-type damper 1 relative to the secondary flange 6 and, as a result, the rocker elements 9 are moved towards one another in this embodiment by the rollers 11, 12 being pushed onto the corresponding ( ramp-like) roller conveyors 13, 15, 14, 16 on the primary flange 5 and the rocker elements 9 or on the secondary flange 6 and the rocker elements 9 roll.
  • the energy storage elements 10 are compressed because a relative angle of rotation between the primary flange 5 and the secondary flange 6 is translated into a corresponding spring deflection of the energy storage elements 10 .
  • Figures 3a to 3c with regard to the first exemplary embodiment, in which the rocker elements 9 lying at the top in the plane of the drawing have been removed, Figure 3a showing the rocker rocker damper 1 in overrun mode, Figure 3b showing the rocker rocker damper 1 in neutral State, and the figure 3c shows the pendulum rocker damper 1 in traction mode.
  • the torque can be modulated via the rigidity (or better softness) of the energy storage elements 10, ie a torque gradient can be defined as a function of an input torque.
  • Figure 2 shows the oscillating rocker damper 1 from Figure 1 in a sectional view, with a friction device 3 which is arranged between the primary flange 5 and the secondary flange 6 and which is covered in Figure 1 by the rocker elements 9 lying at the top in the plane of the drawing. is recognizable.
  • the spring device 21 is two spring plates 22 fastened to the secondary flange 6 .
  • One of the spring plates 22 is arranged on one side of the secondary flange 6 .
  • the other of the spring plates 22 is arranged in the axial direction A on the other side of the secondary flange 6 .
  • Both spring plates 22 are prestressed against one another like tweezers in the axial direction A, as can be seen in particular from FIG.
  • the spring device 21 or the two spring plates 22 are rotationally fixed with respect to the secondary flange 6.
  • the two spring plates 22 are attached to a section 20 that projects outwards in the radial direction R on the secondary flange 6 and are in frictional contact with a circular arc section 25 of the primary flange 5, which is supported in the circumferential direction U by two stops 24 that project inward in the radial direction R of the Primary flange 5 is limited.
  • the section 20 on the secondary flange side that projects outwards in the radial direction R can be in contact with one in each case to limit the torsion of the oscillating rocker damper 1 of the attacks 24 come.
  • a first component 17 of the friction device 3 in the present exemplary embodiment the circular arc section 25 of the primary flange 5 , is designed to be non-rotatable with the primary flange 5 . More precisely, the first component 17 is formed in one piece with the primary flange 5 .
  • a second component 18 of the friction device 3 in the present exemplary embodiment the section 20 projecting outwards in the radial direction R, to which the spring device 21 or the two spring plates 22 is/are fastened, is formed in one piece with the secondary flange 6 .
  • the second component 18 can be designed as a spring device 21 that is pretensioned in the axial direction A of the rocker-type rocker damper 1 against the primary flange 5 .
  • the spring device 21 is preferably provided on the secondary flange 6 in the vicinity of the roller conveyor 16 on the secondary flange side.
  • the number of spring devices 21 corresponds to the number of those on the secondary flange side Roller conveyors 16, in the illustrated embodiment two, ie two pairs of spring plates 22.
  • Figures 7a to 10 relate to a second embodiment of the rocker damper 1 with the friction device 3.
  • Figure 7a shows the rocker damper 1 in a plan view.
  • FIG. 7b the rocker elements 9 lying at the top with respect to FIG. 7a have been removed.
  • FIG. 7c the rocker elements 9 and parts of the friction device 3 lying at the top with respect to FIG. 7a have been removed.
  • the spring device 21 has two spring plates 23 fastened to the primary flange 5 .
  • One of the spring plates 23 is arranged on one side of the primary flange 5 .
  • the other of the spring plates 23 is arranged in the axial direction A on the other side of the primary flange 5 .
  • Both spring plates 23 are prestressed against one another like tweezers in the axial direction A, as can be seen in particular from FIG.
  • the spring device 21 or the two spring plates 23 are rotationally fixed with respect to the primary flange 5.
  • the two spring plates 23 are designed in the shape of arc segments and are in frictional contact with the section 20 of the secondary flange 6 that projects outwards. Depending on whether the pendulum rocker damper 1 is in traction mode or in overrun mode, the section 20 projecting outwards in the radial direction R on the secondary flange side can come into contact with one of the stops 24 in order to limit the torsion of the pendulum rocker damper 1 .
  • the second component 18 of the friction device 3, in the present exemplary embodiment the section 20 of the secondary flange 6 projecting outwards in the radial direction R, is designed to be non-rotatable with the secondary flange 6. More precisely, the second component 18 is formed in one piece with the secondary flange 6 .
  • the first component 17 is in the form of a section 19 protruding inward in the radial direction R of the rocker arm damper 1, in the present exemplary embodiment as a spring device 21 prestressed in the axial direction A against the secondary flange 6 or as two spring plates 23, with the primary flange 5 non-rotatably connected.
  • the first component can be formed on the primary flange 5 or can be in one piece with the primary flange.
  • the previous exemplary embodiments relate to a rocker damper 1 with an axis of rotation D for a drive train of a motor vehicle, having a rocker unit 4 for modulating a torque, comprising: a primary flange 5 which can be connected in a torque-transmitting manner to a first external connection 7; at least one rocker element 9 prestressed by a first energy storage element 10; at least a first and a second roller 11, 12; and a secondary flange 6, which can be connected in a torque-transmitting manner to a second external connection 8, the first roller 11 being mounted so as to be able to roll on a first rocker-side roller track 13 and a primary-flange-side roller track 15 complementary to the first rocker-side roller track 13, with the second roller 12 being mounted on a second seesaw-side roller conveyor 14 and a secondary-flange-side roller conveyor 16 complementary to the second seesaw-side roller conveyor 14, wherein a friction device 3 is arranged between the primary flange 5 and the secondary flange 6,
  • the friction device 3 or the two components 17, 18 of the friction device 3 produce a friction torque which counteracts an incoming torque and thus acts as a damper.
  • the energy required for rotating the secondary flange 6 relative to the primary flange 5 is therefore dissipated in part in the friction device 3 in the form of thermal energy, so that a hysteresis dependent on the rotation angle occurs.
  • the friction device is variable, ie the friction torque is dependent on the relative torsion of the secondary flange 6 to the primary flange 5.
  • the proposed rocker damper 1 in a small space modulate a torque and at the same time provide protection against overtorques.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pendelwippendämpfer (1) mit einer Drehachse (D) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Wippeneinheit (4) zum Modulieren eines Drehmoments, umfassend: - einen Primärflansch (5), der mit einem ersten Außenanschluss (7) drehmomentübertragend verbindbar ist; - zumindest ein durch ein Energiespeicherelement (10) vorgespanntes Wippenelement (9); - zumindest eine erste und eine zweite Rolle (11, 12); und - einen Sekundärflansch (6), der mit einem zweiten Außenanschluss (8) drehmomentübertragend verbindbar ist, wobei die erste Rolle (11) auf einer ersten wippenseitigen Rollenbahn (13) und einer zu der ersten wippenseitigen Rollenbahn (13) komplementären primärflanschseitigen Rollenbahn (15) abrollbar gelagert ist, wobei die zweite Rolle (12) auf einer zweiten wippenseitigen Rollenbahn (14) und einer zu der zweiten wippenseitigen Rollenbahn (14) komplementären sekundärflanschseitigen Rollenbahn (16) abrollbar gelagert ist, wobei eine Reibeinrichtung (3) zwischen dem Primärflansch (5) und dem Sekundärflansch (6) angeordnet ist, wobei ein erstes Bauteil (17) der Reibeinrichtung (3) drehfest mit dem Primärflansch (5) und ein zweites Bauteil (18) der Reibeinrichtung (3) drehfest mit dem Sekundärflansch (6) ausgebildet ist.

Description

Pendelwippendämpfer mit einer Drehachse
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pendelwippendämpfer mit einer Drehachse für einen Antriebsstrang, aufweisend eine Wippeneinheit zum Modulieren eines Drehmoments.
Aus dem Stand der Technik sind sogenannte Pendelwippendämpfer bekannt. Beispielsweise sind aus der DE 102019 121 204 A1 und der
DE 102019 121 205 A1 Pendelwippendämpfer bekannt, um die Steifigkeit einer rotierenden Welle bzw. eines rotierenden Wellensystems in einem Antriebsstrang zu modulieren. Diese Pendelwippendämpfer umfassen einen Primärflansch und einen Sekundärflansch, die (in beiden Richtungen) drehmomentübertragend miteinander verbunden sind. Zwischengeschaltet sind eine Mehrzahl von Wippenelementen (auch als Wippen bezeichnet) und eine Mehrzahl von Federelementen. Die Wippenelemente sind mittels zumindest eines Wälzkörpers am Primärflansch und/oder am Sekundärflansch relativ verlagerbar abgestützt. Die Wälzkörper sind mittels der Federelemente zwischen der jeweiligen Übersetzungsbahn und komplementären Gegenbahn abrollbar eingespannt. Mittels dieses Pendelwippendämpfers wird der relative Verdrehwinkel zwischen dem Primärflansch und dem Sekundärflansch in einen Federweg der Federelemente umgewandelt.
Mittels der Übersetzungsbahnen und der komplementären Gegenbahnen, die ein Rampengetriebe bilden, ist ein Übersetzungsverhältnis einstellbar und damit eine Steifigkeit des Pendelwippendämpfers einstellbar. Vorteilhaft ist hierbei auch, dass das Übersetzungsverhältnis nicht konstant sein muss, sondern die Steigung des Rampengetriebes über den Verdrehwinkel des Primärflansches zum Sekundärflansch veränderlich einstellbar ist.
Die bekannten Pendelwippendämpfer haben einen großen Bauraumbedarf und sind zum Verringern der Steifigkeit der rotierenden Welle eingerichtet. Treten im Betrieb sogenannte Übermomente auf, also Drehmomente, welche über die Betriebsgrenze eines der Federelemente hinausgehen, sind aus dem Stand der Technik ausschließlich bauraumaufwendige Absicherungen des Pendelwippendämpfers gegen solche Peak-Belastungen bekannt. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden, und insbesondere eine Reibeinrichtung möglichst bauraumneutral im Pendelwippendämpfer unterzubringen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Pendelwippendämpfer gemäß Anspruch 1 mit einer Drehachse für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Wippeneinheit zum Modulieren eines Drehmoments, umfassend:
- einen Primärflansch, der mit einem ersten Außenanschluss drehmomentübertragend verbindbar ist;
- zumindest ein durch ein Energiespeicherelement vorgespanntes Wippenelement;
- zumindest eine erste und eine zweite Rolle; und
- einen Sekundärflansch, der mit einem zweiten Außenanschluss drehmomentübertragend verbindbar ist, wobei die erste Rolle auf einer ersten wippenseitigen Rollenbahn und einer zu der ersten wippenseitigen Rollenbahn komplementären primärflanschseitigen Rollenbahn abrollbar gelagert ist, wobei die zweite Rolle auf einer zweiten wippenseitigen Rollenbahn und einer zu der zweiten wippenseitigen Rollenbahn komplementären sekundärflanschseitigen Rollenbahn abrollbar gelagert ist, und wobei eine Reibeinrichtung zwischen dem Primärflansch und dem Sekundärflansch angeordnet ist.
Da ein erstes Bauteil der Reibeinrichtung drehfest mit dem Primärflansch und ein zweites Bauteil der Reibeinrichtung drehfest mit dem Sekundärflansch ausgebildet ist, kann die Reibeinrichtung möglichst bauraumneutral im Pendelwippendämpfer untergebracht werden. Durch die Reibeinrichtung bzw. durch die beiden Bauteile der Reibeinrichtung entsteht ein Reibmoment, das einem eingehenden Drehmoment entgegenwirkt und somit als Dämpfer wirkt. Die zur relativen Verdrehung des Sekundärflansches zum Primärflansch benötigte Energie dissipiert daher zu einem Anteil in der Reibeinrichtung in Form von Wärmeenergie, so dass es zu einer verdrehwinkelabhängigen Hysterese kommt. Insbesondere lässt sich mit dem hier vorgeschlagenen Pendelwippendämpfer auf einem kleinen Bauraum ein Drehmoment modulieren und gleichzeitig eine Sicherung gegen Übermomente realisieren.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Es wird im Folgenden auf die genannte Drehachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis das Zentrum, die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
Vorzugsweise ist die Reibeinrichtung variabel, d.h. das Reibmoment ist abhängig von der relativen Verdrehung des Sekundärflansches zum Primärflansch.
Die Wippeneinheit zum Modulieren eines Drehmoments umfasst das zumindest eine Wippenelement. Das Wippenelement ist mittels zumindest einer oder mehr (bevorzugt zwei oder drei) Rollen am Primärflansch und/oder am Sekundärflansch relativ zu der Umlaufrichtung (bzw. die Umlaufbewegung überlagernd) verschwenkbar, also wippbar, gelagert. Bevorzugt sind zwei Energiespeicherelemente und zwei Wippenelemente vorgesehen.
Wenn zwei oder mehr Wippenelemente vorgesehen sind, ist das zumindest eine Energiespeicherelement bevorzugt zwischen zwei Wippenelementen vorgesehen, wobei eine Wippbewegung der beiden Wippenelemente in einer Relativbewegung der beiden Wippenelemente zueinander resultiert. Aus der Relativbewegung wiederum resultiert eine Veränderung des Energiepotentials des zumindest einen Energiespeicherelements. Wenn zwei Wippenelemente vorgesehen sind, sind bevorzugt ein oder zwei Energiespeicherelement vorgesehen, die bevorzugt an jeweils gegenüberliegenden Enden der Wippenelemente angeordnet sind, bei drei Wippenelementen bevorzugt drei Energiespeicherelemente. Wenn lediglich ein Wippenelement vorgesehen ist, ist das Energiespeicherelement bevorzugt zwischen dem Wippenelement und entweder dem Sekundärflansch oder dem Primärflansch angeordnet, sodass sich bei einer aus der Wippbewegung resultierenden Relativbewegung zwischen dem Wippenelement und dem Sekundärflansch bzw. dem Primärflansch das Energiepotential des Energiespeicherelements verändert.
Der Primärflansch der Wippeneinheit ist mit dem ersten Außenanschluss drehmomentübertragend verbunden bzw. verbindbar und der Sekundärflansch der Wippeneinheit ist mit dem zweiten Außenanschluss drehmomentübertragend verbunden bzw. verbindbar. Der Primärflansch, der Sekundärflansch und/oder das zumindest eine Wippenelement ist bzw. sind bevorzugt scheibenartig oder scheibensegmentartig, besonders bevorzugt mittels Stanzen und/oder Blechumformung, gebildet.
Die zumindest eine Rolle ist dabei derart auf der wippenseitigen Rollenbahn und der dazu komplementären primärflanschseitigen Rollenbahn angeordnet, dass diese innerhalb der Rollenbahnen ohne Anliegen eines Drehmoments oder auch bei Anliegen eines geringen Drehmoments sich in einer Ruhelage befindet. Bei Anliegen eines (größeren) Drehmoments rollt die zumindest eine Rolle auf den korrespondierenden Rollenbahnen (zumindest nahezu) schlupffrei ab. Bevorzugt ist die zumindest eine Rolle mittels des zumindest einen Energiespeicherelements gegen die Rollenbahnen vorgespannt. Von der zumindest einen Rolle und den korrespondierenden Rollenbahn ist somit ein Rampengetriebe bildet. Die Rollenbahnen weisen dabei eine Steigung auf, welche derart gewählt sind, dass zum Überwinden der Steigungen zusätzliche (Bewegungs-) Energie bzw. Arbeit aufzuwenden ist. Die benötigte (Bewegungs-) Energie ist mittels Reduktion einer Torsionsschwingung bzw. des zu modulierenden Drehmoments erzielbar.
Beispielsweise ist mittels der Steigung der Rollenbahnen und/oder der Steifigkeit des Energiespeicherelements eine Steifigkeit bzw. ein Dämpfungswert darstellbar bzw. einstellbar. Somit ist eine modulierte Drehmomentübertragung vom Primärflansch zum Sekundärflansch oder umgekehrt ausführbar. Das zumindest eine Energiespeicherelement ist beispielsweise eine Schraubendruckfeder, beispielsweise mit gerader Federachse, eine Bogenfeder, oder ein Gasdruckspeicher. Das Energiespeicherelement ist durch eine Relativbewegung des Primärflansches und des Sekundärflansches zueinander dehnbar oder stauchbar. ln einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Energiespeicherelemente quer zu der Rotationsachse derart angeordnet, dass bei einem Drehmomenteneintrag beide Energiespeicherelemente gestaucht werden, sodass mittels der Steifigkeit der Energiespeicherelemente im Zusammenspiel mit der Rampensteigung der Bahnpaarung(en) ein Modulieren des Drehmoments ermöglicht ist.
Wenn beispielsweise eine Rotationsbewegung von einem Außenanschluss, beispielsweise vom Primärflansch, eingeleitet wird, so wird infolge der Relativbewegung zwischen dem Primärflansch und dem Sekundärflansch die Rolle auf der wippenseitigen Rollenbahn und der komplementären außenseitigen Rollenbahn aus der Ruhelage in der entsprechenden Richtung auf der rampenartigen Rollenbahn (hoch) gewälzt. Mit einem Hochwälzen ist hier lediglich zur Veranschaulichung bezeichnet, dass Arbeit verrichtet wird. Genauer wird aufgrund des geometrischen Zusammenhangs eine entgegenstehende Kraft des zumindest einen Energiespeicherelements überwunden. Ein Runterwälzen bedeutet also ein Abgeben eingespeicherter (Bewegungs-) Energie von dem zumindest einen Energiespeicherelement. Hoch und runter entsprechend also nicht zwangsläufig einer Raumrichtung.
Es sei darauf hingewiesen, dass auch eine über den Sekundärflansch und den entsprechenden zweiten Außenanschluss eingeleitete Rotationsbewegung nach der oben beschrieben Weise drehmomentmodulierbar ist. Die hier vorgeschlagene Wippeneinheit ist äußerst kompakt, weil infolge der Anordnung der Rollenbahnen auf dem jeweiligen Wippenelement ein sehr kompakter Aufbau ermöglicht ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwischen dem Primärflansch und dem Sekundärflansch zwei Sätze von Rollen auf zwei jeweils korrespondierenden Rollenbahnpaaren mit jeweils zwei Rollenbahnen umfasst. Dabei ist ein erstes Rollenbahnpaar mit einer ersten wippenseitigen Rollenbahn an dem zumindest einen Wippenelement und einer primärflanschseitigen Rollenbahn am Primärflansch angeordnet, um zumindest eine primärseitige Rolle bzw. einen Satz primärseitiger Rollen abrollbar aufzunehmen. Ein zweites Rollenbahnpaar umfasst in dieser Ausführungsform eine zweite wippenseitige Rollenbahn an dem Wippenelement und eine sekundärflanschseitige Rollenbahn am Sekundärflansch und ist ausgelegt, um zumindest eine sekundärseitige Rolle bzw. einen Satz sekundärseitiger Rollen abrollbar aufzunehmen. Besonders bevorzugt ist das erste Rollenbahnpaar radial außerhalb des zweiten Rollenbahnpaars angeordnet.
Es ist von Vorteil, wenn das erste Bauteil einteilig mit dem Primärflansch ausgebildet ist und/oder wenn das zweite Bauteil einteilig mit dem Sekundärflansch ausgebildet ist. Hierdurch ist ein besonders kompakter Aufbau des Pendelwippendämpfers möglich.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das erste Bauteil in Form eines in radialer Richtung des Pendelwippendämpfers nach innen vorspringenden Abschnitts am Primärflansch ausgebildet oder mit dem Primärflansch verbunden ist. Hierdurch ist ein besonders kompakter Aufbau des Pendelwippendämpfers möglich.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das zweite Bauteil in Form eines in radialer Richtung des Pendelwippendämpfers nach außen vorspringenden Abschnitts am Sekundärflansch ausgebildet oder mit dem Sekundärflansch verbunden ist.
Hierdurch ist ein besonders kompakter Aufbau des Pendelwippendämpfers möglich.
Vorzugsweise überlappen sich der Primärflansch und der Sekundärflansch in axialer Richtung des Pendelwippendämpfers. Besonders vorzugsweise sind sie in derselben Axialebene angeordnet. Hierdurch ist ein besonders kompakter Aufbau des Pendelwippendämpfers möglich.
Es ist von Vorteil, wenn das erste Bauteil als in axialer Richtung des Pendelwippendämpfers entgegen dem Sekundärflansch vorgespannte Federeinrichtung ausgebildet ist und/oder wenn das zweite Bauteil als in axialer Richtung des Pendelwippendämpfers entgegen dem Primärflansch vorgespannte Federeinrichtung ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist die Federeinrichtung zwei am Sekundärflansch befestigte Federbleche auf, wobei eines der Federbleche auf der einen Seite des Sekundärflansches angeordnet ist und das andere der Federbleche in axialer Richtung auf der anderen Seite des Sekundärflansches angeordnet ist, und wobei beide Federbleche den Primärflansch reibschlüssig zwischen sich klemmen.
Es ist von Vorteil, wenn die Federbleche an dem in radialer Richtung nach außen vorspringenden Abschnitt am Sekundärflansch befestigt sind und sich in reibschlüssiger Anlage mit einem Kreisbogenabschnitt des Primärflansches befinden, der in Umfangsrichtung des Pendelwippendämpfers durch zwei in radialer Richtung nach innen vorspringende Anschläge begrenzt ist, wobei der sekundärflanschseitige Abschnitt zur Begrenzung der Verdrehung des Pendelwippendämpfers in Anlage mit jeweils einem der Anschläge kommen kann. Hierdurch ist ein besonders kompakter Aufbau des Pendelwippendämpfers möglich.
Vorzugsweise weist die Federeinrichtung zwei am Primärflansch befestigte Federbleche auf, wobei eines der Federbleche auf der einen Seite des Primärflansches angeordnet ist und das andere der Federbleche in axialer Richtung auf der anderen Seite des Primärflansches angeordnet ist, und wobei beide Federbleche den Sekundärflansch reibschlüssig zwischen sich klemmen.
Es ist von Vorteil, wenn die Federbleche kreisbogensegmentförmig ausgebildet sind und sich in reibschlüssiger Anlage mit dem nach außen vorspringenden Abschnitt des Sekundärflansches befinden, wobei der Primärflansch zwei in radialer Richtung nach innen vorspringende und in Umfangsrichtung des Pendelwippendämpfers voneinander beabstandete Anschläge aufweist, und wobei der sekundärflanschseitige Abschnitt zur Begrenzung der Verdrehung des Pendelwippendämpfers in Anlage mit jeweils einem der Anschläge kommen kann. Hierdurch ist ein besonders kompakter Aufbau des Pendelwippendämpfers möglich.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Merkmale, die in der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen nicht als erfindungswesentlich gekennzeichnet sind, sind als optional zu verstehen. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 : ein erstes Ausführungsbeispiel eines Pendelwippendämpfer mit einer Reibeinrichtung in einer Draufsicht;
Fig. 2: den Pendelwippendämpfer aus Fig. 1 in einer Schnittansicht;
Fig. 3: den Pendelwippendämpfer aus Fig. 1 in einer Draufsicht, wobei die oben liegenden, d.h. mit Bezug auf Fig. 2 die rechten, Wippenelemente entfernt worden sind, im Schubbetrieb (Fig. 3a), im neutralen Zustand (Fig. 3b) und im Zugbetrieb (Fig. 3c);
Fig. 4: die an einem Sekundärflansch befestigte Reibeinrichtung des Pendelwippendämpfers aus Fig. 1 ohne Primärflansch in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 5: die am Sekundärflansch befestigte Reibeinrichtung des Pendelwippendämpfers aus Fig. 1 mit Primärflansch in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 6: Details des Primär- und Sekundärflansches des Pendelwippendämpfers aus Fig. 1 in einer Draufsicht;
Fig. 7: ein zweites Ausführungsbeispiel eines Pendelwippendämpfers mit einer Reibeinrichtung in einer Draufsicht (Fig. 7a), wobei die mit Bezug auf Fig. 7a die oben liegenden Wippenelemente entfernt worden sind (Fig. 7b), und wobei die mit Bezug auf Fig. 7a die oben liegenden Wippenelemente und Teile der Reibeinrichtung entfernt worden sind;
Fig. 8: die an einem Primärflansch befestigte Reibeinrichtung des Pendelwippendämpfers aus Fig. 7a ohne Sekundärflansch in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 9: die am Primärflansch befestigte Reibeinrichtung des Pendelwippendämpfers aus Fig. 7a mit Sekundärflansch in einer perspektivischen Ansicht; und
Fig. 10: die am Primärflansch befestigte Reibeinrichtung des Pendelwippendämpfers aus Fig. 7a mit Sekundärflansch in einer perspektivischen Ansicht mit einer anderen Schnittebene.
Die Figuren 1 bis 6 betreffen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Pendelwippendämpfers 1 . Mit Bezug auf Figur 1 wird nachfolgend der grundlegende Aufbau und die grundlegende Funktionsweise des Pendelwippendämpfers 1 beschrieben, die gleichermaßen für das zweite Ausführungsbeispiel relevant sind.
Der Pendelwippendämpfer 1 weist eine Wippeneinheit 4 zum Modulieren eines Drehmoments auf, die um eine Drehachse D des Pendelwippendämpfers 1 verdrehbar angeordnet ist. Die Wippeneinheit 4 weist einen Primärflansch 5, der mit einem ersten Außenanschluss 7 drehmomentübertragend verbindbar ist, und einen Sekundärflansch 6, der mit einem zweiten Außenanschluss 8 drehmomentübertragend verbindbar ist, auf. Der Sekundärflansch 6 ist in radialer Richtung R des Pendelwippendämpfers 1 innerhalb des Primärflansches 5 angeordnet.
Der Pendelwippendämpfer 1 ist vorzugsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Beispielsweise kann der Primärflansch 5 der Wippeneinheit 4 mit Reibbelägen einer Kupplungsscheibe, der Ausgangsseite einer Rutschkupplung oder der Ausgangsseite eines Schwungrads verbunden sein. Beispielsweise kann der Sekundärflansch 6 der Wippeneinheit 4 mit einer Nabe 2 verbunden sein oder die Nabe 2 umfassen, mittels der der Pendelwippendämpfer 1 zum Beispiel auf einer Zwischenwelle oder einer Eingangswelle eines Getriebes gelagert und angebunden sein kann.
Die Wippeneinheit 4 weist ferner zumindest ein durch ein Energiespeicherelement 10 vorgespanntes Wippenelement 9 auf. In Momentflussrichtung zwischen dem vorzugsweise ringförmigen Primärflansch 5 und dem Sekundärflansch 6 ist eine Mehrzahl von (hier zwei Paare von jeweils in axialer Richtung A des Pendelwippendämpfers 1 voneinander beabstandeten und mittels Abstandsbolzen drehfest miteinander verbundenen) Wippenelementen 9 vorgesehen. Der Primärflansch 5 und der Sekundärflansch 6 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel in axialer Richtung A zwischen zwei in axialer Richtung A voneinander beabstandeten Wippenelementen 9 angeordnet.
Der Primärflansch 5 und der Sekundärflansch 6 überlappen sich in axialer Richtung A des Pendelwippendämpfers 1. Insbesondere sind der Primärflansch 5 und der Sekundärflansch 6, zumindest im Bereich der Wippenelemente 9, in derselben Axialebene angeordnet. Dies bedeutet, dass zumindest einer der Flansche 5, 6 vollständig innerhalb der axialen Erstreckung des anderen Flansches 6, 5 angeordnet ist.
Zwischen dem darstellungsgemäß oberen Wippenelement 9 und dem darstellungsgemäß unteren Wippenelement 9 sind hier entsprechend der Anzahl von Wippenelementen 9 zwei Energiespeicherelemente 10 angeordnet, die vorzugsweise als Schraubendruckfedern mit gerader Federachse ausgeführt sind. Die Energiespeicherelemente 10 halten die beiden Wippenelemente 9 in einer Ruhelage in der gezeigten Position. Die hier dargestellten Energiespeicherelemente 10 sind (optional) identisch.
Die beiden Wippenelemente 9 sind jeweils allein mittels (hier rein optional vier) primärseitiger Rollen 11 über eine erste wippenseitige Rollenbahn 13 und eine primärflanschseitige Rollenbahn 15 drehmomentübertragend mit dem Primärflansch 5 verbunden. Der Primärflansch 5 bildet die primärflanschseitige Rollenbahn 15 aus und ist dadurch über ein so gebildetes Kurvengetriebe mittels der ersten wippenseitigen Rollenbahn 13 mit den Wippenelementen 9 gekoppelt. Die primärseitigen Rollen 11 sind hier (optional) mittels der Energiespeicherelemente 10 gegen die jeweilige korrespondierende primärflanschseitige Rollenbahn 15 des Primärflansches 5 und der ersten wippenseitigen Rollenbahn 13 der Wippenelemente 9 vorgespannt und dadurch einzig abrollend bewegbar.
Die Wippenelemente 9 sind wiederum (eine zweite wippenseitige Rollenbahn 14 bildend) über ein weiteres dort gebildetes Kurvengetriebe mit einer (hier rein optional einzigen) sekundärseitigen Rolle 12 über eine sekundärflanschseitige Rollenbahn 16 mit dem Sekundärflansch 6 und über diesen mit der Nabe 2 drehmomentübertragend gekoppelt. Der Sekundärflansch 6 ist rein optional mittels eines nicht dargestellten Vordämpfers mit der Nabe 2 drehmomentübertragend verbunden.
Somit weist die Wippeneinheit 4 zumindest eine erste und eine zweite Rolle 11 , 12 auf. Die erste Rolle 11 ist auf der ersten wippenseitigen Rollenbahn 13 und der zur ersten wippenseitigen Rollenbahn 13 komplementären primärflanschseitigen Rollenbahn 15 abrollbar gelagert. Die zweite Rolle 12 ist auf der zweiten wippenseitigen Rollenbahn 14 und der zur zweiten wippenseitigen Rollenbahn 14 komplementären sekundärflanschseitigen Rollenbahn 16 abrollbar gelagert.
Bei einem anliegenden Drehmomentgradienten (vom Primärflansch 5 zum Sekundärflansch 6) wird der Primärflansch 5 in Umfangsrichtung U des Pendelwippendämpfers 1 relativ zum Sekundärflansch 6 verdreht und resultierend werden die Wippenelemente 9 in dieser Ausführung aufeinander zu bewegt, indem die Rollen 11 , 12 auf den korrespondierenden (rampenartigen) Rollenbahnen 13, 15, 14, 16 auf dem Primärflansch 5 und den Wippenelementen 9 bzw. auf dem Sekundärflansch 6 und den Wippenelementen 9 abrollen. Dabei werden die Energiespeicherelemente 10 gestaucht, weil ein relativer Verdrehwinkel zwischen dem Primärflansch 5 und dem Sekundärflansch 6 in einen korrespondierenden Federweg der Energiespeicherelemente 10 übersetzt wird.
In diesem Zusammenhang wird hinsichtlich des ersten Ausführungsbeispiels auch auf die Figuren 3 a bis 3c verwiesen, in denen die in der Zeichnungsebene oben liegenden Wippenelemente 9 entfernt worden sind, wobei die Figur 3a den Pendelwippendämpfer 1 im Schubbetrieb, die Figur 3b den Pendelwippendämpfer 1 im neutralen Zustand, und die Figur 3c den Pendelwippendämpfer 1 im Zugbetrieb darstellt.
Über die Geometrie der Rollenbahnen 13, 15, 14, 16 (Kurvengetriebe) ist die Übersetzung zwischen dem Verdrehwinkel und dem Federweg einstellbar. Über die Steifigkeit (bzw. besser Weichheit) der Energiespeicherelemente 10 ist das Drehmoment modulierbar, also ein Drehmomentgradient in Abhängigkeit von einem Eingangsdrehmoment definierbar.
In Figur 2 ist der Pendelwippendämpfer 1 aus Figur 1 in einer Schnittansicht dargestellt, wobei hier eine Reibeinrichtung 3, die zwischen dem Primärflansch 5 und dem Sekundärflansch 6 angeordnet ist, und die in Figur 1 durch die in der Zeichnungsebene oben liegenden Wippenelemente 9 verdeckt ist, erkennbar ist.
Wie insbesondere aus den Figuren 2, 4 und 5 ersichtlich ist, ist am Sekundärflansch 6 eine in axialer Richtung A entgegen dem Primärflansch 5 vorgespannte Federeinrichtung 21 ausgebildet. Genauer gesagt handelt es sich bei der Federeinrichtung 21 um zwei am Sekundärflansch 6 befestigte Federbleche 22. Eines der Federbleche 22 ist auf der einen Seite des Sekundärflansches 6 angeordnet. Das andere der Federbleche 22 ist in axialer Richtung A auf der anderen Seite des Sekundärflansches 6 angeordnet. Beide Federbleche 22 sind pinzettenartig in axialer Richtung A gegeneinander vorgespannt, wie insbesondere aus Figur 4 ersichtlich, wobei beide Federbleche 22 den Primärflansch 5 reibschlüssig zwischen sich klemmen, wie insbesondere aus Figur 5 ersichtlich. Die Federeinrichtung 21 bzw. die zwei Federbleche 22 sind drehfest bezüglich des Sekundärflansches 6.
Die beiden Federbleche 22 sind an einem in radialer Richtung R nach außen vorspringenden Abschnitt 20 am Sekundärflansch 6 befestigt und befinden sich in reibschlüssiger Anlage mit einem Kreisbogenabschnitt 25 des Primärflansches 5, der in Umfangsrichtung U durch zwei in radialer Richtung R nach innen vorspringende Anschläge 24 des Primärflansches 5 begrenzt ist. Abhängig davon, ob sich der Pendelwippendämpfer 1 im Zugbetrieb (Figuren 3c und 6) oder im Schubbetrieb (Figur 3a) befindet, kann der sekundärflanschseitige, in radialer Richtung R nach außen vorspringende Abschnitt 20 zur Begrenzung der Verdrehung des Pendelwippendämpfers 1 in Anlage mit jeweils einem der Anschläge 24 kommen.
Ein erstes Bauteil 17 der Reibeinrichtung 3, im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Kreisbogenabschnitt 25 des Primärflansches 5, ist drehfest mit dem Primärflansch 5 ausgebildet. Genauer gesagt ist das erste Bauteil 17 einteilig mit dem Primärflansch 5 ausgebildet. Ein zweites Bauteil 18 der Reibeinrichtung 3, im vorliegenden Ausführungsbeispiel der in radialer Richtung R nach außen vorspringenden Abschnitt 20, an dem die Federeinrichtung 21 bzw. die zwei Federbleche 22 befestigt ist/sind, ist einteilig mit dem Sekundärflansch 6 ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Bauteil 18 als in axialer Richtung A des Pendelwippendämpfers 1 entgegen dem Primärflansch 5 vorgespannte Federeinrichtung 21 ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Federeinrichtung 21 in der Nähe der sekundärflanschseitigen Rollenbahn 16 am Sekundärflansch 6 vorgesehen. Insbesondere entsprich die Anzahl der Federeinrichtung 21 der Anzahl der sekundärflanschseitigen Rollenbahnen 16, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei, d.h. zwei Paare von Federblechen 22.
Die Figuren 7a bis 10 betreffen ein zweites Ausführungsbeispiel des Pendelwippendämpfers 1 mit der Reibeinrichtung 3. Figur 7a zeigt den Pendelwippendämpfer 1 in einer Draufsicht. In Figur 7b sind die mit Bezug auf Figur 7a oben liegenden Wippenelemente 9 entfernt worden sind. In Figur 7c sind die mit Bezug auf Figur 7a oben liegenden Wippenelemente 9 und Teile der Reibeinrichtung 3 entfernt worden.
Die Federeinrichtung 21 weist zwei am Primärflansch 5 befestigte Federbleche 23 auf. Eines der Federbleche 23 ist auf der einen Seite des Primärflansches 5 angeordnet. Das andere der Federbleche 23 ist in axialer Richtung A auf der anderen Seite des Primärflansches 5 angeordnet. Beide Federbleche 23 sind pinzettenartig in axialer Richtung A gegeneinander vorgespannt, wie insbesondere aus Figur 8 ersichtlich, wobei beide Federbleche 23 den Sekundärflansch 6 reibschlüssig zwischen sich klemmen, wie insbesondere aus den Figuren 9 und 10 ersichtlich. Die Federeinrichtung 21 bzw. die zwei Federbleche 23 sind drehfest bezüglich des Primärflansches 5.
Die beiden Federbleche 23 sind kreisbogensegmentförmig ausgebildet und befinden sich in reibschlüssiger Anlage mit dem nach außen vorspringenden Abschnitt 20 des Sekundärflansches 6. Der Primärflansch 5 weist die zwei in radialer Richtung R nach innen vorspringende und in Umfangsrichtung U des Pendelwippendämpfers 1 voneinander beabstandete Anschläge 24 auf. Abhängig davon, ob sich der Pendelwippendämpfer 1 im Zugbetrieb oder im Schubbetrieb befindet, kann der sekundärflanschseitige, in radialer Richtung R nach außen vorspringende Abschnitt 20 zur Begrenzung der Verdrehung des Pendelwippendämpfers 1 in Anlage mit jeweils einem der Anschläge 24 kommen.
Das zweite Bauteil 18 der Reibeinrichtung 3, im vorliegenden Ausführungsbeispiel der in radialer Richtung R nach außen vorspringende Abschnitt 20 des Sekundärflansches 6, ist drehfest mit dem Sekundärflansch 6 ausgebildet. Genauer gesagt ist das zweite Bauteil 18 einteilig mit dem Sekundärflansch 6 ausgebildet. Das erste Bauteil 17 ist in Form eines in radialer Richtung R des Pendelwippendämpfers 1 nach innen vorspringenden Abschnitts 19, im vorliegenden Ausführungsbeispiel als in axialer Richtung A entgegen dem Sekundärflansch 6 vorgespannte Federeinrichtung 21 bzw. als zwei Federbleche 23, mit dem Primärflansch 5 drehfest verbunden. Alternativ kann das erste Bauteil am Primärflansch 5 ausgebildet bzw. einteilig mit dem Primärflansch sein.
Die vorangegangenen Ausführungsbeispiele betreffen einen Pendelwippendämpfer 1 mit einer Drehachse D für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Wippeneinheit 4 zum Modulieren eines Drehmoments, umfassend: einen Primärflansch 5, der mit einem ersten Außenanschluss 7 drehmomentübertragend verbindbar ist; zumindest ein durch ein erstes Energiespeicherelement 10 vorgespanntes Wippenelement 9; zumindest eine erste und eine zweite Rolle 11 , 12; und einen Sekundärflansch 6, der mit einem zweiten Außenanschluss 8 drehmomentübertragend verbindbar ist, wobei die erste Rolle 11 auf einer ersten wippenseitigen Rollenbahn 13 und einer zu der ersten wippenseitigen Rollenbahn 13 komplementären primärflanschseitigen Rollenbahn 15 abrollbar gelagert ist, wobei die zweite Rolle 12 auf einer zweiten wippenseitigen Rollenbahn 14 und einer zu der zweiten wippenseitigen Rollenbahn 14 komplementären sekundärflanschseitigen Rollenbahn 16 abrollbar gelagert ist, wobei eine Reibeinrichtung 3 zwischen dem Primärflansch 5 und dem Sekundärflansch 6 angeordnet ist, wobei ein erstes Bauteil 17 der Reibeinrichtung 3 drehfest mit dem Primärflansch 5 und ein zweites Bauteil 18 der Reibeinrichtung 3 drehfest mit dem Sekundärflansch 6 ausgebildet ist.
Durch die Reibeinrichtung 3 bzw. durch die beiden Bauteile 17, 18 der Reibeinrichtung 3 entsteht ein Reibmoment, das einem eingehenden Drehmoment entgegenwirkt und somit als Dämpfer wirkt. Die zur relativen Verdrehung des Sekundärflansches 6 zum Primärflansch 5 benötigte Energie dissipiert daher zu einem Anteil in der Reibeinrichtung 3 in Form von Wärmeenergie, so dass es zu einer verdrehwinkelabhängigen Hysterese kommt. Vorzugsweise ist die Reibeinrichtung variabel, d.h. das Reibmoment ist abhängig von der relativen Verdrehung des Sekundärflansches 6 zum Primärflansch 5. Insbesondere lässt sich mit dem hier vorgeschlagenen Pendelwippendämpfer 1 auf einem kleinen Bauraum ein Drehmoment modulieren und gleichzeitig eine Sicherung gegen Übermomente realisieren.
Bezuqszeichenliste
1 Pendelwippendämpfer
2 Nabe
3 Reibeinrichtung
4 Wippeneinheit
5 Primärflansch
6 Sekundärflansch
7 primärseitiger Außenanschluss
8 sekundärseitiger Außenanschluss
9 Wippenelement
10 Energiespeicherelement
11 primärseitige Rolle
12 sekundärseitige Rolle
13 erste wippenseitige Rollenbahn
14 zweite wippenseitige Rollenbahn
15 primärflanschseitige Rollenbahn
16 sekundärflanschseitige Rollenbahn
17 erstes Bauteil
18 zweites Bauteil
19 nach innen vorspringender Abschnitt
20 nach außen vorspringender Abschnitt
21 Federeinrichtung
22 Federblech
23 Federblech
24 Anschlag
25 Kreisbogenabschnitt
A axiale Richtung
D Drehachse
R radiale Richtung
U Umfangsrichtung

Claims

Patentansprüche Pendelwippendämpfer (1 ) mit einer Drehachse (D) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Wippeneinheit (4) zum Modulieren eines Drehmoments, umfassend:
- einen Primärflansch (5), der mit einem ersten Außenanschluss (7) drehmomentübertragend verbindbar ist;
- zumindest ein durch ein Energiespeicherelement (10) vorgespanntes Wippenelement (9);
- zumindest eine erste und eine zweite Rolle (11 , 12); und
- einen Sekundärflansch (6), der mit einem zweiten Außenanschluss (8) drehmomentübertragend verbindbar ist, wobei die erste Rolle (11 ) auf einer ersten wippenseitigen Rollenbahn (13) und einer zu der ersten wippenseitigen Rollenbahn (13) komplementären primärflanschseitigen Rollenbahn (15) abrollbar gelagert ist, wobei die zweite Rolle (12) auf einer zweiten wippenseitigen Rollenbahn (14) und einer zu der zweiten wippenseitigen Rollenbahn (14) komplementären sekundärflanschseitigen Rollenbahn (16) abrollbar gelagert ist, wobei eine Reibeinrichtung (3) zwischen dem Primärflansch (5) und dem Sekundärflansch (6) angeordnet ist, wobei ein erstes Bauteil (17) der Reibeinrichtung (3) drehfest mit dem Primärflansch (5) und ein zweites Bauteil (18) der Reibeinrichtung (3) drehfest mit dem Sekundärflansch (6) ausgebildet ist. Pendelwippendämpfer (1 ) nach Anspruch 1 , wobei das erste Bauteil (17) einteilig mit dem Primärflansch (5) ausgebildet ist und/oder wobei das zweite Bauteil (18) einteilig mit dem Sekundärflansch (6) ausgebildet ist. Pendelwippendämpfer (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Bauteil (17) in Form eines in radialer Richtung (R) des Pendelwippendämpfers (1 ) nach innen vorspringenden Abschnitts (19) am Primärflansch (5) ausgebildet oder mit dem Primärflansch (5) verbunden ist. Pendelwippendämpfer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Bauteil (18) in Form eines in radialer Richtung (R) des Pendelwippendämpfers (1 ) nach außen vorspringenden Abschnitts (20) am Sekundärflansch (6) ausgebildet oder mit dem Sekundärflansch (6) verbunden ist. Pendelwippendämpfer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Primärflansch (5) und der Sekundärflansch (6) in axialer Richtung (A) des Pendelwippendämpfers (1 ) überlappen und vorzugsweise in derselben Axialebene angeordnet sind. Pendelwippendämpfer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Bauteil (17) als in axialer Richtung (A) des Pendelwippendämpfers (1 ) entgegen dem Sekundärflansch (6) vorgespannte Federeinrichtung (21 ) ausgebildet ist und/oder wobei das zweite Bauteil (18) als in axialer Richtung (A) des Pendelwippendämpfers (1 ) entgegen dem Primärflansch (5) vorgespannte Federeinrichtung (21 ) ausgebildet ist. Pendelwippendämpfer (1 ) nach Anspruch 6, wobei die Federeinrichtung (21 ) zwei am Sekundärflansch (6) befestigte Federbleche (22) aufweist, wobei eines der Federbleche (22) auf der einen Seite des Sekundärflansches (6) angeordnet ist und das andere der Federbleche (22) in axialer Richtung (A) auf der anderen Seite des Sekundärflansches (6) angeordnet ist, und wobei beide Federbleche (22) den Primärflansch (5) reibschlüssig zwischen sich klemmen. Pendelwippendämpfer (1 ) nach Anspruch 7, wobei die Federbleche (22) an dem in radialer Richtung (R) nach außen vorspringenden Abschnitt (20) am Sekundärflansch (6) befestigt sind und sich in reibschlüssiger Anlage mit einem Kreisbogenabschnitt (25) des Primärflansches (5) befinden, der in Umfangsrichtung (U) des Pendelwippendämpfers (1 ) durch zwei in radialer Richtung (R) nach innen vorspringende Anschläge (24) begrenzt ist, wobei der sekundärflanschseitige Abschnitt (20) zur Begrenzung der Verdrehung des Pendelwippendämpfers (1 ) in Anlage mit jeweils einem der Anschläge (24) kommen kann. - 19 - Pendelwippendämpfer (1 ) nach Anspruch 6, wobei die Federeinrichtung (21 ) zwei am Primärflansch (5) befestigte Federbleche (23) aufweist, wobei eines der Federbleche (23) auf der einen Seite des Primärflansches (5) angeordnet ist und das andere der Federbleche (23) in axialer Richtung (A) auf der anderen Seite des Primärflansches (5) angeordnet ist, und wobei beide Federbleche (23) den Sekundärflansch (6) reibschlüssig zwischen sich klemmen. Pendelwippendämpfer (1 ) nach Anspruch 9, wobei die Federbleche (23) kreisbogensegmentförmig ausgebildet sind und sich in reibschlüssiger Anlage mit dem nach außen vorspringenden Abschnitt (20) des Sekundärflansches (6) befinden, wobei der Primärflansch (5) zwei in radialer Richtung (R) nach innen vorspringende und in Umfangsrichtung (U) des Pendelwippendämpfers (1 ) voneinander beabstandete Anschläge (24) aufweist, und wobei der sekundärflanschseitige Abschnitt (20) zur Begrenzung der Verdrehung des Pendelwippendämpfers (1 ) in Anlage mit jeweils einem der Anschläge (24) kommen kann.
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