WO2009050048A1

WO2009050048A1 - Torsionsschwingungsdämpferanordnung

Info

Publication number: WO2009050048A1
Application number: PCT/EP2008/063302
Authority: WO
Inventors: Cora Carlson; Thomas Dögel; Reinhard Feldhaus; Andreas Orlamünder; Thomas Schade
Original assignee: Zf Friedrichshafen Ag
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2008-10-06
Publication date: 2009-04-23
Also published as: DE102007049075A1

Abstract

Eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung umfasst eine erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12) mit einer Primärseite (20) und einer gegen die Wirkung einer Dämpferfluidanordnung um eine Drehachse (A) bezüglich der Primärseite (20) drehbare Sekundärseite (44), wobei die Dämpferfluidanordnung in wenigstens einer Verdrängungskammer (32) ein erstes Dämpferfluid mit geringerer Kompressibilität und in wenigstens einer Ausgleichskammer (36) ein zweites Dämpferfluid mit höherer Kompressibilität aufweist, wobei bei durch Drehung der Primärseite (20) bezüglich der Sekundärseite (44) ausgelöster Verringerung des Volumens der wenigstens einen Verdrängungskammer (32) und dabei Verdrängung von erstem Fluid aus dieser das zweite Dämpferfluid in wenigstens einer Ausgleichskammer (36) komprimiert wird, eine zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit (14) mit einer Primärseite (58) und einer gegen die Wirkung wenigstens eines elastisch verformbaren Dämpferelements (64) um die Drehachse (A) bezüglich der Primärseite (58) drehbaren Sekundärseite (60), wobei die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12) und die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit (14) zur Drehmomentübertragung seriell gekoppelt sind.

Description

Torsionsschwingungsdämpferanordnung

(Beschreibung)

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung, wie sie beispielsweise im Antriebsstrang eines Fahrzeugs eingesetzt werden kann, um im Drehmomentübertragungsweg zwischen einem Antriebsaggregat und angetriebenen Rädern im Antriebsstrang entstehende bzw. vorhandene Drehmomentschwankungen zu dämpfen.

Stand der Technik

Es ist bekannt, derartige Torsionsschwingungsdämpferanordnungen nach Art so genannter Gasfeder-Zweimassenschwungräder auszugestalten. Dabei sind die

Primärseite und die Sekundärseite einer derartigen Anordnung gegen die Wirkung einer Dämpferfluidanordnung drehbar. Diese Dämpferfluidanordnung umfasst in wenigstens einer Verdrängungskammer ein erstes Dämpferfluid, das im

Wesentlichen nicht komprimierbar ist. Bei Relativdrehung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite wird das Volumen der wenigstens einen

Verdrängungskammer verändert, insbesondere verringert, mit der Folge, dass erstes Dämpferfluid aus dieser verdrängt wird und ein zweites, stärker komprimierbares Dämpferfluid belastet. Dieses zweite Dämpferfluid, das beispielsweise Luft oder ein anderes Gas sein kann, verringert bei der Kompression sein Volumen und ermöglicht somit unter Erzeugung einer

Rückstellkraft die Relativdrehung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite.

Da bei derartigen Anordnungen das zweite Dämpferfluid in der dieses aufnehmenden Ausgleichskammer im Allgemeinen unter einem Druck gehalten wird, der größer als der Umgebungsdruck ist, wird zwischen der Primärseite und der Sekundärseite eine Vorspannung erzeugt, welche ausgehend von einer Neutral- Relativdrehlage erst überwunden werden muss, um eine Relativdrehung zu erzwingen. Dies bedeutet, dass vor allem bei vergleichsweise kleinen Drehungleichförmigkeiten, die insbesondere im Leerlaufzustand oder bei niedriger Last auftreten können, eine derartige Torsionsschwingungsdämpferanordnung nicht wirksam ist. Auch bestehen zwischen den verschiedenen bezüglich einander drehbaren, jedoch über Dichtungsanordnungen in Wechselwirkung stehenden Baugruppen Reibmomente, die ebenfalls überwunden werden müssen, um eine Relativdrehung zu erzeugen. Dies hat zur Folge, dass in verschiedenen Betriebszuständen derartige mit Dämpferfluidanordnungen wirksame Torsionsschwingungsdämpferanordnungen oftmals eine nicht zufriedenstellende Entkopplungsqualität erzeugen können.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Torsionsschwingungs- dämpferanordnung bereitzustellen, welche unter Miteinbeziehung der Dämpfungscharakteristik einer Dämpferfluidanordnung eine verbesserte Entkopplungsqualität bereitstellt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Torsions- schwingungsdämpferanordnung, umfassend eine erste Torsions- schwingungsdämpfereinheit mit einer Primärseite und einer gegen die Wirkung einer Dämpferfluidanordnung um eine Drehachse bezüglich der Primärseite drehbare Sekundärseite, wobei die Dämpferfluidanordnung in wenigstens einer Verdrängungskammer ein erstes Dämpferfluid mit geringerer Kompressibilität und in wenigstens einer Ausgleichskammer ein zweites Dämpferfluid mit höherer Kompressibilität aufweist, wobei bei durch Drehung der Primärseite bezüglich der Sekundärseite ausgelöster Verringerung des Volumens der wenigstens einen Verdrängungskammer und dabei Verdrängung von erstem Fluid aus dieser das zweite Dämpferfluid in wenigstens einer Ausgleichskammer komprimiert wird, eine zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit mit einer Primärseite und einer gegen die Wirkung wenigstens eines elastisch verformbaren Dämpferelements um die Drehachse bezüglich der Primärseite drehbaren Sekundärseite, wobei die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit und die zweite Torsions- schwingungsdämpfereinheit zur Drehmomentübertragung seriell gekoppelt sind.

Bei der erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpferanordnung sind also zwei Torsionsschwingungsdämpfereinheiten grundsätzlich verschiedener Bauart kombiniert. Die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit ist nach Art eines Gasfeder-Zweimassenschwungrads aufgebaut, während die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit im Wesentlichen nach Art eines herkömmlichen Zweimassenschwungrads aufgebaut ist, bei welchem die Relativdrehbarkeit der Primärseite bezüglich der Sekundärseite durch die elastische Verformung eines oder mehrerer Bauteile gewährleistet ist. Die beiden Torsionsschwingungsdämpfereinheiten wirken seriell, so dass insbesondere dann, wenn die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit auf Grund der vorangehend erläuterten Umstände noch nicht zur Schwingungsdämpfung wirksam sein kann, deren Primärseite und Sekundärseite sich also nicht bezüglich einander drehen können, die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit wirksam sein kann, beispielsweise nach Art eines Leerlaufdämpfers, um insbesondere im Bereich kleinerer Drehzahlen und/oder kleiner Lasten auch für eine Entkopplung sorgen zu können.

Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Primärseite von einer der Torsionsschwingungsdämpfereinheiten mit der Sekundärseite der anderen Torsionsschwingungsdämpfereinheit gekoppelt ist.

Eine erste Ausgestaltungsvariante kann so aufgebaut sein, dass die Primärseite der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit zur Kopplung mit einem Antriebsorgan ausgebildet ist und die Sekundärseite der ersten Tor- sionsschwingungsdämpfereinheit mit einer Trenn/Anfahr-Einheit gekoppelt oder zu koppeln ist. Dies bedeutet, dass im Drehmomentenfluss von einem Antriebsaggregat die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit vor der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit liegt. Dies hat zur Folge, dass die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit zur sekundärseitigen Masse der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit beiträgt. Weiterhin wird der Vorteil einer verbesserten Taumelentkopplung zwischen dem Antriebsorgan und den folgenden Komponenten erhalten. Bei einer alternativen Ausgestaltungsvariante wird vorgeschlagen, dass die Primärseite der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit zur Kopplung mit einem Antriebsorgan ausgebildet ist und die Sekundärseite der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit mit der Primärseite der zweiten Tor- sionsschwingungsdämpfereinheit gekoppelt ist. Dies bedeutet, dass im Drehmomentenfluss von dem Antriebsaggregat bzw. einem Antriebsorgan die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit nach der ersten Torsions- schwingungsdämpfereinheit liegt. Hier trägt also die erste Torsions- schwingungsdämpfereinheit zur primärseitigen Masse der zweiten Torsions- schwingungsdämpfereinheit bei.

Um in einfacher Weise eine stabile Drehkopplung zwischen den beiden Tor- sionsschwingungsdämpfereinheiten realisieren zu können, wird vorgeschlagen, dass die Primärseite der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit mit der Sekundärseite der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit vermittels Axialverzahnungsformationen in Drehkopplungseingriff steht. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Primärseite der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit ein mit einem primärseitigen Dämpferelementenabstützelement fest verbundenes und eine Axi- alverzahnungsformation bereitstellendes Nabenelement aufweist.

Um das Drehmoment von der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit weiterleiten zu können, wird vorgeschlagen, dass die Sekundärseite der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit ein mit dem Eingangsbereich einer Trenn/Anfahr-Einheit gekoppeltes sekundärseitiges Dämpferelementenabstützelement umfasst. Dabei kann dann weiterhin eine Überlastung der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit vermieden werden, wenn das Nabenelement und der Eingangsbereich zur Drehwinkelbegrenzung zwischen Primärseite und Sekundärseite der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit zusammenwirken.

Das wenigstens eine Dämpferelement kann beispielsweise wenigstens ein Schraubenfederelement umfassen, dessen Endbereiche bezüglich der Primärseite und der Sekundärseite abstützbar sind. Dieses wenigstens eine Schraubenfederelement kann dann beispielsweise in Umfangshchtung bzw. im Wesentlichen tangential orientiert sein, kann jedoch auch radial angeordnet sein.

Um die Reibmomente in der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit möglichst gering zu halten, wird weiter vorgeschlagen, dass die Sekundärseite der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit bezüglich der Primärseite der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit radial innerhalb des wenigstens einen Dämpferelements axial oder/und radial abgestützt ist.

Weiter kann vorgesehen sein, dass die Sekundärseite der zweiten Torsions- schwingungsdämpfereinheit bezüglich der Primärseite der zweiten Torsions- schwingungsdämpfereinheit im Bereich einer Neutral-Relativdrehlage ein Drehbewegungsspiel im Wesentlichen ohne Wirksamkeit des wenigstens einen Dämpferelements aufweist.

Um dafür zu sorgen, dass die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit in beiden Relativdrehrichtungen wirksam sein kann, wird vorgeschlagen, dass die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit wenigstens eine erste Verdrängungskammer umfasst, deren Volumen bei Drehung der Primärseite bezüglich der Sekundärseite der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit in einer ersten Relativdrehrichtung verringert wird, und wenigstens eine zweite Verdrängungskammer umfasst, deren Volumen bei Drehung der Primärseite bezüglich der Sekundärseite der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit in einer zweiten Relativdrehrichtung verringert wird.

Die wenigstens eine Ausgleichskammer kann an der Primärseite der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit vorgesehen sein, und die Sekundärseite der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit kann einen rotierenden Bereich einer Drehdurchführung umfassen. Wie bereits vorangehend dargelegt, kann das zweite Dämpferfluid in der wenigstens einen Ausgleichskammer mit über dem Umgebungsdruck liegendem Druck enthalten sein, um definierte Bethebszustände bereitstellen zu können.

Die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit kann ein geringeres Anschlagsmoment aufweisen, als die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit. Dies hat zur Folge, dass bei geringeren Lasten zunächst beide Torsi- onsschwingungsdämpfereinheiten wirksam sind. Wird ein bestimmtes Grenzmoment, nämlich das Anschlagsmoment der zweiten Torsionsschwin- gungsdämpfereinheit erreicht, ist diese nicht mehr weiter elastisch wirksam, so dass ansteigende Drehmomente dann primär durch die durch Fluidkompression bewirkte Elastizität der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit aufgenommen werden können.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Antriebssystem mit einem Antriebsaggregat und einer damit zur Drehmomentübertragung gekoppelten Torsionsschwingungsdämpferanordnung erfindungsgemäßer Bauart.

Bei diesem Antriebssystem ist vorzugsweise die zweite Torsions- schwingungsdämpfereinheit so ausgelegt, dass eine Resonanzdrehzahl unter der Leerlaufdrehzahl des Antriebsaggregats liegt, so dass das System grundsätzlich im Rotationsbetrieb überkritisch arbeitet und die Gefahr von Resonanzanregungen praktisch ausgeschlossen werden kann.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung;

Fig. 2 den über der Drehachse liegenden Teil der in Fig. 1 gezeigten Anordnung vergrößert, Fig. 3 eine vergrößerte Detailansicht der Fig. 2, welche eine zweite Tor- sionsschwingungsdämpfereinheit zeigt,

Fig. 4 ein Diagramm, welches das übertragene Drehmoment in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel zwischen Primärseite und Sekundärseite bei einem

Gasfeder-Zweimassenschwungrad zeigt;

Fig. 5 ein der Fig. 4 entsprechendes Diagramm bei einer erfindungsgemäß aufgebauten Anordnung,

Fig. 6 eine der Fig. 3 entsprechende Detailansicht einer alternativen Bauart der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit.

Die Fig. 1 und 2 zeigen den Gesamtaufbau einer erfindungsgemäßen Tor- sionsschwingungsdämpferanordnung 10. Diese umfasst zwei Torsions- schwingungsdämpfereinheiten 12, 14 im Drehmomentübertragungsweg zwischen einer Antriebswelle 16, beispielsweise einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, und einer Abtriebswelle 18, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle. Die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit 12 ist nach Art eines Gasfeder- Zweimassenschwungrades aufgebaut, überträgt also ein Drehmoment unter der Wirkcharakteristik einer Dämpferfluidanordnung. Die zweite

Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 ist nach Art eines herkömmlichen Zweimassenschwungrads aufgebaut, bei welchem ein Drehmoment über elastisch verformbare Dämpferelemente übertragen wird.

Die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit 12 umfasst eine Primärseite 20, welche über eine Flexplattenanordnung 22 o. dgl. mit der Antriebswelle 16 zur gemeinsamen Drehung um die Drehachse A gekoppelt bzw. koppelbar ist. Diese Primärseite 20 wiederum umfasst eine erste Verdrängungskammerbaugruppe 24, die mit zwei Stirnwänden 26, 28 und einer Außenumfangswand 30 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Verdrängungskammern 32 axial und nach radial außen begrenzt. An der Außenseite der Außenumfangswand 30 ist eine bezüglich der Achse A sternförmige Anordnung von Ausgleichszylindern 34 vorgesehen, in welchen jeweils eine Ausgleichskammer 36 gebildet ist. Die Zuordnung kann derart sein, dass jeder Verdrängungskammer 32 eine Ausgleichskammer 36 zugeordnet ist, oder dass einer Verdrängungskammer 32 mehrere Ausgleichskammern 36 zugeordnet sind, oder dass eine Ausgleichskammer 36 mit mehreren Verdrängungskammern 32 zusammenwirkt. Diese Zusammenwirkung erfolgt über eine in Zuordnung zu jeder Verdrängungskammer 32, 33 vorgesehenen Durchgangsöffnung 38 in der Außenumfangswand 30 sowie eine in Umfangsrichtung entlang der Außenumfangswand 28 sich erstreckende Verbindungskammer 40. Ein jeweiliger in dem Ausgleichszylinder 34 bewegbarer Trennkolben 42 trennt das in der bzw. den Verdrängungskammern 32 enthaltene erste Dämpferfluid, das im Wesentlichen nicht kompressibel ist und beispielsweise Öl sein kann, von dem in der zugeordneten Ausgleichskammer 36 enthaltenen zweiten Dämpferfluid, das kompressibel ist, beispielsweise Luft oder ein anderes Gas sein kann.

Eine Sekundärseite 44 der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 12 umfasst eine zweite Verdrängungskammerbaugruppe 46, welche über ein Lager 48 an der ersten Verdrängungskammerbaugruppe 24 drehbar gelagert ist. Die zweite Verdrängungskammerbaugruppe 46 begrenzt die Verdrängungskammern 32 nach radial innen und ist über entsprechende Dichtungsanordnungen bezüglich den Seitenwänden 26, 28 fluiddicht geführt.

Um die Verdrängungskammern 32, 33 in Umfangsrichtung zu begrenzen, sind an den beiden Verdrängungskammerbaugruppen 24 bzw. 46 jeweils radial auf die andere Verdrängungskammerbaugruppe zu sich erstreckende Umfangsbegrenzungsvorsprünge vorgesehen, so dass jede Verdrängungskammer 32 durch einen Umfangsbegrenzungsvorsprung der primärseitigen ersten Verdrängungskammerbaugruppe 24 begrenzt ist und einen Umfangs- begrenzungsvorsprung der sekundärseitigen zweiten Verdrängungskammerbaugruppe 46 begrenzt ist. Bei Relativdrehung der Primärseite 20 bezüglich der Sekundärseite 44 in einer ersten Relativdrehrichtung wird beispielsweise das Volumen der in der Fig. 1 oben liegenden Verdrängungskammer 32 verringert, so dass erstes Dämpferfluid aus dieser in die zugeordnete Verbindungskammer 40 verdrängt wird und das zweite Dämpferfluid in einer oder mehreren Ausgleichskammern 36 komprimiert wird, während entsprechend das Volumen einer anderen Verdrängungskammer zunimmt. Bei Relativdrehung in der entgegengesetzten Relativdrehrichtung wird dann das Volumen der anderen Verdrängungskammer verringert, so dass das aus dieser verdrängte erste Dämpferfluid zweites Dämpferfluid in zugeordneten Ausgleichskammern 36 belastet. Es sei darauf hingewiesen, dass selbstverständlich die beiden Ver- drängungskammerbaugruppen 24, 46 eine Mehrzahl, beispielsweise vier in Umfangshchtung aufeinander folgende Verdrängungskammern begrenzen können, von welchen jeweils zwei parallel wirken, also gleichzeitig in ihrem Volumen verringert bzw. vergrößert werden.

Zur Einstellung der Dämpfungscharakteristik bzw. der Druckverhältnisse des ersten Dämpferfluids in den Verdrängungskammern 32 kann diesen über in den Fig. 1 und 2 erkennbare Kanäle 48, 50 erstes Dämpferfluid zugeführt bzw. von diesen abgezogen werden. Hierzu dient weiterhin eine allgemein mit 52 bezeichnete Drehdurchführung, deren rotierender Teil 54 in Verbindung ist mit der zweiten Verdrängungskammerbaugruppe 46, und deren nicht rotierender Teil 56, in Verbindung mit einer Druckfluidquelle für erstes Dämpferfluid bzw. einem Reservoir ist. Durch hier nicht dargestellte Ventilanordnungen kann dafür gesorgt werden, dass in den verschiedenen Verdrängungskammern 32 der Fluiddruck des ersten Dämpferfluids erhöht bzw. verringert wird, so dass auf diese Art und Weise die Dämpfungscharakteristik beeinflusst werden kann, da auch der Vorspanndruck, welchen das erste Dämpferfluid auf die Trennkolben 42 ausübt, und welche auf das grundsätzlich unter Überdruck bezüglich der Umgebung gehaltene zweite Dämpferfluid in den Ausgleichskammern 36 einwirkt, veränderbar ist.

Axial anschließend an die Drehdurchführung 52 bzw. deren rotierenden Teil 54 ist die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 vorgesehen. Diese ist in Fig. 3 vergrößert dargestellt. Auch die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 umfasst eine Primärseite 58, welche, wie im Folgenden beschrieben, an die Sekundärseite 44 der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 12 angekoppelt ist, und umfasst eine Sekundärseite 60, welche das Drehmoment weitergibt an eine in den Fig. 1 bis 3 erkennbare Reibungskupplung 62, welche hier als Beispiel für eine Trenn/Anfahr-Einheit vorgesehen ist.

Die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 umfasst eine Mehrzahl von als Schraubendruckfedern ausgebildeten Dämpferelementen 64, die im dargestellten Beispiel im Wesentlichen in Umfangshchtung sich erstreckend angeordnet sind und das Drehmoment zwischen der Primärseite 58 und der Sekundärseite 60 übertragen. Die Primärseite 58 umfasst ein beispielsweise als Blechteil ausgebildetes Dämpferelementenabstützelement 66, das für jedes Dämpferelement 64 an dessen Umfangsendbereichen Abstützbereiche bereitstellt. Die Sekundärseite 60 umfasst ein beispielsweise ebenfalls als Blechteil ausgebildetes zweites Dämpferelementenabstützelement 68, das ebenfalls Abstützbereiche zur Zusammenwirkung mit den Umfangsendbereichen der Dämpferelemente 64 bereitstellt. Beispielsweise kann, wie dies in Fig. 3 erkennbar ist, das erste Dämpferelementenabstützelement 66 dort, wo es mit den Dämpferelementen 64 zusammenwirkt, im Wesentlichen U-förmig ausgebildet sein und die Dämpferelemente 64 in deren Umfangsrichtung bereichsweise übergreifen, während das zweite Dämpferelementenabstützelement 68 in diese U-Kontur eingreift. Auf diese Art und Weise kann in den Endbereichen der Dämpferelemente 64 eine im Wesentlichen gleichmäßige Belastung bei Drehmomentübertragung erreicht werden.

Das erste Dämpferelementenabstützelement 66 ist mit einem ringartigen Nabenelement 70 beispielsweise durch Verstemmung fest verbunden. Dieses Nabenelement 70 weist eine Axialverzahnungsformation 72 auf, die mit einer entsprechenden Axialverzahnungsformation 74 am rotierenden Teil 54 der Drehdurchführung durch axiales Heranführen in Kämmeingriff gehalten ist, so dass eine Drehkopplung zwischen der Primärseite 58 der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 und der Sekundärseite 44 der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 12 realisiert ist. Ein hülsenartiges Spannelement 76 übergreift dabei mit einem nach radial außen greifenden Flanschbereich 78 das Nabenelement 70 an seiner von der Drehdurchführung 52 abgewandten Seite und ist durch einen zentral dieses durchgreifenden Schraubbolzen 80 mit dem rotierenden Teil 54 fest verspannt. In dem Spannelement 78 kann ein Stützlager 82 für den axialen Endbereich der als Abtriebsorgan wirksamen Getriebeeingangswelle 18 vorgesehen sein.

Das zweite, sekundärseitige Dämpferelementenabstützelement 68 ist durch eine Mehrzahl von Nietbolzen 84 an einer als Schwungmasse auch wirksamen Widerlagerplatte 86 der Reibungskupplung 62 festgelegt, und zwar an der von der Drehdurchführung 52 abgewandten Seite dieser Widerlagerplatte 86. Mit seinen mit den Dämpferelementen 64 zusammenwirkenden Armabschnitten 88 durchgreift es Öffnungen 90 in der Widerlagerplatte 86. Radial innen weist die Widerlagerplatte 86 eine Verzahnungsformation 92 auf, welche mit Drehbewegungsspiel in Kämmeingriff steht mit einer Verzahnungsformation 94 am Nabenelement 70. Auf diese Art und Weise ist eine Drehwinkelbegrenzung für die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 realisiert.

Um die Primärseite 58 und die Sekundärseite 60 der zweiten Torsions- schwingungsdämpfereinheit 14 axial bzw. auch radial bezüglich einander abzustützen, sind ein ringscheibenartiges erstes Abstützelement 96 und ein im Wesentlichen zylindrisches zweites Abstützelement vorgesehen. Diese sind zwischen dem radial inneren Bereich des zweiten Dämpferelementen- abstützelements 68 und dem Spannelement 76 angeordnet, stehen somit mit diesen beiden Bauteilen in Reibanlage. Die Abstützelemente 96, 98 sollten hinsichtlich der damit zusammenwirkenden Bauteile einen möglichst geringen Reibwert aufweisen und verschleißfest sein. Beispielsweise können sie aus gewalztem Blech aufgebaut sein. Eine entsprechende Oberflächenqualität kann dann auch am Flanschbereich 78 des Spannelements 76 vorgesehen sein. Das Abstützelement 98 ist zentriert durch das Abstützelement 96 und das Spannelement 76 und ist radial innen übergriffen von einem axial abgebogenen Endbereich 100 des zweiten Dämpferelementenabstützelements 68.

Man erkennt, dass bei dieser Ausgestaltung die axiale und radiale Abstützung radial innerhalb der Dämpferelemente 64 auf sehr kleinem Durchmesser erfolgt. Dies führt zu vergleichsweise geringen Reibmomenten und mithin einer vergleichsweise geringen Beeinträchtigung der Entkopplungsqualität der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14. Dies ist insbesondere daher von Bedeutung, da bei Betätigung der Reibungskupplung 62 durch Einleitung einer axial gerichteten Ausrückkraft diese Kraft in der Widerlagerplatte 86 aufgenommen und somit axial auch über das Abstützelement 96 abgestützt wird. Die Ausgestaltung mit möglichst geringen Reibkoeffizienten und auf kleinem Radius hat dann zur Folge, dass bei teilweise ausgerückter bzw. ausgerückt gehaltener Reibungskupplung 62 weiterhin eine entsprechende Entkopplungsgüte der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 gewährleistet sein kann. Um im Ausrückzustand Probleme durch eine starke axiale Belastung zu vermeiden, kann vorzugsweise das Betätigungssystem der Reibungskupplung 62 so ausgebildet sein, dass es in diese Reibungskupplung 62 integriert ist und mithin Betätigungskräfte vollständig innerhalb der Kupplung 62 aufgenommen werden und nicht axial in den Antriebsstrang weitergeleitet werden.

Grundsätzlich kann der Aufbau vereinfacht werden, wenn die beiden Abstützelemente 96, 98 als integrales Bauteil, also einer Abstützbuchse mit im Wesentlichen L-förmigem Querschnitt bereitgestellt werden. Weiter sei darauf hingewiesen, dass auch andere Arten der Lagerung, beispielsweise Wälzlager bzw. Konuslager möglich sind. Weiterhin kann die Reibungskupplung 64 eigenständig auf einer beispielsweise zur Getriebeeingangswelle 18 koaxial angeordneten und am Getriebe fest montierten Hülse getragen bzw. gelagert sein, so dass eine Belastung der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 im Wesentlichen nur noch in axialer Richtung auftritt, nämlich dann, wenn Betätigungskräfte abzustützen sind.

Hinsichtlich einer einfachen Montage ist es vorteilhaft, die zweite Torsions- schwingungsdämpfereinheit als vormontierte Baugruppe mit der Reibungskupplung 62 bereitzustellen. Insbesondere kann hier eine Vormontage mit der als Schwungmasse auch wirksamen Widerlagerplatte 86 erfolgen. Diese vormontierte Baugruppe umfasst dann in dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel auch das Nabenelement 70 und das Spannelement 76 mit dem darin eingesetzten Schraubbolzen 80 und auch dem Stützlager 82. Diese Baugruppe kann dann einfach an den rotierenden Teil 54 der Drehdurchführung 52 herangeführt und daran festgeschraubt werden.

Es sei hier darauf hingewiesen, dass die Montage in der dargestellten Weise besonders vorteilhaft und einfach zu realisieren ist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Spannelement 76 und das Nabenelement 70 als ein einheitliches Bauteil zu realisieren bzw. die Verbindung mit dem rotierenden Teil 54 der Drehdurchführung 52 durch Vernietung zu realisieren.

Die Fig. 4 und 5 zeigen jeweils das über eine Torsionsschwingungsdämpfer- anordnung übertragene Drehmoment, in Abhängigkeit vom Verdrehwinkel. Die Fig. 4 repräsentiert dabei den Fall, dass die Torsionsschwingungsdämpferanordnung lediglich die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit, also ein Gasfeder- Zweimassenschwungrad, umfasst. Man erkennt in der Neutral-Relativdrehlage, also beim Verdrehwinkel 0, ein Vorspannmoment V, das bei zu übertragenden Drehmomenten erst überwunden werden muss, um eine Relativdrehung zu erzwingen. In dem in der Fig. 5 dargestellten Fall einer erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpferanordnung, in welcher die Charakteristiken der beiden Torsionsschwingungsdämpfereinheiten überlagert sind, wird insbesondere im Bereich kleiner Drehmomente bzw. auch kleiner Relativdrehwinkel die deutlich weniger durch Reibeinflüsse und beeinträchtigte Charakteristik der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 spürbar. Hier ist es möglich, im Wesentlichen ohne Vorspannmoment zu arbeiten, so dass zunächst ein näherungsweise linearer Anstieg des übertragenen Drehmoments, ausgehend von einem Drehmomentenwert 0, erkennbar ist, bis dann erst bei einem größeren Relativdrehwinkel die Charakteristik der ersten Torsionsschwingungsdämpfer- anordnung spürbar wird. Dabei kann weiter noch vorgesehen sein, dass die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 mit einem gewissen Totgang bzw. Bewegungsspiel zwischen der Primärseite 58 und der Sekundärseite 60 ausgebildet ist, so dass insbesondere in der Neutral-Relativdrehlage im Bereich kleiner Drehwinkel eine im Wesentlichen freie Drehbarkeit gewährleistet ist.

Man erkennt in der Fig. 5 einen Knick in der Kennlinie bei einem Verdrehwinkel An. Bei diesem Verdrehwinkel liegt ein zu übertragendes Drehmoment M_An, welches dem Anschlagsmoment der zweiten Torsionsschwingungsdämpferanordnung entspricht. Bis zum Erreichen dieses Anschlagswinkels An sind also beide Torsionsschwingungsdämpfereinheiten 14, 16 parallel wirksam. Bei Erreichen dieses Relativdrehwinkels zwischen der Primärseite der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 12 und der Sekundärseite der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 geht die zweite Torsi- onsschwingungsdämpfereinheit auf Anschlag, ist also nicht mehr weiter elastisch wirksam. Im weiteren Verdrehwinkelbereich entspricht dann der Kennlinienverlauf demjenigen, der durch die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit 12 bereitgestellt wird.

Bei der in den Figuren dargestellten Ausgestaltungsform besteht der elementare Vorteil, dass einerseits durch das Bereitstellen einer Reibungskupplung an der Sekundärseite der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 dort eine vergleichsweise große sekundärseitige Masse vorhanden ist, gleichzeitig jedoch durch das Bereitstellen der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 12 an der Primärseite der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 auch dort in Verbindung mit der Antriebswelle 16 eine vergleichsweise große Masse vorhanden ist, was zu einer Beruhigung der Rotation insbesondere im Bereich der Antriebswelle 16 und mithin auch für durch diese möglicherweise anzutreibende Riementriebe bzw. Nebenaggregate führt.

Eine alternative Ausgestaltungsform der zweiten Torsionsschwingungs- dämpfereinheit 14 ist in Fig. 6 gezeigt. Diese ist mit zwei Deckscheibenelementen 102, 104 ausgebildet, die radial innen beispielsweise über Verzahnungsformationen drehfest angekoppelt sind an ein anthebsseitiges Element, beispielsweise den rotierenden Teil 54 der Torsionsschwingungs- dämpferanordnung oder ein damit zu verbindendes Nabenelement. Radial weiter außen sind die beiden Deckscheibenelemente 102, 104 durch Nietbolzen 106 miteinander fest verbunden. Ein Zentralscheibenelement 108 liegt zwischen den beiden Deckscheibenelementen 106. Radial innen kann dieses Zentralscheibenelement 108 mit der radial außen am Nabenelement oder dem rotierenden Teil 54 vorgesehenen Verzahnung in mit Bewegungsspiel behaftetem Kämmeingriff stehen, um auf diese Art und Weise eine Drehwinkelbegrenzung zu realisieren. Diese Funktionalität kann alternativ oder zusätzlich auch durch die in den entsprechenden Umfangsaussparungen des Zentralscheibenelements 108 sich erstreckenden Nietbolzen 106 erfolgen.

Wie dies bei herkömmlichen Zweimassenschwungrädern oder auch in Kupplungsscheiben vorgesehenen Schwingungsdämpfern der Fall ist, weisen die Deckscheibenelement 102, 104 und das Zentralscheibenelement jeweilige Federfenster auf, in welchen die in Umfangshchtung im Wesentlichen sich erstreckenden Dämpferelemente 64, auch hier ausgebildet als Schraubendruckfedern, angeordnet und auch in Umfangsrichtung abgestützt sind. Zwischen den im Wesentlichen die Primärseite 58 bereitstellenden Deckscheibenelementen 102, 104 und dem im Wesentlichen die Sekundärseite 60 bereitstellenden Zentralscheibenelement 108, das beispielsweise an die Widerlagerplatte 86 angebunden werden kann, kann weiterhin eine Reibeinrichtung 1 10 wirken, um definierte Grundreibverhältnisse bereitzustellen.

Es sei darauf hingewiesen, dass bei der erfindungsgemäßen Torsions- schwingungsdämpferanordnung verschiedenste Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Prinzip der vorliegenden Erfindung abzuweichen. So kann beispielsweise die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 im Drehmomentenfluss auch vor der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 12 angeordnet sein, beispielsweise in den Drehmomentübertragungsweg zwischen der Antriebswelle 16 und der Primärseite 20 der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 12 eingeschaltet sein. Dies vergrößert bei der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 die sekundärseitig wirksame Masse, was dazu führt, dass die Eigenfrequenz des schwingenden Systems verringert werden kann. In jedem Falle sollte dafür gesorgt sein, dass die Resonanzdrehzahl für die Haupterregungsordnung des Antriebsaggregats unter der Leerlaufdrehzahl liegt.

Bei Anordnung der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 im Drehmomentenfluss vor der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 12 ergibt sich weiter der Vorteil, dass die beispielsweise bei einer Reibungskupplung auftretenden Betätigungskräfte dann direkt im rotierenden Teil der

Drehdurchführung 52 und somit durch die Lager dieser Drehdurchführung dann auch im nicht rotierenden Teil 56 derselben aufgenommen werden können und mithin die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit von derartigen Axialkräften im Wesentlichen vollständig frei gehalten werden kann.

Weiter ist es selbstverständlich möglich, die durch elastische Verformung realisierte Dämpfungsfunktionalität der zweiten Torsionsschwingungs- dämpfereinheit 14 beispielsweise durch radial angeordnete Schraubendruckfedern zu realisieren oder durch ein oder mehrere Torsionselemente, die sich im Wesentlichen axial erstrecken und bei Drehmomentbelastung um die Drehachse A tordierbar sind. Hier ist beispielsweise eine Ausgestaltung als Biegefeder oder Torsionsstabfeder bzw. auch als Spiralfeder denkbar. Auch können bei Einsatz von Schraubendruckfedern mehrere gestuft wirksame Federn vorgesehen sein, entweder in Umfangrichtung aufeinander folgend oder auch ineinander geschachtelt, wie dies bei Zweimassenschwungrädern allgemein bekannt ist. Auf diese Art und Weise kann beispielsweise eine mit dem Drehwinkel progressive Kennlinie bereitgestellt werden. Auch kann die Ausführung als zweireihiger Torsionsschwingungsdämpfer vorteilhaft sein.

An Stelle der in den Fig. erkennbaren Reibungskupplung könnte selbstverständlich auch eine andere Trenn/Anfahr-Einheit vorgesehen sein, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, eine Fluidkupplung, eine Lamellenkupplung, eine Mehrscheibenkupplung o. dgl.. Auch eine Elektromaschine könnte im Falle eines Hybridantriebssystems folgen.

Weiterhin ist es möglich, die zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit so zu gestalten, dass auch bei den größten zu erwartenden Drehmomenten bzw. Drehmomentschwankungen diese noch wirksam ist, also noch nicht auf Anschlag ist. Andererseits kann das Endmoment der zweiten Torsions- schwingungsdämpfereinheit 14 so nieder gewählt werden, dass nicht erforderliche Überschneidungen mit der in der Fig. 4 gezeigten Kennlinie der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit 14 vermieden werden können.

Claims

Ansprüche

1. Torsionsschwingungsdämpferanordnung, umfassend:

- eine erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12) mit einer Primärseite (20) und einer gegen die Wirkung einer Dämpferfluidan- ordnung um eine Drehachse (A) bezüglich der Primärseite (20) drehbare Sekundärseite (44), wobei die Dämpferfluidanordnung in wenigstens einer Verdrängungskammer (32) ein erstes Dämpferfluid mit geringerer Kompressibilität und in wenigstens einer Ausgleichskammer (36) ein zweites Dämpferfluid mit höherer Kompressibilität aufweist, wobei bei durch Drehung der Primärseite (20) bezüglich der Sekundärseite (44) ausgelöster Verringerung des Volumens der wenigstens einen Verdrängungskammer (32) und dabei Verdrängung von erstem Fluid aus dieser das zweite Dämpferfluid in wenigstens einer Ausgleichskammer (36) komprimiert wird,

- eine zweite Torsionsschwingungsdämpfereinheit (14) mit einer Primärseite (58) und einer gegen die Wirkung wenigstens eines elastisch verformbaren Dämpferelements (64) um die Drehachse (A) bezüglich der Primärseite (58) drehbaren Sekundärseite (60), wobei die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12) und die zweite

Torsionsschwingungsdämpfereinheit (14) zur Drehmomentübertragung seriell gekoppelt sind.

2. Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Primärseite (20, 58) von einer der

Torsionsschwingungsdämpfereinheiten (12, 14) mit der Sekundärseite (44, 60) der anderen Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12, 14) gekoppelt ist.

3. Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärseite (58) der zweiten Tor- sionsschwingungsdämpfereinheit (14) zur Kopplung mit einem Antriebsorgan (16) ausgebildet ist und die Sekundärseite (44) der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12) mit einer Trenn/Anfahr-Einheit (62) gekoppelt oder zu koppeln ist.

4. Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärseite (20) der ersten Tor- sionsschwingungsdämpfereinheit (12) zur Kopplung mit einem Antriebsorgan (16) ausgebildet ist und die Sekundärseite (44) der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12) mit der Primärseite (58) der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit (14) gekoppelt ist.

5. Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärseite (58) der zweiten Tor- sionsschwingungsdämpfereinheit (12) mit der Sekundärseite (44) der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12) vermittels Axialver- zahnungsformationen (72, 74) in Drehkopplungseingriff steht.

6. Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärseite (58) der zweiten Tor- sionsschwingungsdämpfereinheit (14) ein mit einem primärseitigen Dämpferelementenabstützelement (66) fest verbundenes und eine Axi- alverzahnungsformation (72) bereitstellendes Nabenelement (70) aufweist.

7. Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärseite (60) der zweiten Tor- sionsschwingungsdämpfereinheit (14) ein mit dem Eingangsbereich (86) einer Trenn/Anfahr-Einheit (62) gekoppeltes sekundärseitiges Dämpferelementenabstützelement (68) umfasst.

8. Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 6 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Nabenelement (70) und der Eingangsbereich (86) zur Drehwinkelbegrenzung zwischen Primärseite (58) und Sekundärseite (60) der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit (14) zusammenwirken.

9. Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Dämpferelement (64) wenigstens ein Schraubenfederelement umfasst, dessen Endbereiche bezüglich der Primärseite (58) und der Sekundärseite (60) abstützbar sind.

l O.Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärseite (60) der zweiten Tor- sionsschwingungsdämpfereinheit (14) bezüglich der Primärseite (58) der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit (14) radial innerhalb des wenigstens einen Dämpferelements (64) axial oder/und radial abgestützt ist.

H .Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärseite (60) der zweiten Tor- sionsschwingungsdämpfereinheit (14) bezüglich der Primärseite (58) der zweiten Torsionsschwingungsdämpfereinheit (14) im Bereich einer Neutral- Relativdrehlage ein Drehbewegungsspiel ohne Wirksamkeit des wenigstens einen Dämpferelements (64) aufweist.

12.Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Torsionsschwingungs- dämpfereinheit (12) wenigstens eine erste Verdrängungskammer (32) umfasst, deren Volumen bei Drehung der Primärseite (20) bezüglich der Sekundärseite (44) der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12) in einer ersten Relativdrehrichtung verringert wird, und wenigstens eine zweite Verdrängungskammer (32) umfasst, deren Volumen bei Drehung der Primärseite (20) bezüglich der Sekundärseite (44) der ersten

Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12) in einer zweiten Relativdrehrichtung verringert wird. I S.Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ausgleichskammer (36) an der Primärseite (20) der ersten Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12) vorgesehen ist.

14.Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärseite (44) der ersten Tor- sionsschwingungsdämpfereinheit (12) einen rotierenden Bereich (54) einer Drehdurchführung (52) umfasst.

15.Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Dämpferfluid in der wenigstens einen Ausgleichskammer (36) mit über dem Umgebungsdruck liegendem Druck enthalten ist.

I Θ.Torsionsschwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis

15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite

Torsionsschwingungsdämpfereinheit (14) ein kleineres Anschlagsmoment (M_AΠ) aufweist, als die erste Torsionsschwingungsdämpfereinheit (12).

17. Antriebssystem, umfassend ein Antriebsaggregat und eine damit zur Drehmomentübertragung gekoppelte Torsionsschwingungsdämpferan- ordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.

18. Antriebssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Torsionsschwingungs- dämpfereinheit (14) so ausgelegt ist, dass eine Resonanzdrehzahl unter der Leerlaufdrehzahl des Antriebsaggregats liegt.