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DE102014223872A1 - Schwingungsdämpfer - Google Patents

Schwingungsdämpfer Download PDF

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Publication number
DE102014223872A1
DE102014223872A1 DE102014223872.2A DE102014223872A DE102014223872A1 DE 102014223872 A1 DE102014223872 A1 DE 102014223872A1 DE 102014223872 A DE102014223872 A DE 102014223872A DE 102014223872 A1 DE102014223872 A1 DE 102014223872A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mass
planetary gear
drive shaft
vibration damper
torque
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.)
Withdrawn
Application number
DE102014223872.2A
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Schwederle
Mathias Girnus
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
Priority to DE102014223872.2A priority Critical patent/DE102014223872A1/de
Publication of DE102014223872A1 publication Critical patent/DE102014223872A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12Suppression 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
    • F16F15/131Suppression 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 the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/13157Suppression 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 the rotating system comprising two or more gyratory masses with a kinematic mechanism or gear system, e.g. planetary
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F15/1407Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
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Abstract

Es ist ein Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einer drehfest mit einer Antriebswelle verbindbaren Primärmasse zum Ableiten zumindest eines Teils eines über die Antriebswelle ankommenden Drehmoments, einer relativ zur Primärmasse verdrehbare und über ein Energiespeicherelement, insbesondere Bogenfeder, mit der Primärmasse verbundenen Sekundärmasse und einem drehfest mit der Antriebswelle verbindbaren Planetengetriebe zum Ableiten zumindest eines Teils eines über die Antriebswelle ankommenden Drehmoments, wobei das Planetengetriebe ein mit der Sekundärmasse kämmendes Planetenrad aufweist, wobei die Sekundärmasse eine eine Reibfläche zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe aufweisende Gegenplatte zum Ausleiten des über die Primärmasse und über das Planetengetriebe übertragenen Drehmoments aufweist Da der Drehmomentfluss über die Primärmasse und der Drehmomentfluss über das Planetengetriebe nicht in dem Planetenrad sondern in der Sekundärmasse zusammengeführt werden, ist eine gute Drehschwingungsdämpfung, insbesondere eine effektive Isolation in einem niedrigen Drehzahlbereich, in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer, mit dessen Hilfe Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gedämpft werden können.
  • Aus DE 10 2011 007 118 A1 ist ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsdämpfung bekannt. Das Zweimassenschwungrad weist eine Primärmasse und eine über Bogenfedern mit der Primärmasse begrenzt verdrehbare Sekundärmasse auf, wobei die Primärmasse mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine drehfest verbunden ist. Zusätzlich ist ein Planetenträger mit der Kurbelwelle drehfest verbunden, wobei der Planetenträger Planetenräder lagert, die in eine Innenverzahnung der Sekundärmasse des Zweimassenschwungrads eingreifen. Zusätzlich greifen die Planetenräder in ein Hohlrad ein, das mit einer Gegenplatte zum Verpressen einer Kupplungsscheibe mit Hilfe einer relativ zur Gegenplatte axial verlagerbaren Anpressplatte drehfest verbunden ist. Dadurch kann über einen ersten Übertragungsweg ein Teil des über die Kurbelwelle eingeleiten Drehmoments zur Schwingungsdämpfung über das Zweimassenschwungrad und über einen zweiten Übertragungsweg ein anderer Teil des eingeleiteten Drehmoments über den Planetenträger an dem Zweimassenschwungrad vorbei geleitet werden. In dem Planetenrad werden beide Übertragungswege wieder zusammengeführt, so dass über das Hohlrad und die Gegenplatte das gesamte eingeleitete Drehmoment übertragen wird.
  • Es besteht ein ständiges Bedürfnis eine gute Drehschwingungsdämpfung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu realisieren.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine gute Drehschwingungsdämpfung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer hohen Ausfallsicherheit ermöglichen.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Schwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
  • Erfindungsgemäß ist ein Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einer drehfest mit einer Antriebswelle verbindbaren Primärmasse zum Ableiten zumindest eines Teils eines über die Antriebswelle ankommenden Drehmoments, einer relativ zur Primärmasse verdrehbare und über ein Energiespeicherelement, insbesondere Bogenfeder, mit der Primärmasse verbundenen Sekundärmasse und einem drehfest mit der Antriebswelle verbindbaren Planetengetriebe zum Ableiten zumindest eines Teils eines über die Antriebswelle ankommenden Drehmoments, wobei das Planetengetriebe ein mit der Sekundärmasse kämmendes Planetenrad aufweist, wobei die Sekundärmasse eine eine Reibfläche zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe aufweisende Gegenplatte zum Ausleiten des über die Primärmasse und über das Planetengetriebe übertragenen Drehmoments aufweist.
  • Die Primärmasse und die über das Energiespeicherelement mit der Primärmasse begrenzt verdrehbar angekoppelte Sekundärmasse können ein Zweimassenschwungrad ausbilden oder zumindest die Funktionalität eines Zweimassenschwungrads zumindest teilweise bereitstellen. Das Planetengetriebe kann unmittelbar mit der Antriebswelle, beispielsweise durch Verschrauben, befestigt sein. Das Planetengetriebe kann auch indirekt beispielsweise über die Primärmasse mit der Antriebswelle befestigt sein. Durch das an die Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors anbindbare Planetengetriebe kann das Drehmoment der Antriebswelle mit einem zusätzlichen dynamischen Moment überlagert werden. Gleichzeitig ist die Bewegung der Sekundärmasse nicht ausschließlich über das Energiespeicherelement sondern auch über das Planetengetriebe mit der Primärmasse gekoppelt, so dass durch das Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes die Relativdrehung der Sekundärmasse zur Primärmasse und/oder zur Antriebswelle beeinflusst werden kann. Durch die Relativbewegung der Sekundärmasse zur Primärmasse kann über das Planetengetriebe über eine geeignet gewählte träge Masse und ein geeignet gewähltes Übersetzungsverhältnis ein zusätzliches dynamisches Moment eingeleitet werden, das insbesondere in einem niedrigen Drehzahlbereich der Antriebswelle eine gute Schwingungsisolation erreichen kann. Insbesondere kann bei einem entsprechend gewähltem Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes für den Schwingungsdämpfer ein besseres Dämpfungs- und/oder Isolationsverhalten in einem niedrigen Drehzahlbereich erreicht werden, vorzugsweise bei einer Drehzahl n der Antriebswelle von n ≤ 1000 U/min, weiter bevorzugt 500 U/min ≤ n ≤ 950 U/min, und besonders bevorzugt 750 U/min ≤ n ≤ 900 U/min. Zudem können die unterschiedlichen Übertragungswege für das Drehmoment insbesondere in einem robust ausführbaren Bauteil der Sekundärmasse zusammengeführt werden, das einstückig mit der Gegenplatte einer Reibungskupplung ausgestaltet ist. Die Gegenplatte ist sowieso zur Übertragung des gesamten Drehmoments an die Kupplungsscheibe ausgestaltet, so dass eine Beschädigung der Gegenplatte bei einem Zusammenführen der unterschiedlichen Übertragungswege in der Gegenplatte der Sekundärmasse im regulären Betrieb nicht zu befürchten ist. Da der Drehmomentfluss über die Primärmasse und der Drehmomentfluss über das Planetengetriebe nicht in dem Planetenrad sondern in der Sekundärmasse zusammengeführt werden, ist eine gute Drehschwingungsdämpfung, insbesondere eine effektive Isolation in einem niedrigen Drehzahlbereich, in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.
  • Das Planetengetriebe weist insbesondere einen Planetenträger auf, an dem das mindestens eine Planetenrad drehbar gelagert ist. Vorzugsweise sind mindestens drei Planetenräder vorgesehen, die insbesondere in Umfangsrichtung auf einem gemeinsamen Radius gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Das Planetengetriebe kann auch ein mit dem Planetenrad kämmendes separates Sonnenrad und/oder ein separates Hohlrad aufweisen. Insbesondere ist das Sonnenrad oder das Hohlrad durch die Sekundärmasse ausgebildet. Das Planetenrad kann als Zahnrad ausgestaltet sein. Insbesondere ist es möglich das Planetenrad nur um einen Teil eines Kreisumfangs auszubilden, wodurch Gewicht und Bauraum eingespart werden kann. Hierbei kann die Erkenntnis ausgenutzt werden, dass je nach Anwendungsfall das Planetenrad im Betrieb nur begrenzt verdreht wird und nur mit einem Teil des Umfangs mit einem anderen Bauteil kämmt. Der nicht kämmende Teil kann dann bei der Ausbildung des Planetenrads weggelassen werden.
  • Die Primärmasse bildet insbesondere einen in Umfangsrichtung verlaufenden Aufnahmekanal zur Aufnahme des insbesondere als Bogenfeder ausgestalteten Energiespeicherelements aus. Die Primärmasse ist insbesondere mehrteilig ausgestaltet. Beispielsweise weist die Primärmasse ein angeschweißtes Deckelelement auf, das einen Teil des Aufnahmekanals ausbildet. Die Primärmasse weist insbesondere mindestens eine in den Aufnahmekanal hineinragende Nase auf, über die das über die Primärmasse eingeleitete Drehmoment an einem tangentialen ersten Ende tangential in das Energiespeicherelement eingeleitet werden kann. Die Sekundärmasse weist insbesondere einen in den Aufnahmekanal, insbesondere in radialer Richtung, hineinragenden Ausgangsflansch auf, der an einem von dem ersten Ende wegweisenden tangentialen zweiten Ende des Energiespeicherelements angreifen kann, um das Drehmoment auszuleiten. Der Ausgangsflansch ist insbesondere aus einem Stahl hergestellt. Der Ausgangsflansch ist vorzugsweise mit der als separates Bauteil ausgestalteten Gegenplatte der Sekundärmasse drehfest, insbesondere durch Verschrauben und/oder Vernieten, verbunden. Die Gegenplatte ist insbesondere aus Gusseisen hergestellt. Die Sekundärmasse kann eine mit dem Planetenrad kämmende Verzahnung, insbesondere Außenverzahnung, aufweisen, die beispielsweise in dem Ausgangsflansch und/oder in der Gegenplatte eingearbeitet ist. Vorzugsweise ist ein die mit dem Planetenrad kämmende Verzahnung ausbildender Verzahnungsring vorgesehen, der drehfest mit der Sekundärmasse, insbesondere mit dem Ausgangsflansch und/oder mit der Gegenplatte, verbunden ist. Der Verzahnungsring kann beispielsweise mit der Sekundärmasse reibschlüssig, insbesondere über eine Presspassung, und/oder stoffschlüssig, insbesondere über eine Verschweißung und/oder eine Verklebung, und/oder formschlüssig befestigt sein. Die Gegenplatte der Sekundärmasse kann gleichzeitig Teil der Reibungskupplung sein, wobei mit der Gegenplatte insbesondere ein Kupplungsdeckel und/oder weitere Bauteile der Reibungskupplung drehfest verbunden sein können.
  • Insbesondere ist eine relativ zur Primärmasse und relativ zur Sekundärmasse drehbare Zusatzmasse zur Bereitstellung eines Zusatzträgheitsmoments vorgesehen, wobei die Zusatzmasse an das Planetengetriebe, insbesondere an das Planetenrad, angekoppelt ist. Insbesondere bildet die Zusatzmasse ein Sonnenrad oder ein Hohlrad des Planetengetriebes aus. Die Zusatzmasse kann sich die über das Planetengetriebe bereitgestellte Übersetzung zu Nutze machen und das Dämpfungs- und/oder Isolationsverhalten in dem niedrigen Drehzahlbereich, vorzugsweise bei einer Drehzahl n der Antriebswelle von n ≤ 1000 U/min, weiter verbessern. Die Zusatzmasse kann beispielsweise vergleichbar zu dem Effekt eines Fliehkraftpendels eine zusätzlich Dämpfung erreichen, die im Vergleich zu einem Fliehkraftpendel insbesondere auch bei besonders niedrigen Drehzahlen bereits voll wirksam sein kann. Die Zusatzmasse kann beispielsweise über ein mit dem Planetenrad kämmendes Sonnenrad oder Hohlrad angekoppelt sein, wobei die Zusatzmasse vorzugsweise mit dem Planetenrad kämmt. Die Zusatzmasse kann eine mit dem Planetenrad kämmende Verzahnung, insbesondere Innenverzahnung, aufweisen. Vorzugsweise ist ein die mit dem Planetenrad kämmende Verzahnung ausbildender Zusatzverzahnungsring vorgesehen, der drehfest mit der Zusatzmasse verbunden ist. Der Zusatzverzahnungsring kann beispielsweise mit der Zusatzmasse reibschlüssig, insbesondere über eine Presspassung, und/oder stoffschlüssig, insbesondere über eine Verschweißung und/oder eine Verklebung, und/oder formschlüssig befestigt sein.
  • Besonders bevorzugt weist das Planetenrad für die Zusatzmasse einen anderen wirksamen Durchmesser als für die Sekundärmasse auf. Dadurch kann das Planetenrad für die Zusatzmasse und für die Sekundärmasse eine unterschiedliche Übersetzung bereitstellen, so dass das Dämpfungsvermögen des Schwingungsdämpfers weiter individuell angepasst werden kann. Das Planetenrad kann beispielsweise in axialer Richtung gestuft ausgeführt sein, so dass ein Teil mit einem ersten wirksamen Durchmesser nur mit der Sekundärmasse und ein anderer Teil mit einem von dem ersten wirksamen Durchmesser verschiedenen zweiten wirksamen Durchmesser nur mit der Zusatzmasse kämmt. Das Planetenrad kann hierzu aus zwei separaten Teilplanetenrädern zusammengesetzt sein, die koaxial drehfest miteinander verbunden sind. Je nach Anwendungsfall pendelt das Planetenrad jedoch nur um einen Winkelbereich, der einen Teil des Umfangswinkels ausmacht. In diesem Fall ist es auch möglich, dass die Zusatzmasse und die Sekundärmasse in einem gemeinsamen Axialbereich mit dem Planetenrad kämmen, wobei der mit der Sekundärmasse kämmende Teil des Umfangs des Planetenrads den ersten wirksamen Durchmesser und der mit der Zusatzmasse kämmende Teil des Umfangs des Planetenrads den zweiten wirksamen Durchmesser aufweist. Dadurch kann das Gewicht und der Bauraumbedarf des Planetenrads minimiert werden. In dem gemeinsamen Axialbereich können sich die Verzahnungen der Sekundärmasse und der Zusatzmasse in radialer Richtung betrachtet überdecken.
  • Vorzugsweise ist die Zusatzmasse an der Sekundärmasse gelagert und insbesondere radial abgestützt. Zusätzlich oder alternativ kann die Zusatzmasse an der Primärmasse gelagert und insbesondere radial abgestützt sein. Die Zusatzmasse kann über ein Gleitlager oder Kugellager insbesondere Rillenkugellager, gelagert sein. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass das Planetenrad die vollen Gewichtskräfte der Zusatzmasse abtragen muss. Die Belastungen des Planetenrads sind dadurch gering gehalten.
  • Besonders bevorzugt ist die Zusatzmasse in axialer Richtung zu einem Großteil zwischen dem Planetenrad und der Gegenplatte angeordnet. Dadurch kann ein die Zusatzmasse lagerndes Lager an einer Stelle vorgesehen sein, an der das Lager durch die Zusatzmasse, das Planetenrad und der Gegenplatte vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Ferner kann dadurch der radiale Bauraumbedarf des Schwingungsdämpfers gering gehalten werden.
  • Vorzugsweise ist das Planetengetriebe zur Ableitung eines Teils des Drehmoments mit der Primärmasse verbunden. Dadurch ist es möglich das Planetengetriebe nicht unmittelbar sondern nur mittelbar über die Primärmasse und einer gegebenenfalls zwischengeschalteten Nabe mit der Antriebswelle zu verbinden. Insbesondere ist es möglich, dass der Schwingungsdämpfer ausschließlich nur über die Primärmasse mit der Antriebswelle verbindbar ist. Die Montage des Schwingungsdämpfers mit der Antriebswelle ist dadurch vereinfacht. Insbesondere kann der Schwingungsdämpfer als vormontierte Baueinheit verbaut werden. Ferner kann sich das Planetengetriebe die axiale Erstreckung der Primärmasse zu Nutze machen, so dass das Planetengetriebe, insbesondere zur Antriebswelle axial beabstandet, mit der Primärmasse verbunden werden kann. Die Anbindung des Planetengetriebes ist dadurch vereinfacht und es kann sich ein besonders einfacher und bauraumsparender Aufbau des Planetengetriebes ergeben, bei dem einen axialen Abstand überbrückende Zwischenstücke vermieden werden können. Vorzugsweise ist das Planetengetriebe mit einem den Aufnahmekanal ausbildenden Bauteil, insbesondere das Deckelelement, verbunden.
  • Besonders bevorzugt ist eine Planetenlagerung zur drehbaren Lagerung des Planetenrads mit der Primärmasse verbunden, wobei insbesondere die Primärmasse einen Planetenträger des Planetengetriebes ausbildet. Ein separates Bauteil zur Ausbildung des Planetenträgers kann dadurch eingespart werden, wodurch das Gewicht und der axiale Bauraumbedarf reduziert werden kann. Vorzugsweise ist der Planetenträger durch ein den Aufnahmekanal ausbildendes Bauteil, insbesondere das Deckelelement, der Primärmasse ausgebildet.
  • Insbesondere kämmt das Planetenrad radial innen mit der Sekundärmasse und/oder radial außen mit der Zusatzmasse. Dies ermöglicht es, dass die Sekundärmasse und die Zusatzmasse in einem gemeinsamen Axialbereich mit dem Planetenrad kämmen, so dass das Planetenrad mit einer entsprechend geringen Dicke in axialer Richtung ausgestaltet sein kann. In dem gemeinsamen Axialbereich können sich die Verzahnungen der Sekundärmasse und der Zusatzmasse in radialer Richtung betrachtet überdecken. Hierbei kann insbesondere die Zusatzmasse das Hohlrad und die Sekundärmasse das Sonnenrad ausbilden oder umgekehrt. Alternativ kann die Sekundärmasse und die Zusatzmasse in axialer Richtung beabstandet mit dem Planetenrad kämmen, so dass es möglich ist die Sekundärmasse und die Zusatzmasse in axialer Richtung nebeneinander radial innen oder radial außen zum Planetenrad mit dem Planetenrad kämmen zu lassen, beispielsweise um dadurch Bauraumanforderungen zu erfüllen. Hierbei können insbesondere die Zusatzmasse und die Sekundärmasse gleichzeitig als Sonnenrad oder die Zusatzmasse und die Sekundärmasse gleichzeitig als Hohlrad betrieben werden.
  • Vorzugsweise stellt das Planetengetriebe eine Übersetzung i bereit, wobei i > 1,0, insbesondere 3,0 ≤ i ≤ 10,0, vorzugsweise 4,0 ≤ i ≤ 7,0 und besonders bevorzugt i = 5,0 ± 0,5 gilt. Die Drehachse des Planetenrads kann zur Drehachse des Schwingungsdämpfers einen radialen Abstand RS aufweisen, wobei das Planetenrad einen Radius RP aufweist, so dass sich das Übersetzungsverhältnis i zu i = (2RS/(RS – RP) bestimmen lässt. Dadurch kann das Dämpfungs- und/oder Isolationsverhalten in dem niedrigen Drehzahlbereich, vorzugsweise bei einer Drehzahl n der Antriebswelle von n ≤ 1000 U/min, weiter verbessert werden.
  • Besonders bevorzugt ist die Sekundärmasse an der Antriebswelle lagerbar oder an der Primärmasse gelagert. Die Sekundärmasse kann insbesondere an einer mit der Antriebswelle verbundene Nabe gelagert sein, so dass die Sekundärmasse mittelbar über die Nabe an der Antriebswelle gelagert sein kann. Dadurch können die Gewichtskräfte der Sekundärmasse an der Antriebswelle und/oder an der Primärmasse und/oder an der Nabe abgetragen werden. Ferner kann die Sekundärmasse dadurch mit einer hohen Genauigkeit zentriert werden. Insbesondere wenn drei oder mehr Planetenräder vorgesehen sind, kann alternativ eine gesonderte Lagerung der Sekundärmasse entfallen, so dass die Sekundärmasse über die Planetenräder gelagert und zentriert werden kann.
  • Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, eines Kraftfahrzeugmotors und einem mit der Antriebswelle verbundenen Schwingungsdämpfer, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Dämpfung von Drehschwingungen im über die Antriebswelle eingeleiteten Drehmoment, wobei insbesondere eine Reibungskupplung zum Kuppeln der Antriebswelle mit mindestens einer Getriebeeingangswelle vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Sekundärmasse des Schwingungsdämpfers eine Gegenplatte zum Einleiten des Drehmoments in die Reibungskupplung ausbildet. Da der Drehmomentfluss über die Primärmasse und der Drehmomentfluss über das Planetengetriebe nicht in dem Planetenrad sondern in der Sekundärmasse zusammengeführt werden, ist eine gute Drehschwingungsdämpfung, insbesondere eine effektive Isolation in einem niedrigen Drehzahlbereich, in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglicht.
  • Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
  • 1: eine schematische Schnittansicht eines Drehschwingungsdämpfers,
  • 2: eine schematische Prinzipdarstellung des Drehschwingungsdämpfers aus 1 als rotatorisches Modell und
  • 3: eine schematische Prinzipdarstellung des Drehschwingungsdämpfers aus 1 als Linearmodell.
  • Der in 1, 2 und 3 dargestellte Schwingungsdämpfer 10 ist ausschließlich über eine Primärmasse 12 eines Zweimassenschwungrads 14 mit einer Nabe 16 drehfest verbunden, die wiederum fest mit einer insbesondere als Kurbelwelle ausgestalteten Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors verbunden ist. Die Primärmasse 12 weist einen Starterkranz 18 auf, über den ein Startmoment zum Starten des Kraftfahrzeugmotors eingeleitet werden kann. Ferner weist die Primärmasse 12 ein angeschweißtes Deckelelement 20 auf, mit dessen Hilfe die Primärmasse 12 einen in Umfangsrichtung verlaufenden Aufnahmekanal 22 für ein als Bogenfeder ausgestaltetes Energiespeicherelement 24 ausbildet. Die Primärmasse 12 kann ein Teil des über die Nabe 16 eingeleiteten Drehmoments an das Energiespeicherelement 24 übertragen, welches das Drehmoment an einen in die Aufnahmekanal 22 hineinragenden Ausgangsflansch 26 einer Sekundärmasse 28 des Zweimassenschwungrads 14 übertragen kann. Die Sekundärmasse 28 weist eine mit dem Ausgangsflansch 26 drehfest vernietete Gegenplatte 30 für eine Reibungskupplung auf. Die Gegenplatte 30 weist eine in axialer Richtung weisende Reibfläche 32 auf, mit deren Hilfe eine Kupplungsscheibe reibschlüssig verpresst werden kann, um die Antriebswelle über die Nabe 16 mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes zu kuppeln.
  • Mit der Primärmasse 12 ist mindestens ein Planetenrad 34 eines Planetengetriebes 36 über eine Planetenlagerung 37 drehbar verbunden, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel das Deckelelement 20 gleichzeitig den Planetenträger des Planetengetriebes 36 ausbildet. Das Planetenrad 34 kämmt radial außen mit der als Sonnenrad des Planetengetriebes 36 wirkenden Sekundärmasse 28, so dass das von der Antriebswelle über die Primärmasse 12 eingeleitete Drehmoment an die Gegenplatte 30 der Sekundärmasse 28 übertragen werden kann. Der über das Energiespeicherelement 24 fließende Drehmomentfluss und der über das Planetenrad 34 fließende Drehmomentfluss werden in der Sekundärmasse 28 zusammengeführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein eine Außenverzahnung ausbildender Verzahnungsring 38 vorgesehen, der mit dem Planetenrad 34 kämmt und drehfest mit der Sekundärmasse 28 verbunden ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verzahnungsring 38 mit dem Ausgangsflansch 26 verbunden. Alternativ kann der Verzahnungsring 38 mit der Gegenplatte 30 drehfest verbunden sein. In diesem Fall kann die Gegenplatte 30 beispielsweise über einen in axialer Richtung abstehenden Rohransatz bis in den Axialbereich des Planetenrads 34 hineinragen, wobei in diesem Fall der Ausgangsflansch 26 vorzugsweise über radial verlaufende Befestigungsmittel, insbesondere Nieten, mit der Gegenplatte 30 verbunden werden kann.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel kämmt das Planetenrad 34 radial außen mit einer als Hohlrad wirkenden Zusatzmasse 40. Hierzu weist die Zusatzmasse 40 einen drehfest befestigten Zusatzverzahnungsring 42 auf, der eine mit dem Planetenrad 34 kämmende Innenverzahnung aufweist. Die Zusatzmasse 40 ist in axialer Richtung zwischen dem Planetenrad 34 und der Gegenplatte 30 über ein als Rillenkugellager ausgestaltetes Lager 44 an der Gegenplatte 30 der Sekundärmasse 28 gelagert und radial abgestützt. Zwischen der Zusatzmasse 40 und der Sekundärmasse 28 ist durch das Planetenrad 34 eine Übersetzung i des Planetengetriebes 36 von beispielsweise i = 4,0 oder i = 5,0 gegeben.
  • Die Sekundärmasse 28 kann an der Primärmasse 12 oder der mit der Antriebswelle verbundenen Nabe 16 gelagert und abgestützt sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Gegenplatte 30 der Sekundärmasse 28 über ein als Kugellager ausgestaltetes Stützlager 46 an der Nabe 16 abgestützt.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Schwingungsdämpfer
    12
    Primärmasse
    14
    Zweimassenschwungrad
    16
    Nabe
    18
    Starterkranz
    20
    Deckelelement
    22
    Aufnahmekanal
    24
    Energiespeicherelement
    26
    Ausgangsflansch
    28
    Sekundärmasse
    30
    Gegenplatte
    32
    Reibfläche
    34
    Planetenrad
    36
    Planetengetriebe
    37
    Planetenlagerung
    38
    Verzahnungsring
    40
    Zusatzmasse
    42
    Zusatzverzahnungsring
    44
    Lager
    46
    Stützlager
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011007118 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer drehfest mit einer Antriebswelle verbindbaren Primärmasse (12) zum Ableiten zumindest eines Teils eines über die Antriebswelle ankommenden Drehmoments, einer relativ zur Primärmasse (12) verdrehbare und über ein Energiespeicherelement (24), insbesondere Bogenfeder, mit der Primärmasse (12) verbundenen Sekundärmasse (28) und einem drehfest mit der Antriebswelle verbindbaren Planetengetriebe (36) zum Ableiten zumindest eines Teils eines über die Antriebswelle ankommenden Drehmoments, wobei das Planetengetriebe (36) ein mit der Sekundärmasse (28) kämmendes Planetenrad (34) aufweist, wobei die Sekundärmasse (28) eine eine Reibfläche (32) zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe aufweisende Gegenplatte (30) zum Ausleiten des über die Primärmasse (12) und über das Planetengetriebe (36) übertragenen Drehmoments aufweist.
  2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine relativ zur Primärmasse (12) und relativ zur Sekundärmasse (28) drehbare Zusatzmasse (40) zur Bereitstellung eines Zusatzträgheitsmoments vorgesehen ist, wobei die Zusatzmasse (40) an das Planetengetriebe (36), insbesondere an das Planetenrad (34), angekoppelt ist.
  3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (40) an der Sekundärmasse (28) gelagert und insbesondere radial abgestützt ist.
  4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzmasse (40) in axialer Richtung zu einem Großteil zwischen dem Planetenrad (34) und der Gegenplatte (30) angeordnet ist.
  5. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (36) zur Ableitung eines Teils des Drehmoments mit der Primärmasse (12) verbunden ist.
  6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Planetenlagerung (37) zur drehbaren Lagerung des Planetenrads (34) mit der Primärmasse (12) verbunden ist, wobei insbesondere die Primärmasse (12) einen Planetenträger des Planetengetriebes (36) ausbildet.
  7. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenrad (34) radial innen mit der Sekundärmasse (28) und/oder radial außen mit der Zusatzmasse (40) kämmt.
  8. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (36) eine Übersetzung i bereitstellt, wobei i > 1,0, insbesondere 3,0 ≤ i ≤ 10,0, vorzugsweise 4,0 ≤ i ≤ 7,0 und besonders bevorzugt i = 5,0 ± 0,5 gilt.
  9. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärmasse (28) an der Antriebswelle lagerbar oder an der Primärmasse (12) gelagert ist.
  10. Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, eines Kraftfahrzeugmotors und einem mit der Antriebswelle verbundenen Schwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Dämpfung von Drehschwingungen im über die Antriebswelle eingeleiteten Drehmoment, wobei insbesondere eine Reibungskupplung zum Kuppeln der Antriebswelle mit mindestens einer Getriebeeingangswelle vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Sekundärmasse (28) des Schwingungsdämpfers (10) eine Gegenplatte zum Einleiten des Drehmoments in die Reibungskupplung ausbildet.
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