DE102017206677A1

DE102017206677A1 - Drehschwingungsdämpfungsanordnung

Info

Publication number: DE102017206677A1
Application number: DE102017206677.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Wirachowski
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-04-20
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2018-10-25

Abstract

Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine um eine Drehachse (A) drehbare Ansteuerscheibe (12) und eine zu der Ansteuerscheibe (12) in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) relativ verdrehbare Auslenkungsmasse (15), wobei die Ansteuerscheibe (12) mittels zumindest eines elastischen Rückstellelement (42) mit der Auslenkungsmasse (15) wirkverbunden ist, wobei die Auslenkungsmasse (15) zumindest aus einem Abdeckelement (16), einem Anschlagelement (65) und einem Masseelement (10) besteht, wobei das Abdeckelement (16), das Anschlagelement (65) und das Masseelement (10) integral ausgeführt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehschwingungsdämpfungsanordnungen für Drehschwingungen, die einer Drehbewegung um eine Drehachse überlagert sind.
Die Erfindung bezieht sich damit auf einen Schwingungsdämpfer bzw. einen Schwingungstilger mit einer Tilgermasse, die durch die von ihr zu unterdrückenden Schwingungen selbst zu Schwingungen angeregt wird, welche aber gegenphasig zu den zu unterdrückenden Schwingungen verlaufen und entsprechend gegenphasige Gegenkräfte zu den zu unterdrückenden Schwingungen hervorrufen. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung die Unterdrückung von Drehschwingungen, die einer Drehbewegung um eine Drehachse überlagert sind. Daher wird der Gegenstand der vorliegenden Erfindung als Drehschwingungstilger bezeichnet.
Um Schwingungen, insbesondere Drehschwingungen, beispielsweise verursacht durch rotierende Bauteile (wie z.B. eine Kurbelwelle) in einem Kraftfahrzeug, zu dämpfen, sind zahlreiche Konzepte bekannt. Neben Ausgleichswellen können zusätzlich oder alternativ sogenannte Drehschwingungsdämpfer eingesetzt werden. Derartige Drehschwingungsdämpfer umfassen allgemein Dämpfungs- bzw. Auslenkungsmassen, durch deren Massenträgheit unerwünschte Drehschwingungen gedämpft werden können. Ein bekanntes drehmomentübertragendes Drehschwingungsdämpfungskonzept, um beispielsweise das Schwungmassensystem des Motors vom Getriebe und Antriebsstrang zu entkoppeln, ist z. B. das Zweimassenschwungrad mit einer Primärschwungmasse, einer Sekundärschwungmasse und einer dazwischen gelagerten Drehschwingungsdämpfungsanordnung.
Aus der DE 10 2012 218 921 A1 ist ein Drehschwingungstilger bekannt, bei dem eine Tilgermasse mittels einer Blattfeder an einer Trägeranordnung gelagert ist. Die Ansteuerelemente oder auch als Fliehgewichte bezeichnet, sind an der Trägeranordnung radial verschiebbar gelagert und mit einem Vorspannelement gegen die Trägeranordnung nach radial innen vorgespannt. Bei geringer oder nicht vorhandener Fliehkraftbelastung sind die Fliehgewichte bzw. Ansteuerelemente unter der Vorspannwirkung in der Basislage gehalten. Mit zunehmender Drehzahl verlagern sich die Ansteuerelemente fliehkraftbedingt unter zunehmender Kompression der Vorspannelementen nach radial außen, wodurch die Ansteuerstellen, an welchen sich die nach radial innen von der Auslenkungsmasse sich erstreckenden Rückstellelemente abstützen können, nach radial außen verschoben werden. Dies verändert die zur Auslenkung zur Verfügung stehende freie Länge der Rückstellelemente zwischen ihrer Anbindung an die Auslenkungsmasse und den jeweiligen Ansteuerstellen, in welchen sie über die Ansteuerelemente bezüglich des Trägers in Umfangsrichtung abgestützt sind. Diese Variation der freien Länge beeinflusst somit auch die effektive Pendellänge, deren Verkürzung zu einer Erhöhung der Eigenfrequenz der Auslenkungsmassenpendeleinheiten führt. Dies hat zur Folge, dass drehzahlabhängig die Steifigkeit und damit auch die Eigenfrequenz der Auslenkungsmassenpendeleinheiten veränderbar sind, so dass mit zunehmender Drehzahl die Steifigkeit und somit auch die Eigenfrequenz der Drehschwingungsdämpfungsanordnung zunehmen. Damit soll versucht werden, eine Drehzahladaption der Auslenkungsmassenpendeleinheiten an eine Schwingungsanregungsordnung zu erreichen.
Bekannte Drehschwingungsdämpfungsanordnungen besitzen also ein Verstellsystem, das in Abhängigkeit von der Drehzahl die Eigenfrequenz der Drehschwingungsdämpfungsanordnung bzw. des Tilgers verstimmt, um somit gezielt eine Schwingungsanregungsordnung über einen breiten Drehzahlbereich zu tilgen. Das Verstellsystem besteht dabei aus vorzugsweise einer Mehrzahl von Fliehgewichten bzw. Ansteuerelementen, die symmetrisch am Umfang des Trägers verteilt sind, um Unwucht zu minimieren, und auf die unter Drehzahl eine Zentrifugalkraft wirkt. Des Weiteren umfasst das Verstellsystem wenigstens ein Vorspannelement bzw. eine Verstellfeder, die eine rückstellende Kraft nach radial innen auf das Fliehgewicht bzw. Das Ansteuerelement ausübt. Die Zentrifugalkraft der Ansteuerelemente und die Rückstellkräfte der Vorspannelemente werden so aufeinander abgestimmt, dass sich eine gewünschte Position der Ansteuerelemente in Abhängigkeit von der anliegenden Drehzahl einstellt (Ordnungsnachführung). Die Position des Ansteuerelements bestimmt den Kraftangriffs- bzw. Pendelpunkt an einem Rückstellelement (z.B. Biegefeder bzw. Tilgerfeder) und beeinflusst somit direkt die Steifigkeit und damit die Eigenfrequenz des Tilgers.
Dabei ist das Rückstellelement an der Auslenkungsmasse so befestigt, dass eine radiale Bewegung des Rückstellelements verhindert wird. Die Befestigung des Rückstellelements an der Auslenkungsmasse hat eine entscheidende Auswirkung auf die Funktionsfähigkeit des Rückstellelements, also die Auslenkungsmasse anzusteuern, sowie auf die Lebensdauer des Rückstellements, das vornehmlich als eine Blattfeder ausgeführt ist. Hierbei besteht die bekannten Drehschwingungsdämpfungsanordnung aus, besonders im Bereich der Auslenkungsmasse, aus einer Mehrzahl von Einzelteilen, die miteinander verbunden werden müssen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Schwingungsdämpfungsanordnung so weiterzubilden, dass weniger Bauteile zur Anwendung kommen, um die Herstellungskosten, den Montageaufwand und die Toleranzkette zu reduzieren, sowie die Funktionssicherheit zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine um eine Drehachse (A) drehbare Ansteuerscheibe und eine zu der Ansteuerscheibe in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) relativ verdrehbare Auslenkungsmasse, wobei die Ansteuerscheibe mittels zumindest eines elastischen Rückstellelements mit der Auslenkungsmasse wirkverbunden ist, wobei die Auslenkungsmasse zumindest aus einem Abdeckelement, einem Anschlagelement und einem Masseelement besteht, wobei das Abdeckelement, das Anschlagelement und das Masseelement integral ausgeführt sind.
Dabei ist diese Schwingungsdämpfungsanordnung vornehmlich zwischen einem Ausgangselement eines Antriebsaggregates, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, und einem Eingangselement eines Getriebeaggregates angeordnet, wobei die Ansteuerscheibe dabei entweder mit dem Ausgangselement des Antriebsaggregates und /oder mit dem Eingangselement des Getriebeaggregates verbunden ist und sich damit in einem Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Antriebsaggregat und dem Getriebeaggregat befindet. Die Auslenkungsmasse, die hier als Tilgermasse dient, kann sich dabei relativ zu der Ansteuerscheibe verdrehen, überträgt jedoch kein Drehmoment von dem Antriebsaggregat zu dem Getriebeaggregat, sondern schwingt, je nach Schwingungsanregung, gekoppelt durch die elastischen Rückstellelemente relativ zu der Ansteuerscheibe um die Drehachse (A). Dabei erfolgt eine radiale Lagerung der Tilgermasse auf den Bauteilen, die drehfest entweder mit dem Ausgangselement des Antriebsaggregates oder mit dem Eingangselement des Getriebeaggregates verbunden sind, vornehmlich auf der Ansteuerscheibe selbst oder auf ein damit drehfest verbundenes Bauteil, wie beispielsweise eine Nabe. Eine axiale Lagerung der Tilgermasse erfolgt vornehmlich auch gegenüber den Bauteilen, die für eine radiale Lagerung genutzt werden können. An der Ansteuerscheibe ist das oder sind die Rückstellelemente, die vornehmlich aus einem Federstahl, beispielsweise als eine Blattfeder, ausgeführt sind, drehmitnahmefest verbunden. Eine Drehmitnahme der Rückstellelemente zu der Ansteuerscheibe erfolgt über Ansteuerelemente, die verdrehfest, aber radial verschiebbar mit der Ansteuerscheibe verbunden sind. Dabei sehen die Ansteuerelemente vorteilhaft zu einer Kontaktfläche mit den Rückstellelementen einen Kontaktbereich vor, auf dem sich die Rückstellelemente bei einer relativen Verdrehung von der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe abgleiten können. Dabei kann das Ansteuerelement unter einer radialen Vorlast stehen. Nimmt eine Drehzahl der Drehschwingungsdämpfungsanordnung um die Drehachse A zu, so steigt die Fliehkraft an dem Ansteuerelement an. Wird die Vorlast überwunden, so bewegt sich der Ansteuerelement entsprechend der vorhandenen Fliehkraft nach radial außen und verkürzt somit eine wirksame Einspannlänge der Rückstellelemente, also Federlänge, was zu einer Versteifung der Anbindung der Auslenkungsmasse führt.
Erfolgt eine Schwingungsanregung, beispielsweise durch Drehungleichförmigkeiten des Antriebsaggregates angeregt, so erfolgt wegen der Massenträgheit der Auslenkungsmasse, hier auch als Tilgermasse bezeichnet, in Verbindung mit der drehelastischen Koppelung über die Rückstellelemente eine relative Verdrehung der Tilgermasse gegenüber der Ansteuerscheibe. Bei niedrigen Drehzahlen, beispielsweise 600- 800 rpm der Drehschwingungsdämpfungsanordnung liegt nur eine geringe Fliehkraft auf den Ansteuerelementen an. Dies bedeutet, dass die Koppelung der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe über das Rückstellelement eine geringe Steifigkeit hat und ein großer Verdrehwinkel von der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe möglich ist. Steigt die Drehzahl und damit die Fliehkraft, die auf die Ansteuerelemente wirkt, an, so erhöht sich die Steifigkeit der Koppelung von der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe mittels der Rückstellelemente. Dies hat zur Folge, dass bei höheren Drehzahlen, bei denen meist auch die Schwingungsanregung geringer wird, eine relative Verdrehung der Tilgermasse zu der Ansteuerscheibe verringert wird. Es liegt somit eine drehzahlabhängige Steifigkeitskoppelung der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe vor. Dabei ist die Auslenkungsmasse, die zumindest aus dem Abdeckelement, aus dem Anschlagelement, und aus dem Masseelement besteht, einteilig ausgeführt. Dies bedeutet, dass die drei genannten Bauteile erfindungsgemäß integral miteinander ausgeführt sind. Dies ist vorteilhaft, da zum einen die einzelnen Bauteiltoleranzen nicht vorgehalten werden müssen, was zu einer kostengünstigeren Herstellung der Auslenkungsmasse führen kann. Auch können durch das Wegfallen der Herstellung einer Verbindung von dem Abdeckelement, dem Anschlagelement und dem Masseelement Herstellungskosten reduziert und eine Bauteilkomplexität reduziert werden. Dies hat dabei weiter zur Folge, dass eine Funktionssicherheit der so integral hergestellten Auslenkungsmasse verbessert werden kann. Dies kann die so integral hergestellte Auslenkungsmasse vorteilhaft als ein Gussbauteil, welches kostengünstig herstellbar ist, ausgeführt sein. Hierzu können nahezu alle Werkstoffe eine Anwendung finden, die für ein Gießverfahren und für den genannten Anwendungsfall geeignet sind. Hierzu können beispielsweise als Gusswerkstoffe Eisen-Kohlenstoff-Verbindungen, wie Gusseisen und Stahl, aber auch Nichteisenmetalle, wie Kupfer, Zinn, Blei, Zink, Nickel und ihre Legierungen, sowie Leichtmetalle wie Aluminium, Magnesium, oder Titan verwendet werden. Denkbar ist aber auch die Verwendung von Kunststoffen, die als Gussteil herstellbar sind.
Eine vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass das Abdeckelement scheibenförmig um die Drehachse A ausgebildet ist. Dabei kann das Abdeckelement auch als eine zumindest zu einer axialen Seite der Auslenkungsmasse axialen Begrenzung dienen.
Weiter kann es vorteilhaft sein, dass an einer Seitenfläche des Abdeckelements das Anschlagelement und das Masseelement in abwechselnder Folge und voneinander beabstandet, umlaufend um die Drehachse A angeordnet sind. Dabei kann zwischen dem Anschlagelement und dem Masseelement das Rückstellelement, das vorteilhaft beispielsweise als eine Blattfeder ausgeführt ist, drehfest in Umfangsrichtung um die Drehachse A und radial verschiebefest aufgenommen werden. Hierzu kann das Anschlagelement mit einer Bohrung versehen werden, wobei die Bohrung quer zur Drehachse A zeigt. Das Rückstellelement weist dabei eine korrespondierende Öffnung oder Bohrung auf, wobei das Rückstellelement mittels eines Sicherungsstiftes, der durch die Öffnung oder Bohrung des Rückstellelementes und des Anschlagelementes geführt wird, radial verschiebefest gesichert wird.
Wie bereist beschrieben kann zwischen dem Anschlagelement und dem Masseelement das Rückstellelement spielfrei in Umfangsrichtung angeordnet werden. Die spielfreie Anbindung des Rückstellelements an das Anschlagelement und damit an der Auslenkungsmasse ist entscheidend für eine sichere Funktion der Drehschwingungsdämpfungsanordnung.
Auch kann es, wie bereits beschrieben, vorteilhaft sein, wenn das Rückstellelement an dem Anschlagelement und damit an der Auslenkungsmasse radial verschiebefest verbunden ist. Folglich wäre dann eine radial verschiebbare und in Umfangsrichtung verdrehfeste Einspannung des Rückstellelements, das vorzugsweise als eine Blattfeder ausgeführt ist, an der Ansteuerscheibe vorzusehen, um bei einer relativen Verdrehung der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe die notwendige Einspannlänge des Rückstellelements bereit zu stellen.
Auch kann es günstig sein, wenn das Rückstellelement mittels einer Stiftverbindung an dem Anschlagelement radial verschiebefest verbunden ist, wobei die Stiftverbindung zumindest einen Sicherungsstift, eine Durchführung für den Sicherungsstift im Anschlagelement und eine Durchführung für den Sicherungsstift im Rückstellelement umfasst. Dabei ist die Herstellung der Stiftverbindung kostengünstig und einfach in der Fertigung. Dabei wird mittels des Sicherungsstiftes, der durch die Durchführung des Anschlagelements und durch die Durchführung in dem Rückstellelement geführt wird eine radial verschiebefeste Verbindung hergestellt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Rückstellelement an der Ansteuerscheibe radial verschiebbar und in Umfangsrichtung drehfest angeordnet ist. Wie bereits erwähnt, ist die radial verschiebbare Befestigung des Rückstellelements an der Ansteuerscheibe für die sichere Funktion, hier die relative Verdrehung der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe, wobei das Rückstellelement radial verschiebefest mit der Auslenkungsmasse verbunden ist, notwendig, um die Einspannlänge bei der Verdrehung der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe zu vergrößern.
Auch kann es vorteilhaft sein, wenn das Abdeckelement, das Anschlagelement und das Masseelement aus einem Gusswerkstoff hergestellt sind. Dabei sind, wie bereits voranstehend erwähnt, alle bekannten Werkstoffe geeignet, die mittels eines Gießvorgangs verarbeitet werden können und die die notwendigen Eigenschaften an eine Auslenkungsmasse, wie beispielsweise Festigkeit und Härte erfüllen können.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Auslenkungsmasse mit einem Trägerblech drehfest verbunden ist, wobei das Trägerblech axial beabstandet zu dem Abdeckelement der Auslenkungsmasse angeordnet ist und wobei in der axialen Beabstandung zwischen dem Trägerblech und dem Abdeckelement das Anschlagelement und das Masseelement vorgesehen sind. Folglich geht in die Auslenkungsmasse das Trägerblech mit ein.
Weiter kann das Trägerblech mittels einer Nietverbindung, einer Schraubverbindung oder einer Schweißverbindung mit der Auslenkungsmasse drehfest verbunden werden. Dabei bildet das Trägerblech eine axiale Begrenzung der Auslenkungsmasse.
In einer weiteren vorteilhaften Anwendung sieht das Trägerblech an seinem radial äußeren Bereich zumindest zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Laschen vor, wobei zwischen den Laschen die Stiftverbindung vorgesehen ist und wobei die Laschen eine Sicherung für den Sicherungsstift in Längsrichtung des Sicherungsstiftes sind. Durch diese Ausführungsform kann auf eine Sicherung des Sicherungsstiftes mittels einer Verklebung oder einer Verschraubung verzichtet werden. Auch kann, wenn das Trägerblech von der Auslenkungsmasse wieder getrennt wird, der Sicherungsstift wieder entfernt werden. Diese Variante stellt eine kostengünstige Sicherung des Sicherungsstiftes gegen eine Bewegung in der Längsrichtung des Sicherungsstiftes dar.
Weiter können die Laschen als ein separates Einzelteil fest mit dem Trägerblech verbunden oder integral aus dem Trägerblech gebildet werden. Dabei können die separaten Laschen beispielsweise mittels eines Nietvorgangs, einer Verschraubung oder eines Klebevorganges an dem Trägerblech befestigt werden. Bei der Ausführungsvariante, die die Laschen integral mit dem Trägerblech vorsieht, kann der Befestigungsvorgang entfallen.
Auch kann es vorgesehen sein, dass das Trägerblech an einer Nabe verdrehbar um die Drehachse (A) und axial verschiebefest gelagert ist, wobei die Nabe mit einem Ausgangselement eines Antriebsaggregates und oder mit einem Eingangselement eines Getriebeaggregates drehfest verbunden ist. Dabei dient die Nabe zum einen als Verbindungselement der Drehschwingungsdämpfungsanordnung zu dem Antriebsaggregat und oder zu dem Getriebeaggregat, sowie als Radial- und Axiallagerelement für die Auslenkungsmasse.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kann vorsehen, dass das Abdeckelement, das Anschlagelement und das Masseelement integral als ein Auslenkungsmassesegment ausgeführt sind, wobei das Auslenkungsmassesegment drehfest mit dem Trägerblech verbunden ist und wobei zumindest zwei Auslenkungsmassesegmente und das Trägerblech die Auslenkungsmasse bilden. Bei dieser Ausführungsform kann das Auslenkungsmassesegment vorgefertigt werden und nach Bedarf mit dem Trägerblech verbunden werden. Je nach der gewünschten oder geforderten Auslenkungsmasse können beliebig viele Auslenkungsmassesegmente an dem Trägerblech verbaut werden, vorteilhaft, um eine Unwucht zu reduzieren, gleichmäßig über dem Umfang verteilt. Hierdurch kann eine Art Baukastensystem oder auch Modulbauweise erreicht werden, wodurch mit möglichst vielen Gleichteilen, hier die Auslenkungsmassesegmente und das Trägerblech, unterschiedliche Antriebsaggregate mit unterschiedlicher Schwingungsanregung bedient werden können.
Weiter kann die Ansteuerscheibe drehfest mit der Nabe verbunden sein, wobei an der Ansteuerscheibe zumindest ein radial verschiebbares Ansteuerelement gelagert ist, wobei das Ansteuerelement in Abhängigkeit einer radialen Position eine wirksame Einspannlänge des Rückstellelements bestimmt. Dabei kann sich die radiale Position des Ansteuerelements über die vorhandene Drehzahl der Drehschwingungsdämpfungsanordnung auf Grund der an dem Ansteuerelement anliegenden Fliehkraft verändern. Liegt eine geringe Fliehkraft an, beispielsweise bei einer Drehzahl von ca. 500 U/min befindet sich das Ansteuerelement nahezu an seiner radial innersten Position. Steigt die Drehzahl und damit auch die auf das Ansteuerelement wirkende Fliehkraft an, wandern das Ansteuerelement nach radial außen, bis eine vorbestimmte Endposition erreicht ist, das Ansteuerelement also auf Anschlag sich befindet. Befindet sich das Ansteuerelement an seiner radial äußersten Position, so ist auch die wirksame Einspannlänge des Rückstellelements am geringsten, so dass die verdrehelastische Anbindung der Auslenkungsmasse mittels des Rückstellelements an der Ansteuerscheibe maximal steif ist, was zu einer minimalen relativen Verdrehung der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe führt. Dieser Effekt ist bei hohen Drehzahlen gewünscht und wirkt sich vorteilhaft auf das Schwingungsdämpfungsverhalten der Drehschwingungsdämpfungsanordnung aus.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Ansteuerelement mittels eines Vorspannelements nach radial innen zur Drehachse A vorgespannt. Durch die Vorspannung des Ansteuerelements kann der Verstellweg des Ansteuerelements nach radial außen und damit die Verkürzung der Einspannlänge des Rückstellelements über die Drehzahl der Drehschwingungsdämpfungsanordnung verändert werden, da für einen Verfahrweg des Ansteuerelements nach radial außen zuerst die entgegen wirkende Kraft des Vorspannelements überwunden werden muss. Somit kann ein Beginn des Verfahrweges des Ansteuerelements nach radial außen erst bei höheren Drehzahlen erfolgen, als dies ohne Vorspannelement der Fall wäre.
Auch kann das Vorspannelement sich einerseits entweder an der Auslenkungsmasse oder an einem Bauteil abstützt, das zu dem Ansteuerelement verdrehfest um die Drehachse A angeordnet ist. Die Abstützung des Vorspannelements zum einen gegen das Ansteuerelement und zum anderen gegen ein Bauteil, das zu dem Ansteuerelement verdrehfest um die Drehachse A angeordnet ist, ist besonders günstig, da hierdurch das Vorspannelement zwischen den Abstützseiten nicht relative verdreht wird, wie dies beispielsweise bei einer Abstützung gegen die Auslenkungsmasse der Fall wäre.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung in einer explodierten Ansicht
2 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung wie in 1 beschrieben, jedoch in einem Querschnitt entlang der Drehachse A
3 eine weitere Draufsicht der 1 mit einem Ausschnitt im Bereich der Rückstellelemente
4-7 eine erfindungsgemäße Auslenkungsmasse
8 ein Querschnitt im Bereich des Trägerbleches
9 ein erfindungsgemäßes Auslenkungsmassesegement
10 - 11 eine erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit Auslenkungsmassesegmenten aus 9

In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen funktional gleiche oder ähnliche Bauelemente bzw. -teile.
Die 1 zeigt in Verbindung mit der 2 und 3 eine Drehschwingungsdämpfungsordnung 1. Dabei ist der Aufbau der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1 wie folgt: Radial innen befindet sich eine um eine Drehachse A drehbare Nabe 11. Die Nabe 11 kann, beispielsweise mit einem Ausgangselement 5 eines Antriebsaggregates 4 und / oder einem Eingangselement eines Getriebeaggregates, beide hier nicht dargestellt, verbunden werden. An der Nabe 11 ist drehfest eine erste Ansteuerscheibe 12 befestigt, wobei axial beabstandet zu der ersten Ansteuerscheibe 12 eine weitere korrespondierende zweite Ansteuerscheibe 52 verdrehfest zu der ersten Ansteuerscheibe 12 verbaut ist. Dabei sind die Ansteuerscheiben 12; 52 mittels radial verschiebbarer Ansteuerelemente 24 über radial nach außen Verlaufende Rückstellelemente 42 mit einer Auslenkungsmasse 15 wirkverbunden. Dabei sind die Ansteuerelemente 24 wischen den beiden axial beabstandeten Ansteuerscheiben 12; 52 vorgesehen, die einen Drehmitnahmekontakt zu den Rückstellelementen 42 herstellen, die hier als Blattfedern ausgeführt sind, somit die Auslenkungsmasse 15 verdrehbar mit den Ansteuerscheiben 12; 52 verbinden. Ein Verbindungsbereich, der die Rückstellelemente 42 mit der Auslenkungsmasse 15 verbindet ist dabei radial verschiebefest, hier mittels einer Stiftverbindung 74 ausgeführt. Dabei ist an einem Anschlagelement 65, das integraler Bestandteil der Auslenkungsmasse 15 ist, eine Durchführung 79, besser zu sehen in der 6, in Form einer Bohrung vorgesehen, durch die ein Sicherungsstift 80 geführt wird. Dabei steht der Sicherungsstift beidseitig des Abstandsstückes 65 heraus. Über den herausstehenden Teil des Sicherungsstiftes 80 werden die mit einer korrespondierenden Durchführung 82 versehenen Rückstellelement 42 geführt und dadurch radial verschiebefest zu dem Anschlagelement 65 und damit zu der Auslenkungsmasse 15 gelagert. An einem mit der Auslenkungsmasse 15 drehfest verbundenen Trägerblech 18 sind an einem radial äußeren Bereich Laschen 28 integral ausgeführt, die den Sicherungsstift 80 gegen eine Bewegung des Sicherungsstiftes 80 in seiner Längsrichtung hindern. Dabei ist, wie hier gezeigt, das Trägerblech 18 mittels einer Nietverbindung 70 mit der Auslenkungsmasse 15 drehfest verbunden. An der Ansteuerscheibe 12 sind hier verdrehfest zur Ansteuerscheibe 12, aber radial verschiebbare die Ansteuerelement 24 gelagert, die beidseitig einen Kontaktbereich 26 zu den Rückstellelementen 42 vorsehen. Hier sind beidseitig je zwei Rückstellelemente 42 gestapelt und als Blattfedern 43 ausgeführt. Es kann aber auch nur jeweils ein einzelnes Rückstellelement 42 verbaut sein. Hier nicht gezeigt, kann auch das Ansteuerelement 24 das oder die Rückstellelemente 42 umgreifen, so dass sich der Kontaktbereich 26 nicht wie in der 3 gezeigt innen befindet, als zwischen den beidseitig des Ansteuerelements 42 positionierten Rückstellelemente 42, sondern gegenüber dem hier jeweils gezeigten Kontaktbereich 26 in Bezug auf das jeweilige Rückstellelement 42, hier jeweils als gestapeltes Rückstellelement 42 ausgeführt. Weiter ist das Ansteuerelement 24 nach radial innen gegen die Auslenkungsmasse 15 oder, hier nicht gezeigt, gegen einen radial äußeren Bereich der Ansteuerscheibe 12, mittels einem Vorspannelement 30 vorgespannt und bestimmt somit eine wirksame Einspannlänge der Rückstellelemente 42. In einer Ruheposition oder bei niedrigen Drehzahlen, bei der die Vorspannkraft des Vorspannelements 30 noch nicht überwunden ist, befindet sich das Ansteuerelement 24 an seiner radial innersten Position und lagert die Rückstellelemente 42 mit einer Einspannlänge, die, im Gegensatz zu einer Einspannlänge bei einer maximalen Drehzahl, bei der das Ansteuerelement 24 an einer maximalen radial äußeren Position sich befindet, größer ist. Dies bedeutet, dass in der Ruheposition oder bei niedrigen Drehzahlen die Auslenkungsmasse 15 zu der Ansteuerscheibe 12 bei einem Vorliegen von Drehschwingungen einen bestimmten Verdrehwinkel ausführen kann. Bei zunehmenden Drehzahlen wandert das Ansteuerelement 24 gegen die Vorspannkraft des Vorspannelements 30 nach radial außen und verkürzt somit die wirksame Einspannlänge der Rückstellelemente 42 zu der Ansteuerscheibe 12. Dadurch wird der mögliche Verdrehwinkel der Auslenkungsmasse 15 zu der Ansteuerscheibe 12 mit zunehmender Drehzahl der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1 verringert. Dieser Effekt ist gewünscht, da die zu tilgenden Drehschwingungen vorwiegend bei niedrigeren Drehzahlen, von ca. 800 rpm bis ca. 1500 rpm vorliegen. Hierbei besteht die Auslenkungsmasse 15 zumindest aus einem Anschlagelement 65, einem Abdeckelement 16 und einem Masseelement 10. Um Fertigungskosten und Bearbeitungskosten zu sparen werden die Bauteile von Anschlagelement 65, Abdeckelement 16 und Masseelement 10 integral als ein Bauteil hergestellt. Dies kann vorteilhaft als ein Gussbauteil erfolgen. Weiter ist hier die zweite Ansteuerscheibe 52 drehfest mit einem Wandlergehäuseteil 100 verbunden. Die soll jedoch nur beispielhaft sein. Die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1 kann dabei in jeden Antriebsstrang verbaut werden, nicht nur in einem mit Wandler.
Die 4 bis 7 zeigen die erfindungsgemäße Auslenkungsmasse 15, wobei diese hier aus dem Anschlagelement 65, dem Abdeckelement 16 und dem Masseelement 10 gebildet wird, wobei die Auslenkungsmasse integral, also einstückig als ein Gussbauteil hergestellt ist. Dabei sind beidseitig des Anschlagelements 65 Masseelemente 10 vorgesehen, die im an den zu dem Anschlagelement 65 zeigenden Seiten so ausgeführt sind, dass zwischen dem Anschlagelement 65 und dem Masseelement 10 das oder die Rückstellelemente 42, hier nicht dargestellt, spielfrei in Umfangsrichtung und radial verschiebefest mittels einer Stiftverbindung 74, wie in der 3 besser zu sehen, gelagert sind. Hierzu ist an dem Anschlagelement 65 eine Durchführung 79, vorteilhaft in Form einer Bohrung vorgesehen, die kostengünstig angebracht werden kann.
Die 8 zeigt einen Querschnitt im Bereich des Trägerbleches 18. Hierbei ist gut zu erkennen, dass das Trägerblech 18, das verdrehfest mit der Auslenkungsmasse 15, hier nicht gezeigt, verbunden ist, zwischen der ersten Ansteuerscheibe 12 und der mit der Ansteuerscheibe 12 drehfest verbundenen Nabe 11 verdrehbar und axial verschiebefest gelagert ist. Dabei ist hier zwischen dem Trägerblech 18 und der Ansteuerscheibe 12 eine Axiallagerscheibe vorgesehen. Wie schon erwähnt kann dabei die Nabe 11 mit einem Ausgangselement 5 eines Antriebsaggregates 4 drehfest verbunden werden.
Die 9 bis 11 zeigen dabei eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Auslenkungsmasse 15. Dabei wird die Auslenkungsmasse 15 aus einzelnen Auslenkungsmassesegmenten 17 gebildet, die, wie hier gezeigt, gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt, mit dem Trägerblech 18 drehfest verbunden werden. Dabei wird ein Auslenkungsmassesegment 17 aus einem Segment eines Abdeckelements 16, einem Segment eines Anschlagelements 65 und beidseits des Anschlagelements 65 in Umfangsrichtung beabstandete Segmente von Masseelemente 10 gebildet. Dabei ergeben mehrerer in Umfangsrichtung angeordnete und mit dem Trägerblech 18 verbundene Auslenkungsmassesegmente 17 die gesamte Auslenkungsmasse 15. Hierbei können die einzelnene Auslenkungsmassesegmente 17 als Module oder Baukastenelemente verwendet werden und je nach geforderter Auslenkungsmasse in nahezu beliebiger Anzahl in Umfangsrichtung verteilt angeordnet und mit dem Trägerblech 18 drehfest verbunden werden.
Ansonsten ist der Aufbau der Drehschwingungsdämpfungsanordnung wie in den voranstehenden Figuren beschrieben.
Weiter sei noch angemerkt, dass alle mit der Auslenkungsmasse 15 drehfest verbundenen Bauteile in die wirksame Masse der Auslenkungsmasse 15 eingehen.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungsdämpfungsanordnung
4: Antriebsaggregat
5: Ausgangselement
10: Masseelement
11: Nabe
12: erste Ansteuerscheibe
15: Auslenkungsmasse
16: Abdeckelement
17: Auslenkungsmassesegment
18: Trägerblech
19: Abdeckblech
21: Seitenfläche
22: Auslenkungsmassesegmentträger
24: Ansteuerelement
25: radiale Führung
26: Kontaktbereich
28: Lasche
30: Vorspannelement
32: Schraubenfeder
35: Axiallagerscheibe
42: Rückstellelement
43: Blattfeder
52: zweite Ansteuerscheibe
65: Anschlagelement
70: Nietverbindung
74: Stiftverbindung
79: Durchführung
80: Sicherungsstift
82: Durchführung
100: Wandlergehäuseteil
A: Drehachse

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 102012218921 A1 [0004]

Claims

Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine um eine Drehachse (A) drehbare Ansteuerscheibe (12) und eine zu der Ansteuerscheibe (12) in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) relativ verdrehbare Auslenkungsmasse (15), wobei die Ansteuerscheibe (12) mittels zumindest eines elastischen Rückstellelement (42) mit der Auslenkungsmasse (15) wirkverbunden ist, wobei die Auslenkungsmasse (15) zumindest aus einem Abdeckelement (16), einem Anschlagelement (65) und einem Masseelement (10) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (16), das Anschlagelement (65) und das Masseelement (10) integral ausgeführt sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (16) scheibenförmig um die Drehachse A ausgebildet ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seitenfläche (21) des Abdeckelements (16) das Anschlagelement (65) und das Masseelement (10) in abwechselnder Folge und voneinander beabstandet, umlaufend um die Drehachse A angeordnet sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der nach Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Anschlagelement (65) und dem Masseelement (10) das Rückstellelement (42) spielfrei in Umfangsrichtung angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (42) an dem Anschlagelement (65) radial verschiebefest verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (42) mittels einer Stiftverbindung (74) an dem Anschlagelement (65) radial verschiebefest verbunden ist, wobei die Stiftverbindung (74) zumindest einen Sicherungsstift (80), eine Durchführung (79) für den Sicherungsstift (80) im Anschlagelement (65) und eine Durchführung (82) für den Sicherungsstift (80) im Rückstellelement (42) umfasst.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (42) an der Ansteuerscheibe (12) radial verschiebbar und in Umfangsrichtung drehfest angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (16), das Anschlagelement (65) und das Masseelement (10) aus einem Gusswerkstoff hergestellt sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkungsmasse (15) mit einem Trägerblech (18) drehfest verbunden ist, wobei das Trägerblech (18) axial beabstandet zu dem Abdeckelement (16) angeordnet ist und wobei in der axialen Beabstandung zwischen dem Trägerblech (18) und dem Abdeckelement (16) das Anschlagelement (65) und das Masseelement (10) vorgesehen ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerblech (18) mittels einer Nietverbindung, einer Schraubverbindung oder einer Schweißverbindung mit der Auslenkungsmasse (15) drehfest verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerblech (18) an seinem radial äußeren Bereich zumindest zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Laschen (28) vorsieht, wobei zwischen den Laschen (18) die Stiftverbindung (74) vorgesehen ist und wobei die Laschen (18) eine Sicherung für den Sicherungsstift (80) in Längsrichtung des Sicherungsstiftes (80) sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (28) als ein separates Einzelteil fest mit dem Trägerblech (18) verbunden sind oder integral aus dem Trägerblech (18) gebildet sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerblech (18) an einer Nabe (11) verdrehbar um die Drehachse (A) und axial verschiebefest gelagert ist, wobei die Nabe (11) mit einem Ausgangselement (5) eines Antriebsaggregates (4) und 7 oder mit einem Eingangselement eines Getriebeaggregates drehfest verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckelement (16), das Anschlagelement (65) und das Masseelement (10) integral als ein Auslenkungsmassesegment (17) ausgeführt sind, wobei das Auslenkungsmassesegment (17) drehfest mit dem Trägerblech (18) verbunden ist und wobei zumindest zwei Auslenkungsmassesegmente (17) und das Trägerblech (18) die Auslenkungsmasse (15) bilden.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Ansteuerscheibe (12) drehfest mit der Nabe (11) verbunden ist und wobei an der Ansteuerscheibe (12) zumindest ein radial verschiebbares Ansteuerelement (24) gelagert ist, wobei das Ansteuerelement (24) in Abhängigkeit einer radialen Position eine wirksame Einspannlänge des Rückstellelements (42) bestimmt.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuerelement (24) mittels eines Vorspannelements (30) nach radial innen vorgespannt ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannelement (30) sich einerseits entweder an der Auslenkungsmasse (15) oder an einem Bauteil abstützt, das zu dem Ansteuerelement verdrehfest um die Drehachse A angeordnet ist.