DE112006002997B4

DE112006002997B4 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE112006002997B4
Application number: DE112006002997.5T
Authority: DE
Inventors: Philippe Schwederle; Klemens Ehrmann; Markus Züfle; Uwe Grahl
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-12-03
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2026-11-16
Also published as: DE112006002997A5; WO2007062620A1; BRPI0619162A8; BRPI0619162B1; CN101321969B; KR20080071978A; BRPI0619162A2; CN101321969A; EP1957825A1

Abstract

Drehschwingungsdämpfer mit wenigstens zwei Schwungmassen (2,3), die entgegen dem Widerstand von zumindest zwei verformbaren Energiespeicherelementen (7,8), verdrehbar sind, die durch zumindest eine Kopplungseinrichtung (24) miteinander gekoppelt sind, die, wenn ein erstes Energiespeicherelement (7) verformtwird, eine gezielte Mitnahme eines zweiten Energiespeicherelements (8) bewirkt und mindestens eine erste (27) und eine zweite (28) Mitnehmereinrichtung aufweist, wobei die erste Mitnehmereinrichtung (27) mit einem ersten Kopplungselement (31), das wiederum mit dem ersten Energiespeicherelement (7) gekoppelt ist, und die zweite Mitnehmereinrichtung (28) mit einem zweiten Kopplungselement (32) gekoppelt ist, das wiederum mit dem zweiten Energiespeicherelement (8) gekoppelt ist, wobei die Kopplungseinrichtung (24) einen ringförmigen Grundkörper (25) umfasst, wobei von dem ringförmigen Grundkörper (25) zwei Mitnehmerfinger (27,28) ausgehen, wobei der ringförmige Grundkörper (25) zwischen der primären Schwungmasse (2) des Drehschwingungsdämpfers und mindestens einer Gleitschale (41,42) schwimmend gelagert ist, die zwischen den Energiespeicherelementen (7,8) und der primären Schwungmasse (2) beziehungsweise einem Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere ein geteiltes Schwungrad, mit wenigstens zwei Schwungmassen, die entgegen dem Widerstand von zumindest zwei verformbaren Energiespeicherelementen, insbesondere Schraubendruckfedern, verdrehbar sind, die durch zumindest eine Kopplungseinrichtung miteinander gekoppelt sind, die, wenn ein erstes Energiespeicherelement verformt, insbesondere entspannt wird, eine gezielte Mitnahme eines zweiten Energiespeicherelements bewirkt und mindestens eine erste und eine zweite Mitnehmereinrichtung aufweist.
Derartige Drehschwingungsdämpfer sind beispielsweise aus der DE 100 28 268 A1 und der DE 199 03 033 A1 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein unerwünschtes Schütteln im Betrieb eines mit einem Drehschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgestatteten Kraftfahrzeugs zu verhindern.
Die Aufgabe wird durch einen Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Aufgabe ist bei einem Drehschwingungsdämpfer, insbesondere einem geteilten Schwungrad, mit wenigstens zwei Schwungmassen, die entgegen dem Widerstand von zumindest zwei verformbaren Energiespeicherelementen, insbesondere Schraubendruckfedern, verdrehbar sind, die durch zumindest eine Kopplungseinrichtung miteinander gekoppelt sind, die, wenn ein erstes Energiespeicherelement verformt, insbesondere entspannt wird, eine gezielte Mitnahme eines zweiten Energiespeicherelements bewirkt und mindestens eine erste und eine zweite Mitnehmereinrichtung aufweist, dadurch gelöst, dass die erste Mitnehmereinrichtung mit einem ersten Kopplungselement, das wiederum mit dem ersten Energiespeicherelement gekoppelt ist, und die zweite Mitnehmereinrichtung mit einem zweiten Kopplungselement gekoppelt ist, das wiederum mit dem zweiten Energiespeicherelement gekoppelt ist. Bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen an herkömmlichen Drehschwingungsdämpfern wurde festgestellt, dass bei hohen Drehzahlen im Wechsel zwischen Zug- und Schubbetrieb die Energiespeicherelemente unter Reibung stehen bleiben, während sich das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers in Richtung Schub bewegt. Bei abfallender Drehzahl kann es passieren, dass ein Energiespeicherelement bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl springt. Wenn die Energiespeicherelemente bei unterschiedlichen Drehzahlen springen, dann entsteht zwischen diesen Drehzahlen eine so genannte dynamische Unwucht. Durch die erfindungsgemäße Kopplung der Kopplungselemente mit der Kopplungseinrichtung kann ein unerwünschtes Stehenbleiben beziehungsweise Springen der Energiespeicherelemente verhindert werden. Bei den Kopplungselementen handelt es sich um Anschlag- oder Pufferelemente.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungselemente jeweils an dem Ende der Energiespeicherelemente angebracht sind, das bei einer Zugbeanspruchung des Drehschwingungsdämpfers zuerst mit Kraft beaufschlagt wird. Bei den Energiespeicherelementen handelt es sich vorzugsweise um bogenförmige Schraubendruckfedern. Bei den Kopplungselementen handelt es sich vorzugsweise um zum Beispiel napfförmige Anschlagelemente, die in Umfangsrichtung zwischen dem Ausgangsteil beziehungsweise einem ausgangsseitigen Beaufschlagungsteil des Drehschwingungsdämpfers und dem zugehörigen Energiespeicherelement angeordnet sind.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungselemente jeweils einen Grundkörper mit einem Befestigungsabschnitt und einem Kopplungsabschnitt aufweisen. Der Grundkörper hat vorzugsweise im Wesentlichen die Gestalt eines zumindest teilweise hohlen Kreiszylinders. Der Befestigungsabschnitt dient zur Befestigung des Kopplungselements an dem zugehörigen Energiespeicherelement. Der Kopplungsabschnitt dient zur Kopplung mit der Kopplungseinrichtung.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt mindestens eine umlaufende Rille aufweist. Die Rille ermöglicht eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Kopplungselement und dem zugehörigen Energiespeicherelement. Dadurch wird das Kopplungselement in axialer Richtung an dem Energiespeicherelement gehalten.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsabschnitt zwei in axialer Richtung voneinander beabstandete Bunde aufweist. Der Zwischenraum zwischen den Bunden bildet eine Eingriffsmöglichkeit für ein Mitnehmerelement.
Ein erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung einen ringförmigen Grundkörper umfasst. Vorzugsweise ist die Kopplungseinrichtung einstückig als Blechteil ausgebildet.
Ein erfindungsgemäßer Drehschwingungsdämpfer ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass von dem ringförmigen Grundkörper zwei Mitnehmerfinger ausgehen. Die Mitnehmerfinger greifen im zusammengebauten Zustand des Drehschwingungsdämpfers jeweils in einen Zwischenraum zwischen den Bunden an dem Kopplungsabschnitt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mitnehmerfinger in axialer Richtung erstrecken. Dadurch wird der Einbau eines zusätzlichen Innendämpfers radial innerhalb der Energiespeicherelemente ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Grundkörper einen winkelförmigen Querschnitt aufweist. Dadurch wird eine stabile Lagerung der Kopplungseinrichtung ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Grundkörper zwischen der primären Schwungmasse beziehungsweise dem Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers und mindestens einer Gleitschale schwimmend gelagert ist, die zwischen den Energiespeicherelementen und der primären Schwungmasse beziehungsweise dem Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers angeordnet ist. Vorzugsweise ist jedem Energiespeicherelement eine Gleitschale zugeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass an der primären Schwungmasse beziehungsweise dem Eingangsteil mehrere Vorsprünge vorgesehen sind, durch welche die Gleitschale in axialer Richtung positioniert wird. Dadurch wird gewährleistet, dass der ringförmige Grundkörper der Kopplungseinrichtung ausreichend Spiel hat.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschale in der Nähe der Vorsprünge jeweils mit einer Aussparung versehen ist. Dadurch kann Bauraum eingespart werden, ohne dass die Funktion des Drehschwingungsdämpfers beeinträchtigt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Grundkörper in der Nähe der Vorsprünge jeweils eine Aussparung aufweist. Die Aussparung ermöglicht den Durchgriff des zugehörigen Vorsprungs in axialer Richtung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

1 einen Drehschwingungsdämpfer gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in der Draufsicht;
2 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie II-II in 1;
3 einen vergrößerten Ausschnitt aus 2;
4 eine perspektivische Darstellung eines Kopplungsrings;
5 eine Schraubendruckfeder mit einem Kopplungselement in der Draufsicht;
6 eine perspektivische Darstellung des Kopplungselements;
7 einen Drehschwingungsdämpfer gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in der Draufsicht;
8 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie VIII-VII in 7;
9 einen vergrößerten Ausschnitt IX aus 8;
10 ein Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers aus 7 in der Draufsicht;
11 eine Gleitschale des Drehschwingungsdämpfers aus den 7 bis 9 in der Draufsicht;
12 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie XII-XII in 11 und
13 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie XIII-XIII in 11.

Der in den 1 und 2 in verschiedenen Ansichten dargestellte Drehschwingungsdämpfer bildet eine geteiltes Schwungrad 1, das eine an einer nicht dargestellten Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine befestigbare erste oder Primärschwungmasse 2 sowie eine zweite oder Sekundärschwungmasse 3 aufweist. An der zweiten Schwungmasse 3 ist eine Reibungskupplung unter Zwischenlegung einer Kupplungsscheibe befestigt, über die eine ebenfalls nicht dargestellte Eingangswelle eines Getriebes zu- und abkuppelbar ist. Die Primärschwungmasse 2 wird auch als Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers bezeichnet. Die Sekundärmasse 3 wird auch als Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers bezeichnet.
Die beiden Schwungmassen 2 und 3 sind über eine Lagerung 4 relativ zueinander verdrehbar gelagert. Die Lagerung 4 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel radial außerhalb von Bohrungen 5 zum Durchführen von Befestigungsschrauben für die Montage der ersten Schwungmasse an der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine angeordnet. Zwischen den beiden Schwungmassen 2 und 3 ist eine Dämpfungseinrichtung 6 wirksam, die Energiespeicherelemente umfasst, die wiederum von Schraubendruckfedern 7, 8 gebildet werden. In der Draufsicht in 1 sieht man, dass innerhalb der Schraubendruckfedern 7, 8 jeweils eine weitere Schraubendruckfeder 9, 10 angeordnet ist, die einen geringeren Außendurchmesser aufweist. Radial innerhalb der Schraubendruckfedern 7 bis 10 ist einen Innendämpfer 11 angeordnet, der Schraubendruckfedern 12 umfasst. Die Schraubendruckfedern 7, 8 sind in Umfangsrichtung gekrümmt und dehnen sich jeweils über einen Winkelbereich von fast 180 Grad aus. Die beiden Schraubendruckfedern 7 und 8 sind diametral gegenüberliegend angeordnet.
Die beiden Schwungmassen 2 und 3 besitzen Beaufschlagungsbereiche 14, 15, 16 und 17 für die Energiespeicher 7, 8. Die Beaufschlagungsbereiche 14, 15 sind eingangsseitig an der Primärschwungmasse 2 ausgebildet. Die Beaufschlagungsbereiche 16 und 17 sind ausgangsseitig jeweils zwischen den Beaufschlagungsbereichen 14 und 15 angeordnet. Außerdem ist der Beaufschlagungsbereich 16 über ein flanschartiges Beaufschlagungsteil 20 mit Hilfe von Nietverbindungselementen 21 mit der Sekundärschwungmasse 3 verbunden. Das flanschartige Beaufschlagungsteil 20 dient als Drehmomentübertragungselement zwischen den Energiespeichern 7, 8 und der Sekundärschwungmasse 3. Das flanschartige Beaufschlagungsteil 20 wird auch als Ausgangsteil bezeichnet.
Die beiden Schraubendruckfedern 7 und 8 sind über eine Kopplungseinrichtung 24 miteinander gekoppelt. Die Kopplungseinrichtung 24 ist in 4 perspektivisch dargestellt. In 4 sieht man, dass die Kopplungseinrichtung 24 einen ringförmigen Grundkörper 25 mit einem winkelförmigen Querschnitt umfasst. Daher wird die Kopplungseinrichtung 24 auch als Kopplungsring bezeichnet. Von dem ringförmigen Grundkörper 25 erstrecken sich zwei diametral angeordnete Mitnehmerfinger 27, 28 in axialer Richtung.
In 3 sieht man, dass der gestrichelt angedeutete Mitnehmerfinger 27 parallel zu einem Schenkel des winkelförmigen Querschnitts des ringförmigen Grundkörpers 25 angeordnet ist. In 1 sieht man, dass die Mitnehmerfinger 27, 28, die von dem Kopplungsring ausgehen, jeweils in ein Kopplungselement 31, 32 eingreifen. Die Kopplungselemente 31, 32 sind jeweils an einem Ende der zugehörigen Schraubendruckfeder 7, 8 befestigt.
In 5 sieht man, dass das Kopplungselement 31 einen im Wesentlichen hülsenförmigen Grundkörper 34 mit einem Befestigungsabschnitt 35 und einem Kopplungsabschnitt 36 aufweist. Der Befestigungsabschnitt 35 ist mit einer umlaufenden Rille 37 ausgestattet, in die eine Federwindung am Ende der Schraubendruckfeder 7 eingreift. Der Kopplungsabschnitt 36 weist zwei Bunde 38, 39 auf, die voneinander beabstandet sind. Der Zwischenraum zwischen den Bunden 38 und 39 ermöglicht den Eingriff eines Mitnehmerfingers.
In 6 ist das Kopplungselement 31 allein perspektivisch dargestellt. In der perspektivischen Ansicht sieht man, dass die Bunde 38 und 39 gleiche Innen- und Außendurchmesser aufweisen.
In der vergrößerten Darstellung der 3 sieht man, dass in radialer Richtung zwischen der Schraubendruckfeder 7, 8 und dem Eingangsteil 2 des Drehschwingungsdämpfers 1 eine Gleitschale 41 angeordnet ist. Die Gleitschale 41 wird in axialer Richtung durch einen Vorsprung 43 positioniert, der aus einem Deckel 40 des Eingangsteils 2 herausgedrückt ist. In 1 sieht man, dass insgesamt drei Vorsprünge 43 bis 45 aus dem Deckel 40 herausgedrückt sind. Die drei Vorsprünge 43 bis 45 sorgen dafür, dass die Gleitschale 41 keine unerwünschten Bewegungen in axialer Richtung ausführt oder in dem Zwischenraum verkippt.
In den 7 bis 9 ist ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie in den 1 bis 6 dargestellt. Zur Bezeichnung gleicher Teile werden die gleichen Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der 1 bis 6 verwiesen. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen.
In 8 sieht man, dass der Drehschwingungsdämpfer 1 zwei Gleitschalen 41 und 42 enthält. In der vergrößerten Darstellung der 9 sieht man, dass der Grundkörper 25 des Kopplungsrings 24 eine Aussparung 60 aufweist, durch die sich ein Vorsprung 53 hindurch erstreckt. Der Vorsprung 53 ist aus dem Deckel 40 der primären Schwungmasse 2 herausgedrückt und bildet einen axialen Anschlag für die Gleitschale 42.
In 10 sieht man, dass an dem flanschartigen Beaufschlagungsteil 20 jeweils drei Vorsprünge 53 bis 55 und 56 bis 58 für die beiden Gleitschalen vorgesehen sind. Die Vorsprünge sind über den Umfang der zugehörigen Gleitschale verteilt angeordnet.
In den 11 bis 13 ist die Gleitschale 42 in verschiedenen Ansichten dargestellt. In der Schnittansicht der 13 sieht man, dass die Gleitschale 42 eine Aussparung 61 aufweist, die im eingebauten Zustand der Gleitschale 42 im Bereich eines Mitnehmerfingers 28 des Kopplungsrings 24 angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

1.: Schwungrad
2.: Schwungmasse
3.: Schwungmasse
4.: Lagerung
5.: Bohrungen
6.: Dämpfungseinrichtung
7.: Schraubendruckfeder
8.: Schraubendruckfeder
9.: Schraubendruckfeder
10.: Schraubendruckfeder
11.: Innendämpfer
12.: Schraubendruckfeder
14.: Beaufschlagungsbereich
15.: Beaufschlagungsbereich
16.: Beaufschlagungsbereich
17.: Beaufschlagungsbereich
20.: Beaufschlagungsteil
21.: Nietverbindungselement
24.: Kopplungseinrichtung
25.: Grundkörper
27.: Mitnehmerfinger
28.: Mitnehmerfinger
31.: Kopplungselement
32.: Kopplungselement
34.: Grundkörper
35.: Befestigungsabschnitt
36.: Kopplungsabschnitt
37.: Rille
38.: Bund
39.: Bund
40.: Deckel
41.: Gleitschale
42.: Gleitschale
43.: Vorsprung

44.: Vorsprung
45.: Vorsprung
53.: Vorsprung
54.: Vorsprung
55.: Vorsprung
56.: Vorsprung
57.: Vorsprung
58.: Vorsprung
60.: Aussparung
61.: Aussparung

Claims

Drehschwingungsdämpfer mit wenigstens zwei Schwungmassen (2,3), die entgegen dem Widerstand von zumindest zwei verformbaren Energiespeicherelementen (7,8), verdrehbar sind, die durch zumindest eine Kopplungseinrichtung (24) miteinander gekoppelt sind, die, wenn ein erstes Energiespeicherelement (7) verformtwird, eine gezielte Mitnahme eines zweiten Energiespeicherelements (8) bewirkt und mindestens eine erste (27) und eine zweite (28) Mitnehmereinrichtung aufweist, wobei die erste Mitnehmereinrichtung (27) mit einem ersten Kopplungselement (31), das wiederum mit dem ersten Energiespeicherelement (7) gekoppelt ist, und die zweite Mitnehmereinrichtung (28) mit einem zweiten Kopplungselement (32) gekoppelt ist, das wiederum mit dem zweiten Energiespeicherelement (8) gekoppelt ist, wobei die Kopplungseinrichtung (24) einen ringförmigen Grundkörper (25) umfasst, wobei von dem ringförmigen Grundkörper (25) zwei Mitnehmerfinger (27,28) ausgehen, wobei der ringförmige Grundkörper (25) zwischen der primären Schwungmasse (2) des Drehschwingungsdämpfers und mindestens einer Gleitschale (41,42) schwimmend gelagert ist, die zwischen den Energiespeicherelementen (7,8) und der primären Schwungmasse (2) beziehungsweise einem Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungselemente (31,32) jeweils an dem Ende der Energiespeicherelemente (7,8) angebracht sind, das bei einer Zugbeanspruchung des Drehschwingungsdämpfers zuerst mit Kraft beaufschlagt wird.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungselemente (31,32) jeweils einen Grundkörper (34) mit einem Befestigungsabschnitt (35) und einem Kopplungsabschnitt (36) aufweisen.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (35) mindestens eine umlaufende Rille (37) aufweist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsabschnitt (36) zwei in axialer Richtung voneinander beabstandete Bunde (38,39) aufweist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mitnehmerfinger (27,28) in axialer Richtung erstrecken.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Grundkörper (25) einen winkelförmigen Querschnitt aufweist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der primären Schwungmasse (2) beziehungsweise dem Eingangsteil mehrere Vorsprünge (43-45;53-58) vorgesehen sind, durch welche die Gleitschale (41,42) in axialer Richtung positioniert wird.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschale (42) in der Nähe der Vorsprünge jeweils mit einer Aussparung (61) versehen ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Grundkörper (25) in der Nähe der Vorsprünge jeweils eine Aussparung (60) aufweist.