DE102010029827B4 - Torsional vibration damper for a drive shaft of a transmission - Google Patents

Torsional vibration damper for a drive shaft of a transmission Download PDF

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Abstract

Drehschwingungsdämpfer für eine Antriebswelle (1) eines Kraftfahrzeuggetriebes (2), mit einer axial begrenzt gegen eine Rückstellfeder (10) verschiebbaren, drehfest auf der Antriebswelle (1) angeordneten Hülse (5), die mit einem anzutreibenden Zahnrad (3) des Fahrzeuggetriebes (2) in Antriebsverbindung steht durch zwei einander angepassten Abwälzprofile, wobei das eine Abwälzprofil in der Hülse (5) durch eine innere, einem Kreisbogen nachempfundene angeordnete Laufbahn (7) gebildet und das andere Abwälzprofil an einem Nocken (8) des anzutreibenden Zahnrads (3) ausgeführt ist, der an seiner Stirnseite (9) der inneren Laufbahn (7) nachgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Zahnrad (3) zugewandten Endabschnitte der Laufbahn (7) sich um einen Winkel größer 90° in Richtung Wellenachse (6) krümmen, gemessen zwischen einer Senkrechten (11) auf der Wellenachse (6) und der Tangente (12) des jeweiligen Endabschnitts, so dass diese Krümmungsüberhöhung den Nocken (8) in seine Laufbahn (7) innerhalb der Hülse (5) zurück zwingt, sobald er den so geformten Endabschnitt der Laufbahn (7) erreicht.Torsional vibration damper for a drive shaft (1) of a motor vehicle transmission (2), with a sleeve (5) displaceable axially against a restoring spring (10) and rotatably mounted on the drive shaft (1), to be driven by a toothed wheel (3) of the vehicle transmission (2 ) is in drive connection by two matched rolling profiles, wherein the one rolling profile formed in the sleeve (5) by an inner, a circular arc arranged track arranged (7) and the other rolling profile on a cam (8) of the driven gear (3) is, which is modeled on its end face (9) of the inner raceway (7), characterized in that the end portions of the raceway (7) facing the toothed wheel (3) curve at an angle greater than 90 ° in the direction of the shaft axis (6), measured between a vertical (11) on the shaft axis (6) and the tangent (12) of the respective end section, so that this excess curvature of the cam (8) in its trajectory (7) within the sleeve (5) forces back as soon as it reaches the thus formed end portion of the raceway (7).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer für eine Antriebswelle eines Getriebes, insbesondere eines Kraftfahrzeuggetriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The present invention relates to a torsional vibration damper for a drive shaft of a transmission, in particular a motor vehicle transmission according to the preamble of claim 1.

Derartige Drehschwingungsdämpfer gleichen auftretende Ungleichförmigkeiten im Drehmomentenverlauf aus und verhindern das Entstehen von Schwingungen im Antriebsstrang. Der ungleichmäßige Drehmomentenverlauf wird einerseits von der Charakteristik des Verbrennungsmotors selbst verursacht, andererseits durch Drehmomentstöße am Abtrieb.Such torsional vibration dampers compensate for occurring non-uniformities in the torque curve and prevent the occurrence of vibrations in the drive train. The uneven torque curve is caused on the one hand by the characteristics of the internal combustion engine itself, on the other hand by torque shocks on the output.

Die DE 41 15 243 A1 beschreibt einen solchen Drehschwingungsdämpfer. Hier weist die Laufbahn des Abwälzprofils der Hülse etwa die Form eines Kreisbogens auf, dessen Mittelpunktswinkel kleiner 180 Grad ist. Um zu verhindern, dass bei Drehschwingungen der Nocken aus dem Abwälzprofil der Hülse herausläuft, sind die Hülse und das mit dem Nocken versehene Zahnrad in ihrer axialen Verlagerung durch Anschläge begrenzt. Dadurch lassen sich weiche Federcharakteristiken der Rückstellfedern verwirklichen, die wiederum ein gutes Ansprechen des Drehschwingungsdämpfers auch bei kleinen Drehschwingungen ermöglichen. Aus der US 45 99 023 A und der EP 1 413 786 A1 sind Kupplungsvorrichtungen bekannt.The DE 41 15 243 A1 describes such a torsional vibration damper. Here, the track of the rolling profile of the sleeve has approximately the shape of a circular arc whose center angle is less than 180 degrees. In order to prevent the cam from running out of the rolling profile of the sleeve during torsional vibrations, the sleeve and the cam gear are limited in their axial displacement by stops. As a result, soft spring characteristics of the return springs can be realized, which in turn allow a good response of the torsional vibration damper, even with small torsional vibrations. From the US 45 99 023 A and the EP 1 413 786 A1 Coupling devices are known.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem gattungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer mit weichem Ansprechverhalten die axiale Verstellung mit einfachen Mitteln zu begrenzen.The object of the invention is to limit the axial displacement with simple means in a generic torsional vibration damper with soft response.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dem Unteranspruch zu entnehmen.This object is solved by the features of claim 1. An advantageous embodiment of the invention is shown in the dependent claim.

Nach der Erfindung ist die Laufbahn der Hülse an zumindest einem Endabschnitt um einen Winkel größer 90 Grad zur Wellenachse hin gekrümmt. Diese Krümmungsüberhöhung zwingt den Nocken in seine Laufbahn innerhalb der Hülse zurück, sobald er den so geformten Endabschnitt der Hülsenlaufbahn erreicht. Gleichzeitig wird dadurch ein harter Endanschlag vermieden. Durch diesen selbstzentrierenden Effekt der Laufbahn auf die Nocke besteht die Möglichkeit, die Anpresskraft einer Rückstellfeder zu reduzieren. Die Rückstellfeder kann damit um ein Vielfaches kleiner als bei herkömmlichen Drehschwingungsdämpfern gewählt werden. Neben den so erzielbaren Preis- und Gewichtsvorteilen, beanspruchen solche Rückstellfedern bei den meistens begrenzten Bauraumverhältnissen wenig Platz.According to the invention, the raceway of the sleeve is curved at least one end portion by an angle greater than 90 degrees to the shaft axis. This excess of curvature forces the cam back into its path within the sleeve as soon as it reaches the thus formed end section of the sleeve raceway. At the same time a hard end stop is avoided. Due to this self-centering effect of the raceway on the cam, it is possible to reduce the contact pressure of a return spring. The return spring can thus be selected many times smaller than conventional torsional vibration dampers. In addition to the price and weight advantages that can be achieved, such return springs require little space in the usually limited installation space conditions.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Konturen der Abwälzprofile von Nocken und Hülse asymmetrisch zur Wellenachse gestaltet. Damit lassen sich unterschiedliche, auf Schub- und Zugbetrieb angepasste Kennlinien des Drehschwingungsdämpfers darstellen.In an advantageous embodiment of the invention, the contours of the rolling profiles of cam and sleeve are designed asymmetrically to the shaft axis. This can be different, adapted to push and pull modes characteristic of the torsional vibration damper.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der dazugehörenden Zeichnung. Es zeigen:

  • 1 den Anbringungsort eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers zwischen einer angedeuteten Antriebswelle und einem Antriebszahnrad eines Fahrzeuggetriebes,
  • 2 eine schematische Darstellung des unbelasteten Drehschwingungsdämpfers am Anbringungsort, gekennzeichnet durch einen Kreis A in 1 und
  • 3 eine ähnliche Darstellung wie 2, jedoch bei voller Drehmomentübertragung.
Further advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 the mounting location of a torsional vibration damper according to the invention between an indicated drive shaft and a drive gear of a vehicle transmission,
  • 2 a schematic representation of the unloaded torsional vibration damper at the mounting location, characterized by a circle A in 1 and
  • 3 a similar representation as 2 , but with full torque transmission.

In 1 ist eine Antriebswelle 1 erkennbar, die das von einem nicht dargestellten Motor kommende Drehmoment auf ein nur angedeutetes und insgesamt mit 2 bezeichnetes Kraftfahrzeuggetriebe überträgt. Hierfür steht ein Zahnrad 3, das mit einem weiteren Zahnrad 4 des Kraftfahrzeuggetriebes 2 kämmt, in Antriebsverbindung mit einer Hülse 5 der Antriebswelle 1. Die Hülse 5 ist Teil eines Drehschwingungsdämpfer, der durch den gestrichelten Kreis A gekennzeichnet und in den 2 und 3 näher beschrieben ist.In 1 is a drive shaft 1 recognizable, coming from an unillustrated engine torque to a hinted and total with 2 designated motor vehicle transmission transmits. This is a gear 3 that with another gear 4 of the motor vehicle transmission 2 meshes, in drive connection with a sleeve 5 the drive shaft 1 , The sleeve 5 is part of a torsional vibration damper, which is indicated by the dashed circle A and in the 2 and 3 is described in more detail.

2 zeigt wie auch 3 nur schematisch die Bauteilabschnitte des Drehschwingungsdämpfers, die die Schwingungsdämpfung des Antriebsstrangs bewirken. Es ist die schematisch dargestellte Hülse 5 erkennbar, die in Wirklichkeit drehfest, jedoch axial verschiebbar auf der Antriebswelle 1 sitzt; die Wellenachse ist mit 6 bezeichnet. Die Hülse 5 weist an ihrem Umfang wenigstens eine taschenförmige Ausnehmung auf, die in ihrer konkaven Ausbildung einem Kreisbogen nachempfunden ist und so eine innere, zur Wellenachse 6 symmetrisch angeordnete Laufbahn 7 bildet. Die Laufbahn 7 dient als Abwälzprofil für einen Nocken 8, der fest mit dem Zahnrad 3 verbunden ist und axial in Richtung Hülse 5 vorsteht. Seine Stirnseite 9 ist mit gewissem Spiel dem Abwälzprofil der Laufbahn 7 nachgebildet, so dass sich beide Teile - Nocken 8 und Hülse 5 - aneinander abwälzen können. Es ist auch denkbar mehrere über den Umfang der Hülse 5 verteilte derartige Taschen mit den dazu gehörenden Nocken 8 vorzusehen. 2 shows as well 3 only schematically the component portions of the torsional vibration damper, which cause the vibration damping of the drive train. It is the sleeve shown schematically 5 recognizable, in reality rotatably, but axially displaceable on the drive shaft 1 sitting; the shaft axis is with 6 designated. The sleeve 5 has at its periphery at least one pocket-shaped recess, which is modeled in its concave shape a circular arc and so an inner, the shaft axis 6 symmetrically arranged track 7 forms. The career 7 serves as a rolling profile for a cam 8th fixing with the gear 3 is connected and axially towards the sleeve 5 protrudes. His front page 9 is with some play the rolling profile of the career 7 simulated, so that both parts - cams 8th and sleeve 5 - can pass on each other. It is also conceivable several over the circumference of the sleeve 5 distributed such bags with the associated cams 8th provided.

Eine Rückstellfeder 10 drückt die Hülse 5 gegen den Nocken 8. Bei einer Relativverdrehung wälzt sich der Nocken 8 an der Laufbahn 7 der Hülse 5 ab. Durch die kreisbogenförmige Ausgestaltung der Laufbahn gibt sich die Hülse 5 gegen die Kraft der Rückstellfeder 10 axial nach. Die Rückstellfeder muss nicht notwendigerweise an der Hülse 5 angreifen. Durch entsprechende konstruktive Ausgestaltung könnte auch das Zahnrad 3 von ihr beaufschlagt sein. Ebenso können Rückstellfedern sowohl an der Hülse 5 als auch am Zahnrad 3 vorgesehen sein.A return spring 10 pushes the sleeve 5 against the cam 8th , In a relative rotation of the cam rolls 8th at the track 7 the sleeve 5 from. Due to the circular arc-shaped design of the track is the sleeve 5 against the force of the return spring 10 axially after. The return spring does not necessarily have to be on the sleeve 5 attack. By appropriate structural design could also be the gear 3 be charged by her. Likewise, return springs can both on the sleeve 5 as well as on the gear 3 be provided.

Der obere Endabschnitte der Laufbahn 7, der in Richtung Zahnrad 3 zeigt, krümmt sich unter einem Winkel größer 90 Grad in Richtung Wellenachse 6. Der Winkel wird gemessen zwischen einer Senkrechten 11 auf der Wellenachse 6 und einer Tangente 12, angelegt an den Endabschnitt der Laufbahn 7.The upper end sections of the raceway 7 in the direction of gear 3 shows, curves at an angle greater than 90 degrees in the direction of the shaft axis 6 , The angle is measured between a vertical 11 on the shaft axis 6 and a tangent 12 , applied to the end portion of the track 7 ,

In 2 ist der Ausgangszustand gezeigt. Es wird kein oder nur ein geringes Drehmoment übertragen. Drehungleichförmigkeiten der Antriebswellen, hervorgerufen durch Vibrationen der Antriebswelle 1, werden in der Weise gedämpft, dass Hülse 5 und Nocken 8 aneinander abwälzen, wie es eine Bahnkurve 13 andeutet. Die Hülse wird dabei gegen die Kraft der Rückstellfeder 10 axial zurückverlagert.In 2 the initial state is shown. There is no or only a small torque transmitted. Non-uniformities of the drive shafts, caused by vibrations of the drive shaft 1 , are steamed in the way that sleeve 5 and cams 8th to roll one another like a trajectory 13 suggests. The sleeve is against the force of the return spring 10 shifted back axially.

In der Darstellung nach 3 wird das Drehmoment voll übertragen. Der Nocken 8 hat sich unter Nachgeben der Hülse 5 innerhalb der Tasche nach oben abgewälzt und wird durch die Überkrümmung des Endabschnittes dort zentriert. Die Antriebskraft läuft entsprechend über die Hülse 5 und Nocken 6.In the illustration after 3 the torque is fully transmitted. The cam 8th has been giving in to the sleeve 5 rolled up inside the bag and is centered there by the overbending of the end portion. The driving force runs accordingly over the sleeve 5 and cams 6 ,

Claims (2)

Drehschwingungsdämpfer für eine Antriebswelle (1) eines Kraftfahrzeuggetriebes (2), mit einer axial begrenzt gegen eine Rückstellfeder (10) verschiebbaren, drehfest auf der Antriebswelle (1) angeordneten Hülse (5), die mit einem anzutreibenden Zahnrad (3) des Fahrzeuggetriebes (2) in Antriebsverbindung steht durch zwei einander angepassten Abwälzprofile, wobei das eine Abwälzprofil in der Hülse (5) durch eine innere, einem Kreisbogen nachempfundene angeordnete Laufbahn (7) gebildet und das andere Abwälzprofil an einem Nocken (8) des anzutreibenden Zahnrads (3) ausgeführt ist, der an seiner Stirnseite (9) der inneren Laufbahn (7) nachgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Zahnrad (3) zugewandten Endabschnitte der Laufbahn (7) sich um einen Winkel größer 90° in Richtung Wellenachse (6) krümmen, gemessen zwischen einer Senkrechten (11) auf der Wellenachse (6) und der Tangente (12) des jeweiligen Endabschnitts, so dass diese Krümmungsüberhöhung den Nocken (8) in seine Laufbahn (7) innerhalb der Hülse (5) zurück zwingt, sobald er den so geformten Endabschnitt der Laufbahn (7) erreicht.Torsional vibration damper for a drive shaft (1) of a motor vehicle transmission (2), with a sleeve (5) displaceable axially against a return spring (10), rotatably mounted on the drive shaft (1), to be driven by a toothed wheel (3) of the vehicle transmission (2 ) is in drive connection by two matched rolling profiles, wherein the one rolling profile formed in the sleeve (5) by an inner, a circular arc arranged track arranged (7) and the other rolling profile on a cam (8) of the driven gear (3) is, which is modeled on its end face (9) of the inner raceway (7), characterized in that the end portions of the raceway (7) facing the toothed wheel (3) curve at an angle greater than 90 ° in the direction of the shaft axis (6), measured between a vertical (11) on the shaft axis (6) and the tangent (12) of the respective end portion, so that this excess curvature of the cam (8) i n his career (7) within the sleeve (5) forces back as soon as he reaches the thus formed end portion of the raceway (7). Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Konturen der Abwälzprofile asymmetrisch zur Wellenachse (6) ausgestaltet sind.Torsional vibration damper after Claim 1 , characterized in that the contours of the rolling profiles are designed asymmetrically to the shaft axis (6).
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