DE102011017651B4

DE102011017651B4 - Drehschwingungsdämpfer und Drehmomentübertragungsanordnung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102011017651B4
Application number: DE102011017651.9A
Authority: DE
Inventors: Dr. Sasse Christoph; Armin Stürmer; Jörg Sudau; Monika Rössner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2031-04-29
Also published as: US20120273313A1; US9005037B2; DE102011017651A1

Abstract

Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend eine Primärseite (32) und eine gegen die Wirkung einer Dämpferelementenanordnung (28) um eine Drehachse (A) bezüglich der Primärseite (32) drehbare Sekundärseite (46), wobei die Dämpferelementenanordnung (28) eine erste Gruppe (70) von Dämpferelementeneinheiten (42) und eine zweite Gruppe (70') von Dämpferelementeneinheiten (42') umfasst, wobei für jede Dämpferelementeneinheit (42, 42') ein erster Drehmomentübertragungsabstützbereich (60, 64, 58, 62) an der Primärseite (32) und ein zweiter Drehmomentübertragungsabstützbereich (66, 68) an der Sekundärseite (42) vorgesehen ist und wobei die Dämpferelementeneinheiten (42) der ersten Gruppe (70) einer Relativdrehung zwischen der Primärseite (32) und der Sekundärseite (46) nur in einer ersten Relativdrehrichtung entgegenwirken und die Dämpferelementeneinheiten (42') der zweiten Gruppe (70') einer Relativdrehung zwischen der Primärseite (32) und der Sekundärseite (46) nur in einer der ersten Relativdrehrichtung entgegengesetzten zweiten Relativdrehrichtung entgegenwirken, wobei wenigstens eine Dämpferelementeneinheit (42) der ersten Gruppe (70) und wenigstens eine Dämpferelementeneinheit (42') der zweiten Gruppe (70') vorgespannt sind und die Primärseite (32) und die Sekundärseite (46) in eine Grund-Relativdrehlage bezüglich einander vorspannen, dadurch gekennzeichnet, dass, ausgehend von der Grund-Relativdrehlage der Primärseite (32) bezüglich der Sekundärseite (46), ein Vorspannweg (V, V') wenigstens einer vorgespannten Dämpferelementeneinheit (42) kürzer ist, als ein maximaler Relativdrehweg der Primärseite (32) bezüglich der Sekundärseite (46).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend eine Primärseite und eine gegen die Wirkung einer Dämpferelementenanordnung um eine Drehachse bezüglich der Primärseite drehbare Sekundärseite, wobei die Dämpferelementenanordnung eine erste Gruppe von Dämpferelementeneinheiten und eine zweite Gruppe von Dämpferelementeneinheiten umfasst, wobei für jede Dämpferelementeneinheit ein erster Drehmomentübertragungsabstützbereich an der Primärseite und ein zweiter Drehmomentübertragungsabstützbereich an der Sekundärseite vorgesehen ist, und wobei die Dämpferelementeneinheiten der ersten Gruppe einer Relativdrehung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite nur in einer ersten Relativdrehrichtung entgegenwirken und die Dämpferelementeneinheiten der zweiten Gruppe einer Relativdrehung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite nur in einer der ersten Relativdrehrichtung entgegengesetzten zweiten Relativdrehrichtung entgegenwirken, wobei wenigstens eine Dämpferelementeneinheit der ersten Gruppe und wenigstens eine Dämpferelementeneinheit der zweiten Gruppe vorgespannt sind und die Primärseite und die Sekundärseite in eine Grund-Relativdrehlage bezüglich einander vorspannen.
Die 1 zeigt in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler 10 verschiedene zur Dämpfung der im Drehmomentübertragungszustand auftretenden bzw. in einem Antriebsstrang übertragenen Drehschwingungen bzw. Drehungleichförmigkeiten beitragende Baugruppen. So liegt im Drehmomentübertragungsweg zwischen einer Überbrückungskupplung 12 und einer mit einer Getriebeeingangswelle oder dergleichen drehfest zu koppelnden Abtriebsnabe 14 eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung 16 mit zwei radial gestaffelten und seriell wirksamen Torsionsschwingungsdämpfern 18, 20. Das im Einrückzustand der Überbrückungskupplung 12 aufgenommene Drehmoment wird zunächst über den ersten Torsionsschwingungsdämpfer 18 und dann über den zweiten Torsionsschwingungsdämpfer 20 zur Abtriebsnabe 14 geleitet, so dass die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 16 grundsätzlich als eine Baugruppe zu betrachten ist, welche im Drehmomentübertragungszustand des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 bzw. eines damit ausgestatteten Antriebsstrangs das Drehmoment bzw. zumindest einen Teil des Drehmoments überträgt.
Eine weitere zur Drehschwingungsminderung beitragende Baugruppe ist ein axial zwischen der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 16 und einem Turbinenrad 22 angeordneter Drehschwingungsdämpfer 24. Dieser Drehschwingungsdämpfer 24 ist als Auslenkungsmassenpendelanordnung ausgestaltet, dessen radial außen liegende Auslenkungsmasse 26, welche eine ringartige Struktur oder eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt liegenden Masseelementen aufweisen kann, bei Auftreten von Schwingungsanregungen entgegen der Wirkung einer allgemein mit 28 bezeichneten Dämpferelementenanordnung zur Schwingung angeregt werden kann. Hierdurch wird eine Schwingung aufgebaut, welche den anregenden Schwingungen überlagert wird und diese somit zumindest teilweise nach Art eines Festfrequenztilgers eliminiert. Grundsätzlich ist ein derartiger als Auslenkungsmassenpendelanordnung aufgebauter Drehschwingungdämpfer im Sinne der vorliegenden Erfindung als eine Baugruppe zu interpretieren, über welche im Drehmomentübertragungszustand kein Drehmoment geleitet wird, welche jedoch an die Drehmoment übertragenden Baugruppen angekoppelt ist. Dies bedeutet, dass die Dämpferelementenanordnung 28 des Drehschwingungsdämpfers 24 nicht das im Drehmomentübertragungszustand zwischen der Überbrückungskupplung 12 bzw. einer Gehäuseanordnung 30 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 10 und der Abtriebsnabe 14 zu übertragende Drehmoment überträgt. Vielmehr ist der Drehschwingungsdämpfer 24 im dargestellten Beispiel mit einer nachfolgend noch erläuterten Primärseite 32 desselben an eine Zwischenmassenanordnung zwischen den beiden Torsionsschwingungsdämpfern 18, 20 angekoppelt.
Diese Primärseite 32 des Drehschwingungsdämpfers 24 umfasst zwei in axialem Abstand zueinander angeordnete Deckscheibenelemente 34, 36, die beispielsweise durch Nietbolzen oder dergleichen miteinander fest verbunden und somit in axialem Abstand gehalten sind. Durch ein Kopplungselement 38 sind die beiden Deckscheibenelemente 34, 36 an die bereits angesprochene Zwischenmassenanordnung angebunden.
Eine Sekundärseite des Torsionsschwingungsdämpfers 24 umfasst ein Zentralscheibenelement 40. Dieses trägt in seinem radial äußeren Bereich die Auslenkungsmassenanordnung 26 bzw. trägt selbst zur Erhöhung von deren Masse bei.
Die beiden Deckscheibenelemente 34, 36 einerseits und das Zentralscheibenelement 40 andererseits sind gegen die Wirkung der Dämpferelementenanordnung 28 bezüglich einander um eine Drehachse A drehbar. Dabei umfasst, wie dies in der 2 in prinzipartiger Darstellung von radial außen betrachtet dargestellt ist, die Dämpferelementenanordnung 28 eine Mehrzahl von beispielsweise in Umfangsrichtung um die Drehachse A aufeinander folgend angeordneten, vorzugsweise auch näherungsweise auf gleichem radialen Niveau liegenden Dämpferelementeneinheiten 42. Beispielsweise kann jede Dämpferelementeneinheit 42 ein elastisch verformbares Dämpferelement 44, im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel eine Schraubendruckfeder, umfassen. Selbstverständlich könnte jede oder zumindest ein Teil der Dämpferelementeneinheiten 42 mehrere Dämpferelemente 44, beispielsweise ineinander geschachtelt oder in Umfangsrichtung aufeinander folgend, umfassen.
In den Deckscheibenelementen 34, 36 der Primärseite 32 des Drehschwingungsdämpfers 24 und dem Zentralscheibenelement 40 einer Sekundärseite 46 des Drehschwingungsdämpfers 24 sind jeweilige Federfenster 48, 50, 52 ausgebildet, wobei die beiden Federfenster 48, 50 der Deckscheibenelemente 34, 36 zusammen ein gesamtes Federfenster der Primärseite 32 definieren. In dem in 2 dargestellten Zustand, in welchem die Primärseite 32 und die Sekundärseite 46 in einer Neutral-Relativdrehlage bezüglich einander sind, also nicht durch in Umfangsrichtung wirkende Kräfte bezüglich einander ausgelenkt sind, liegen die Federfenster 48, 50, 52 einander in Umfangsrichtung im Wesentlichen vollständig überdeckend, sind also nicht bezüglich einander in Umfangsrichtung versetzt. In diesen einander jeweils zugeordneten Federfenstern 48, 50, 52 ist eine Dämpferelementeneinheit 42 derart aufgenommen, dass deren Umfangsendbereiche 54, 56 sich an jeweiligen in Umfangsrichtung die Federfenster 48, 50, 52 begrenzenden Drehmomentübertragungsabstützbereichen 58, 60 des Deckscheibenelements 34 bzw. 62, 64 des Deckscheibenelements 36 bzw. 66, 68 des Zentralscheibenelements 40 abgestützt sind.
Diese in der Neutral-Relativdrehlage vorhandene gleichmäßige Abstützung an all diesen Drehmomentübertragungsabstützbereichen 58, 60, 62, 64, 66, 68 bei grundsätzlich unter Vorspannung eingebauter Dämpferelementeneinheit 42 ist jedoch nur im theoretischen Idealfalle vorhanden. Aus fertigungstechnischen Gründen ist davon auszugehen, dass nicht alle Federfenster 48, 50, 52 die gleiche Umfangserstreckung aufweisen, also die daran jeweils gebildeten Drehmomentübertragungsabstützbereiche auch exakt den gleichen Umfangsabstand aufweisen. Die Folge davon ist, dass beispielsweise in dem in 2 dargestellten Falle, in welchem das Federfenster 52 im Deckscheibenelement 40 eine geringfügig kleinere Umfangserstreckung, also einen geringfügig kleineren Umfangsabstand zwischen den dort vorgesehenen Drehmomentübertragungsabstützbereichen 66, 68 aufweist, in der Neutral-Relativdrehlage die Dämpferelementeneinheit 42 bzw. deren Dämpferelement 44 zwar unter Vorspannung an den Drehmomentübertragungsabstützbereichen 66, 68 anliegt, zu den Drehmomentübertragungsabstützbereichen 58, 60, 62, 64 der Deckscheibenelemente 34, 36 jedoch einen der Fertigungstoleranz entsprechenden geringfügigen Abstand aufweist, der in 2 in zwei näherungsweise gleichmäßige Teilabstände a₁ und a₂ aufgeteilt ist. Es besteht also grundsätzlich ein Bewegungsspiel im Ausmaß der Summe der beiden Teilabstände a₁ und a₂, in welchem zumindest diese Dämpferelementeneinheit 42 in einem Bereich um die Neutral-Relativdrehlage herum nicht wirksam ist und insofern einer Relativbewegung der Sekundärseite 46 und damit der Auslenkungsmassenanordnung 26 keine Kraft entgegengesetzt ist. Erst dann, wenn bei größerer Relativauslenkung ein die beiden Teilabstände a₁ und a₂ überschreitendes Bewegungsausmaß vorliegt, kommen beispielsweise die Drehmomentübertragungsabstützbereiche 60, 64 der Deckscheibenelemente 34, 36 in Anlage am Umfangsendbereich 56 der Dämpferelementeneinheit 42, während der Umfangsendbereich 54 weiterhin in Anlage am Drehmomentübertragungsabstützbereich 66 des Zentralscheibenelements 40 bleibt. Ab diesem Zustand findet eine weitergehende Relativdrehung zwischen der Primärseite 32 und der Sekundärseite 46 dann unter weitergehender Kompression der Dämpferelementeneinheit 42 statt. Bei Relativbeaufschlagung in der entgegengesetzten Richtung werden die Drehmomentübertragungsabstützbereiche 58, 62 der Deckscheibenelemente 34, 36 wirksam, während der Drehmomentübertragungsabstützbereich 68 des Zentralscheibenelements 40 wirksam bleibt.
Dies bedeutet, dass grundsätzlich in einem kleinen Drehwinkelbereich um die Neutral-Relativdrehlage herum auf Grund der nicht vermeidbaren Fertigungstoleranzen ein undefiniertes Schwingungsverhalten der Sekundärseite 46 bzw. der damit gekoppelten Auslenkungsmassenanordnung 26 vorliegt. Dies hat zur Folge, dass zumindest in diesem Relativdrehwinkelbereich der Drehschwingungsdämpfer 24 mit mehr oder weniger undefinierter Federkonstante der Dämpferelementenanordnung 28 arbeitet und somit seine im Allgemeinen auf eine vorgegebene Frequenz abgestimmte Tilgungs- bzw. Dämpfungswirkung nicht vollständig entfalten kann.
Aus der WO 99/60286 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer bekannt, bei welchem zwei einander entgegenwirkende Gruppen von Dämpferelementeneinheiten vorgesehen sind. Jede Dämpferelementeneinheit umfasst ein als Schraubendruckfeder ausgebildetes Dämpferelement, welches in einem Umfangsendbereich an einem ersten Drehmomentübertragungsabstützbereich der Primärseite und in einem anderen Umfangsendbereich an einem zweiten Drehmomentübertragungsabstützbereich der Sekundärseite abgestützt ist. Dabei liegen beispielsweise zwischen zwei zweiten Drehmomentübertragungsabstützbereichen der Sekundärseite zwei erste Drehmomentübertragungsabstützbereiche der Primärseite, an welchen die Dämpferelementeneinheiten der verschiedenen Gruppen sich abstützen können.
Die Dämpferelementeneinheiten, also die Schraubendruckfedern, sind unter Vorspannung eingebaut, so dass die Primärseite und die Sekundärseite in eine Grund-Relativdrehlage bezüglich einander vorgespannt sind und in dieser Grund-Relativdrehlage die verschiedenen Dämpferelementeneinheiten, also die Schraubendruckfedern, nicht vollständig entspannt sind. Insbesondere ist der Aufbau derart, dass über den gesamten Relativdrehbereich zwischen der Primärseite und der Sekundärseite, also bis zum Erreichen der maximalen Relativdrehung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite, in beiden Relativdrehrichtungen die in einem jeweiligen Relativdrehzustand sich allmählich entspannenden Dämpferelementeneinheiten bzw. Schraubendruckfedern nicht in einen vollständig entspannten Zustand gelangen können. Die Folge davon ist eine über den gesamten möglichen Relativdrehwinkel zwischen der Primärseite und der Sekundärseite konstante Torsionskennlinie, ohne durch Fertigungstoleranzen bedingtes Bewegungsspiel und ohne Änderung der Federrate im zugelassenen Drehwi n kelbereich.
Auch die Schriften DE 34 31 809 A1 , DE 36 07 240 A1 , DE 100 12 835 A1 und EP 1 672 198 A1 zeigen und offenbaren Drehschwingungsdämpfer als Stand der Technik im Hinblick auf die vorliegende Erfindung.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, vorzusehen, welcher ein verbessertes Schwingungsdämpfungsverhalten bereitstellt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend eine Primärseite und eine gegen die Wirkung einer Dämpferelementenanordnung um eine Drehachse bezüglich der Primärseite drehbare Sekundärseite, wobei die Dämpferelementenanordnung eine erste Gruppe von Dämpferelementeneinheiten und eine zweite Gruppe von Dämpferelementeneinheiten umfasst, wobei für jede Dämpferelementeneinheit ein erster Drehmomentübertragungsabstützbereich an der Primärseite und ein zweiter Drehmomentübertragungsabstützbereich an der Sekundärseite vorgesehen ist und wobei die Dämpferelementeneinheiten der ersten Gruppe einer Relativdrehung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite nur in einer ersten Relativdrehrichtung entgegenwirken und die Dämpferelementeneinheiten der zweiten Gruppe einer Relativdrehung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite nur in einer der ersten Relativdrehrichtung entgegengesetzten zweiten Relativdrehrichtung entgegenwirken, wobei wenigstens eine Dämpferelementeneinheit der ersten Gruppe und wenigstens eine Dämpferelementeneinheit der zweiten Gruppe vorgespannt sind und die Primärseite und die Sekundärseite in eine Grund-Relativdrehlage bezüglich einander vorspannen.
Dabei ist weiter vorgesehen, dass, ausgehend von der Grund-Relativdrehlage der Primärseite bezüglich der Sekundärseite, ein Vorspannweg wenigstens einer vorgespannten Dämpferelementeneinheit kürzer ist, als ein maximaler Relativdrehweg der Primärseite bezüglich der Sekundärseite.
Während bei dem vorangehend mit Bezug auf die 1 und 2 erläuterten Aufbau jede Dämpferelementeneinheit unabhängig von der Relativdrehrichtung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite eine Rückstellwirkung entfalten kann, wirken bei dem erfindungsgemäßen Aufbau die Dämpferelementeneinheiten der beiden Gruppen grundsätzlich gegeneinander. Dadurch, dass die Dämpferelementeneinheiten der ersten Gruppe einer Relativdrehung in einer Richtung entgegenwirken und die Dämpferelementeneinheiten der zweiten Gruppe einer Relativdrehung in der entgegengesetzten, anderen Richtung entgegenwirken, werden durch diese beiden Gruppen die Primärseite und die Sekundärseite zuverlässig in die Neutral-Relativdrehlage belastet. Dies vermeidet selbst bei Auftreten von an sich nicht vermeidbaren Fertigungstoleranzen ein Bewegungsspiel zwischen der Primärseite und der Sekundärseite im Bereich der Neutral-Relativdrehlage ohne Wirksamkeit der Dämpferelementeneinheiten.
Durch das Vorsehen eines begrenzten Vorspannweges bei zumindest einer der Dämpferelementeneinheiten ist diese in derartiger Weise wirksam, dass ausgehend von der Neutral-Relativdrehlage bei Entspannung dieser Dämpferelementeneinheit zunächst der Vorspannweg durchlaufen wird, in welchem die Dämpferelementeneinheit sich bis zu einem ihr maximal ermöglichten Ausmaß entspannt. In dieser Phase der Relativdrehung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite verdrehen sich diese gegen die Rückstellwirkung zumindest einer zunehmend gespannten Dämpferelementeneinheit, während die allmählich entspannte wenigstens eine Dämpferelementeneinheit grundsätzlich diese Relativdrehung unterstützt. Bei Erreichen des Endes des Vorspannweges findet eine weiter andauernde Relativdrehung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite nur noch gegen die Wirkung wenigstens einer dann weiter zunehmend gespannten Dämpferelementeneinheit statt, während die wenigstens eine in der Neutral-Relativdrehlage vorgespannte Dämpferelementeneinheit nicht mehr unterstützend wirksam ist. Am Ende des Vorspannweges findet also ein Übergang in der Rückstellcharakteristikkennlinie des Drehschwingungsdämpfers in derartigem Sinne statt, dass zunächst bei Durchlaufen des Vorspannweges die Kennlinie ausgehend von einem Wert Null mit größerer Steigung ansteigt, was einer größeren Federkonstante, also einem härteren Dämpfer entspricht, und bei Überschreiten des Vorspannweges bis zur maximalen Relativdrehung dann flacher ist, was einer geringeren Federkonstante und mithin einer geringeren Härte entspricht. Dieser Übergang in der Kennlinie wirkt sich im gesamten Schwingungs- bzw. Dämpfungsverhalten insofern vorteilhaft aus, als bei kleineren Drehzahlen in einem Antriebssystem grundsätzlich größere Schwingungsauslenkungen auftreten, zu deren Bedämpfung bzw. auch Tilgung auch die größeren Drehauslenkungen mit entsprechend weicherer Kennung des Drehschwingungsdämpfers besonders vorteilhaft sind. Bei größeren Drehzahlen weisen die Schwingungsanregungen grundsätzlich eine kleinere Schwingungsamplitude auf, so dass in diesem Zustand der Drehschwingungsdämpfer im Bereich seiner größeren Steifigkeit, also noch im Bereich des Vorspannweges arbeiten kann und somit auch für diesen Zustand höherer Drehzahlen ein verbessert angepasstes Schwingungsdämpfungsverhalten bereitstellt.
Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung der Vorspannweg derjenige Relativdrehweg bzw. Relativdrehwinkel zwischen der Primärseite und der Sekundärseite ist, in welchem, ausgehend von der Neutral-Relativdrehlage und selbstverständlich in beiden Relativdrehrichtungen, eine vorgespannte Dämpferelementeneinheit sich entspannt und dabei eine die Relativdrehung in dieser Drehrichtung unterstützende Kraftwirkung erzeugt. Am Ende des Vorspannweges endet diese Unterstützungswirkung der vorgespannten Dämpferelementeneinheit, so dass diese die weiter andauernde Relativdrehung über den Vorspannweg hinaus bis zur maximalen Relativdrehung im Wesentlichen nicht mehr beeinflusst. Die maximale Relativdrehung der Primärseite bezüglich der Sekundärseite ist der für diese beiden Gruppen maximal ermöglichte Relativdrehwinkel ausgehend von der Neutral-Relativdrehlage und selbstverständlich in beiden Relativdrehrichtungen. Beispielsweise kann die maximale Relativdrehung begrenzt sein durch Drehanschläge an der Primärseite bzw. der Sekundärseite, welche eine weitergehende Relativdrehung nicht zulassen.
Dabei kann der Aufbau vorzugsweise derart sein, dass jede Dämpferelementeneinheit einen ersten Abstützendbereich und einen zweiten Abstützendbereich aufweist, wobei für wenigstens einen, vorzugsweise jeden, ersten Abstützendbereich an der Primärseite ein erster Drehmomentübertragungsabstützbereich vorgesehen ist und an der Sekundärseite kein Drehmomentübertragungsabstützbereich vorgesehen ist und wobei für wenigstens einen, vorzugsweise jeden, zweiten Abstützendbereich an der Sekundärseite ein zweiter Drehmomentübertragungsabstützbereich und an der Primärseite kein Drehmomentübertragungsabstützbereich vorgesehen ist.
Bei Relativdrehung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite in irgendeiner der beiden Relativdrehrichtungen werden die Dämpferelementeneinheiten einer der beiden Gruppen verstärkt belastet, während die Dämpferelementeneinheiten der anderen Gruppe verstärkt entlastet bzw. vollständig entlastet werden. Um dabei für die entlasteten Dämpferelementeneinheiten weiterhin eine definierte Einbaulage und damit einen definierten Vorspannweg vorgeben zu können, insbesondere auch Klappergeräusche vermeiden zu können, wird vorgeschlagen, dass für wenigstens eine vorgespannte Dämpferelementeneinheit in Zuordnung zu dem ersten Drehmomentübertragungsabstützbereich der Primärseite oder dem zweiten Drehmomentübertragungsabstützbereich der Sekundärseite ein Entspannungsbegrenzungsabstützbereich an der jeweils anderen Seite von Primärseite und Sekundärseite vorgesehen ist, wobei bei Erreichen einer dem Vorspannweg einer vorgespannten Dämpferelementeneinheit entsprechenden Grenz-Relativdrehlage der Primärseite bezüglich der Sekundärseite der Entspannungsbegrenzungsabstützbereich eine weitere Entspannung der Dämpferelementeneinheit bei Relativdrehung der Primärseite bezüglich der Sekundärseite über die Grenz-Relativdrehlage hinaus verhindert.
Bei einer alternativen Ausgestaltungsart kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine vorgespannte Dämpferelementeneinheit bei Erreichen einer dem Vorspannweg entsprechenden Grenz-Relativdrehlage der Primärseite bezüglich der Sekundärseite vollständig entspannt ist.
Wenigstens eine der Dämpferelementeneinheiten kann wenigstens ein elastisch verformbares Dämpferelement umfassen. Dieses kann in verschiedenster Weise ausgebildet sein. So ist beispielsweise der Einsatz von Elastomermaterialblöcken, wie z.B. Gummimaterialblöcken oder dergleichen, möglich. Auf Grund der vergleichsweise hohen Belastungen und der guten Haltbarkeit über eine vergleichsweise lange Betriebslebensdauer hinweg ist vorteilhafter Weise wenigstens ein Dämpferelement als Feder, vorzugsweise Schraubendruckfeder, vorzugsweise aus Stahlmaterial, aufgebaut.
Um die vorangehend angesprochene Wirkung der verschiedenen Gruppen von Dämpferelementen in maximalem Ausmaß erzielen zu können, wird vorgeschlagen, dass jede Gruppe von Dämpferelementeneinheiten nur vorgespannte Dämpferelementeneinheiten mit begrenztem Vorspannweg umfasst. Aus Symmetriegründen und zum Vermeiden von Unwuchten ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn die erste Gruppe von Dämpferelementeneinheiten und die zweite Gruppe von Dämpferelementeneinheiten gleich viele vorgespannte Dämpferelementeneinheiten mit begrenztem Vorspannweg umfassen.
Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass in Umfangsrichtung Dämpferelementeneinheiten der ersten Gruppe und Dämpferelementeneinheiten der zweiten Gruppe alternierend aufeinander folgen.
Die Wechselwirkung der Dämpferelementeneinheiten der verschiedenen Gruppen von Dämpferelementeneinheiten mit der Primärseite bzw. der Sekundärseite zur Drehmomentübertragungsabstützung ggf. auch zur Entspannungsbegrenzungsabstützung kann in baulich besonders einfacher Weise dadurch realisiert werden, dass die Primärseite und die Sekundärseite Aufnahmefenster zur Aufnahme der Dämpferelementeneinheiten aufweisen, wobei jedes Aufnahmefenster in wenigstens einem Umfangsendbereich einen ersten Drehmomentübertragungsabstützbereich oder einen zweiten Drehmomentübertragungsabstützbereich bereitstellt.
Da die beiden Gruppen von Dämpferelementeneinheiten grundsätzlich gegeneinander wirken, um die Primärseite und die Sekundärseite in Richtung der Relativdrehlage bezüglich einander vorzuspannen, ist es insbesondere dann, wenn die Dämpferelementeneinheiten bzw. deren Dämpferelemente auch näherungsweise in Umfangsrichtung orientiert sind, vorteilhaft, wenn wenigstens ein Aufnahmefenster in seinem ersten Umfangsendbereich einen Drehmomentübertragungsabstützbereich für eine Dämpferelementeneinheit der ersten Gruppe und in seinem zweitem Umfangsendbereich einen Drehmomentübertragungsabstützbereich für eine Dämpferelementeneinheit der zweiten Gruppe aufweist.
Wenn weiter vorgesehen sein soll, dass in einem Zustand, in welchem die Dämpferelementeneinheiten einer der beiden Gruppen entlastet werden, für diese definierten Einbauzustände beispielsweise in einem zumindest geringfügig vorgespannten Zustand beibehalten werden, kann weiter vorgesehen sein, dass wenigstens ein Aufnahmefenster in seinem ersten Umfangsendbereich einen Drehmomentübertragungsabstützbereich und in seinem zweiten Umfangsendbereich einen Entspannungsbegrenzungsabstützbereich aufweist.
Grundsätzlich kann der Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers derart sein, dass eine Seite von Primärseite und Sekundärseite zwei in Abstand zueinander gehaltene Deckscheibenelemente und die andere Seite von Primärseite und Sekundärseite ein zwischen den Deckscheibenelementen positioniertes Zentralscheibenelement umfasst. Dies ist ein Aufbauprinzip, das beispielsweise vom Aufbau von Torsionsschwingungsdämpfern, insbesondere auch Zweimassenschwungrädern oder dergleichen, bekannt ist und des sich auf Grund der besonders stabilen Ausgestaltung und der gleichmäßigen Belastung der Dämpferelementeneinheit bewährt hat.
Die Prinzipien der vorliegenden Erfindung kommen bei einem Drehschwingungsdämpfer besonders dann in vorteilhafter Weise zur Wirkung, wenn dieser als Auslenkungsmassenpendelanordnung ausgebildet ist, wobei an einer Seite von Primärseite und Sekundärseite eine Auslenkungsmassenanordnung getragen ist und die andere Seite von Primärseite und Sekundärseite zur Anbindung an ein Drehmoment übertragende Baugruppe eines Antriebsstrangs ausgebildet ist.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine derartige Auslenkungsmassenpendelanordnung als eine Baugruppe zu interpretieren, welche in einem Drehmomentübertragungszustand eines Antriebsstrangs selbst nicht in den Drehmomentenfluss von einem Antrieb zu einem Abtrieb eingegliedert ist, also nicht dazu ausgebildet sein muss, das zu übertragende Drehmoment weiterleiten zu können. Vielmehr ist der Drehschwingungsdämpfer lediglich an eine Drehmoment übertragende Baugruppe angekoppelt, so dass er mit dieser bzw. von dieser zur Schwingung angeregt werden kann und selbst lediglich die durch Schwingungsanregung generierten Kräfte aufnehmen bzw. kompensieren können muss. Dies bedeutet, dass insbesondere auch die Dämpferelementeneinheiten der Dämpferelementenanordnung hinsichtlich der gewünschten Tilgungscharakteristik durch Erzeugung einer oszillierenden Pendelbewegung der Auslenkungsmassenanordnung ausgelegt werden müssen, nicht jedoch hinsichtlich der auch bei größten Belastungen im Antriebszustand auftretenden und über den Antriebsstrang zu übertragenden Drehmomente.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Drehmomentübertragungsanordnung mit einem erfindungsgemäß aufgebauten Drehschwingungsdämpfer. Dabei kann die Drehmomentübertragungsanordnung ausgebildet sein als:

- hydrodynamischer Drehmomentwandler,
- Fluidkupplung,
- nasslaufende Kupplung,
- Hybridantriebsmodul.

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

1 eine Teil-Längsschnittansicht eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit einem als Auslenkungsmassenpendelanordnung aufgebauten Drehschwingungsdämpfer;
2 in radialer Prinzipdarstellung die Wechselwirkung einer Dämpferelementeneinheit mit der Primärseite und der Sekundärseite des Drehschwingungsdämpfers;
3 eine der 2 entsprechende Darstellung eines Drehschwingungsdämpfers mit erfindungsgemäßem Aufbau in einer Neutral-Relativdrehlage der Primärseite bezüglich der Sekundärseite;
4 eine Teil-Axialansicht des Drehschwingungsdämpfers der 3;
5 ein Diagramm, in welchem der Relativdrehwinkel zwischen der Primärseite und der Sekundärseite über dem zur Erreichung desselben erforderlichen Drehmoments aufgetragen ist;
6 in ihren Darstellungen a) und b) jeweils der 2 entsprechende Darstellungen eines Drehschwingungsdämpfers in einer Neutral-Relativdrehlage und einer Relativdrehlage nach Überschreiten des Vorspannweges und vor Erreichen einer maximalen Relativdrehung;
7 eine prinzipartige Darstellung eines Drehschwingungsdämpfers mit alternativem Aufbau.

Nachfolgend werden mit Bezug auf die 3 bis 7 verschiedene Ausgestaltungsarten von Drehschwingungsdämpfern mit Bezug auf prinzipartige Darstellungen erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass ein derartiger Drehschwingungsdämpfer grundsätzlich dem vorangehend mit Bezug auf die 1 erläuterten Drehschwingungsdämpfer 24 entsprechen kann und mithin als Auslenkungsmassenpendelanordnung die Wirksamkeit eines Festfrequenztilgers beispielsweise in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler in dem in 1 dargestellten Sinne entfalten kann.
Die 3 und 4 zeigen in prinzipartiger Darstellung den Aufbau eines Drehschwingungsdämpfers 24, bei welchem die Dämpferelementenanordnung 28 zwei Gruppen 70, 70' von Dämpferelementeneinheiten 42, 42' umfasst. Im dargestellten Beispiel ist jede der Dämpferelementeneinheiten 42, 42' wiederum mit einem Dämpferelement 44, 44', beispielsweise Schraubendruckfeder, ausgebildet. Die Dämpferelementeneinheiten 42, 42' der beiden Gruppen 70, 70' sind grundsätzlich derart vorgesehen, dass die beiden Gruppen 70, 70' eine einander entgegengerichtete Wirkung entfalten. Jeder Dämpferelementeneinheit 42 der ersten Gruppe 70 ist ein Drehmomentübertragungsabstützbereich 60, 64 an der die beiden Deckscheibenelemente 34, 36 umfassenden Primärseite 32 zugeordnet, wobei die an diesen beiden Deckscheibenelementen 34, 36 vorgesehenen Drehmomentübertragungsabstützbereiche 60, 64 im Sinne der vorliegenden Erfindung einen gemeinsamen Drehmomentübertragungsabstützbereich der Primärseite 32 bereitstellen. Ferner ist jeder Dämpferelementeneinheit 42 der ersten Gruppe 70 ein Drehmomentübertragungsabstützbereich 66 am Zentralscheibenelement 40, mithin also der Sekundärseite 46 zugeordnet. Entsprechend ist jeder Dämpferelementeneinheit 42' der zweiten Gruppe 70' ein Drehmomentübertragungsabstützbereich 58, 62 an der Primärseite 32, also den beiden Deckscheibenelementen 34, 36 zugeordnet, wobei auch hier die an diesen beiden Deckscheibenelementen 34, 36 vorgesehenen Drehmomentübertragungsabstützbereiche 58, 62 einen gemeinsamen Drehmomentübertragungsabstützbereich für die Primärseite 32 bereitstellen. Ferner ist an der Sekundärseite 46 für jede Dämpferelementeneinheit 42' der zweiten Gruppe 70' ein Drehmomentübertragungsabstützbereich 68 am Zentralscheibenelement 40 zugeordnet. Auch hier sind vorteilhafter Weise diese Drehmomentübertragungsabstützbereiche jeweils bereitgestellt durch in den Deckscheibenelementen 34, 36 und im Zentralscheibenelement 40 gebildete Federfenster 48, 50, 48', 50', 52 in Umfangsrichtung begrenzende Abstützkanten.
Man erkennt in 3, dass die den beiden Dämpferelementeneinheiten 42, 42' der beiden Gruppen 70, 70' zugeordneten Drehmomentübertragungsabstützbereiche 60, 64 bzw. 58, 62 in Umfangsrichtung zwischen den diesen beiden Dämpferelementeneinheiten 42, 42' zugeordneten Drehmomentübertragungsabstützbereichen 66, 68 an der Sekundärseite 46 positioniert sind. Dies hat zur Folge, dass die Primärseite 32 und die Sekundärseite 46 grundsätzlich in Richtung auf die in 3 auch dargestellte Neutral-Relativdrehlage vorgespannt sind. Bei symmetrischem Aufbau der Drehmomentübertragungseinheiten 42, 42' hat dies zur Folge, dass die primärseitigen Drehmomentübertragungsabstützbereiche 60, 64, 58, 62 im Wesentlichen mittig zwischen den sekundärseitigen Drehmomentübertragungsabstützbereichen 66, 68 liegen und umgekehrt.
Bei dem in 3 und 4 dargestellten Aufbau ist weiter vorgesehen, dass die gegeneinander wirkenden Dämpferelementeneinheiten 42, 42' der beiden Gruppen 70, 70' bzw. deren Dämpferelemente 44, 44' vorgespannt sind, also unter Vorspannung eingebaut sind. Dies bedeutet, dass die Dämpferelementeneinheiten 42, 42' in der in 3 dargestellten Neutral-Relativdrehlage nicht entspannt sind, so dass grundsätzlich die Primärseite 32 und die Sekundärseite 46 in ihre Neutral-Relativdrehlage vorgespannt sind und in dieser durch die Vorspannwirkung der Dämpferelemente 44, 44' gehalten sind.
Erfolgt eine Relativdrehung zwischen der Primärseite 32 und der Sekundärseite 46, beispielsweise angeregt durch Schwingungen, die auf die an einen Drehmomentübertragungsweg angekoppelte Primärseite 32 übertragen werden und die eine entsprechende Schwingungsanregung der in 1 dargestellten Auslenkungsmasse 26 bewirken, so bewegt sich beispielsweise bei in der Darstellung der 3 feststehend betrachteter Primärseite 32 die Sekundärseite 46, also das Zentralscheibenelement 40, nach links. Dabei wird die Dämpferelementeneinheit 42 bzw. deren Dämpferelement 44 allmählich entspannt, während das Dämpferelement 44' der Dämpferelementeneinheit 42' zunehmend gespannt wird. Die Entspannung der Dämpferelementeneinheit 42 dauert so lange an, bis der Drehmomentübertragungsabstützbereich 66 des Zentralscheibenelements 40 in Umfangsrichtung bei an den Deckscheibenelementen 34, 36 jeweils in einem Umfangsendbereich der Federfenster 48, 50 derselben gebildeten Entspannungsbegrenzungsabstützbereichen 72, 74 liegt. Der Umfangsendbereich 56 des Dämpferelements 44 bzw. der Dämpferelementeneinheit 42 kommt bei dann weiter anhaltender Relativdrehung in Anlage an den Entspannungsbegrenzungsabstützbereichen 72, 74, so dass bei dann fortgesetzter Relativdrehung und entsprechend zunehmender Kompression der Dämpferelementeneinheit 42, 42' eine weitere Entspannung der Dämpferelementeneinheit 42 nicht mehr möglich ist. Diese ist dann unter noch vorhandener, jedoch reduzierter Vorspannung zwischen den Drehmomentübertragungsabstützbereichen 60, 64 und den diesen jeweils zugeordneten Entspannungsbegrenzungsabstützbereichen 72, 74 der Deckscheibenelemente 34, 36 gehalten. Bei der weiteren Relativdrehung entfaltet diese Dämpferelementeneinheit 42 keine diese Drehung beeinflussende Kraftwirkung mehr. Es ist nur noch die Dämpferelementeneinheit 42' bzw. die zweite Gruppe 70' mit ihren Dämpferelementeneinheiten 42' im Sinne der Erzeugung einer Rückstellwirkung der Primärseite 32 und der Sekundärseite 46 in Richtung Neutral-Relativdrehlage wirksam.
Ausgehend von der in 3 dargestellten Neutral-Relativdrehlage bis zum Wirksamwerden der Entspannungsbegrenzungsabstützbereiche 72, 74 für die bzw. jede Dämpferelementeneinheit 42 der ersten Gruppe 70 durchlaufen die Primärseite 32 und die Sekundärseite 46 einen Relativdrehwinkel, welcher einem Vorspannweg V der Dämpferelementeneinheit 42 entspricht. In dem diesem Vorspannweg V entsprechenden Relativdrehwinkelbereich ist die bzw. jede Dämpferelementeneinheit 42 der ersten Gruppe 70 im Sinne einer Unterstützung der Relativdrehung zwischen der Primärseite 32 und der Sekundärseite 46 wirksam. Am Ende des Vorspannweges V und bei weiter anhaltender Relativdrehung entfällt diese Unterstützungswirkung.
Bewegt sich der Drehschwingungsdämpfer 24 ausgehend von einem Zustand, in welchem, wie vorangehend beschrieben, der Vorspannweg V bereits überschritten war, wieder zurück in Richtung zur Neutral-Relativdrehlage, erreicht der Drehmomentübertragungsabstützbereich 46 wieder den Umfangsbereich, in welchem die Entspannungsbegrenzungsabstützbereiche 72, 74 positioniert sind. Bei dann anhaltender Rückdrehung in Richtung zur Neutral-Relativdrehlage kommt der Drehmomentübertragungsabstützbereich 66 wieder in Anlage am Umfangsendbereich 56 der Dämpferelementeneinheit 42 und komprimiert diese bzw. deren Dämpferelement 44 bei weiterer Relativdrehung in Richtung zur Neutral-Relativdrehlage bis der in 3 dargestellte Zustand erreicht ist. Im Verlaufe dieser Drehbewegung wird also die Dämpferelementeneinheit 42 zunehmend komprimiert, während die zunächst verstärkt komprimierte Dämpferelementeneinheit 42' der zweiten Gruppe 70' sich allmählich entspannt. Bei symmetrischer Ausgestaltung und Erreichen der Neutral-Relativdrehlage erreichen beide Dämpferelementeneinheiten 42, 42' bzw. beide Gruppen 70, 70' wieder den für die Neutral-Relativdrehlage vorgesehenen Vorspannzustand.
Bewegt sich auf Grund anhaltender Schwingungsbewegung die Sekundärseite 46, also das Deckscheibenelement 40, dann in 3 bei weiter festgehalten betrachteter Primärseite 32 nunmehr in der entgegengesetzten Richtung, also nach rechts, so wird die bzw. jede Dämpferelementeneinheit 42 der ersten Gruppe ausgehend von dem für die Neutral-Relativdrehlage vorgesehenen Vorspannzustand zunehmend gespannt, so dass die Relativdrehung der Primärseite 32 und der Sekundärseite 46 nunmehr gegen die Rückstellwirkung der Dämpferelementeneinheiten 42 der ersten Gruppe 70 erfolgt. Die bzw. jede Dämpferelementeneinheit 42' der zweiten Gruppe 70' bzw. deren Dämpferelement 44' entspannt sich allmählich und unterstützt somit die Relativdrehung zwischen der Primärseite 32 und der Sekundärseite 46 in dieser Relativdrehrichtung.
Auch für die Dämpferelementeneinheiten 42' der zweiten Gruppe sind an der Primärseite 32 bzw. den Deckscheibenelementen 34, 36 Entspannungsbegrenzungsabstützbereiche 76, 78 vorgesehen. Diese begrenzen die die Dämpferelemente 44' der Dämpferelementeneinheiten 42' aufnehmenden Federfenster 48', 50' der Deckscheibenelemente 34, 36 in einer Umfangsrichtung.
Nach Durchlaufen eines Vorspannweges V', welcher wieder einem entsprechenden Relativdrehwinkel zwischen der Primärseite 32 und der Sekundärseite 46 und in seiner Erstreckungslänge dem Vorspannweg V entsprechen kann, kommt der Umfangsendbereich 56 der Dämpferelementeneinheit 42' bzw. deren Dämpferelement 44' in Anlage an den den gesamten Entspannungsbegrenzungsabstützbereich für diese Dämpferelementeneinheit 42' bereitstellenden Entspannungsbegrenzungsabstützbereichen 76, 78. Bei weiter anhaltender Relativdrehung kann die Dämpferelementeneinheit 42 sich nicht weiter entspannen, so dass beispielsweise auch bis zum Erreichen der maximalen Relativdrehung zwischen der Primärseite 32 und der Sekundärseite 46 die Dämpferelementeneinheiten 42' der zweiten Gruppe 70' keine weitere die Relativdrehung beeinflussende Wirkung entfalten.
Die vorangehend mit Bezug auf die 3 erläuterte Charakteristik, bei welcher ausgehend von der Neutral-Relativdrehlage die Dämpferelementeneinheiten 42, 42' der beiden Gruppen 70, 70' dann, wenn sie entspannt werden, nur in einem Vorspannweg V die Relativdrehung beeinflussend wirksam sind, welcher Vorspannweg V bzw. V' durch die Lage der jeweiligen Entspannungsbegrenzungsabstützbereiche 72, 74, 76, 78 in Bezug auf die Drehmomentübertragungsabstützbereiche 66, 68 an der Sekundärseite 46 definiert ist, ergibt sich die in 5 dargestellte Kennlinie für einen derart aufgebauten Drehschwingungsdämpfer 24. Eingetragen ist jeweils der Vorspannweg V bzw. V', welcher hier näherungsweise einem Winkel von etwa 3° in der jeweiligen Relativdrehrichtung ausgehend von der Neutral-Relativdrehlage entspricht. Betrachtet man beispielsweise den rechten Teil dieses Diagramms und dabei einen nach Überschreiten des Vorspannweges V vorhandenen Kennlinienabschnitt K₁ , so erkennt man, dass dieser definiert ist durch die Federkonstante der Dämpferelementeneinheiten 42' der zweiten Gruppe 70', welche gespannt werden, während der Vorspannweg V durchlaufen wird bzw. auch dann, wenn dieser überschritten ist. Der mit Strichlinie fortgesetzte Kennlinienabschnitt K₁ verdeutlicht den theoretischen Kennlinienverlauf, wenn die vorangehend angesprochene Unterstützungswirkung der anderen Gruppe von Dämpferelementeneinheiten nicht vorhanden wäre. Insbesondere erkennt man, dass in der Neutral-Relativdrehlage durch die Vorspannwirkung bzw. die Vorspannlast der Dämpferelementeneinheiten 42' ein Drehmoment von etwa 45Nm erforderlich wäre, um entgegen dieser Vorspannwirkung die Primärseite 32 und die Sekundärseite 46 bezüglich einander zu verdrehen.
Da jedoch in dem Relativdrehwinkelbereich, welcher dem Vorspannweg V entspricht, die jeweils andere Gruppe, hier also die erste Gruppe 70, die Relativdrehung unterstützend wirksam ist, ergibt sich für den Vorspannweg bzw. den entsprechenden Relativdrehwinkelbereich zwischen der Primärseite 32 und der Sekundärseite 46 ein Kennlinienabschnitt K₂ , welcher in der Neutral-Relativdrehlage die Y-Achse bei Null schneidet, so dass ausgehend von der der Neutral-Relativdrehlage zunächst mit sehr kleinen Drehmomenten bereits eine Auslenkung der Primärseite 32 bezüglich der Sekundärseite 46 erreicht werden kann. Dieser zweite Kennlinienabschnitt K₂ steigt jedoch deutlich steiler an, als der jenseits des Vorspannweges V liegende Kennlinienabschnitt K₁ , was letztendlich bedeutet, dass im Bereich des Vorspannweges V, also bei kleinen Relativdrehwinkeln, der Drehschwingungsdämpfer mit höherer Steifigkeit, also härterer Kennung arbeitet, als bei größeren Auslenkungen, also jenseits des Vorspannweges V. Entsprechendes gilt selbstverständlich auch für die Relativdrehung in der entgegengesetzten Richtung, wo bei symmetrischer Ausgestaltung der beiden Gruppen 70, 70' entsprechende Kennlinienabschnitte K₁ und K₂ mit einem Knick- bzw. Übergangsbereich am Ende des Vorspannweges V' vorhanden sind.
Diese durch die Begrenzung der Vorspannwirkung der Dämpferelementeneinheiten 42, 42' auf einen vorbestimmten Relativdrehwinkelbereich erlangte Kennlinienverlauf der 5 wirkt sich auf das Schwingungsverhalten des Drehschwingungsdämpfers 24 besonders vorteilhaft aus. Im Bereich kleinerer Drehzahlen werden im Allgemeinen vergleichsweise große Schwingungsanregungsamplituden erreicht, welche eine entsprechend große Auslenkung der Auslenkungsmasse 26 bewirken. In diesem Drehzahlbereich, in welchem also große Schwingungsamplituden erreicht werden, kann der Drehschwingungsdämpfer 24 mit einer vergleichsweise weichen effektiven Kennung arbeiten, welche durch die in 5 mit Strich-Punkt-Linie eingezeichnete effektive Kennlinie Keff repräsentiert ist. Diese effektive Kennlinie K_eff wird im Wesentlichen erreicht durch die im Schwingungsverlauf zeitlich begrenzte Wirksamkeit der beiden Kennlinienabschnitte K₁ und K₂ . Entsprechendes gilt selbstverständlich auch für die Auslenkung in der entgegengesetzten Richtung.
Bei höheren Drehzahlen werden nur geringere Schwingungsanregungsamplituden erreicht und mithin auch geringere Auslenkungen der Auslenkungsmasse 26. In diesem Zustand wird im Wesentlichen nur der Kennlinienabschnitt K₂ durchlaufen. Der Drehschwingungsdämpfer 24 arbeitet also vollständig in dem durch die Vorspannwege V, V' definierten Relativdrehwinkelbereich von etwa +3° bis etwa -3°. In diesem Zustand arbeitet also dann der Drehschwingungsdämpfer 24 mit einer effektiven Härte bzw. Kennlinie, welche dem Kennlinienabschnitt K₂ entspricht, so dass in diesem Zustand höherer Drehzahl und entsprechend geringerer Schwingungsamplitude der Drehschwingungsdämpfer 24 mit höherer Steifigkeit wirksam ist, was sich auf das Schwingungsverhalten der Auslenkungsmasse und mithin die Tilgungscharakteristik vorteilhaft auswirkt.
Eine alternative Ausgestaltungsform, welche gleichermaßen die Wirksamkeit eines begrenzten Vorspannweges nutzt und mithin zu der in 5 dargestellten Kennlinie führt, ist in 6a gezeigt. In 6 sind die Primärseite 32 und die Sekundärseite 46 bezüglich einander in der Neutral-Relativdrehlage. Bei gleicher bzw. symmetrischer Ausgestaltung der Gruppen 70, 70' liegen dabei also die beiden Drehmomentübertragungsabstützbereiche 66, 68 der Sekundärseite 46 mittig zwischen den Drehmomentübertragungsabstützbereichen 58, 62 bzw. 60, 64 der Primärseite 32.
Die Dämpferelementeneinheiten 42, 42' bzw. deren Dämpferelemente 44, 44' sind vorgespannt eingebaut. Bei Relativdrehung der Primärseite 32 bezüglich der Sekundärseite 46 in derartigem Sinne, dass bei festgehalten betrachteter Primärseite 32 die Sekundärseite 46 sich in der 6 nach rechts bewegt, entspannt sich zunächst die Dämpferelementeneinheit 42 bzw. deren Dämpferelement 44, während die Dämpferelementeneinheit 42' bzw. deren Dämpferelement 44' zunehmend gespannt wird. Dieser Zustand hält an, bis die Dämpferelementeneinheit 42 nach Durchlaufen des Vorspannweges V ihren vollständig entspannten Zustand erreicht hat. Am Ende des Vorspannweges V hebt bei weiter andauernder Relativdrehung der Drehmomentübertragungsabstützbereich 66 vom Umfangsendbereich 56 der Dämpferelementeneinheit 42 ab, so dass eine dann weiter fortgesetzte Relativdrehung zwischen der Primärseite 32 und der Sekundärseite 40 nur noch unter Beeinflussung der bzw. jeder Dämpferelementeneinheit 42' der zweiten Gruppe 70' erfolgt.
Während also bei der in 3 dargestellten Ausgestaltungsvariante die Dämpferelementeneinheiten 42, 42' auch am Ende des Vorspannweges V bzw. V' bzw. nach Verlassen desselben noch vorgespannt gehalten sind, jedoch die weitergehende Relativdrehung nicht beeinflussen, sind bei der in 6 dargestellten Ausgestaltungsform die Dämpferelementeneinheiten 42 bzw. 42' am Ende des Vorspannweges V vollständig entspannt, da Entspannungsbegrenzungsabstützbereiche für die Dämpferelementeneinheiten hier nicht vorgesehen sind. Dies führt auch zu dem konstruktiven Unterschied, dass bei der in 3 dargestellten Ausgestaltungsform jedem Federfenster 52 des Zentralscheibenelements 40, welches in seinen Umfangsendbereichen jeweilige Drehmomentübertragungsabstützbereiche 66, 68 bereitstellt, zwei Federfenster 48, 48' bzw. 50, 50' der Deckscheibenelemente 34, 36 zugeordnet sind, welche in ihren einander benachbart liegenden Umfangsendbereichen jeweilige Drehmomentübertragungsabstützbereiche 60, 58 bzw. 64, 62 bereitstellen und in ihren voneinander abgewandt liegenden Umfangsendbereichen die Entspannungsbegrenzungsabstützbereiche 72, 76 bzw. 74, 78 bereitstellen. Bei der in 6 gezeigten Ausgestaltungsform liegen die in den Deckscheibenelementen 34, 36 bereitgestellten und jeweils zwei Dämpferelementeneinheiten 42, 42' der verschiedenen Gruppen 70, 70' zugeordneten Federfenster 48, 50 und die im Zentralscheibenelement 40 vorgesehenen und gleichermaßen jeweils zwei Dämpferelementeneinheiten 42, 42' verschiedener Gruppen 70, 70' zugeordnete Federfenster 52 zueinander in Umfangsrichtung versetzt, so dass ohne der Zwischenpositionierung von Entspannungsbegrenzungsabstützbereichen, wie dies in 3 der Fall ist, eine Umfangsabfolge jeweils von Drehmomentübertragungsabstützbereichen 58, 62 der Primärseite 32, Drehmomentübertragungsabstützbereich 68 der Sekundärseite 46, Drehmomentübertragungsabstützbereich 66 der Sekundärseite 46 und Drehmomentübertragungsabstützbereiche 60, 64 der Primärseite 32 vorliegt und sich vorzugsweise in Umfangsrichtung mehrfach wiederholt.
Die 7 zeigt eine alternative Ausgestaltungsart des Drehschwingungsdämpfers 24. Dabei weisen die Primärseite 32 und die Sekundärseite 46 einander axial gegenüber liegende Scheibenteile 80, 82 auf. Diese weisen in Umfangsrichtung alternierend aufeinander folgende Abstützvorsprünge 84, 86 auf. Zwischen zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Abstützvorsprüngen 84 der Primärseite 32 ist ein Federfenster 48 der Primärseite 32 gebildet. Zwischen zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Abstützvorsprüngen 86 der Sekundärseite 46 ist ein Federfenster 52 der Sekundärseite 46 gebildet. Jedes primärseitige Federfenster 48 ist in Umfangsrichtung begrenzt durch Drehmomentübertragungsabstützbereiche 58, 60. Jedes sekundärseitige Federfenster 52 ist in Umfangsrichtung begrenzt durch Drehmomentübertragungsabstützbereiche 66, 68. In jedem primärseitigen Federfenster 48 und jedem sekundärseitigen Federfenster 52 ist jeweils eine Dämpferelementeneinheit 42 der ersten Gruppe 70 sowie eine Dämpferelementeneinheit 42' der zweiten Gruppe 70' aufgenommen. Diese Dämpferelementeneinheiten 42 bzw. 42' stützen sich mit ihren jeweiligen Umfangsendbereichen 54 bzw. 56 jeweils an den primärseitigen Drehmomentübertragungsabstützbereichen 58 bzw. 60 sowie den sekundärseitigen Drehmomentübertragungsabstützbereichen 68, 66 ab.
Man erkennt in 7 deutlich eine alternierende Umfangsabfolge von Dämpferelementeneinheiten 42 der ersten Gruppe 70 und Dämpferelementeneinheiten 42' der zweiten Gruppe 70', was so selbstverständlich auch bei den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen der Fall sein kann. Insbesondere können auch bei der in 7 dargestellten Ausgestaltungsform die Dämpferelementeneinheiten 42, 42' bzw. deren Dämpferelemente 44 bzw. 44' unter Vorspannung eingebaut sein, und zwar derart, dass, ähnlich wie dies in dem Ausgestaltungsbeispiel der 6 gezeigt ist, nach Durchlaufen des Vorspannweges V bzw. V' bei Drehung in der entgegengesetzten Richtung die Dämpferelementeneinheiten 42 oder 42' vollständig entspannt sind und eine dann weitergehende Relativdrehung zwischen der Primärseite 32 und der Sekundärseite 46 nicht mehr unterstützen.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei der in 7 dargestellten Ausgestaltungsform die beiden Scheibenteile 80, 82 beispielsweise als Blechumformteile bereitgestellt sein können, bei welchen die Abstützvorsprünge 84, 86 durch axiale Ausformungen gebildet sein können.
Bei einer alternativen Variante könnten die beiden Scheibenteile so bezüglich einander angeordnet sein, dass sie einander nicht in axialer Richtung gegenüber liegen, sondern in radialer Richtung, wobei die 7 dann einen Teilabschnitt einer Umfangsabwicklung zeigt. Das Scheibenteil 80 bzw. ein sich näherungsweise axial erstreckender Abschnitt desselben könnte das Scheibenteil 82 bzw. einen gleichermaßen axial sich erstreckenden Abschnitt desselben radial außen umgeben. Die Abstützvorsprünge 84 erstrecken sich nach radial innen, während die Abstützvorsprünge 86 sich nach radial außen erstrecken. Selbstverständlich könnte hier die Zuordnung von radial äußerem und radial innerem Scheibenteil zur Primärseite 32 bzw. zur Sekundärseite 46 auch anders sein.
Bei den vorangehend beschriebenen Ausgestaltungsformen sind im Umfang der Prinzipien der vorliegenden Erfindung verschiedenste Variationen möglich. So können beispielsweise die beiden Gruppen 70 und 70' von Dämpferelementeneinheiten 42, 42' zueinander im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut sein. D.h., sie können jeweils die gleiche Anzahl an Dämpferelementeneinheiten 42 und 42', vorzugsweise jeweils auch mit der gleichen Anzahl an Dämpferelementen 44 bzw. 44' umfassen, wobei die in 7 angedeutete alternierende Umfangsabfolge von Dämpferelementeneinheiten der einen Gruppe und Dämpferelementeneinheiten der anderen Gruppe auf Grund einer in Umfangsrichtung symmetrischen Ausgestaltung und auf Grund der baulich einfach zu realisierenden Konfiguration vorteilhaft ist. Dabei sind vorzugsweise alle Dämpferelementeneinheiten 42 bzw. 42' im vorliegenden Sinne vorgespannt mit begrenztem Vorspannweg, so dass bei jeder dieser Dämpferelementeneinheiten 42 oder 42' sich die Aufteilung des möglichen Relativdrehweges zwischen der Primärseite und der Sekundärseite mit den beiden Kennlinienabschnitten K₁ und K₂ bzw. K₁' und K₂' ergibt. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, dass die Gruppen 70 und 70' sowohl vorgespannte Dämpferelementeneinheiten mit begrenztem Vorspannweg als auch nicht vorgespannte Dämpferelementeneinheiten, als auch vorgespannte Dämpferelementeneinheiten ohne begrenztem Vorspannweg umfassen, welche im gesamten möglichen Relativdrehwinkelbereich nicht in einen Zustand gelangen, in welchem sie die weitere Relativdrehung im Entspannungsfalle nicht mehr unterstützen. Hier ist grundsätzlich auch eine Ausgestaltung möglich, bei welcher der Drehschwingungsdämpfer 24 in seinen beiden Relativdrehrichtungen unterschiedliche Dämpfungscharakeristiken, also unterschiedliche Kennlinienverläufe aufweist. Während beispielsweise in einer Relativdrehrichtung durch entsprechende Ausgestaltung der Dämpferelementeneinheiten der in 5 erkennbare Kennlinienverlauf vorgesehen sein kann, kann in der anderen Relativdrehrichtung ein Kennlinienverlauf ohne Knick dadurch erreicht werden, dass alle in dieser Richtung dann wirksamen Dämpferelementeneinheiten zwar vorgespannt sind, jedoch nicht mit begrenztem Vorspannweg.
Auch müssen nicht notwendigerweise die Dämpferelementeneinheiten 42 der ersten Gruppe 70 und die Dämpferelementeneinheiten 42' der zweiten Gruppe 70' hinsichtlich ihrer Steifigkeit zueinander gleich ausgebildet sein. Auch auf diese Art und Weise kann eine in Abhängigkeit von der Relativdrehrichtung unterschiedliche Steifigkeit des Drehschwingungsdämpfers 24 erreicht werden. Schließlich ist es auch möglich, in einer oder in beiden Gruppen 70, 70' zueinander unterschiedlich gestaltete Dämpferelementeneinheiten 42 oder/und 42' vorzusehen, so dass bei Relativdrehung Kennlinien von Dämpferelementeneinheiten mit zueinander unterschiedlicher Steifigkeit oder/und unterschiedlichem Vorspannweg einander überlagert werden, so dass ggf. die in 5 dargestellten Kennlinienverläufe im Bereich des möglichen Relativdrehwinkels zwischen der Primärseite und der Sekundärseite auch mehrere Übergangsbereiche zwischen Kennlinienabschnitten aufweisen können.
Die Prinzipien der Erfindung sind vorangehend mit Bezug auf einen Drehschwingungsdämpfer beschrieben worden, welcher beispielsweise in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler als Auslenkungspendelmassenanordnung im Sinne eines Festfrequenztilgers wirksam sein kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die Aufbau-bzw. Funktionsprinzipien des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers auch bei in einen Drehmomentenfluss integrierten Torsionsschwingungsdämpfern, wie sie beispielsweise auch in 1 gezeigt sind, Anwendung finden können. In diesem Falle sind selbstverständlich die Dämpferelementeneinheiten sowie die Primärseite und die Sekundärseite an die für den Drehmomentübertragungsfall auftretenden Anforderungen anzupassen. Auch sei darauf hingewiesen, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung selbstverständlich auch bei in andere Baugruppen als hydrodynamische Drehmomentwandler integrierten Drehschwingungsdämpfern Anwendung finden können.

Claims

Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend eine Primärseite (32) und eine gegen die Wirkung einer Dämpferelementenanordnung (28) um eine Drehachse (A) bezüglich der Primärseite (32) drehbare Sekundärseite (46), wobei die Dämpferelementenanordnung (28) eine erste Gruppe (70) von Dämpferelementeneinheiten (42) und eine zweite Gruppe (70') von Dämpferelementeneinheiten (42') umfasst, wobei für jede Dämpferelementeneinheit (42, 42') ein erster Drehmomentübertragungsabstützbereich (60, 64, 58, 62) an der Primärseite (32) und ein zweiter Drehmomentübertragungsabstützbereich (66, 68) an der Sekundärseite (42) vorgesehen ist und wobei die Dämpferelementeneinheiten (42) der ersten Gruppe (70) einer Relativdrehung zwischen der Primärseite (32) und der Sekundärseite (46) nur in einer ersten Relativdrehrichtung entgegenwirken und die Dämpferelementeneinheiten (42') der zweiten Gruppe (70') einer Relativdrehung zwischen der Primärseite (32) und der Sekundärseite (46) nur in einer der ersten Relativdrehrichtung entgegengesetzten zweiten Relativdrehrichtung entgegenwirken, wobei wenigstens eine Dämpferelementeneinheit (42) der ersten Gruppe (70) und wenigstens eine Dämpferelementeneinheit (42') der zweiten Gruppe (70') vorgespannt sind und die Primärseite (32) und die Sekundärseite (46) in eine Grund-Relativdrehlage bezüglich einander vorspannen, dadurch gekennzeichnet, dass, ausgehend von der Grund-Relativdrehlage der Primärseite (32) bezüglich der Sekundärseite (46), ein Vorspannweg (V, V') wenigstens einer vorgespannten Dämpferelementeneinheit (42) kürzer ist, als ein maximaler Relativdrehweg der Primärseite (32) bezüglich der Sekundärseite (46).
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dämpferelementeneinheit (42, 42') einen ersten Abstützendbereich (54) und einen zweiten Abstützendbereich (56) aufweist, wobei für wenigstens einen, vorzugsweise jeden, ersten Abstützendbereich (54) an der Primärseite (32) ein erster Drehmomentübertragungsabstützbereich (60, 64, 58, 62) vorgesehen ist und an der Sekundärseite (46) kein Drehmomentübertragungsabstützbereich vorgesehen ist und wobei für wenigstens einen, vorzugsweise jeden, zweiten Abstützendbereich (56) an der Sekundärseite (46) ein zweiter Drehmomentübertragungsabstützbereich (66, 68) und an der Primärseite (32) kein Drehmomentübertragungsabstützbereich vorgesehen ist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens eine vorgespannte Dämpferelementeneinheit (42, 42') in Zuordnung zu dem ersten Drehmomentübertragungsabstützbereich (60, 64, 58, 62) der Primärseite oder dem zweiten Drehmomentübertragungsabstützbereich (66, 68) der Sekundärseite (46) ein Entspannungsbegrenzungsabstützbereich (72, 74, 76, 78) an der jeweils anderen Seite von Primärseite (32) und Sekundärseite (46) vorgesehen ist, wobei bei Erreichen einer dem Vorspannweg (V, V') einer vorgespannten Dämpferelementeneinheit (42) entsprechenden Grenz-Relativdrehlage der Primärseite (32) bezüglich der Sekundärseite (46) der Entspannungsbegrenzungsabstützbereich (72, 74, 76, 78) eine weitere Entspannung der Dämpferelementeneinheit (42, 42') bei Relativdrehung der Primärseite (32) bezüglich der Sekundärseite (46) über die Grenz-Relativdrehlage hinaus verhindert.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine vorgespannte Dämpferelementeneinheit (42, 42') bei Erreichen einer dem Vorspannweg (V, V') entsprechenden Grenz-Relativdrehlage der Primärseite (32) bezüglich der Sekundärseite (46) vollständig entspannt ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gruppe (70, 70') von Dämpferelementeneinheiten (42, 42') nur vorgespannte Dämpferelementeneinheiten (42, 42') mit begrenztem Vorspannweg (V, V') umfasst.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gruppe (70) von Dämpferlementeneinheiten (42) und die zweite Gruppe (70') von Dämpferelementeneinheiten (42') gleich viele vorgespannte Dämpferelementeneinheiten (42, 42') mit begrenztem Vorspannweg (V, V') umfassen.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung vorgespannte Dämpferlementeneinheiten (42) der ersten Gruppe (70) und Dämpferelementeneinheiten (42') der zweiten Gruppe (70') alternierend aufeinander folgen.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärseite (32) und die Sekundärseite (46) Aufnahmefenster (48, 50, 52; 48, 48', 50, 50', 52) zur Aufnahme der Dämpferelementeneinheiten (42, 42') aufweisen, wobei jedes Aufnahmefenster (48, 50, 52; 48, 48', 50, 50', 52) in wenigstens einem Umfangsendbereich einen ersten Drehmomentübertragungsabstützbereich (60, 64, 58, 62) oder einen zweiten Drehmomentübertragungsabstützbereich (68, 68) bereitstellt.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Aufnahmefenster (48, 50, 52; 48, 48', 50, 50', 52) in seinem ersten Umfangsendbereich einen Drehmomentübertragungsabstützbereich für eine Dämpferelementeneinheit (42) der ersten Gruppe (70) und in seinem zweitem Umfangsendbereich einen Drehmomentübertragungsabstützbereich für eine Dämpferelementeneinheit (42') der zweiten Gruppe (70') aufweist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 3 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Aufnahmefenster (48, 48', 50, 50') in seinem erstem Umfangsendbereich einen Drehmomentübertragungsabstützbereich (60, 64, 58, 62) und in seinem zweiten Umfangsendbereich einen Entspannungsbegrenzungsabstützbereich (72, 74, 76, 78) aufweist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite von Primärseite (32) und Sekundärseite (46) zwei in Abstand zueinander gehaltene Deckscheibenelemente (34, 36) und die andere Seite von Primärseite (32) und Sekundärseite (46) ein zwischen den Deckscheibenelementen (34, 36) positioniertes Zentralscheibenelement (40) umfasst.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Auslenkungsmassenpendelanordnung ausgebildet ist, wobei an einer Seite von Primärseite (32) und Sekundärseite (46) eine Auslenkungsmassenanordnung (26) getragen ist und die andere Seite von Primärseite (32) und Sekundärseite (46) zur Anbindung an eine Drehmoment übertragende Baugruppe (16) eines Antriebsstrangs ausgebildet ist.
Drehmomentübertragungsanordnung, umfassend einen Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Drehmomentübertragungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgebildet ist als: - hydrodynamischer Drehmomentwandler, - Fluidkupplung, - nasslaufende Kupplung, - Hybridantriebsmodul.