DE102013207290A1

DE102013207290A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102013207290A1
Application number: DE201310207290
Authority: DE
Inventors: Thomas Janz; Jens Müller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2013-11-14
Also published as: CN103423366A; CN103423366B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil mit zwei axial voneinander beabstandeten, eine erste Federeinrichtung in Umfangsrichtung beaufschlagenden Formteilen und einem ausgangsseitigen, axial zwischen diesen angeordneten, die erste Federeinrichtung in Umfangsrichtung beaufschlagenden Flanschteil sowie einer radial innerhalb der ersten Federeinrichtung in dem Flanschteil und beidseitig an dem Flanschteil angeordneten Deckscheiben aufgenommenen zweiten Federeinrichtung sowie einer über zumindest einen Teil eines Verdrehwinkels zwischen Eingangsteil und Flanschteil wirksamen, axial vorgespannten Reibeinrichtung. Um den radial inneren Bauraum des Drehschwingungsdämpfers verringern zu können, ist die Reibeinrichtung zwischen Deckscheiben und Eingangsteil wirksam angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil mit zwei axial voneinander beabstandeten, eine erste Federeinrichtung in Umfangsrichtung beaufschlagenden Formteilen und einem ausgangsseitigen, axial zwischen diesen angeordneten, die erste Federeinrichtung in Umfangsrichtung beaufschlagenden Flanschteil sowie einer radial innerhalb der ersten Federeinrichtung in dem Flanschteil und beidseitig an dem Flanschteil angeordneten Deckscheiben aufgenommenen zweiten Federeinrichtung sowie einer über zumindest einen Teil eines Verdrehwinkels zwischen Eingangsteil und Flanschteil wirksamen, axial vorgespannten Reibeinrichtung.
Drehschwingungsdämpfer insbesondere in Form von geteilten Schwungmassen mit einer zwischen diesen angeordneten Federeinrichtung dienen der Schwingungsisolation von Drehschwingungen, die beispielsweise von einer Brennkraftmaschine in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingetragen werden und können dort zu Schwingungsanregungen führen. Derartige Drehschwingungsdämpfer weisen gewöhnlich nach radial außen verlagerte, in einem von einem Eingangsteil gebildeten Gehäuse aufgenommene Federeinrichtungen aus Bogenfedern auf, die in Umfangsrichtung bei Relativverdrehung der beiden Schwungmassen eingangsseitig von axial beabstandeten Formteilen des Gehäuses und einem ausgangsseitig vorgesehenen Flanschteil komprimiert werden. Dieser Relativverdrehung ist zumindest über einen Teil des Verdrehwinkels eine Reibeinrichtung überlagert, um parallel zu der über den Verdrehwinkel wirksamen Federrate der Federeinrichtung eine Reibhysterese zur Schwingungsdämpfung vorzusehen. Diese Reibeinrichtung ist zumeist radial innerhalb der Federeinrichtung vorgesehen und benötigt einen entsprechenden radialen Bauraum. Gliedern sich an dem Flanschteil weitere Funktionsbauteile nach radial innen an, baut der Drehschwingungsdämpfer im Bereich des Flanschteils radial nach innen eng. Beispielsweise sind aus der DE 10 2011 102 875 A1 und der DE 10 2011 091 911 A1 Drehschwingungsdämpfer bekannt, bei denen eine zweite Schwungmasse, beispielsweise einer nachgeschalteten Reibungskupplung wie Doppelkupplung oder dergleichen mittels einer Steckverbindung an das Flanschteil drehschlüssig angekoppelt ist. Zur Sicherung beziehungsweise Vorspannung in Umfangsrichtung ist die Steckverbindung mit einer Verspanneinrichtung versehen, deren Federeinrichtung in dem Flanschteil aufgenommen ist. Deren Energiespeicher stützen sich an dem Flanschteil ab und spannen mittels Deckscheiben die Steckverbindung vor. Hierbei ist die Reibeinrichtung radial zwischen den Formteilen des Gehäuses und dem Flanschteil wirksam vorgesehen und radial außerhalb der Deckscheiben angeordnet. Hierdurch ist ein großer radialer Bauraum erforderlich, so dass die Steckverbindung auf vergleichsweise kleinen Radius angeordnet werden muss.
Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung eines Drehschwingungsdämpfers zur Vergrößerung des radialen Bauraums im Bereich eines ausgangsseitigen Flanschteils des Drehschwingungsdämpfers.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen wieder.
Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer enthält ein beispielsweise mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundenes Eingangsteil mit zwei axial voneinander beabstandeten, eine erste Federeinrichtung in Umfangsrichtung beaufschlagenden Formteilen. Die miteinander drehfest verbundenen Formteile weisen hierzu entsprechende Einformungen oder Fenster auf, um über den Umfang angeordnete Energiespeicher – bevorzugt Bogenfedern – der Federeinrichtung eingangsseitig zu beaufschlagen. In bevorzugter Ausgestaltung sind die beiden Formteile radial außen zu einem Gehäuse verbunden, in dem die Energiespeicher beispielsweise mit Schmiermittel geschmiert untergebracht sind. Zur ausgangsseitigen Beaufschlagung ist ein im Wesentlichen koaxial und entgegen der Wirkung der Federeinrichtung verdrehbares und axial zwischen den Formteilen angeordnetes Flanschteil vorgesehen. In dem Flanschteil ist radial innerhalb dieser Federeinrichtung eine zweite Federeinrichtung vorgesehen, deren Energiespeicher in dem Flanschteil aufgenommen sind und von diesem gegen beidseitig an dem Flanschteil angelegte Deckscheiben vorgespannt werden. Hierbei ist die zwischen Eingangsteil und Flanschteil wirksame Reibeinrichtung an den Deckscheiben vorgesehen. Hierbei wird unabhängig von der Nutzung der zweiten Federeinrichtung die lediglich geringe oder im Betriebszustand der Reibeinrichtung nicht mehr vorhandene Verdrehbarkeit der Deckscheiben gegenüber dem Flanschteil ausgenutzt. Durch die Verlagerung der Reibeinrichtung auf die Deckscheiben kann ein ursprünglich zwischen Deckscheiben und radial innerhalb der ersten Federeinrichtung für die Reibeinrichtung vorgesehener Ringraum des Flanschteils eingespart werden. Dementsprechend erweitert sich der radiale Bauraum innerhalb der zweiten Federeinrichtung.
Die Reibeinrichtung enthält dabei bevorzugt zwei Reibscheiben, die jeweils zwischen einer Deckscheibe und einem Formteil mittels eines Energiespeichers, beispielsweise einer Tellerfeder verspannt sind. Hierbei werden die Reibscheiben von dem Flanschteil oder den Deckscheiben bei einer Relativverdrehung des Eingangsteils gegenüber dem Flanschteil mitgenommen, so dass sich ein dynamischer Reibkontakt zwischen jeweils einer Reibscheibe und einem Formteil des Eingangsteils einstellt. Die Reibscheiben und die Deckscheiben überschneiden sich hierzu über zumindest einen Teil ihrer radialen Erstreckung. Zur Drehmitnahme hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Reibscheiben radial außen in entsprechende Aussparungen des Flanschteils und/oder der Deckscheiben einzuhängen, so dass die axial wirksamen Energiespeicher zusätzlich an den Reibscheiben zentriert beziehungsweise zumindest radial außen abgestützt werden können.
Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer kann zwei oder mehrere Dämpferstufen enthalten, wobei die Reibeinrichtung auf den Deckscheiben einer radial inneren Dämpferstufe wirksam angeordnet ist. Als besonders vorteilhaft hat sich die auf den Deckscheiben angeordnete Reibeinrichtung in Drehschwingungsdämpfern erwiesen, bei denen eine radial innere Federeinrichtung, im Falle eines nur einstufigen Drehschwingungsdämpfers zweite weite Federeinrichtung zur Verspannung einer Steckverbindung mit einem am Flanschteil vorgesehenen Innenprofil mit einem Außenprofil eines nachgeschalteten Aggregats vorgesehen ist, wobei eine erste Deckscheibe von der zweiten Federeinrichtung in Umfangsrichtung beaufschlagt die Steckverbindung in Umfangsrichtung vorspannt und eine zweite Deckscheibe als Gegenscheibe der ersten Deckscheibe vorgesehen ist. Durch die Verlagerung der Deckscheiben auf die radiale Höhe der Reibscheiben der Reibeinrichtung kann die Steckverbindung auf einem größeren Radius angeordnet werden und damit beispielsweise bei ansonsten gleicher Auslegung größere Momente übertragen oder bei gleichem übertragbarem Moment einfacher ausgebildet werden.
Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt einen Halbschnitt der oberen Hälfte eines um eine Drehachse angeordneten Drehschwingungsdämpfers.
Die Figur zeigt den um die Drehachse x verdrehbaren Drehschwingungsdämpfer 1 mit dem an einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommenen Eingangsteil 2 und dem als Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers 1 dienenden Flanschteil 3 im Halbschnitt. Das Eingangsteil 2 bildet eine Primärschwungmasse aus den beiden Formteilen 4, 5, die radial außen zu dem Gehäuse 6 mit der Ringkammer 7 geschlossen sind. Die Ringkammer 7 nimmt die Federeinrichtung 8 auf, die – wie hier gezeigt – aus über den Umfang verteilten Energiespeichern 9 in Form von Bogenfedern ausgebildet sein kann. Diese werden eingangsseitig von den in den Formteilen 4, 5 vorgesehenen Einformungen 10, 11 und ausgangsseitig von den radialen Erweiterungen 12 des zwischen den Formteilen 4, 5 axial angeordneten Flanschteils 3 stirnseitig beaufschlagt.
Der Federeinrichtung 8 ist zur Überlagerung einer Reibhysterese über zumindest einen Teil des Verdrehwinkels zwischen Eingangsteil 2 und dem Flanschteil 3 die Reibeinrichtung 13 zugeschaltet. Die Reibeinrichtung 13 enthält die beiden Reibscheiben 14, 15, die jeweils zwischen einer Deckscheibe 16, 17 der radial innerhalb der Federeinrichtung 8 angeordneten Federeinrichtung 18 und den Formteilen 4, 5 angeordnet und mittels der Energiespeicher 19, 20, beispielsweise – wie hier gezeigt – Tellerfedern axial verspannt sind. Die Reibscheiben 14, 15 übergreifen jeweils radial außen die zugehörige Deckscheibe 16, 17 und das Flanschteil 3, so dass diese einerseits eine Zentrierung der Energiespeicher 19, 20 und der Deckscheiben bilden können und andererseits je nach Ausbildung der axialen Ansätze 21, 22 der Reibscheiben 14, 15 und gegebenenfalls vorhandenen, die Ansätze 21, 22 an entsprechenden Ausnehmungen radial übergreifenden Erweiterungen 23, 24 bei einer Relativverdrehung der Formteile 4, 5 und des Flanschteils 3 von den radialen Erweiterungen 12 des Flanschteils 3 und/oder radialen Erweiterungen 23, 24 der Deckscheiben 16, 17 mitgenommen werden. Hierdurch bildet sich zwischen den Reibflächen 25, 26 der Reibscheiben 14, 15 und den Gegenreibflächen 27, 28 ein dynamischer Reibkontakt unter Ausbildung einer Reibhysterese aus. Die Reibhysterese kann über den gesamten Verdrehwinkel oder verschleppt nur über einen Teil des Verdrehwinkels zwischen Eingangsteil 2 und Flanschteil 3 vorgesehen sein, indem zwischen den Ansätzen 21, 22 einerseits und den radialen Erweiterungen 12 beziehungsweise 23, 24 andererseits kein Spiel oder ein vorgegebener Freiwinkel vorgesehen wird.
Die Federeinrichtung 18 dient der Verspannung des eine Steckverbindung mit einem Außenprofil wie Außenverzahnung eines nicht gezeigten, nachgeschalteten Aggregats, beispielsweise einer Doppelkupplung bildenden Innenprofils 29 wie Innenverzahnung 30 des Flanschteils 3 in Umfangsrichtung. Hierzu sind in dem Flanschteil 3 über den Umfang verteilt Fenster 31 ausgenommen, in die die Energiespeicher 32 wie Druckfedern eingelegt sind. Die miteinander axial verbundenen Deckscheiben 16, 17 stützen die Energiespeicher 32 in den Fenstern 31 axial verliersicher ab und weisen eine nicht einsehbare Anlagefläche für die Energiespeicher in Umfangsrichtung auf. Die Deckscheibe 17 dient hierbei als Verspannblech 33 und weist nach radial innen in das Innenprofil 29 axial umgelegte Verspannzungen 34 auf, die nach dem Fügen von Innenprofil 29 und Außenprofil das Außenprofil gegen das Flanschteil 3 unter Einwirkung der Energiespeicher 32 in Umfangsrichtung vorspannen. Die Deckscheibe 16 dient als Gegenscheibe für das Verspannblech 33.
Durch die radiale Verlagerung der Federeinrichtung 18 nach radial außen überlagern sich die Deckscheiben 16, 17 und die Reibscheiben 14, 15, so dass die axiale Vorspannung der Reibscheiben 14, 15 mittels der Energiespeicher 19, 20 gegen die Formteile 4, 5 axial gegen die Deckscheiben 16, 17 erfolgt. Hierdurch kann das Innenprofil 29 nach radial außen verlegt werden, so dass die Steckverbindung zu dem nachfolgenden Aggregat auf größerem Radius vorgesehen werden kann. Zur Bereitstellung eines geteilten Schwungrads dient das mittels der Steckverbindung angebundene nachgeschaltete Aggregat als Sekundärschwungmasse.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungsdämpfer
2: Eingangsteil
3: Flanschteil
4: Formteil
5: Formteil
6: Gehäuse
7: Ringkammer
8: Federeinrichtung
9: Energiespeicher
10: Einformung
11: Einformung
12: radiale Erweiterung
13: Reibeinrichtung
14: Reibscheibe
15: Reibscheibe
16: Deckscheibe
17: Deckscheibe
18: Federeinrichtung
19: Energiespeicher
20: Energiespeicher
21: Ansatz
22: Ansatz
23: radiale Erweiterung
24: radiale Erweiterung
25: Reibfläche
25: Reibfläche
27: Gegenreibfläche
28: Gegenreibfläche
29: Innenprofil
30: Innenverzahnung
31: Fenster
32: Energiespeicher
33: Verspannblech
34: Verspannzunge
x: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011102875 A1 [0002]
DE 102011091911 A1 [0002]

Claims

Drehschwingungsdämpfer (1) mit einem Eingangsteil (2) mit zwei axial voneinander beabstandeten, eine erste Federeinrichtung (8) in Umfangsrichtung beaufschlagenden Formteilen (4, 5) und einem ausgangsseitigen, axial zwischen diesen angeordneten, die erste Federeinrichtung (8) in Umfangsrichtung beaufschlagenden Flanschteil (3) sowie einer radial innerhalb der ersten Federeinrichtung (8) in dem Flanschteil (3) und beidseitig an dem Flanschteil (3) angeordneten Deckscheiben (16, 17) aufgenommenen, zweiten Federeinrichtung (18) sowie einer über zumindest einen Teil eines Verdrehwinkels zwischen Eingangsteil (2) und Flanschteil (3) wirksamen, axial vorgespannten Reibeinrichtung (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (13) zwischen Deckscheiben (16, 17) und Eingangsteil (2) wirksam angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Deckscheiben (16, 17) und Eingangsteil (2) axial vorgespannte Reibscheiben (14, 15) vorgesehen sind, welche bei einer Relativverdrehung zwischen Deckscheiben (16, 17) und Eingangsteil (2) gegenüber den Deckscheiben (16, 17) drehfest angeordnet sind und einen Reibkontakt gegenüber dem Eingangsteil (2) ausbilden.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich Deckscheiben (16, 17) und Reibscheiben (14, 15) radial überdecken.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Deckscheibe (16, 17) und einer Reibscheibe (14, 15) jeweils ein axial wirksamer Energiespeicher (19, 20) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Reibscheibe (14, 15) mit jeweils einer Deckscheibe (16, 17) drehfest verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibscheiben (14, 15) drehfest mit dem Flanschteil (3) verbunden sind.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Federeinrichtung (18) zur Verspannung einer Steckverbindung mit einem am Flanschteil (3) vorgesehenen Innenprofil (29) mit einem Außenprofil eines nachgeschalteten Aggregats vorgesehen ist, wobei eine erste Deckscheibe (17) von der zweiten Federeinrichtung (18) in Umfangsrichtung beaufschlagt die Steckverbindung in Umfangsrichtung vorspannt und eine zweite Deckscheibe (16) als fest mit der ersten Deckscheibe (17) verbundene Gegenscheibe der ersten Deckscheibe (17) vorgehsehen ist.