DE102014217883A1

DE102014217883A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102014217883A1
Application number: DE201410217883
Authority: DE
Inventors: Maximilian Bossecker; Michael Schwarzer; Urban Panther
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2014-09-08
Publication date: 2015-04-09

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad, aufweisend ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil mit einer gemeinsamen Drehachse, um die das Eingangsteil und das Ausgangsteil zusammen und relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind, mit zwei am Eingangsteil verzweigenden und mittels einer Planetenradanordnung in dem Ausgangsteil zusammengeführten Leistungspfaden, wobei ein erster, drehelastisch ausgebildeter Leistungspfad ein mit der Planetenradanordnung verbundenes Zwischenteil aufweist und zwischen dem Zwischenteil und dem Eingangsteil eine in Umfangsrichtung wirksame Federeinrichtung angeordnet ist und ein zweiter Leistungspfad drehstarr zwischen Planetenradanordnung und Ausgangsteil ausgebildet ist. Um insbesondere bei großen Übersetzungen eine ausreichende Federkapazität bei ausreichender Steifigkeit bereitstellen zu können, ist die Federeinrichtung aus zumindest zwei axial nebeneinander und radial außerhalb der Planetenradanordnung angeordneten, in einer von dem Eingangsteil gebildeten Ringkammer untergebrachten Druckfedergruppen gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad, aufweisend ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil mit einer gemeinsamen Drehachse, um die das Eingangsteil und das Ausgangsteil zusammen und relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind, mit zwei am Eingangsteil verzweigenden und mittels einer Planetenradanordnung in dem Ausgangsteil zusammengeführten Leistungspfaden, wobei ein erster, drehelastisch ausgebildeter Leistungspfad ein mit der Planetenradanordnung verbundenes Zwischenteil aufweist und zwischen dem Zwischenteil und dem Eingangsteil eine in Umfangsrichtung wirksame Federeinrichtung angeordnet ist und ein zweiter Leistungspfad drehstarr zwischen Planetenradanordnung und Ausgangsteil ausgebildet ist.
Aus der DE 197 00 851 A1 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer zum Aufnehmen bzw. Ausgleichen von Drehstößen, insbesondere von Drehmomentschwankungen einer Brennkraftmaschine, mit zwei entgegen der Wirkung einer im Kraftübertragungsweg zwischen den beiden Schwungmassen vorgesehenen, zumindest in Umfangsrichtung wirksamen Kraftspeichern sowie ein Planetenradgetriebe umfassenden Dämpfungseinrichtung mit zueinander verdrehbaren Schwungmassen, von denen die eine mit der Brennkraftmaschine und die andere mit dem Eingangsteil eines Getriebes verbindbar ist, bei dem im Kraftübertragungsweg zwischen den beiden Schwungmassen ein Drehmomentbegrenzungsorgan vorgesehen ist, um derartige Torsionsschwingungsdämpfer insbesondere hinsichtlich ihrer Betriebssicherheit und Dauerfestigkeit zu verbessern, bekannt. Gemäß der DE 197 00 851 A1 wird eine Verzweigung eines antriebsseitigen Drehmoments bewirkt, und zwar in ein erstes Teildrehmoment, das über Planetenräder auf als Zwischenmasse wirksame Planetenträger geleitet wird, und in ein zweites Teildrehmoment, das auf ein Hohlrad übertragen wird. Zur genaueren Information über die Merkmale der vorliegenden Erfindung wird ausdrücklich auf die Veröffentlichung DE 197 00 851 A1 verwiesen. Die Lehre dieser Veröffentlichung ist als Bestandteil des vorliegenden Dokuments anzusehen. Merkmale dieser Veröffentlichung sind Merkmale des vorliegenden Dokuments.
Aus der DE 10 2006 028 556 A1 ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehmomentübertragung zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einer Abtriebswelle, insbesondere einer Kurbelwelle, und einem Getriebe mit mindestens einer Getriebeeingangswelle bekannt. Diese kann eine Fliehkraftpendeleinrichtung, die mehrere Pendelmassen umfasst, die mit Hilfe von Laufrollen an einer Pendelmassenträgereinrichtung relativ zu dieser bewegbar angebracht sind, und mindestens eine Kupplungseinrichtung und/oder mindestens eine Drehschwingungsdämpfungseinrichtung, bei der die Laufrollen jeweils mindestens einen Bund aufweisen, der unter Fliehkrafteinwirkung auf die Pendelmasse in axialer Richtung zwischen der Pendelmasse und der Pendelmassenträgereinrichtung angeordnet ist, um die Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere im Hinblick auf die im Betrieb auftretende Geräuschentwicklung, zu optimieren, enthalten. Zur genaueren Information über die Merkmale der vorliegenden Erfindung wird ausdrücklich auf die Veröffentlichung DE 10 2006 028 556 A1 verwiesen. Die Lehre dieser Veröffentlichung ist als Bestandteil des vorliegenden Dokuments anzusehen. Merkmale dieser Veröffentlichung sind Merkmale des vorliegenden Dokuments.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten Drehschwingungsdämpfer baulich und/oder funktional zu verbessern. Insbesondere soll ein Drehschwingungsdämpfer mit einem verbesserten Isolationsverhalten bereitgestellt werden. Insbesondere soll ein Drehschwingungsdämpfer mit einer Schwingungsisolation mittels eines Antiresonanzverhaltens vorgeschlagen werden. Insbesondere soll ein Drehschwingungsdämpfer mit einer Übersetzung des drehstarren Leistungspfads größer eins bezüglich seines Isolationsverhaltens und der Nutzung des zur Verfügung stehenden Bauraums verbessert werden.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen wieder.
Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad, weist ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil mit einer gemeinsamen Drehachse auf, um die das Eingangsteil und das Ausgangsteil zusammen drehbar und relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind. Am Eingangsteil verzweigen im Sinne eines Torquesplitters zwei Leistungspfade, die mittels einer Planetenradanordnung in dem Ausgangsteil wieder zusammengeführt sind. Hierbei weist ein erster, drehelastisch ausgebildeter Leistungspfad ein mit der Planetenradanordnung verbundenes Zwischenteil auf. Zwischen dem Zwischenteil und dem Eingangsteil ist eine in Umfangsrichtung wirksame Federeinrichtung angeordnet. Ein zweiter Leistungspfad ist drehstarr zwischen Planetenradanordnung und Ausgangsteil ausgebildet.
Für eine verbesserte Schwingungsisolation haben sich große Übersetzungen der Planetenradanordnung und damit zwischen den beiden Leistungspfaden als besonders vorteilhaft erwiesen. Beispielsweise können Übersetzungen bis zu zehn bevorzugt bis zu fünf eingestellt sein. Eine Übersetzung wird daher zwischen eins und fünf beziehungsweise eins und zehn eingestellt. Die Übersetzung kann beispielsweise in der Planetenradanordnung festgelegt sein. Beispielsweise kann die Übersetzung mittels eines Durchmessers des Planetenträgers der Planetenradanordnung, mehrstufige Planetenradanordnungen und dergleichen eingestellt sein.
Der Drehschwingungsdämpfer kann eine einzige Fliehkraftpendeleinrichtung aufweisen. Der Drehschwingungsdämpfer kann mehrere Fliehkraftpendeleinrichtungen aufweisen. Der Drehschwingungsdämpfer kann zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs dienen. Der Antriebsstrang kann eine Brennkraftmaschine aufweisen. Der Antriebsstrang kann eine Reibungskupplung aufweisen. Der Antriebsstrang kann ein Getriebe aufweisen. Der Antriebsstrang kann wenigstens ein antreibbares Rad aufweisen. Der Drehschwingungsdämpfer kann zur Anordnung zwischen der Brennkraftmaschine und der Reibungskupplung geeignet sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann dazu dienen, Drehschwingungen zu reduzieren, die durch periodische Vorgänge, insbesondere in der Brennkraftmaschine, angeregt werden.
Das Eingangsteil kann zur Antriebsverbindung mit der Brennkraftmaschine dienen. Das Ausgangsteil kann zur Antriebsverbindung mit der Reibungskupplung dienen. Die Begriffe „Eingangsteil“ und „Ausgangsteil“ sind auf eine von der Brennkraftmaschine ausgehende Leistungsflussrichtung bezogen.
Die Federeinrichtung kann ein- oder mehrstufig ausgebildet sein und einen oder mehrere parallel oder seriell angeordnete Federsätze, beispielsweise kurze, über den Umfang verteilte zwischen Zwischenteil und Ausgangsteil eingespannte, in Umfangsrichtung wirksame kurze Druckfedern oder Bogenfedern enthalten. Die Federeinrichtung kann wenigstens eine Dämpfereinrichtung aufweisen. Die wenigstens eine Dämpfereinrichtung kann wenigstens eine Reibeinrichtung aufweisen. In besonders vorteilhafter Weise ist die Federeinrichtung aus zumindest zwei axial nebeneinander und radial außerhalb der Planetenradanordnung angeordneten Druckfedergruppen gebildet. Die Druckfedergruppen sind aus einer Kombination aus mehreren über den Umfang verteilten Schraubendruckfedern, beispielsweise Bogenfedern und/oder kurzen Druckfedern gebildet. Dementsprechend können nur aus Bogenfedern gebildete Druckfedergruppen Bogenfedergruppen sein. Zumindest eine der Druckfedergruppen kann ineinander geschachtelte Schraubendruckfedern wie kurze Druckfedern und/oder Bogenfedern aufweisen. Die Schraubendruckfedern einer oder mehrerer Druckfedergruppen können insbesondere zur Darstellung von unterschiedlichen Dämpferstufen, Freiwinkeln und dergleichen unterschiedlich lang ausgebildet sein und damit unterschiedlichen Verdrehwinkeln von Eingangs- und Ausgangsteil beaufschlagt werden.
Das Eingangsteil kann eine beispielsweise mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundene Schwungscheibe und ein Deckelteil aufweisen. Zwischen der Schwungscheibe und dem Deckelteil ist ein Aufnahmeraum in Form einer Ringkammer mit für die Druckfedergruppen gebildeten Kammerabschnitten gebildet. Hierbei wird bevorzugt für jede Druckfedergruppe ein Kammerabschnitt gebildet, so dass die Schraubendruckfedern der Druckfedergruppen jeweils axial beidseitig eingangsseitig von den Kammerwandungen in Umfangsrichtung beaufschlagt werden können. Hierzu kann beispielsweise bei zwei nebeneinander angeordneten Druckfedergruppen zwischen der Schwungscheibe und dem Deckelteil ein die Ringkammer in zwei Kammerabschnitte trennendes Trennblech vorgesehen sein, wobei eine erste Druckfedergruppe mittels Einformungen in der Schwungscheibe und in dem Trennblech und die andere, zweite Druckfedergrupe mittels Einformungen in dem Deckelteil und dem Trennblech eingangsseitig in Umfangsrichtung beaufschlagt sind.
Die Einformungen zur Beaufschlagung der Druckfedergruppen können über den Umfang gegeneinander versetzt sein, so dass in vorteilhafter Weise beide Einformungen der Druckfedergruppen am Trennblech über den Umfang abwechselnd dargestellt werden können und beispielsweise gegebenenfalls auftretende Anschlagmomente der Schraubendruckfedern über den Umfang verteilt werden können. Desweiteren kann das Trennblech Öffnungen zum Austausch von in den Kammerabschnitten vorgesehenem Schmiermittel wie Fett oder dergleichen aufweisen.
Die ausgangsseitige Beaufschlagung der Druckfedergruppen erfolgt in vorteilhafter Weise, indem das Zwischenteil jeweils ein von radial innen in jeweils einen Kammerabschnitt eingreifendes Flanschteil aufweist. Im Übrigen können das Zwischenteil und die Planetenradanordnung in Erstreckungsrichtung der Drehachse des Drehschwingungsdämpfers zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil angeordnet sein. Das Zwischenteil kann als Zwischenmasse ausgeführt sein oder eine bevorzugt ringförmig ausgebildet Schwungmasse aufweisen, die mit aus Blech ausgebildeten Bauteilen wie Flanschteilen verbunden, beispielsweise vernietet ist.
Die Planetenradanordnung kann zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil angeordnet sein. Die Planetenradanordnung kann einen Planetenträger aufweisen. Die Planetenradanordnung kann erste Planetenräder zur Darstellung einer ersten Übersetzung und zweite Planetenräder zur Darstellung einer zweiten Übersetzung aufweisen. Die ersten Planetenräder und die zweiten Planetenräder können jeweils unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Die ersten Planetenräder können jeweils einen größeren Durchmesser als die zweiten Planetenräder aufweisen. Es können jeweils ein erstes Planetenrad und ein zweites Planetenrad zueinander koaxial angeordnet sein. Es können jeweils ein erstes Planetenrad und ein zweites Planetenrad miteinander drehfest verbunden oder einteilig ausgebildet sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann ein mit den ersten Planetenrädern in Eingriff stehendes erstes Zahnrad aufweisen. Das erste Zahnrad kann an dem Zwischenteil angeordnet sein. Das zweite Zahnrad kann mit dem Zwischenteil vernietet sein. Das erste Zahnrad kann ein Hohlrad sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann ein mit den zweiten Planetenrädern in Eingriff stehendes zweites Zahnrad aufweisen. Das zweite Zahnrad kann an dem Ausgangsteil angeordnet sein. Das zweite Zahnrad kann mit dem Ausgangsteil vernietet sein. Das zweite Zahnrad kann ein Hohlrad sein. Das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad können unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Das erste Zahnrad kann einen größeren Durchmesser als das zweite Zahnrad aufweisen. In bevorzugter Weise kann das Zwischenteil ein Hohlrad der Planetenradanordnung aufweisen. Planetenräder der Planetenradanordnung können mit einem Sonnenrad des Ausgangsteils und mit einem Hohlrad des Zwischenteils kämmen und verdrehbar auf einem mit dem Eingangsteil drehfest verbundenen Steg aufgenommen sein. Die Planetenradanordnung kann zweistufig ausgebildet sein, indem Planetenräder mittels eines großen Durchmessers mit dem Sonnenrad und mittels eines kleinen Durchmessers mit dem Hohlrad kämmen. Die Zähne der Planetenradanordnung können mit einer Trockenlaufbeschichtung, beispielsweise Phosphornitrid (PN), Chromnitrid (CrN), diamantähnlichem amorphem Kohlenstoff (DLC) und dergleichen versehen sein. Weiterhin kann die Planetenradanordnung nasslaufend, beispielsweise in einem Ölbad betrieben werden.
Der erste Leistungspfad kann sich ausgehend von dem Eingangsteil über das Zwischenteil, die Federeinrichtung, das erste Zahnrad, die ersten Planetenräder, gegebenenfalls zweite Planetenräder und das zweite Zahnrad zu dem Ausgangsteil erstrecken. Der zweite Leistungspfad kann sich ausgehend von dem Eingangsteil über den Planetenträger, die zweiten Planetenräder und das zweite Zahnrad zu dem Ausgangsteil erstrecken. Der erste Leistungspfad und der zweite Leistungspfad können in dem Ausgangsteil zusammengeführt sein. Bei einem Betrieb des Drehschwingungsdämpfers kann eine Phasenlage von Drehungleichförmigkeiten bei Durchlaufen der Leistungspfade unterschiedlich verschoben werden. Eine Phasenlage kann um ca. 180° verschoben werden. In dem Ausgangsteil können Drehungleichförmigkeiten, die den ersten Leistungspfad durchlaufen haben, und Drehungleichförmigkeiten, die den zweiten Leistungspfad durchlaufen haben, sich zumindest teilweise gegenseitig kompensieren. Dies kann auch als Antiresonanzprinzip bezeichnet werden.
Der Drehschwingungsdämpfer kann ein Scheibenteil aufweisen, das mit dem Ausgangsteil drehfest verbunden ist. Das Scheibenteil kann mit dem Ausgangsteil vernietet sein. An dem Scheibenteil kann das zweite Zahnrad angeordnet sein. Das Scheibenteil kann einen ringschalenartigen Querschnittsabschnitt aufweisen. Das Scheibenteil kann ein Blechteil sein. Das Scheibenteil kann in einem Stanz-Biege-Verfahren hergestellt sein.
Weiterhin kann an dem Drehschwingungsdämpfer zumindest ein Fliehkraftpendel eingangsseitig, ausgangsseitig oder dem Zwischenteil zugeordnet sein. Das Pendelmassenträgerteil eines derartigen Fliehkraftpendels kann eine ringscheibenartige Form aufweisen. Das Pendelmassenträgerteil kann an einem weiteren Scheibenteil angeordnet sein. Das Pendelmassenträgerteil kann mit einem weiteren Scheibenteil verschweißt sein. Das Pendelmassenträgerteil kann an dem Zwischenteil angeordnet sein. Das Pendelmassenträgerteil kann mit dem Zwischenteil verschweißt sein. Das Pendelmassenträgerteil kann an dem Eingangsteil angeordnet sein. Das Pendelmassenträgerteil kann mit dem Eingangsteil verschweißt sein. Die wenigstens eine Pendelmasse kann zur Drehachse exzentrisch angeordnet sein. Die wenigstens eine Pendelmasse kann zwischen einer ersten Endlage und einer zweiten Endlage verlagerbar sein. Das zumindest eine Fliehkraftpendel kann mehrere, insbesondere zwei, drei oder vier Pendelmassen aufweisen. Die wenigstens eine Pendelmasse kann eine kreisringbogenartige Form aufweisen. Die kreisringbogenartige Form der wenigstens einen Pendelmasse kann sich über einen Winkelbereich von ca. 160°–190°, insbesondere von ca. 180°, erstrecken. Die kreisringbogenartige Form der wenigstens einen Pendelmasse kann sich über einen Winkelbereich von ca. 100°–130°, insbesondere von ca. 120°, erstrecken. Die kreisringbogenartige Form der wenigstens einen Pendelmasse kann sich über einen Winkelbereich von ca. 70°–100°, insbesondere von ca. 90°, erstrecken. Die wenigstens eine Pendelmasse kann zwei Pendelmasseteile aufweisen. Die Pendelmasseteile können einander gegenüberliegend beidseits des Pendelmassenträgerteils angeordnet sein. Die Pendelmasseteile können miteinander fest verbunden sein. Die wenigstens eine Pendelmasse kann außenliegend sein. Es kann jeweils eine Pendelmasse zwischen Abschnitten des Pendelmassenträgerteils angeordnet sein. Die wenigstens eine Pendelmasse kann innenliegend sein. Die Fliehkraftpendeleinrichtung kann wenigstens eine Pendelrolle zur verlagerbaren Anordnung der wenigstens einen Pendelmasse an dem Pendelmassenträgerteil aufweisen. Die wenigstens eine Pendelmasse kann wenigstens einen Durchbruch für die wenigstens eine Pendelrolle aufweisen. Das Pendelmassenträgerteil kann wenigstens einen Durchbruch für die wenigstens eine Pendelrolle aufweisen. Der wenigstens eine Durchbruch kann eine nierenartig gebogene Form aufweisen. Die Pendelbahn der wenigstens einen Pendelmasse kann durch den wenigstens einen Durchbruch vorgegeben sein. Die wenigstens eine Pendelrolle kann eine zylinderartige Form aufweisen.
Die wenigstens eine Fliehkraftpendeleinrichtung kann radial außen angeordnet sein. Die wenigstens eine Fliehkraftpendeleinrichtung kann radial außerhalb der wenigstens einen Federeinrichtung angeordnet sein. Die wenigstens eine Fliehkraftpendeleinrichtung kann radial außerhalb der Planetenradanordnung angeordnet sein.
Die wenigstens eine Fliehkraftpendeleinrichtung kann eine Berstschutzeinrichtung aufweisen. Die Berstschutzeinrichtung kann die wenigstens eine Fliehkraftpendeleinrichtung gehäuseartig umgeben. Die Berstschutzeinrichtung kann die wenigstens eine Fliehkraftpendeleinrichtung radial außenseitig umgeben. Die Berstschutzeinrichtung kann mithilfe eines Scheibenteils gebildet sein. Die Berstschutzeinrichtung kann mithilfe eines Pendelmassenträgerteils gebildet sein. Die Berstschutzeinrichtung kann mithilfe des Zwischenteils gebildet sein.
Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt würden bei einem radial beschränkten Bauraum mit üblicherweise nur einem Federkanal brauchbare Bogenfedern entsprechend große Wickeldurchmesser und dicke Drähte aufweisen. Vor allem bei Bogenfedern, bei denen die radial innen liegenden Windungsbereiche zuerst auf Block gehen und damit den Verdrehwinkel begrenzen, führt dies zwangsläufig zu einem schlechten Bauraumnutzwert, insbesondere bei Übersetzungen größer eins, bei denen Drehmoment mit größeren Hebelverhältnissen über den drehstarren Leistungspfad eingespeist werden, welches Drehmoment von der zwischen Eingangsteil und Zwischenteil angeordneten Federeinrichtung gegenzuhalten ist. Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer zeichnet sich daher insbesondere dadurch aus, dass die Federeinrichtung mindestens zwei parallel geschaltete Druckfederkanäle aufweist. Dadurch muss jeder Federkanal nur einen Teil der Kräfte / Momente abdecken. Die einzelnen Federn können daher mit kleineren Windungsdurchmessern und Drahtstärken gefertigt werden, was zu günstigeren Wickelverhältnissen und Betätigungswegen führt.
Die Druckfederkanäle sind vorzugsweise mit einem Trennblech voneinander separiert. Dieses kann die notwendigen Federanschläge in tiefgezogener Form bereitstellen. Alternativ können auch Anschlagbleche durch Schweißen und/oder Vernieten an dem Trennblech fixiert sein. Vorzugsweise sind die Federanschlagelemente des linken Kanals gegenüber denen des rechten (benachbarten) Kanals versetzt angebracht, beispielsweise 90° um eine Drehachse des Drehschwingungsdämpfers wie Kurbelwellenachse. Weiterhin kann das Trennblech Bohrungen aufweisen, um einen Fettausgleich zwischen den Druckfederkanälen zu gewährleisten.
Montagebedingt kann vorzugsweise für jeden Druckfederkanal ein eigener Betätigungsflansch wie Flanschteil vorgesehen sein. Die beiden Betätigungsflansche werden zusammen mit einer weiteren Ringmasse vernietet und bilden so die Masseneinheit, die als Tilgermasse dient.
Als Koppelglied zwischen Primärseite, Tilgermasse und Sekundärseite dient eine Planetenradanordnung wie Planetengetriebe, wobei die Sonne der Sekundärseite zugeordnet ist. Das Hohlrad ist mit der Tilgermasse verbunden, und der Steg wird in der Primärseite gelagert. Durch diese Anordnung kann eine große Anzahl von Planetenrädern die Lager- und Verzahnungsbelastungen reduzieren. Außerdem bietet sich hierbei die Möglichkeit, auch das Deckelteil des Eingangsteils als zusätzliches Stegblech zu verwenden. Um die Hebelübersetzungen „i“ des Planetengetriebes weiter zu vergrößern, können die Planetenräder zweistufig in einteiliger oder gebauter Ausführung vorgesehen sein.
Falls keine ausreichende Fettschmierung der Zahnräder ermöglicht wird, können die Zähne mit einer speziellen Trockenlaufbeschichtung, beispielsweise PN, CrN, DLC versehen werden.
Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer weist ein verbessertes Isolationsverhalten auf. Eine weitere Beruhigung von Drehungleichförmigkeiten in einer Verzahnung der Planetenradanordnung ist insbesondere durch Verspannung der Federeinrichtung zwischen Zwischenteil und Ausgangsteil bei geringen anliegenden Momenten ermöglicht. Eine Beruhigung einer Restanregung in der Planetenradanordnung ist ermöglicht. Ein Verzahnungsgeräusch ist reduziert. Eine Eingangsdrehungleichförmigkeit ist reduziert. Eine Isolationswirkung am Ausgangsteil ist erhöht. Eine Belastung eines Nebenaggregatantriebs ist reduziert. Eine Betriebssicherheit ist erhöht.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Drehschwingungsdämpfers mit zwei Leistungspfaden,
2 einen Teilschnitt durch einen Drehschwingungsdämpfer entsprechend der schematischen Darstellung der 1 in konstruktiver Ausbildung,
3 eine Teilansicht der Planetenradanordnung des Drehschwingungsdämpfers der 2,
4 einen gegenüber dem Drehschwingungsdämpfer der 2 abgeänderten Drehschwingungsdämpfer mit einer zweistufigen Planetenradanordnung im Teilschnitt
und
5 eine Teilansicht der Planetenradanordnung des Drehschwingungsdämpfers der 4.
Die 1 zeigt den an sich rotatorisch wirksamen, um eine Drehachse wie Kurbelwellendrehachse angeordneten Drehschwingungsdämpfer 100 in kinematischer, translatorischer Darstellung zur Erläuterung dessen Funktion. Der Drehschwingungsdämpfer 100 ist als Zweimassenschwungrad 101 mit dem als Primärschwungmasse J_P wirksamen Eingangsteil 102 und dem als Sekundärschwungmasse J_S wirksamen Ausgangsteil 103 ausgebildet. Zwischen dem Eingangsteil 102 sind die beiden Leistungspfade 104, 105 ausgebildet, wobei der Leistungspfad 104 mit der zwischen dem Eingangsteil 102 und dem die Tilgermasse J_T bereitstellenden Zwischenteil 106 angeordneten Federeinrichtung 107 drehelastisch und der Leistungspfad 105 drehstarr ausgebildet ist. Die Planetenradanordnung 108 verbindet dabei die am Eingangsteil 102 aufgeteilten Leistungspfade in einer vorgegebenen Übersetzung i wieder miteinander und leitet die über die Leistungspfade 104, 105 verzweigten Teilmomente wieder an dem Ausgangsteil 103. Die Übersetzung i ist dabei mittels der Planetenradanordnung 108 eingestellt und durch die Hebellängen A, B mit B/A = i eingestellt. In der dargestellten Ausführung ist die Übersetzung i größer eins. Hierdurch muss zur Darstellung einer Schwingungsisolation des Drehschwingungsdämpfers 100 mittels Antiresonanz eine hohe Federsteifigkeit c eingestellt werden, welche größer als das dynamische Moment am Eingangsteil sein kann.
Wie aus dem Teilschnitt der konstruktiven Ausbildung des um die Drehachse d angeordneten Drehschwingungsdämpfers 100 der 2 hervorgeht, ist die Federeinrichtung 107 aus zwei axial nebeneinander und radial außerhalb der Planetenradanordnung 108 angeordneten Druckfedergruppen 109, 110 mit den jeweils ineinander geschachtelten Schraubendruckfedern 111, 112, 113, 114 gebildet. Die Druckfedergruppen 109, 110 sind in der durch die Schwungscheibe 115 und das Deckelteil 116 des Eingangsteils 102 gebildeten Ringkammer 117 untergebracht. Die Ringkammer 117 ist mittels des mit der Schwungscheibe 115 und dem Deckelteil 116 verschweißten Trennblechs 118 in zwei benachbarte Kammerabschnitte 119, 120 aufgeteilt, in welchen jeweils eine Druckfedergruppe 109, 110 und gegebenenfalls Schmiermittel zur Befettung dieser untergebracht sind. Die Druckfedergruppe 109 wird von den in der Schwungscheibe 115 und in dem Trennblech 118 ausgebildeten Einformungen 121, 122 eingangsseitig und bevorzugt in beide Umfangsrichtungen an den Stirnseiten der Schraubendruckfedern 111, 112 beaufschlagt. In entsprechender Weise wird die Druckfedergruppe 110 von den in dem Trennblech 118 und in dem Deckelteil 116 vorgesehenen Einformungen 123, 124 beaufschlagt. Die Einformungen 121, 122 sind dabei gegenüber den Einformungen 123, 124 über den Umfang winkelversetzt, das heißt, die Einformungen 121, 122 wechseln über den Umfang beispielsweise um 90° versetzt mit den Einformungen 123, 124 ab.
Die ausgangsseitige Beaufschlagung der Druckfedergruppen 109, 110 erfolgt mittels der Flanschteile 125, 126, die gemeinsam mit der Tilgermasse 127 mittels Nieten 128 verbunden sind und das Zwischenteil 106 bilden. Hierzu greifen die Flanschteile 125, 126 mittels der radial außen erweiterten Arme 129, 130 zwischen die Schraubendruckfedern 111, 112, beziehungsweise 113, 114 ein.
Die Planetenradanordnung 108 wie Planetengetriebe verbindet das Eingangsteil 102, das Ausgangsteil 103 und das Zwischenteil 106 miteinander unter Ausbildung einer festen Übersetzung vorzugsweise größer eins. Hierzu bildet das als Sekundärschwungmasse ausgebildete Ausgangsteil 103 das Sonnenrad 131 und das Flanschteil 126 das Hohlrad 132 der Planetenradanordnung 108 aus. Der Steg 133 der Planetenradanordnung 108 ist drehfest mit der Schwungscheibe 115 verbunden und nimmt einerseits einseitig die zwischen Sonnenrad 131 und Hohlrad 132 kämmenden und über den Umfang verteilten Planetenräder 134 auf und bildet mittels des Lagers 140 die Lagerung zwischen Eingangsteil 102 und Ausgangsteil 103. Die Aufnahme der Planetenräder 134 auf der gegenüberliegenden Seite des Stegs 133 bildet das radial nach innen erweiterte Deckelteil 116.
Infolge der Übersetzung größer eins weist bei auftretenden Drehschwingungen am Eingangsteil 102 der drehstarre Leistungspfad 105 (1) zwischen Eingangsteil 102, Steg 133 und Planetenrädern 134 einen größeren Hebel auf als der drehelastische Leistungspfad 104 (1) über das Eingangsteil 102, die Federeinrichtung 107 und das Zwischenteil 106 gegenüber dem Ausgangsteil 103. Hierzu ist die Federeinrichtung zur Ausbildung der Drehschwingungsisolation aufgrund von Antiresonanz mittels der parallel geschalteten Druckfedergruppen 109, 110 trotz vergleichsweise geringer Drahtstärken der Schraubendruckfedern 111, 112, 113, 114 besonders steif ausgebildet.
Die 3 zeigt in Teilansicht die einstufig ausgebildete Planetenradanordnung 108 des Drehschwingungsdämpfers 100 der 2 mit dem Steg 133, dem Sonnenrad 131 und den hier acht über den Umfang verteilten Planetenrädern 134 bei nicht dargestelltem Hohlrad. Die Planetenräder 134 sind dabei auf dem Teilkreis 135 verdrehbar auf dem Steg 133 angeordnet und kämmen mit dem Sonnenrad 131 auf dem Teilkreis 136 und dem Hohlrad auf dem Teilkreis 137.
Die 4 zeigt den dem Drehschwingungsdämpfer 100 der 2 ähnlichen Drehschwingungsdämpfer 200 im Teilschnitt. Im Unterschied zu dem Drehschwingungsdämpfer 100 ist die Planetenradanordnung 208 des Drehschwingungsdämpfers 200 zweistufig ausgebildet. Hierzu weisen die auf dem Steg 233 verdrehbar aufgenommenen Planetenräder 234 Verzahnungen 238, 239 unterschiedlichen Durchmessers auf, wobei die Verzahnungen 238 mit geringem Durchmesser mit dem Hohlrad 232 des Zwischenteils 206 kämmen. Das Hohlrad 232 ist in diesem Ausführungsbeispiel in der Tilgermasse 227 ausgebildet. Die Tilgermasse 227 ist mit dem Flanschteil 226 verschweißt. Die Verzahnungen 239 mit großem Durchmesser kämmen mit dem Sonnenrad 231 des Ausgangsteils 203. Durch diese Anordnung kann zwischen den beiden Leistungspfaden eine größere Übersetzung eingestellt werden. Eine Verringerung der Tilgermasse 227 kann zugunsten der größeren Planetenräder 234 in Kauf genommen werden.
Die 5 zeigt die Planetenradanordnung 208 in Teilansicht bei nicht dargestelltem Hohlrad. Die Planetenräder 234 sind auf dem Teilkreis 235 an dem Steg 233 verdrehbar aufgenommen, die Verzahnungen 238 mit dem kleineren Durchmesser kämmen auf dem Teilkreis 237 mit dem Hohlrad und die Verzahnungen 239 mit dem größeren Durchmesser kämmen auf dem Teilkreis 236 mit dem Sonnenrad 231, so dass mit der Planetenradanordnung 208 eine gegenüber der Planetenradanordnung 108 der 3 größere Übersetzung erzielt wird.
Bezugszeichenliste

100: Drehschwingungsdämpfer
101: Zweimassenschwungrad
102: Eingangsteil
103: Ausgangsteil
104: Leistungspfad
105: Leistungspfad
106: Zwischenteil
107: Federeinrichtung
108: Planetenradanordnung
109: Druckfedergruppe
110: Druckfedergruppe
111: Schraubendruckfeder
112: Schraubendruckfeder
113: Schraubendruckfeder
114: Schraubendruckfeder
115: Schwungscheibe
116: Deckelteil
117: Ringkammer
118: Trennblech
119: Kammerabschnitt
120: Kammerabschnitt
121: Einformung
122: Einformung
123: Einformung
124: Einformung
125: Flanschteil
126: Flanschteil
127: Tilgermasse
128: Niet
129: Arm
130: Arm
131: Sonnenrad
132: Hohlrad
133: Steg
134: Planetenrad
135: Teilkreis
136: Teilkreis
137: Teilkreis
140: Lager
200: Drehschwingungsdämpfer
203: Ausgangsteil
206: Zwischenteil
208: Planetenradanordnung
226: Flanschteil
227: Tilgermasse
231: Sonnenrad
232: Hohlrad
233: Steg
234: Planetenrad
235: Teilkreis
236: Teilkreis
237: Teilkreis
238: Verzahnung
239: Verzahnung
A: Hebellänge
B: Hebellänge
c: Federsteifigkeit
d: Drehachse
J_P: Primärschwungmasse
J_S: Sekundärschwungmasse
J_T: Tilgermasse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19700851 A1 [0002, 0002, 0002]
DE 102006028556 A1 [0003, 0003]

Claims

Drehschwingungsdämpfer (100, 200), insbesondere Zweimassenschwungrad, aufweisend ein Eingangsteil (102) und ein Ausgangsteil (103, 203) mit einer gemeinsamen Drehachse (d), um die das Eingangsteil (102) und das Ausgangsteil (103, 203) zusammen und relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind, mit zwei am Eingangsteil (102) verzweigenden und mittels einer Planetenradanordnung (108, 208) in dem Ausgangsteil (103, 203) zusammengeführten Leistungspfaden (104, 105), wobei ein erster, drehelastisch ausgebildeter Leistungspfad (104) ein mit der Planetenradanordnung (108, 208) verbundenes Zwischenteil (106, 206) aufweist und zwischen dem Zwischenteil (106, 206) und dem Eingangsteil (102) eine in Umfangsrichtung wirksame Federeinrichtung (107) angeordnet ist und ein zweiter Leistungspfad (105) drehstarr zwischen Planetenradanordnung (108, 208) und Ausgangsteil (103, 203) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (107) aus zumindest zwei axial nebeneinander und radial außerhalb der Planetenradanordnung (108, 208) angeordneten, in einer von dem Eingangsteil (102) gebildeten Ringkammer (117) untergebrachten Druckfedergruppen (109, 110) gebildet ist.
Drehschwingungsdämpfer (100, 200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsteil (102) aus einer Schwungscheibe (115) und einem Deckelteil (116) gebildet ist und zwischen diesen ein die Ringkammer (117) in zwei Kammerabschnitte (119, 120) trennendes Trennblech (118) vorgesehen ist, wobei eine erste Druckfedergruppe (109) mittels Einformungen (121, 122) in der Schwungscheibe (115) und in dem Trennblech (118) und eine zweite Druckfedergrupe (110) mittels Einformungen (123, 124) in dem Deckelteil (116) und dem Trennblech (118) eingangsseitig in Umfangsrichtung beaufschlagt sind.
Drehschwingungsdämpfer (100, 200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einformungen (121, 122, 123, 124) zur Beaufschlagung der Druckfedergruppen (109, 110) über den Umfang gegeneinander versetzt sind.
Drehschwingungsdämpfer (100, 200) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennblech (118) Öffnungen zum Austausch von in den Kammerabschnitten (119, 120) vorgesehenem Schmiermittel aufweist.
Drehschwingungsdämpfer (100, 200) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (106, 206) jeweils ein eine Druckfedergruppe (109, 110) ausgangsseitig beaufschlagende, von radial innen in jeweils einen Kammerabschnitt (119, 120) eingreifendes Flanschteil (125, 126) aufweist.
Drehschwingungsdämpfer (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (106, 206) eine Tilgermasse (127, 227) aufweist.
Drehschwingungsdämpfer (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenteil (106, 206) ein Hohlrad (132, 232) der Planetenradanordnung (108, 208) aufweist.
Drehschwingungsdämpfer (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Planetenräder (134, 234) der Planetenradanordnung (108, 208) mit einem Sonnenrad (131, 231) des Ausgangsteils (103, 203) und mit einem Hohlrad (132, 232) des Zwischenteils (106, 206) kämmen und verdrehbar auf einem mit dem Eingangsteil (102) drehfest verbundenen Steg (133, 233) aufgenommen sind.
Drehschwingungsdämpfer (200) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradanordnung (208) zweistufig mit mittels eines großen Durchmessers mit dem Sonnenrad (231) und mittels eines kleinen Durchmessers mit dem Hohlrad (232) kämmenden Planetenrädern (234) ausgebildet ist.
Drehschwingungsdämpfer (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Zähne der Planetenradanordnung (108, 208) mit einer Trockenlaufbeschichtung versehen sind.