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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad mit einem Eingangsteil mit einer primären Schwungmasse und einem Ausgangsteil mit einer sekundären Schwungmasse sowie einer dritten Schwungmasse, wobei die Schwungmassen um eine gemeinsame Drehachse angeordnet sind, die dritte Schwungmasse mit einer der beiden Schwungmassen drehelastisch gekoppelt ist und die Schwungmassen miteinander mittels eines Summiergetriebes miteinander drehstarr verbunden sind.
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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.
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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.
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Die nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldungen Nr. 10 2013 215 336.8 ,
10 2013 218 456.5 und
10 2013 220 112.5 , deren Offenbarungsgehalt vollinhaltlich in diese Anmeldung aufgenommen ist, offenbaren jeweils einen Drehschwingungsdämpfer mit einer primären Schwungmasse, einer sekundären Schwungmasse und einer dritten Schwungmasse. Die Schwungmassen sind auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet. Die primäre Schwungmasse ist mit den beiden anderen Schwungmassen leistungsverzweigt ausgebildet und mit einer der Schwungmassen drehstarr und mit der anderen drehelastisch verbunden. Die Schwungmassen sind miteinander mittels eines Summiergetriebes derart verbunden, dass das beispielsweise von einer Kurbelwelle in die primäre Schwungmasse eingeleitete Moment von der sekundären Schwungmasse auf den nachfolgenden Antriebsstrangteil übertragen werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung eines Drehschwingungsdämpfers zur Erzielung einer verbesserten Leistung bezüglich der Drehschwingungsisolation.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Der vorgeschlagene Drehschwingungsdämpfer ist insbesondere als geteiltes Schwungrad wie Zweimassenschwungrad mit einem Eingangsteil mit einer primären Schwungmasse und einem Ausgangsteil mit einer sekundären Schwungmasse vorgesehen. Zwischen diesen ist eine dritte Schwungmasse vorgesehen. Die Schwungmassen sind um eine gemeinsame Drehachse angeordnet, wobei die dritte Schwungmasse mit einer der beiden Schwungmassen, mit der primären oder sekundären Schwungmasse drehelastisch gekoppelt ist. Die drei Schwungmassen sind miteinander mittels eines beispielsweise eine feste Übersetzung vorgebenden Summiergetriebes miteinander drehstarr verbunden. Zur variablen Ausbildung der Schwungmassen ist eine koaxial zur Drehachse angeordnete Zusatzmasse vorgesehen, die zumindest einer Schwungmasse zuschaltbar ist. Die Steuerung erfolgt von außen, indem die Zusatzmasse mittels eines Aktors mit einer Schwungmasse verbunden wird. Weiterhin kann eine selbstständige Schaltung beispielsweise abhängig vom über den Drehschwingungsdämpfer übertragenen Moment, von der Drehzahl, beispielsweise fliehkraftabgängig oder dergleichen vorgesehen sein.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Zusatzmasse ringförmig radial außerhalb der Schwungmassen angeordnet. Die Zusatzmasse kann gegenüber den Schwungmassen axial verlagerbar ausgebildet sein und beispielsweise axial fluchtend an die mit dieser zu verbindenden Schwungmasse verlagert werden. Hierbei kann eine Zwangssteuerungseinrichtung vorgesehen sein, die die Zusatzmasse zwischen den mit dieser zu verbindenden Schwungmassen axial verlagert. Beispielsweise kann hierzu die Zwangssteuerungseinrichtung aus einer in der Zusatzmasse angeordneten Umfangsnut und einem in die Umfangsnut zumindest zweitweise eingreifenden, eine axiale Verlagerung der Zusatzmasse bewirkenden Aktorstift gebildet sein. Beispielsweise kann die Umfangsnut aus einer Ringnut gebildet sein, wobei der Aktorstift stetig in die Ringnut eingespurt ist und bei einer erwünschten Verlagerung der Zusatzmasse der Aktorstift mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Schaltventils, eines Schaltmagneten, einem entsprechend in eine Axialbewegung des Aktorstifts übersetzten Elektromotor oder dergleichen axial verlagert wird und damit die beispielsweise durch Drehankoppelung an eine Schwungmasse drehende Zusatzmasse nach Drehentkoppelung von der einen in Richtung der anderen axial verlagert und an die mit dieser zu verbindenden Schwungmasse drehgekoppelt wird. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Aktorstift axial fest und aus der Umfangsnut ausgekoppelt angeordnet sein, wobei die Umfangsnut als Wendelnut ausgebildet ist. Um eine Schaltung herbeizuführen, wird der Aktorstift beispielsweise mittels eines Schaltventils, eines Elektromagneten oder dergleichen in die Wendelnut eingespurt wie eingeschossen, so dass sich die drehende Pendelmasse entlang der Wendelnut axial in Richtung der zu verbindenden Schwungmasse schraubt. Um eine derartige Schraubbewegung in beide axiale Richtungen zu ermöglichen, können zwei sich teilweise überkreuzende Wendelnuten mit entgegengesetzter Steigung, zwei separat ausgebildete Wendelnuten mit separaten Aktorstiften oder eine einzige Wendelnut mit einem Aktorstift, wobei die Zusatzmasse entgegen der Wirkung eines axial wirksamen Energiespeichers wie Zug- oder Druckfeder verlagert wird, so dass eine Rückverlagerung der Zusatzmasse durch Auflösung der erzielten Vorspannung des Energiespeichers erfolgen kann, vorgesehen sein. Beispielsweise und auf die axiale Verlagerung der Zusatzmasse anwendbare Zwangssteuerungseinrichtungen sind in Schaltwalzen und Schiebenocken von Nockenwellen, beispielsweise auf die
DE 10 2012 214 389 A1 ,
DE 10 2011 088 298 A1 und
DE 10 2009 009 081 A1 offenbart.
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Zusatzmasse gegenüber den Schwungmassen axial fest angeordnet sein. Beispielsweise kann eine sich über zumindest zwei mit dieser zu verbindenden Schwungmassen axial erstreckende Zusatzmasse vorgesehen sein. Die axial feste Zusatzmasse ist dabei mit jeder zu verbindenden Schwungmasse mittels einer Schaltverbindung verbindbar vorgesehen, so dass wechselweise mittels der Schaltverbindungen die Schwungmasse in vorteilhafter Weise überschneidend von der Zusatzmasse gelöst und mit dieser verbunden werden kann. Die Schaltverbindung kann als Bremse, Kupplung ausgebildet sein.
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Die Ausführungsformen übergreifend kann die Verbindung zwischen der Zusatzmasse und einer Schwungmasse form- und/oder reibschlüssig ausgebildet sein. Bei reibschlüssiger Ausbildung eignen sich insbesondere Reibpartner, welche einen hohen Reibwert ausbilden, beispielsweise Reibpartner aus Kunststoff und Stahl und/oder mit fein strukturierter Oberfläche ausgebildete Reibpartner oder dergleichen. Als formschlüssige Verbindung eignen sich Stiftverbindung, Verzahnungen oder dergleichen.
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Aufgrund der im Wesentlichen und im Mittel gleichen Drehzahlen der Schwungmassen bei vor einer Schaltung mit einer andern Schwungmasse gekoppelten Zusatzmasse kann eine Verbindung der Zusatzmasse mit einer anderen Schwungmasse unsynchronisiert vorgesehen sein. Für weitere Fälle kann zwischen zumindest einer Schwungmasse und der Zusatzmasse eine Synchronisierungseinrichtung vorgesehen sein. Eine derartige Synchronisierungseinrichtung kann beispielsweise einer Schaltmuffe in Schaltgerieben entsprechend nachgebildet sein, indem einer drehschlüssigen Verbindung vor Annäherungen der Verzahnungen aneinander Synchronisationsflächen vorgesehen sind.
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In weiteren Ausführungsformen von Schaltzuständen der Zusatzmassen gegenüber einer der Schwungmassen kann eine Neutralposition vorgesehen sein, bei der die Zusatzmasse mit keiner der Schwungmassen verbunden ist. Eine Ankoppelung an eine der Schwungmassen erfolgt hierbei bevorzugt mittels einer Synchronisationseinrichtung oder im Stand des Drehschwingungsdämpfers.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 einen Drehschwingungsdämpfer mit axial verlagerbarer Zusatzmasse in schematischer Darstellung und
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2 einen Drehschwingungsdämpfer mit axial fester Zusatzmasse in schematischer Darstellung.
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Die 1 zeigt den Drehschwingungsdämpfer 1 in schematischer Darstellung mit dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 3. Dem Eingangsteil 2 ist die primäre Schwungmasse 4 mit dem Trägheitsmoment JP, dem Ausgangsteil 3 die sekundäre Schwungmasse 5 mit dem Trägheitsmoment JS zugeordnet. Zwischen den beiden Schwungmassen 4, 5 ist die dritte Schwungmasse 6 mit dem Trägheitsmoment JT angeordnet. Die Schwungmassen 4, 5, 6 bilden ein geteiltes Schwungrad und sind um die Drehachse d angeordnet. Das Eingangsteil 2 ist hierzu an einer nicht dargestellten Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommen.
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Die Schwungmassen 4, 6 sind miteinander mittels der Federeinrichtung 7, beispielsweise über den Umfang verteilt angeordneten Bogenfedern drehelastisch verbunden. Die beiden Schwungmassen 4, 5 sowie die Schwungmassen 5, 6 sind mittels des Summiergetriebes 8, beispielsweise eines Planetengetriebes mit der Übersetzung i drehstarr miteinander verbunden.
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Radial außerhalb der Schwungmassen 4, 5, 6 ist entlang des Umfangs U die ringförmige Zusatzmasse 9 axial verlagerbar aufgenommen. Die Zusatzmasse 9 ist mittels einer nicht dargestellten Zwangssteuerungseinrichtung in die drei mit jeweils einer der Schwungmassen 4, 5, 6 fluchtenden Schaltpositionen I, II, III verlagerbar und mit diesen reib- oder formschlüssig mittels der zwischen Zusatzmasse 9 und der jeweiligen Schwungmasse 4, 5, 6 wirksamen Schaltverbindungen 10‘, 10‘‘, 10‘‘‘, beispielsweise reibschlüssigen Kupplungen oder Bremsen oder formschlüssigen Schaltkupplungen wie Schiebemuffen verbindbar. Die jeweilige Zuordnung erhöht die Hauptmasse der jeweiligen Schwungmasse 4, 5, 6. In der dargestellten Schaltposition I ist die Zusatzmasse 9 der primären Schwungmasse 4, in der gestrichelt dargestellten Schaltposition II der Schwungmasse 6 und in der ebenfalls gestrichelt dargestellten Schaltposition III der Schwungmasse 5 zugeordnet und mit diesen zur Erhöhung deren Hauptmasse verbunden.
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Die 2 zeigt den gegenüber der 1 abgeänderten Drehschwingungsdämpfer 1a in schematischer Darstellung. Hierbei sind Eingangsteil 2a und Ausgangsteil 3a sowie die Schwungmassen 4a, 5a, 6a mit der Federeinrichtung 7a und dem Summiergetriebe 8a im Wesentlichen gleich ausgebildet. Im Unterschied zu dem Drehschwingungsdämpfer 1 der 1 verfügt der hier dargestellte Drehschwingungsdämpfer 1a über eine axial fest gelagerte, die Schwungmassen 4a, 5a, 6a übergreifende Zusatzmasse 9a mit dem Trägheitsmoment JZ. Die Schalteinrichtungen 10a‘, 10a‘‘, 10a‘‘‘ bilden dabei die Verbindung zu den Schwungmassen 4a, 5a, 6a. Je nach Schaltung der Schalteinrichtungen 10a‘, 10a‘‘, 10a‘‘‘ wird die Zusatzmasse 9a mit einer der Schwungmassen 4a, 5a, 6a an den Schaltpositionen I, II, III drehschlüssig verbunden. In der dargestellten Ausführungsform ist beispielsweise die Schwungmasse 4a mit der Zusatzmasse 9a an der Schaltposition I verbunden. Hierzu ist die Schalteinrichtung 10a‘ geschlossen, während die Schalteinrichtungen 10a‘‘, 10a‘‘‘ geöffnet sind.
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Durch die im Mittel gleiche Drehgeschwindigkeit der Schwungmassen 4, 4a, 5, 5a, 6, 6a und die ständige Ankoppelung der Zusatzmasse 9, 9a an eine der Schwungmassen 4, 4a, 5, 5a, 6a kann auf eine Synchronisierung der Schaltpositionen I, II, III verzichtet werden. Die Zusatzmasse 9, 9a kann zentrisch an einer Getriebeeingangswelle eines dem Drehschwingungsdämpfer 1 nachgelagerten Getriebes, an der Kurbelwelle, einer Nabe, einem Nabenflansch des Drehschwingungsdämpfers 1 oder einem eingangs- oder ausgangsseitigen Nabenflansch, an dem Getriebegehäuse des Getriebes, am Gehäuse der Brennkraftmaschine, an einem weiteren Gehäuseteil oder an einem anderen Trägerelement verdrehbar gelagert sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 1a
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Eingangsteil
- 2a
- Eingangsteil
- 3
- Ausgangsteil
- 3a
- Ausgangsteil
- 4
- Schwungmasse
- 4a
- Schwungmasse
- 5
- Schwungmasse
- 5a
- Schwungmasse
- 6
- Schwungmasse
- 6a
- Schwungmasse
- 7
- Federeinrichtung
- 7a
- Federeinrichtung
- 8
- Summiergetriebe
- 8a
- Summiergetriebe
- 9
- Zusatzmasse
- 9a
- Zusatzmasse
- 10‘
- Schalteinrichtung
- 10‘‘
- Schalteinrichtung
- 10‘‘‘
- Schalteinrichtung
- 10a‘
- Schalteinrichtung
- 10a‘‘
- Schalteinrichtung
- 10a‘‘‘
- Schalteinrichtung
- I
- Schaltposition
- II
- Schaltposition
- III
- Schaltposition
- d
- Drehachse
- i
- Übersetzung
- JP
- Trägheitsmoment
- JS
- Trägheitsmoment
- JT
- Trägheitsmoment
- JZ
- Trägheitsmoment
- U
- Umfang
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19700851 A1 [0002, 0002, 0002]
- DE 102006028556 A1 [0003, 0003]
- DE 102013215336 [0004]
- DE 102013218456 [0004]
- DE 102013220112 [0004]
- DE 102012214389 A1 [0008]
- DE 102011088298 A1 [0008]
- DE 102009009081 A1 [0008]
