DE102017114612A1 - torsional vibration dampers - Google Patents
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Abstract
Drehschwingungstilger umfassend ein um eine Drehachse drehbares Antriebsteil (2) und ein um die Drehachse relativ zum Antriebsteil (3) verdrehbares Tilgermasseteil (4), wobei das Tilgermasseteil (4) über eine Rückstellkraft, die von wenigstens einem bei einer Verdrehung komprimierten Federelement (6) und wenigstens einer fliehkraftabhängig wirkenden Rückstelleinrichtung (9) erzeugt wird, aus einer relativ zum Antriebsteil (2) ausgelenkten Stellung rückstellbar ist. A torsional vibration damper comprising a drive part (2) rotatable about an axis of rotation and a Tilgermasseteil (4) rotatable about the axis of rotation relative to the drive part (3), wherein the absorber mass part (4) has a restoring force which is generated by at least one spring element (6) compressed during a rotation. and at least one resetting device (9) acting as a force-dependent force is generated, can be reset from a position deflected relative to the drive part (2).
Description
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungstilger umfassend ein um eine Drehachse drehbares Antriebsteil und ein um die Drehachse relativ zum Antriebsteil verdrehbares Tilgermasseteil.The invention relates to a torsional vibration damper comprising a drive part rotatable about an axis of rotation and a Tilgermasseteil rotatable about the axis of rotation relative to the drive part.
Ein solcher Drehschwingungstilger wird in drehmomentübertragenden Anordnungen zur Tilgung oder Bedämpfung etwaiger Drehschwingungen eingesetzt, es handelt sich um einen sogenannten Feder-Masse-Tilger. Beispielsweise wird ein solcher Drehschwingungstilger in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnet, um etwaige, von einer Brennkraftmaschine zumeist systemimmanent in den Antriebsstrang eingetragene Drehschwingungen zu tilgen.Such a torsional vibration damper is used in torque transmitting arrangements for the eradication or damping of any torsional vibrations, it is a so-called spring-mass absorber. For example, such a torsional vibration damper is arranged in a drive train of a motor vehicle in order to pay off any torsional vibrations that are usually system-inherent in the drive train of an internal combustion engine.
Ein solcher Drehschwingungstilger besteht üblicherweise aus einem um eine Drehachse drehbaren und drehmomentbelasteten Antriebsteil sowie einem relativ zu dem Antriebsteil um die Drehachse verdrehbaren Tilgermasseteil, wobei Antriebsteil und Tigermasseteil üblicherweise über ein oder mehrere Federelemente relativ zueinander gegen die Federwirkung verdrehbar sind. Aufgrund des Trägheitsmoments verlagert sich das Tilgermasseteil bei einem Eintrag von Drehschwingungen über das Antriebsteil entgegen der Wirkung des oder der Federelemente, so dass über die Federdeformation sowie die Relativbewegung der Schwingung Energie entzogen wird und zeitverzögert wieder dem System zugeführt wird. Über diese Tilgung kann eine Beruhigung des Drehmomentverlaufs erreicht werden, so dass das resultierende, beispielsweise an ein nachgeschaltetes Getriebe abgegebene Drehmoment homogener ist. Beispiele für derartige Drehschwingungstilger sind in
Wie ausgeführt erfolgt die Relativverdrehung von Antriebsteil zum Tilgermasseteil gegen ein oder mehrere Federelemente, die dabei deformiert werden. Da der Auslenkung eine Schwingung in einer entsprechenden Frequenz und Amplitude zugrunde liegt, wirkt demzufolge ein variierendes Moment, das zur Auslenkung führt, das also zunimmt und abnimmt. Von daher ist es erforderlich, die Auslenkung von Antriebsteil zum Tilgermasseteil auch möglichst schnell wieder zurückzustellen. Die Rückstellung erfolgt dabei ausschließlich über das oder die bei der Auslenkung komprimierten Federelemente. Dieses Rückstellmoment respektive diese Rückstellkraft kann jedoch mitunter im Einzelfall nicht immer ausreichend sein, um die Rückstellung in der erforderlichen Weise zu erwirken.As stated, the relative rotation of the drive part to the absorber mass part takes place against one or more spring elements, which are thereby deformed. Since the deflection is based on a vibration in a corresponding frequency and amplitude, consequently, a varying moment, which leads to the deflection, which thus increases and decreases. Therefore, it is necessary to reset the deflection of drive part to Tilgermasseteil also as quickly as possible. The provision is made exclusively via the or the compressed in the deflection spring elements. However, this restoring moment or this restoring force may sometimes not always be sufficient in individual cases to obtain the provision in the required manner.
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, einen demgegenüber verbesserten Drehschwingungstilger anzugeben.The invention is therefore based on the problem of specifying a contrast improved torsional vibration damper.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Drehschwingungstilger der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Tilgermasseteil über eine Rückstellkraft, die von wenigstens einem bei einer Verdrehung komprimierten Federelement und wenigstens einer fliehkraftabhängig wirkenden Rückstelleinrichtung erzeugt wird, aus einer relativ zum Antriebsteil ausgelenkten Stellung rückstellbar ist.To solve this problem is provided according to the invention in a torsional vibration damper of the type mentioned that the Tilgermasseteil is recoverable from a relative to the drive part deflected position via a restoring force, which is generated by at least one compressed at a rotation spring element and at least one centrifugal force acting restoring position.
Bei dem erfindungsgemäßen Drehschwingungstilger ist mit besonderem Vorteil eine kombinierte Rückstellung vorgesehen, die sich aus der Rückstellkraft des oder der bei der Auslenkung komprimierten Federelemente und einer drehzahladaptiven Rückstellkraft, die mittels einer fliehkraftabhängig wirkenden Rückstelleinrichtung erzeugt wird, vorgesehen. Bei dem erfindungsgemäßen Drehschwingungstilger ist zwischen der Tilgermasse, beispielsweise einem Massering, und dem Antriebsteil ein oder mehrere Federelemente vorgesehen, die beim Auslenken komprimiert werden und den ersten Rückstellkraftanteil erzeugen. Zusätzlich arbeitet die fliehkraftabhängig wirkende Rückstelleinrichtung, die eine zusätzliche drehzahladaptive Rückstellkraft oder ein drehzahladaptives Rückstellmoment auf das Tilgermasseteil ausübt. Es kommt also zur Kombination respektive Addition zweier über separate Mittel erzeugter Rückstellkraftkomponenten respektive Rückstellmomente, die gemeinsam auf das Tilgermasseteil wirken.In the torsional vibration damper according to the invention a combined provision is provided with particular advantage, which is provided from the restoring force of the or in the deflection compressed spring elements and a speed-adaptive restoring force, which is generated by means of a centrifugal force acting restoring device. In the torsional vibration damper according to the invention, one or more spring elements are provided between the absorber mass, for example a ground ring, and the drive part, which are compressed during deflection and generate the first restoring force component. In addition, the centrifugal force acting restoring device which exerts an additional speed-adaptive restoring force or a speed-adaptive restoring moment on the Tilgermasseteil. So it comes to the combination or addition of two generated by separate means restoring force components respectively restoring moments that act together on the Tilgermasseteil.
Diese kombinierte Rückstellung führt mit besonderem Vorteil zu einer Erhöhung des Rückstellmoments, wobei dieses umso größer ist, je größer die Drehzahl respektive die Fliehkraft ist, die auf die fliehkraftabhängig wirkende Rückstelleinrichtung wirkt. This combined provision leads with particular advantage to an increase in the restoring torque, which is the greater, the greater the speed or the centrifugal force, which acts on the centrifugally dependent acting restoring device.
Hierüber kann eine deutlich verbesserte Rückstellung der Auslenkung des Tilgermasseteils erreicht werden, resultierend auch in einer Verbesserung der Tilgerleistung.This can be a significantly improved provision of the deflection of the absorber mass part can be achieved, resulting in an improvement in Tilgerleistung.
Das Tilgermasseteil kann dabei über wenigstens ein in Umfangsrichtung wirkendes Federelement gekoppelt sein, während die Rückstelleinrichtung wenigstens ein fliehkraftabhängig radial bewegbares Rückstellelement, das mit dem Tilgermasseteil gekoppelt ist, aufweist. Die erste Rückstellkomponente wird über das oder über die in Umfangsrichtung wirkenden und damit auch in Umfangsrichtung komprimierten Federelemente bereitgestellt, die also in Richtung der Verdrehung komprimiert werden. Die Rückstelleinrichtung, die die zweite Rückstellkomponente liefert, zeichnet sich durch ein fliehkraftabhängig radial bewegbares Rückstellelement aus, das als in Richtung der es auslenkenden oder bewegenden Flieh- oder Zentrifugalkraft bewegt wird, so dass eine drehzahlsensitive Erzeugung der Rückstellkraft möglich ist.The absorber mass part can be coupled via at least one spring element acting in the circumferential direction, while the restoring device has at least one centrifugally-dependent, radially movable restoring element, which is coupled to the absorber mass part. The first return component is provided via or over the circumferentially acting and thus also in the circumferential direction compressed spring elements, which are thus compressed in the direction of rotation. The restoring device, which supplies the second restoring component, is characterized by a centrifugally dependent radially movable return element, which is moved in the direction of the deflecting or moving centrifugal or centrifugal force, so that a speed-sensitive generation of the restoring force is possible.
Dabei kann das Rückstellelement entweder schwenkbar gelagert sein, mithin also als eine Art Hebel ausgeführt und am Antriebsteil schwenkgelagert sein. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, das Rückstellelement linear zu bewegen, in diesem Fall bevorzugt natürlich radial. Unabhängig davon, ob das Rückstellelement nun schwenkbar oder linear bewegbar gelagert ist, ist es zweckmäßigerweise über ein Koppelelement mit dem Tilgermasseteil gekoppelt. In this case, the restoring element may be either pivotally mounted, so therefore designed as a kind of lever and pivotally mounted on the drive part. Alternatively, it is also possible to move the restoring element linearly, in this case, of course, radially. Regardless of whether the restoring element is now mounted pivotably or linearly movable, it is expediently coupled via a coupling element with the Tilgermasseteil.
Zweckmäßig ist es des Weiteren, wenn das Rückstellelement über ein Federbauteil radial nach außen gespannt ist, das heißt, dass eine Vorspannung über das Federbauteil auf das Rückstellelement aufgebracht ist, die es über das Koppelelement permanent mit dem Tilgermasseteil koppelt. Ein solches Federbauteil ist beispielsweise eine einfache Schraubendruckfeder.It is expedient, furthermore, if the restoring element is tensioned radially outward via a spring component, that is to say that a preload is applied via the spring component to the restoring element, which permanently couples it via the coupling element to the absorber mass part. Such a spring component is for example a simple helical compression spring.
Die Kopplung des Rückstellelements zur Tilgermasse erfolgt, wie ausgeführt, über das Koppelelement. Dieses ist gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung als Rolle ausgeführt. Um diese zu führen, ist dabei am Rückstellelement und/oder an dem Tilgermasseteil eine gewölbte Führungsbahn vorgesehen, auf der die Rolle rollt. Über die Geometrie dieser Führungsbahn in Verbindung mit der auf das Koppelelement ausgeübten Kraft kann die in Umfangsrichtung wirkende Rückstellkraft entsprechend definiert respektive eingestellt werden.The coupling of the return element to the absorber mass takes place, as stated, via the coupling element. This is designed according to an expedient development of the invention as a role. To guide this, a curved guide rail is provided on the return element and / or on the Tilgermasseteil on which rolls the role. On the geometry of this guideway in conjunction with the force exerted on the coupling element, the force acting in the circumferential direction restoring force can be defined or adjusted accordingly.
Wie beschrieben besteht die Möglichkeit, das Rückstellelement schwenkzulagern, in diesem Fall ist es als einseitig angelenkter Schwenkhebel ausgeführt, der bevorzugt über ein Federbauteil radial nach außen vorgespannt ist. Alternativ kann im Falle einer linearen Bewegungslagerung des Rückstellelements dieses als Schiebekolben ausgeführt sein, das heißt, es handelt sich um ein linear verschiebbares Schiebestück, an dem beispielsweise die Führungsbahn ausgebildet ist, auf der das Koppelelement in Form der Rolle aufgenommen ist.As described, there is the possibility of pivoting the restoring element, in this case it is designed as a one-sided articulated pivoting lever, which is preferably biased radially outwards via a spring component. Alternatively, in the case of a linear movement bearing of the restoring element, this can be designed as a sliding piston, that is, it is a linearly displaceable sliding piece on which, for example, the guide track is formed, on which the coupling element is accommodated in the form of the roller.
Alternativ zur vorstehend beschriebenen Ausführung der Rückstelleinrichtung umfassend das schwenkbar gelagerte Rückstellelement in Form des Hebels oder das linear bewegliche Rückstellelement in Form des Schiebekolbens, die jeweils über ein Koppelelement in Form einer Rolle oder dergleichen mit dem Tilgermasseteil gekoppelt sind, sieht eine zweite Erfindungsvariante vor, dass die Rückstelleinrichtung eine am Antriebsteil angeordnete Schenkelfeder ist, die über eine Koppelrolle, die auf einer Laufbahn der Schenkelfeder rollt, mit dem Tilgermasseteil gekoppelt ist. Bei dieser Erfindungsvariante kommt folglich eine Schenkelfeder zum Einsatz, die über eine Koppelrolle mit dem Tilgermasseteil gekoppelt ist. Diese Koppelrolle rollt auf einer Laufbahn der Schenkelfeder, die gewölbt ist, so dass sich je nach Relativposition der Koppelrolle auf der Führungsbahn eine Deformation der Schenkelfeder ergibt, die der Dämpfung dient. Andererseits ist die Schenkelfeder respektive ihr Schenkel, auf dem die Koppelrolle läuft, auch fliehkraftabhängig radial verformbar, das heißt, dass über diese Schenkelfeder einerseits über die Koppelrollendeformation eine Rückstellkraft aufgebaut wird, andererseits aber auch eine zusätzliche Rückstellkomponente infolge der drehzahladaptiven Radialauslenkung. Diese drehzahlabhängige Rückstellkraftkomponente wirkt nun zusätzlich zu der Rückstellkraft, die über das oder die weiteren Federelemente, üblicherweise Schraubenfedern, die bevorzugt wiederum in Umfangsrichtung angeordnet sind oder wirken, und über die das Antriebsteil mit dem Tilgermasseteil gekoppelt ist. Bei dieser Ausgestaltung kommen folglich ein oder mehrere Federelemente in Form von Schraubenfedern sowie wenigstens eine Schenkelfeder, die jeweils sowohl mit dem Antriebsteil als auch dem Tilgermasseteil gekoppelt sind, zum Einsatz. Auch hier unterstützen die Rückstellwirkungen des oder der Federelemente in Form der Schraubenfeder sowie die Rückstellkomponente der Schenkelfeder, die auch eine fliehkraftbedingte Rückstellkomponente aufweist, die gesamte Rückstellbewegung des Tilgermasseteils.Alternatively to the above-described embodiment of the return device comprising the pivotally mounted return element in the form of the lever or the linearly movable return element in the form of the sliding piston, which are each coupled via a coupling element in the form of a roller or the like with the Tilgermasseteil, provides a second variant of the invention that the restoring device is a leg spring arranged on the drive part, which is coupled to the absorber mass part via a coupling roller which rolls on a track of the leg spring. In this variant of the invention, therefore, a leg spring is used, which is coupled via a coupling roller with the Tilgermasseteil. This coupling roller rolls on a track of the leg spring, which is curved, so that, depending on the relative position of the coupling roller on the guideway results in a deformation of the leg spring, which serves the damping. On the other hand, the leg spring respectively her leg, on which the coupling roller runs, also centrifugally dependent radially deformable, that is, on the one hand on the torsion spring on the coupling roller deformation a restoring force is built, but on the other hand also an additional restoring component due to the speed-adaptive radial deflection. This speed-dependent restoring force component now acts in addition to the restoring force, which is or over the or the other spring elements, usually coil springs, which are preferably in turn arranged in the circumferential direction, and via which the drive member is coupled to the Tilgermasseteil. In this embodiment, therefore, one or more spring elements in the form of coil springs and at least one leg spring, which are each coupled to both the drive part and the Tilgermasseteil used. Again, the restoring effects of the spring or the elements in the form of the coil spring and the restoring component of the leg spring, which also has a centrifugal restoring component support the entire return movement of the absorber mass part.
Wie beschrieben ist es zweckmäßig, wenn das oder jedes Federelement, beispielsweise wie beschrieben in Form der Schraubenfeder, mit einem Ende am Antriebsteil und mit dem anderen Ende am Tilgermasseteil abgestützt ist. Hierzu sind an den beiden Teilen entsprechende Aufnahmen oder Widerlager für die Schraubenfeder vorgesehen.As described, it is expedient if the or each spring element, for example as described in the form of the helical spring, is supported at one end on the drive part and at the other end on the Tilgermasseteil. For this purpose, appropriate receptacles or abutments are provided for the coil spring on the two parts.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein weiteres, die Schenkelfeder mit dem die Laufbahn aufweisenden Abschnitt radial nach außen spannendes Federbauteil vorgesehen ist. Dieses Federbauteil, beispielsweise wiederum eine Schraubenfeder, ist zwischen dem Antriebsteil und dem Schenkel der Schenkelfeder, auf dem die Koppelrolle läuft, angeordnet und an beiden abgestützt. Über dieses Federelement wird der Schenkel radial nach außen vorgespannt, mithin also die Koppelrolle gegen das Trägermasseteil gespannt. Hierüber kann die Rückstellwirkung noch weiter verbessert werden.An advantageous development of the invention provides that another, the leg spring is provided with the raceway having portion radially outwardly exciting spring member. This spring component, for example, again a helical spring, is arranged between the drive part and the leg of the leg spring, on which the coupling roller runs, and supported on both. About this spring element of the leg is biased radially outward, so therefore stretched the coupling roller against the carrier mass portion. This can be used to further improve the restoring effect.
In Bezug auf beide Erfindungsalternativen ist es zweckmäßig, wenn mehrere Federelemente, insbesondere die bereits beschriebenen Schraubenfeder, um den Umfang verteilt vorgesehen sind. Diese können dabei auf gleichem Radius liegen oder auf verschiedenen Radien. Sie können auch in einer gemeinsamen Ebene liegen oder axial versetzt zueinander angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, zusätzlich oder alternativ auch mehrere um den Umfang verteilt angeordnete Rückstelleinrichtungen vorzusehen. Im Fall der ersten Alternative können also mehrere Schwenkhebel, beispielsweise zwei einander um 180° versetzt gegenüberliegende Schwenkhebel, oder entsprechende Schiebekolben vorgesehen sein. Auch ist es denkbar, beispielsweise zwei einander ebenfalls um 180° versetzt gegenüberliegende Schenkelfedern vorzusehen, die an einem gemeinsamen Antriebsteil angebunden sind.With respect to both inventive alternatives, it is expedient if a plurality of spring elements, in particular the already described helical spring, are provided distributed around the circumference. These can be at the same radius or at different radii. They can also lie in a common plane or be arranged axially offset from one another. Likewise, it is conceivable to additionally or alternatively also provide a plurality of restoring devices distributed around the circumference. So in the case of the first alternative several pivot lever, for example, two mutually offset by 180 ° opposite pivot lever, or corresponding slide piston may be provided. It is also conceivable, for example, to provide two leg springs also offset by 180 °, which are connected to a common drive part.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
-
1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers in Form einer Teilansicht einer ersten Ausführungsform, -
2 eine Schnittansicht entlang der Linie II - II aus1 , -
3 eine Schnittansicht entlang der Linie III - III aus1 , -
4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV - IV aus1 , -
5 eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers, -
6 eine Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers, und -
7 eine Teilansicht des Drehschwingungstilgers aus6 mitzusätzlichem Federbauteil.
-
1 3 is a schematic representation of a torsional vibration damper according to the invention in the form of a partial view of a first embodiment, -
2 a sectional view taken along the line II - II1 . -
3 a sectional view taken along the line III - III1 . -
4 a sectional view taken along the line IV -IV 1 . -
5 a schematic diagram of a second embodiment of a torsional vibration damper according to the invention, -
6 a schematic diagram of a third embodiment of a torsional vibration damper according to the invention, and -
7 a partial view of thetorsional vibration damper 6 with additional spring component.
Die Federelemente
Vorgesehen ist des Weiteren eine zusätzliche Rückstelleinrichtung
Die Rückstelleinrichtung
Diese über die Rückstelleinrichtung
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Ausgestaltung, neben der Verbesserung der Rückstellung und damit der Tilgerleistung, ist des Weiteren die Vermeidung von Anschlaggeräuschen seitens des Schwenkhebels
Auch durch eine Ausführung der Federelemente
Optional, weil nicht zwingend, dargestellt ist ferner ein zusätzliches Federbauteil
Die
Während
Vorgesehen ist auch hier ein Antriebsteil
Auch hier ist eine zusätzliche Rückstelleinrichtung
An seiner Außenseite weist er eine bogenförmige Eintiefung
Wird der Massering
Die Schenkelfeder
Darüber hinaus ist der Schenkel
Des Weiteren sind in
Bei dieser Erfindungsausgestaltung wird also die eigentliche, über die Schenkelfederdämpfung realisierte Dämpfung, die darüber hinaus auch eine fliehkraft- respektive drehzahlabhängige Rückstellkraftkomponente liefert, zusätzlich um die in Umfangsrichtung angeordneten Federelemente
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- DrehschwingungstilgerA torsional vibration damper
- 22
- Antriebsteildriving part
- 33
- Innenverzahnunginternal gearing
- 44
- TilgermasseteilTilgermasseteil
- 55
- Masseringground ring
- 66
- Federelementspring element
- 77
- Schraubenfedercoil spring
- 88th
- Aufnahmeadmission
- 99
- RückstelleinrichtungReset device
- 1010
- RückstellelementReturn element
- 1111
- Schwenkhebelpivoting lever
- 1212
- Schwenkachseswivel axis
- 1313
- Außenseiteoutside
- 1414
- Eintiefungdepression
- 1515
- Eintiefungdepression
- 1616
- Koppelelementcoupling element
- 1717
- Rolle / KugelRoll / ball
- 1818
- Führungsbahnguideway
- 1919
- Führungsbahnguideway
- 2020
- Federbauteilspring member
- 2121
- AuflagerIn stock
- 2222
- Nabenbauteilhub component
- 2323
- Trägercarrier
- 2424
- Lagerzapfenpivot
- 2525
- Schiebekolbensliding piston
- 2626
- SchenkelfederLeg spring
- 2727
- Schenkelleg
- 2828
- Führungsbahnguideway
- 2929
- Rollerole
- 3030
- AuflagerIn stock
- 3131
- Federbauteilspring member
- 3232
- Schraubenfedercoil spring
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 19840664 A1 [0003]DE 19840664 A1 [0003]
- DE 102014223308 A1 [0003]DE 102014223308 A1 [0003]
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