DE102018127874A1

DE102018127874A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102018127874A1
Application number: DE102018127874.8A
Authority: DE
Inventors: Mathias Girnus; Christian Bahrmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2020-05-14
Also published as: CN111156289A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer (1) mit einem Eingangsteil (2) und mit einem Ausgangsteil (3), wobei das Eingangsteil (2) relativ zu dem Ausgangsteil (3) verdrehbar angeordnet ist, mit einer Federdämpfereinrichtung (7), die im Drehmomentfluss zwischen Eingangsteil (2) und Ausgangsteil (3) derart angeordnet ist, dass das Eingangsteil (2) entgegen der Rückstellkraft der Federdämpfereinrichtung (7) relativ zu dem Ausgangsteil (3) verdrehbar ist, wobei das Eingangsteil (2) eine in einer axialen Richtung offene Tasche (9) ausbildet zur Aufnahme von Federelementen (8) der Federdämpfereinrichtung (7), wobei in die Tasche (9) auch ein mit dem Ausgangsteil (3) verbundener Flansch (12) eingreift und sich die Federelemente (8) einerseits an dem Eingangsteil (2) und andererseits an dem Flansch (12) in Umgangsrichtung abstützen zur Übertragung eines Drehmoments vom Eingangsteil (2) auf das Ausgangsteil (3), wobei mit dem Ausgangsteil (3) ein Ringelement (14) verbunden angeordnet ist, welches einen in axialer Richtung getopften Bereich (15) aufweist, der als Beschränkung des Raums (16) der Tasche (9) dient.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
Drehschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil und mit einem Ausgangsteil sowie mit einer Federdämpfereinrichtung sind bekannt. Dabei werden die Federelemente beispielsweise als Bogenfedern ausgebildet verwendet, die in einem Ringkanal des Eingangsteils angeordnet sind, der nach radial innen offen ist, wobei von radial innen ein Flanschelement des Ausgangsteils eingreift. Die Federelemente stützen sich dabei in Umfangsrichtung an Anschlägen des Eingangsteils und an dem Flanschelement ab und übertragen ein Drehmoment zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil. Die Gestaltung eines im Schnitt u-förmigen Kanals des Eingangsteils, erlaubt dabei auch die axiale Abstützung und die Abstützung radial außen, so dass die Lage des jeweiligen Federelements sehr gut definiert ist und damit auch die Lage der Windungen der Federelemente, so dass diese bei Stößen mit hohen Drehmomentspitzen diese sicher übertragen können ohne zu brechen.
Bei dem Versuch, kostenoptimierte Drehschwingungsdämpfer ohne u-förmigen Kanal zu schaffen, weil eine Seitenwand des Kanals eingespart ist, können sich die Federelemente in axialer Richtung nur einseitig abstützen und zeigen daher Probleme bei der Lage der Windungen, so dass sich Windungen des Federelements relativ zueinander verschieben können und das Federelement bei Drehmomentspitzen beschädigt werden könnte.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kostenoptimierten Drehschwingungsdämpfer mit einer Federdämpfereinrichtung zu schaffen, welcher auch bei Drehmomentspitzen über die Lebensdauer zuverlässig ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil und mit einem Ausgangsteil, wobei das Eingangsteil relativ zu dem Ausgangsteil verdrehbar angeordnet ist, mit einer Federdämpfereinrichtung, die im Drehmomentfluss zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil derart angeordnet ist, dass das Eingangsteil entgegen der Rückstellkraft der Federdämpfereinrichtung relativ zu dem Ausgangsteil verdrehbar ist, wobei das Eingangsteil eine in einer axialen Richtung offene Tasche ausbildet zur Aufnahme von Federelementen der Federdämpfereinrichtung, wobei in die Tasche auch ein mit dem Ausgangsteil verbundener Flansch eingreift und sich die Federelemente einerseits an dem Eingangsteil und andererseits an dem Flansch in Umgangsrichtung abstützen zur Übertragung eines Drehmoments vom Eingangsteil auf das Ausgangsteil, wobei mit dem Ausgangsteil ein Ringelement verbunden angeordnet ist, welches einen in axialer Richtung getopften Bereich aufweist, der als Beschränkung des Raums der Tasche dient. Dadurch wird erreicht, dass die Federelemente durch das Ringelement mit dem getopften Bereich an ihrem Platz gehalten werden und auch Teilverschiebungen der Federelemente vermieden werden können, was die Windungen der Federelemente auch bei harten Drehmomentspitzen schützt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein radial äußerer Bereich des getopften Bereichs des Ringelements radial weiter außen angeordnet ist bzw. weiter nach radial außen reicht als ein radial innerer Bereich der Federelemente. Dadurch wird der axiale Spielraum für die Federelemente bei Verlagerungen begrenzt, da die Federelemente an dem getopften Bereich anstoßen würden, wenn deren Verlagerung weiter reichen würde als der getopfte Bereich. Der getopfte Bereich dient daher als Begrenzung des Raums der Tasche für die Federelemente.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn der getopfte Bereich des Ringelements von den Federelementen weg gekrümmt ist. Damit kann die Lage des Ringelements relativ zu den Federelementen definiert werden und dennoch radial außen Platz für die Federelemente geschaffen werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Ringelement mit dem Ausgangsteil drehfest verbunden ist. Damit kann eine einfache Ausgestaltung erreicht werden, bei welcher eine reduzierte Teilezahl realisiert werden kann.
Auch ist es vorteilhaft, wenn das Ringelement ein Teil einer Rutschkupplung ist. In diesem Fall kann das Ringelement nicht nur zur vorteilhaften Bauraumbegrenzung dienen, sondern vorteilhaft auch für die Rutschkupplung synergetisch wirken.
Entsprechend ist es auch vorteilhaft, wenn die Rutschkupplung zwei sich gegenüberliegende Ringteile, ein erstes Ringteil und ein zweites Ringteil, aufweist, welche axial zueinander verspannt sind und welche mit dem Ausgangsteil drehfest verbunden sind, wobei zwischen den beiden Ringteilen der Flansch des Ausgangsteils axial beaufschlagt und relativ zu den Ringteilen verdrehbar angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass eine Rutschkupplung vorgesehen ist, so dass hohe Drehmomentstöße nicht auf das Ausgangsteil übertragen werden, sondern durch die Reibung der Rutschkupplung gedämpft werden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn das eine der Ringteile der Rutschkupplung das Ringelement ist. Dadurch wird erreicht, dass das Ringelement Teil der Rutschkupplung ist, so dass hohe Drehmomentstöße nicht auf das Ausgangsteil übertragen werden, sondern durch die Reibung der Rutschkupplung gedämpft werden. Damit kann das Ringelement mehrere Funktionen übernehmen und so zu einer kostengünstigen Lösung weiter beitragen.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Ringteile mit dem Ausgangsteil vernietet sind. Damit wird eine sichere Befestigung bei gleichzeitiger axialer Verspannung der beiden Ringteile gegen ein Zwischenteil erreicht, welches als der Flansch ausgebildet sein kann.
Vorteilhaft ist es auch, wenn der Flansch relativ zu der Mittellinie der Federelemente axial versetzt angeordnet ist. Damit kann eine gezielte Krafteinleitung von den Federelementen auf den Flansch bzw. umgekehrt erfolgen.
Vorteilhaft ist es auch, wenn der Flansch radial außen die Federelemente beaufschlagt und radial innen zwischen den Ringteilen eingespannt ist oder mit dem Ausgangsteil direkt verbunden ist. Damit wird eine gute Kraftübertragung erreicht.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der zugehörigen Figur näher erläutert: Dabei zeigt:

1 eine schematische Halbschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers.

Die 1 zeigt einen Drehschwingungsdämpfer 1 mit einem Eingangsteil 2 und mit einem Ausgangsteil 3 in einem Halbschnitt, wobei der Drehschwingungsdämpfer 1 um die Achse x-x verdrehbar angeordnet ist. Der Drehschwingungsdämpfer 1 ist beispielsweise als Zweimassenschwingrad, Kupplungsdämpfer oder als anderweitiger Drehschwingungsdämpfer ausgebildet.
Das Eingangsteil 2 ist relativ zu dem Ausgangsteil 3 verdrehbar angeordnet. Dabei kann das Eingangsteil 2 beispielsweise mittels eines Lagers 4 relativ zu dem Ausgangsteil 3 drehbar gelagert sein. Das Lager 4, beispielsweise als Wälzlager oder als Gleitlager ausgebildet, ruht dabei radial auf einem Ringabsatz 5 des Eingangsteils 2 und radial auf einem Ringabsatz 6 des Ausgangsteils 3. Alternativ kann dies auch umgekehrt sein.
Es ist eine Federdämpfereinrichtung 7 vorgesehen mit Federelementen 8, die beispielsweise als Bogenfedern ausgebildet sind. Die Federdämpfereinrichtung 7 weist die Federelemente 8 auf, die in einer Tasche 9 angeordnet sind, die von dem Eingangsteil 2 gebildet ist. Die Tasche 9 ist dabei von einer im Schnitt etwa L-förmigen Schale 10 gebildet und entsprechend ist die Tasche 9 etwa axial einseitig offen ausgebildet.
Die Tasche 9 kann dabei auch schmiermittelgefüllt sein, wobei dann gegebenenfalls auch eine Membran 11 vorgesehen ist, welche das Schmiermittel in der Tasche 9 hält oder belässt, aber nicht im Sinne einer Wand der Tasche 9 angesehen werden kann, weil diese Membran 11 keine signifikanten Kräfte zur Zentrierung der Federelemente 8 aufnehmen kann. Die Membran 11 stützt sich dabei radial innen am Ausgangsteil 3 ab und ist radial außen an dem Eingangsteil 2 abdichtend verbunden, beispielsweise verschweißt.
Die Federdämpfereinrichtung 7 ist im Drehmomentfluss zwischen dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 3 angeordnet, wobei das Eingangsteil 2 entgegen der Rückstellkraft der Federdämpfereinrichtung 7 relativ zu dem Ausgangsteil 3 verdrehbar ist.
Die Tasche 9 wird von dem Eingangsteil 2 gebildet, die in einer axialen Richtung offen ausgebildet ist zur Aufnahme der Federelemente 8 der Federdämpfereinrichtung 7. In die Tasche 9 greift auch ein mit dem Ausgangsteil 3 verbundener Flansch 12 ein.
Die Federelemente 8 stützen sich dabei in Umfangsrichtung einerseits an dem Eingangsteil 2 und andererseits an dem Flansch 12 ab zur Übertragung eines Drehmoments vom Eingangsteil 2 auf das Ausgangsteil 3. Dazu weist zumindest das eingangsteil Vorsprünge oder Ausprägungen 13 auf. Diese ragen in die Tasche 9 hinein und bilden Anlagebereiche für die Federelemente 8.
In 1 ist auch zu erkennen, dass mit dem Ausgangsteil 3 ein Ringelement 14 verbunden angeordnet ist, welches einen in axialer Richtung getopften Bereich 15 aufweist, der als Beschränkung des Raums 16 der Tasche 9 dient. Dabei ist ein radial äußerer Bereich des getopften Bereichs 15 des Ringelements 14 radial weiter außen angeordnet als ein radial innerer Bereich der Federelemente 8. Dies bewirkt, dass der getopfte Bereich die Federelemente 8 vor dem axialen Auswandern schützt, in dem der getopfte Bereich als axialer Anlagebereich für die Federelemente 8 dient.
Auch ist zu erkennen, dass der getopfte Bereich 15 des Ringelements 14 von den Federelementen 8 weg gekrümmt ist. Dadurch kann der getopfte Bereich 15 sich an die Federelemente 8 anlegen bzw. umgekehrt, so dass eine sichere Verhinderung des axialen Auswanderns der Federelemente erreicht wird.
Das Ringelement 14 ist mit dem Ausgangsteil 3 drehfest verbunden, wie beispielsweise mit dem Ausgangsteil 3 vernietet, beispielsweise mittels Nietelementen 17. Alternativ könnte das Ringelement 14 auch verschweißt oder anderweitig mit dem Ausgangsteil 3 verbunden sein.
Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist es zweckmäßig, wenn das Ringelement 14 Teil einer Rutschkupplung 18 ist.
Die Rutschkupplung 18 ist dabei derart ausgebildet, dass sie zwei sich gegenüberliegende Ringteile 19, 20, ein erstes Ringteil 19 und ein zweites Ringteil 20, aufweist, welche axial zueinander verspannt sind. Dies wird dadurch erreicht, dass die beiden Ringteile 19, 20 mittels des Nietelements 17 miteinander verspannt sind. Darüber hinaus sind dadurch auch die beiden Ringteile 19, 20 mit dem Ausgangsteil 3 drehfest verbunden. Zwischen den beiden Ringteilen 19, 20 ist der Flansch 12 des Ausgangsteils 3 axial beaufschlagt und relativ zu den Ringteilen 19, 20 verdrehbar angeordnet. Dadurch kann der Flansch 12 bei hohen einwirkenden Drehmomenten gegenüber dem Ausgangsteil 3 rutschen, um die hohen Drehmomente abzufangen und nicht zu übertragen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 ist eines der Ringteile 19, 20 der Rutschkupplung 18 das Ringelement 14, insbesondere das Ringteil 19.
In 1 ist weiterhin zu erkennen, dass der Flansch 12 relativ zu der Mittellinie 21 der Federelemente 8 axial versetzt angeordnet ist. Er ist axial weiter zum Ausgangsteil 3 verlagert.
Dabei ist der Flansch 12 derart ausgeführt, dass der Flansch 12 radial außen die Federelemente 8 beaufschlagt und radial innen zwischen den Ringteilen 19, 20 eingespannt ist oder alternativ mit dem Ausgangsteil 3 direkt verbunden ist.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungsdämpfer
2: Eingangsteil
3: Ausgangsteil
4: Lager
5: Ringabsatz
6: Ringabsatz
7: Federdämpfereinrichtung
8: Federelement
9: Tasche
10: Schale
11: Membran
12: Flansch
13: Ausprägung
14: Ringelement
15: getopfter Bereich
16: Raum
17: Nietelement
18: Rutschkupplung
19: Ringteil
20: Ringteil
21: Mittellinie

Claims

Drehschwingungsdämpfer (1) mit einem Eingangsteil (2) und mit einem Ausgangsteil (3), wobei das Eingangsteil (2) relativ zu dem Ausgangsteil (3) verdrehbar angeordnet ist, mit einer Federdämpfereinrichtung (7), die im Drehmomentfluss zwischen Eingangsteil (2) und Ausgangsteil (3) derart angeordnet ist, dass das Eingangsteil (2) entgegen der Rückstellkraft der Federdämpfereinrichtung (7) relativ zu dem Ausgangsteil (3) verdrehbar ist, wobei das Eingangsteil (2) eine in einer axialen Richtung offene Tasche (9) ausbildet zur Aufnahme von Federelementen (8) der Federdämpfereinrichtung (7), wobei in die Tasche (9) auch ein mit dem Ausgangsteil (3) verbundener Flansch (12) eingreift und sich die Federelemente (8) einerseits an dem Eingangsteil (2) und andererseits an dem Flansch (12) in Umgangsrichtung abstützen zur Übertragung eines Drehmoments vom Eingangsteil (2) auf das Ausgangsteil (3), wobei mit dem Ausgangsteil (3) ein Ringelement (14) verbunden angeordnet ist, welches einen in axialer Richtung getopften Bereich (15) aufweist, der als Beschränkung des Raums (16) der Tasche (9) dient.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial äußerer Bereich des getopften Bereichs (15) des Ringelements (14) radial weiter außen angeordnet ist als ein radial innerer Bereich der Federelemente (8).
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der getopfte Bereich (15) des Ringelements (14) von den Federelementen (8) weg gekrümmt ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (14) mit dem Ausgangsteil (3) drehfest verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (14) Teil einer Rutschkupplung (18) ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rutschkupplung (18) zwei sich gegenüberliegende Ringteile (19,20), ein erstes Ringteil (19) und ein zweites Ringteil (20), aufweist, welche axial zueinander verspannt sind und welche mit dem Ausgangsteil (3) drehfest verbunden sind, wobei zwischen den beiden Ringteilen (19,20) der Flansch (12) des Ausgangsteils (3) axial beaufschlagt und relativ zu den Ringteilen (19,20) verdrehbar angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das eines der Ringteile (19,20) der Rutschkupplung (18) das Ringelement (14) ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringteile (19,20) mit dem Ausgangsteil (3) vernietet sind.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (12) relativ zu der Mittellinie (21) der Federelemente (8) axial versetzt angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (12) radial außen die Federelemente (8) beaufschlagt und radial innen zwischen den Ringteilen (19,20) eingespannt ist oder mit dem Ausgangsteil (3) direkt verbunden ist.