DE102019131016A1

DE102019131016A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102019131016A1
Application number: DE102019131016.4A
Authority: DE
Inventors: Jens Müller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-11-18
Filing date: 2019-11-18
Publication date: 2021-05-20

Abstract

Es ist ein Drehschwingungsdämpfer (10) zur Drehschwingungsdämpfung in einem zu übertragenen Drehmoment in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einer Primärmasse (16) zum Einleiten eines Drehmoments und einer zu der Primärmasse (16) über ein, insbesondere als Bogenfeder ausgestalteten, Energiespeicherelement (18) begrenzt relativ verdrehbaren Sekundärmasse (20) zum Ausleiten eines Drehmoments, wobei die Sekundärmasse (20) einen tangential an dem Energiespeicherelement (18) anschlagbaren Ausgangsflansch (26), ein, insbesondere als Ausgangsnabe (30) ausgestaltetes, Ausgangselement zum Ausleiten des schwingungsgedämpften Drehmoments und eine mit dem Ausgangsflansch (26) und mit dem Ausgangselement (30) verbundene axial nachgiebigen Übertragungsscheibe (32) zur axial gedämpften Übertragung des schwingungsgedämpften Drehmoments aufweist, wobei der Ausgangsflansch (26) in einem mit der Übertragungsscheibe (32) gemeinsamen radialen Teilbereich zu der Übertragungsscheibe (32) zur Begrenzung einer vordefinierten maximalen axialen Relativbewegung der Übertragungsscheibe (32) auf den Ausgangsflansch (26) zu beabstandet verläuft. Dadurch ist ein robuster beidseitig weich ankoppelbarer Drehschwingungsdämpfer (10) ermöglicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, mit dessen Hilfe in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleitete Drehschwingungen im zu übertragenen Drehmoment gedämpft werden können.
Aus DE 10 2012 202 255 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei dem eine Primärmasse eines Zweimassenschwungrads mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors verbunden ist und eine über eine Bogenfeder mit der Primärmasse gekoppelte Sekundärmasse einen Teil eines Trägerflanschs eines zur Drehschwingungsdämpfung vorgesehenen Fliehkraftpendels ausbildet, wobei das Fliehkraftpendel radial innerhalb zu der Bogenfeder angeordnet ist. An der Sekundärmasse ist über eine axial nachgiebige Scheibe („Flexplate“) eine mit einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes koppelbare Ausgangsnabe befestigt.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis einen beidseitig weich ankoppelbaren Drehschwingungsdämpfer mit hoher Lebensdauer herzustellen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen robusten beidseitig weich ankoppelbaren Drehschwingungsdämpfer ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Erfindungsgemäß ist ein Drehschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsdämpfung in einem zu übertragenen Drehmoment in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einer Primärmasse zum Einleiten eines Drehmoments und einer zu der Primärmasse über ein, insbesondere als Bogenfeder ausgestalteten, Energiespeicherelement begrenzt relativ verdrehbaren Sekundärmasse zum Ausleiten eines Drehmoments, wobei die Sekundärmasse einen tangential an dem Energiespeicherelement anschlagbaren Ausgangsflansch, ein, insbesondere als Ausgangsnabe ausgestaltetes, Ausgangselement zum Ausleiten des schwingungsgedämpften Drehmoments und eine mit dem Ausgangsflansch und mit dem Ausgangselement verbundene axial nachgiebigen Übertragungsscheibe zur axial gedämpften Übertragung des schwingungsgedämpften Drehmoments aufweist, wobei der Ausgangsflansch in einem mit der Übertragungsscheibe gemeinsamen radialen Teilbereich zu der Übertragungsscheibe zur Begrenzung einer vordefinierten maximalen axialen Relativbewegung der Übertragungsscheibe auf den Ausgangsflansch zu und/oder zur Begrenzung eines axialen Ausbeulens der Übertragungsscheibe unter Last auf den Ausgangsflansch zu beabstandet verläuft.
Die mindestens eine Übertragungsscheibe ist in Umfangsrichtung hinreichend steif ausgeführt, um ein designiertes maximales Drehmoment ohne plastische Verformung übertragen zu können. Gleichzeitig ist die Übertragungsscheibe in axialer Richtung hinreichend elastisch verformbar, dass bei auftretenden Axialkräften ein radial äußerer Rand der Übertragungsscheibe relativ zu einem radial inneren Rand der Übertragungsscheibe einen Axialversatz ausführen kann. Die insbesondere als sogenannte „Flexplate“ ausgestaltete Übertragungsscheibe ist im Vergleich zu dem starren Ausgangsflansch in der Lage in axialer Richtung elastisch nachzugeben. Dadurch kann die mindestens eine Übertragungsscheibe Axialschwingungen des Ausgangselements ausgleichen. Ein durch ansonsten auftretende Axialkräfte verursachter Versatz von relativ zueinander bewegbaren miteinander zusammenwirkenden Bauteilen kann dadurch vermieden werden.
Wenn eine Axialkraft in Zugkraftrichtung auftritt, insbesondere wenn das Ausgangselement von dem Ausgangsflansch weggezogen wird, kann die Übertragungsscheibe am radial inneren Rand diese axiale Bewegung mitgehen und relativ zu dem bewegungsfest an dem Ausgangsflansch befestigten radial äußeren Rand elastisch verlagert werden, während der radial äußeren Rand der Übertragungsscheibe im Wesentlichen keine axiale Relativbewegung erfährt oder eine derartige axiale Relativbewegung zumindest signifikant reduziert ist. Wenn eine Axialkraft in Schubkraftrichtung auftritt, insbesondere wenn das Ausgangselement auf den Ausgangsflansch zu gedrückt wird, kann die Übertragungsscheibe am radial inneren Rand diese axiale Bewegung insoweit mitgehen, dass die Übertragungsscheibe in den Abstand zwischen dem Ausgangsflansch eintauchen kann. Der radial äußere Rand der Übertragungsscheibe erfährt im Wesentlichen keine axiale Relativbewegung. Der in einer unbelasteten Neutrallage der Übertragungsscheibe vorliegende Abstand zwischen dem Ausgangsflansch und der Übertragungsscheibe kann bei einer Axialkraft in Schubkraftrichtung reduziert werden, bis beim Erreichen des maximalen vorgesehenen axialen Relativwegs die Übertragungsscheibe schließlich an dem Ausgangsflansch anschlägt. Durch das beabstandete Überlappen des Ausgangsflanschs mit der Übertragungsscheibe in einem gemeinsamen Radiusbereich kann der axiale Federweg der Übertragungsscheibe in Schubrichtung begrenzt werden. Eine Überbelastung der Übertragungsscheibe, die zu einer plastischen Verformung und schließlich zu einem Bauteilversagen führen könnte, ist dadurch vermieden. Eine Beschädigung der Übertragungsscheibe durch Knicken ist vermieden, wodurch die Bauteilsicherheit und die Lebensdauer erhöht sind.
Der Abstand in dem gemeinsamen radialen Teilbereich zwischen der Übertragungsscheibe und dem Ausgangsflansch kann insbesondere auch derart dimensioniert sein, dass ein Ausbeulen der Übertragungsscheibe unter Last in axialer Richtung auf eine elastische Verformung begrenzt ist. Insbesondere bei hohen zu übertragenen Drehmomenten und/oder zu hohen Fliehkräften führenden hohen Drehzahlen kann die Übertragungsscheibe ausbeulen und/oder in Teilbereichen abgebogen und/oder abgeknickt werden. In der Regel soll die Übertragungsscheibe eine sehr geringe axiale Steifigkeit aufweisen, die beispielsweise durch eine geringe Materialdicke und/oder Aussparungen in dem Material der Übertragungsscheibe erreicht werden kann. Dadurch weist die Übertragungsscheibe jedoch eine geringe Biegesteifigkeit in radialer Richtung und damit eine geringe kritische Knickkraft auf, so dass durch die im Betrieb auftretenden Belastungen der Übertragungsscheibe in radialer Richtung ein erhöhtes Risiko eines Biegeknickens besteht. Der Abstand in dem gemeinsamen radialen Teilbereich zwischen der Übertragungsscheibe und dem Ausgangsflansch kann jedoch so klein gewählt sein, dass ein in axialer Richtung ausweichender Teil der unter Last stehenden Übertragungsscheibe an dem Ausgangsflansch anschlägt bevor ein Knickversagen und/oder eine plastische Verformung der Übertragungsscheibe eintreten kann. Durch das axiale Anschlagen der ausgebeulten Übertragungsscheibe an dem Ausgangsflansch kann die Übertragungsscheibe von dem Ausgangsflansch stabilisiert und versteift werden, indem die relevante Knicklänge für die Übertragungsscheibe reduziert wird. Die Übertragungsscheibe kann dadurch höhere Lasten ertragen und auch bei hohen zu übertragenden Drehmomenten und/oder hohen Drehzahlen bei einer in einer derartigen Betriebssituation überraschend geringen axialen Steifigkeit ohne Bauteilversagen robust betrieben werden. Durch den Abstand zwischen dem Ausgangsflansch und der überlappenden Übertragungsscheibe ist der bei Axialschwingungen und/oder bei einem Ausbeulen unter Last auftretende maximale axiale Weg der Übertragungsscheibe begrenzt, so dass ein robuster beidseitig weich ankoppelbarer Drehschwingungsdämpfer ermöglicht ist.
In einem Zugbetrieb kann das von einem Kraftfahrzeugmotor kommende Drehmoment in die Primärmasse eingeleitet werden, während in einem Schubbetrieb das von dem Antriebsstrang kommende Drehmoment in die Sekundärmasse eingeleitet werden kann, wobei auch der umgekehrte Einbau möglich ist, bei dem in einem Zugbetrieb das von dem Kraftfahrzeugmotor kommende Drehmoment in die Sekundärmasse eingeleitet werden kann, während in einem Schubbetrieb das von dem Antriebsstrang kommende Drehmoment in die Primärmasse eingeleitet werden kann. Die Primärmasse und die über das insbesondere als Bogenfeder ausgestaltete Energiespeicherelement an die Primärmasse begrenzt verdrehbar angekoppelte Sekundärmasse können ein Masse-Feder-System ausbilden, das in einem bestimmten Frequenzbereich Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl und in dem Drehmoment der von einem Kraftfahrzeugmotor erzeugten Antriebsleistung dämpfen kann. Hierbei können das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse sowie die Federkennlinie des Energiespeicherelements derart ausgewählt sein, dass Schwingungen im Frequenzbereich der dominierenden Motorordnungen des Kraftfahrzeugmotors gedämpft werden können. Das Massenträgheitsmoment der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse kann insbesondere durch eine angebrachte Zusatzmasse beeinflusst werden. Die Primärmasse kann eine Scheibe aufweisen, mit welcher ein Deckel verbunden sein kann, wodurch ein im Wesentlichen ringförmiger Aufnahmeraum für das Energiespeicherelement begrenzt sein kann. Die Primärmasse kann beispielsweise über in den Aufnahmeraum hinein abstehende Einprägungen tangential an dem Energiespeicherelement anschlagen. In den Aufnahmeraum kann der Ausgangsflansch der Sekundärmasse hineinragen, der an dem gegenüberliegenden Ende des Energiespeicherelements tangential anschlagen kann.
Das Ausgangselement kann einen scheibenförmigen Befestigungskörper aufweisen, mit dessen Hilfe das Ausgangselement direkt oder indirekt mit der Übertragungsscheibe, insbesondere durch Vernieten, befestigt werden kann. Das Ausgangselement kann insbesondere als eine Ausgangsnabe ausgestaltet sein, die mit einer Welle, insbesondere einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes oder einer zu der Getriebeeingangswelle führenden Zwischenwelle, drehfest, insbesondere über eine Steckverzahnung, verbunden werden kann. Alternativ kann das Ausgangselement als Mitnehmerring ausgeführt sein, der insbesondere das schwingungsgedämpfte Drehmoment an eine Kupplung weiterleiten kann. Vorzugsweise kann das als Mitnehmerring ausgestaltete Ausgangselement eine Druckplatte der Kupplung ausbilden, gegen die eine Kupplungsscheibe reibschlüssig angepresst werden kann.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Ausgangselement in einem mit der Übertragungsscheibe gemeinsamen radialen Teilbereich zu der Übertragungsscheibe zur Begrenzung einer vordefinierten maximalen axialen Relativbewegung der Übertragungsscheibe auf das Ausgangselement zu und/oder zur Begrenzung eines axialen Ausbeulens der Übertragungsscheibe unter Last auf das Ausgangselement zu beabstandet verläuft. Wenn eine Axialkraft in Schubkraftrichtung auftritt, insbesondere wenn das Ausgangselement auf den Ausgangsflansch zu gedrückt wird, kann die Übertragungsscheibe am radial inneren Rand diese axiale Bewegung mitgehen und hierbei ihre Konizität verändern. Der konisch ausbeulende Teil der Übertragungsscheibe kann hierbei in den in der unbelasteten Neutrallage der Übertragungsscheibe vorgehaltenen Abstand zwischen dem Ausgangselement und dem Ausgangselement eintauchen. Der in einer unbelasteten Neutrallage der Übertragungsscheibe vorliegende Abstand zwischen dem Ausgangselement, insbesondere einem scheibenförmigen Befestigungskörper des Ausgangselements, und der Übertragungsscheibe kann bei einer Axialkraft in Schubkraftrichtung reduziert werden, bis beim Erreichen des maximalen vorgesehenen axialen Relativwegs die Übertragungsscheibe schließlich an dem Ausgangselement anschlägt. Durch das Anschlagen der elastisch deformierten Übertragungsscheibe an dem Ausgangselement kann eine weitere Deformation der Übertragungsscheibe blockiert werden und gleichzeitig die Übertragungsscheibe versteift werden. Eine Überbelastung der Übertragungsscheibe, die zu einer plastischen Verformung und schließlich zu einem Bauteilversagen führen könnte, ist dadurch vermieden. Eine Beschädigung der Übertragungsscheibe durch Knicken ist vermieden, wodurch die Bauteilsicherheit und die Lebensdauer erhöht sind. Insbesondere wenn der Ausgangsflansch nur einen radial oberen Teilbereich der Übertragungsscheibe überlappt, kann durch das Anschlagen der elastisch deformierten Übertragungsscheibe an dem Ausgangselement vermieden werden, dass bei zu hohen Axialkräften in Schubrichtung die Übertragungsscheibe an einem radial inneren Rand des Ausgangsflansch plastisch umgeknickt wird. Zudem kann der Abstand in dem gemeinsamen radialen Teilbereich zwischen der Übertragungsscheibe und dem Ausgangselement insbesondere auch derart dimensioniert sein, dass ein Ausbeulen der Übertragungsscheibe unter Last in axialer Richtung auf eine elastische Verformung begrenzt ist. Der Abstand in dem gemeinsamen radialen Teilbereich zwischen der Übertragungsscheibe und dem Ausgangselement kann so klein gewählt sein, dass ein in axialer Richtung ausweichender Teil der unter Last stehenden Übertragungsscheibe an dem Ausgangselement anschlägt bevor ein Knickversagen und/oder eine plastische Verformung der Übertragungsscheibe eintreten kann.
Vorzugsweise weist die Sekundärmasse eine über die Übertragungsscheibe mit dem Ausgangsflansch verbundene separate Zusatzmasse auf, wobei die Zusatzmasse in einem mit der Übertragungsscheibe gemeinsamen radialen Teilbereich zu der Übertragungsscheibe zur Begrenzung einer vordefinierten maximalen axialen Relativbewegung der Übertragungsscheibe auf die Zusatzmasse zu und/oder zur Begrenzung eines axialen Ausbeulens der Übertragungsscheibe unter Last auf die Zusatzmasse zu beabstandet verläuft. Wenn eine Axialkraft in Schubkraftrichtung auftritt, insbesondere wenn das Ausgangselement auf den Ausgangsflansch zu gedrückt wird, kann die Übertragungsscheibe am radial inneren Rand diese axiale Bewegung mitgehen und hierbei ihre Konizität verändern. Der konisch ausbeulende Teil der Übertragungsscheibe kann hierbei in den in der unbelasteten Neutrallage der Übertragungsscheibe vorgehaltenen Abstand zwischen der Zusatzmasse und dem Ausgangselement eintauchen. Der in einer unbelasteten Neutrallage der Übertragungsscheibe vorliegende Abstand zwischen der Zusatzmasse, insbesondere einem scheibenförmigen Befestigungskörper der Zusatzmasse, und der Übertragungsscheibe kann bei einer Axialkraft in Schubkraftrichtung reduziert werden, bis beim Erreichen des maximalen vorgesehenen axialen Relativwegs die Übertragungsscheibe schließlich an der Zusatzmasse anschlägt. Durch das Anschlagen der elastisch deformierten Übertragungsscheibe an der Zusatzmasse kann eine weitere Deformation der Übertragungsscheibe blockiert werden und gleichzeitig die Übertragungsscheibe versteift werden. Eine Überbelastung der Übertragungsscheibe, die zu einer plastischen Verformung und schließlich zu einem Bauteilversagen führen könnte, ist dadurch vermieden. Eine Beschädigung der Übertragungsscheibe durch Knicken ist vermieden, wodurch die Bauteilsicherheit und die Lebensdauer erhöht sind. Insbesondere wenn der Ausgangsflansch nur einen radial oberen Teilbereich der Übertragungsscheibe überlappt, kann durch das Anschlagen der elastisch deformierten Übertragungsscheibe an der Zusatzmasse vermieden werden, dass bei zu hohen Axialkräften in Schubrichtung die Übertragungsscheibe an einem radial inneren Rand des Ausgangsflansch plastisch umgeknickt wird. Zudem kann der Abstand in dem gemeinsamen radialen Teilbereich zwischen der Übertragungsscheibe und der Zusatzmasse insbesondere auch derart dimensioniert sein, dass ein Ausbeulen der Übertragungsscheibe unter Last in axialer Richtung auf eine elastische Verformung begrenzt ist. Der Abstand in dem gemeinsamen radialen Teilbereich zwischen der Übertragungsscheibe und der Zusatzmasse kann so klein gewählt sein, dass ein in axialer Richtung ausweichender Teil der unter Last stehenden Übertragungsscheibe an dem Ausgangselement anschlägt bevor ein Knickversagen und/oder eine plastische Verformung der Übertragungsscheibe eintreten kann.
Der Ausgangsflansch und/oder das Ausgangselement oder die Zusatzmasse können einen Teilbereich aufweisen, in dem die Übertragungsscheibe flächig anliegt und von dem aus ein Verlauf in radialer Richtung von der Übertragungsscheibe weg abgekröpft verläuft, um in dem gemeinsamen radialen Teilbereich den Abstand zur Übertragungsscheibe auszubilden. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen dem Ausgangsflansch und der Übertragungsscheibe einerseits und der Abstand zwischen der Übertragungsscheibe und dem Ausgangselement oder der Zusatzmasse andererseits im Wesentlichen gleich groß. Besonders bevorzugt sind die an den beiden Axialseiten der Übertragungsscheibe vorgesehen Abstände bezogen auf das elastische Deformationsverhalten der Übertragungsscheibe derart bemessen, dass beim Erreichen der vordefinierten axialen Relativbewegung die Übertragungsscheibe an beiden Axialseiten im Wesentlichen gleichzeitig anschlägt.
Besonders bevorzugt erstreckt sich der gemeinsame radiale Teilbereich über einen Großteil der radialen Erstreckung der Übertragungsscheibe. Dadurch kann vermieden werden, dass am radial inneren Rand des Ausgangsflanschs und/oder an einem radial äußeren Rand des Ausgangselements oder der Zusatzmasse eine Knickkante ausgebildet wird, an der die Übertragungsscheibe bei einer zu hohen Axialkraft umknicken könnte. Eine Beschädigung der Übertragungsscheibe durch Knicken ist vermieden, wodurch die Bauteilsicherheit und die Lebensdauer erhöht sind.
Insbesondere ist ein Abstand in dem gemeinsamen radialen Teilbereich in einer unbelasteten Neutrallage der Übertragungsscheibe im Wesentlichen konstant. Ein einfacher abgekröpfter Verlauf des Ausgangsflanschs und/oder des Ausgangselements oder der Zusatzmasse ist für den Knickschutz der Übertragungsscheibe bereits ausreichend. Eine komplizierte Formgestaltung kann vermieden werden, so dass eine kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.
Vorzugsweise ist eine an der Primärmasse und an dem Ausgangsflansch der Sekundärmasse angreifende Dichteinrichtung zur radial inneren Abdichtung eines Aufnahmeraums für das Energiespeicherelement vorgesehen, wobei die Dichteinrichtung einen an einem radial inneren Bereich des Ausgangsflanschs angreifenden ersten Dichtring und einen an einem radial äußeren Bereich der Übertragungsscheibe angreifenden zweiten Dichtring aufweist. Da der Ausgangsflansch soweit nach radial innen verläuft, dass zumindest ein Teil der Übertragungsscheibe überdeckt ist, kann die von der Übertragungsscheibe weg weisende Axialseite am radial inneren Rand des Ausgangsflanschs für die Abdichtung mit Hilfe des ersten Dichtrings vorgesehen werden. Durch die Verlagerung des ersten Dichtrings auf einen geringeren Radius ist für den ersten Dichtring ein geringerer Materialeinsatz ausreichend, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden können.
Besonders bevorzugt ist die Übertragungsscheibe über ein, insbesondere als Nietverbindung ausgestaltetes, axial ausgerichtetes Verbindungsmittel mit dem Ausgangsflansch verbunden, wobei der zweite Dichtring einen von der Übertragungsscheibe axial abstehenden Teil des Verbindungsmittels an einer axialen Stirnseite überdeckt. Der zweite Dichtring kann dadurch auch die Befestigungstechnik der Übertragungsscheibe mit dem Ausgangsflansch abdichten, so dass eine Leckage von Schmiermittel aus dem Aufnahmeraum durch die Befestigung der Übertragungsscheibe vermieden ist. Insbesondere kann der zweite Dichtring einen von der Übertragungsscheibe axial abstehenden Teil des Verbindungsmittels umgreifen und an der Übertragungsscheibe und/oder an dem Ausgangsflansch angepresst sein, um eine gute Dichtwirkung bereitstellen zu können.
Insbesondere weist die Übertragungsscheibe und/oder das Ausgangselement und/oder die Zusatzmasse eine Zentrieröffnung zur Zentrierung der Sekundärmasse an einem zu der Übertragungsscheibe axial beabstandeten Zentrierrand eines mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors verbindbaren Zentrierelements auf, wobei die Materialdicke der Zentrieröffnung und/oder des Zentrierrands in axialer Richtung derart gewählt ist, dass über den gesamten vorgesehenen Axialweg der Übertragungsscheibe die Zentrieröffnung und der Zentrierrand in einem gemeinsamen Axialbereich zumindest teilweise überlappen. Durch die Zentrierung des Ausgangselements und/oder der Zusatzmasse an der Primärmasse mit Hilfe der mit dem Zentrierrand des Zentrierelements zusammenwirkenden Zentrieröffnung ist die Montage vereinfacht. Gleichzeitig kann die axiale Erstreckung der Zentrieröffnung und/oder des Zentrierrands eine Zentrierwirkung über die gesamte axiale Verlagerbarkeit des Ausgangselements relativ zur Antriebswelle infolge der axial nachgiebigen Übertragungsscheibe aufrechterhalten werden. Dadurch kann insbesondere ein Verkippen des Ausgangselements aus einer Radialebene des Drehschwingungsdämpfers heraus vermieden werden.
Vorzugsweise sind mehrere in axialer Richtung unmittelbar hintereinander angeordnete, insbesondere identisch ausgestaltete, Übertragungsscheiben vorgesehen. Die jeweilige Übertragungsscheibe kann kostengünstig aus einem vergleichsweise dünnen Stahlblech, insbesondere durch Stanzen, hergestellt werden. Über die Anzahl der zu einem Paket aufeinander gelegten mehreren Übertragungsscheiben können die Eigenschaften bezüglich des zu übertragenen Drehmoments und/oder der axialen Nachgiebigkeit an unterschiedliche Antriebsstränge leicht angepasst werden. Dies ermöglicht eine kostengünstige baureihenübergreifende Herstellung der Übertragungsscheiben.
Besonders bevorzugt weist die Übertragungsscheibe eine versteifende Sicke und/oder eine schwächende Aussparung auf. Durch eine geeignete Formgestaltung der Übertragungsscheibe können insbesondere die Federeigenschaften der Übertragungsscheibe, insbesondere die Federkennlinie der Übertragungsscheibe, auf das gewünschte Anforderungsprofil angepasst werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:

1: eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Drehschwingungsdämpfers und
2: eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Drehschwingungsdämpfers.

Der in 1 dargestellte Drehschwingungsdämpfer 10 kann in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleitete Drehschwingungen im zu übertragenen Drehmoment dämpfen. Hierzu weist der Drehschwingungsdämpfer 10 ein Zweimassenschwungrad 14 auf, das eine Primärmasse 16 und eine über ein als Bogenfeder ausgestaltetes Energiespeicherelement 18 angekoppelte begrenzt relativ verdrehbare Sekundärmasse 20 aufweist. Die Primärmasse 16 weist einen angeschweißten Deckel 22 auf, wodurch ein Aufnahmeraum 24 teilweise begrenzt wird, in dem das Energiespeicherelement 18 mit Schmierfett geschmiert aufgenommen ist. Die Sekundärmasse weist einen tangential an dem Energiespeicherelement 18 anschlagbaren Ausgangsflansch 26 auf, mit dem eine Zusatzmasse 28 und ein als Ausgangsnabe 30 ausgestaltetes Ausgangselement vernietet ist. Die Ausgangsnabe 30 kann beispielsweise über eine Verzahnung drehfest mit einer Welle verbunden sein. Über die Welle kann das von dem Drehschwingungsdämpfer 10 schwingungsgedämpfte Drehmoment insbesondere an ein Kraftfahrzeuggetriebe im Antriebsstrang weitergeleitet werden.
Um Axialschwingungen der mit der Welle gekoppelten Ausgangsnabe 30 herauszufiltern, weist die Sekundärmasse 20 zwischen dem Ausgangsflansch 26 einerseits und der Ausgangsnabe 30 und der Zusatzmasse 28 andererseits eine Übertragungsscheibe 32 auf, die radial außen mit dem Ausgangsflansch 26 und radial innen mit der Ausgangsnabe 30 und der Zusatzmasse 28 vernietet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere im Wesentlichen identisch ausgestaltete und zu einem Blechpaket gestapelte Übertragungsscheiben 32 vorgesehen.
Um den Aufnahmeraum 24 abzudichten, ist eine Dichteinrichtung 34 vorgesehen, die einen radial inneren ersten Dichtring 36 und einen radial äußeren zweiten Dichtring 40 aufweist. Der erste Dichtring 36 ist drehfest am radial inneren Rand des Ausgangsflanschs 26 befestigt und gegen die Primärmasse 16 gedrückt. Der zweite Dichtring 40 ist in einem radialen Überlappungsbereich, in dem sowohl der Ausgangsflansch 26 als auch die Übertragungsscheibe 32 axial nebeneinander angeordnet sind, an der Übertragungsscheibe 32 axial abgestützt, wobei der zweite Dichtring 40 hierbei gleichzeitig einen axial von der Übertragungsscheibe 32 abstehenden Teil eines als Nietverbindung ausgestalteten axial ausgerichteten Verbindungsmittels 38 umgreift. Der erste Dichtring 36 und/oder der zweite Dichtring 40 kann von einem insbesondere als Tellerfeder ausgestalteten Federelement gegen die Primärmasse 16 und/oder den Ausgangsflansch 26 gedrückt werden, um eine bewusste Reibung aufzuprägen, die ein resonanzbedingtes Aufschaukeln von Drehschwingungen dämpfen soll.
Der Ausgangsflansch 26 weist in einem die Übertragungsscheibe 32 überdeckenden radialen Teilbereich einen von der Übertragungsscheibe 32 weg abgekröpften Verlauf auf, so dass zwischen dem Ausgangsflansch 26 und der Übertragungsscheibe 32 ein erster Abstand X ausgebildet ist. Analog ist im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Zusatzmasse 28 in einem die Übertragungsscheibe 32 überdeckenden radialen Teilbereich einen von der Übertragungsscheibe 32 weg abgekröpften Verlauf aufweist, so dass zwischen der Zusatzmasse 26 und der Übertragungsscheibe 32 ein zweiter Abstand Y ausgebildet ist. Bei einer Belastung der Ausgangsnabe 30 in Schubrichtung, wenn die Ausgangsnabe 20 auf die Antriebswelle zu gedrückt wird, kann die Übertragungsscheibe 32 in axialer Richtung elastisch nachgeben. Hierbei taucht die Übertragungsscheibe 32 bei ihrer elastischen Deformation in den ersten Abstand X und in den zweiten Abstand Y ein. Wenn eine vorgesehene maximale axiale Relativbewegung der Übertragungsscheibe 32 erreicht ist, kann die Übertragungsscheibe 32 an dem Ausgangsflansch 26 und/oder an der Zusatzmasse 28 anschlagen, wodurch eine weitere axiale Relativbewegung blockiert werden kann, um eine plastische Beschädigung der Übertragungsscheibe 32, insbesondere durch Knickeffekte, zu verhindern. Dadurch kann beispielswiese eine Beschädigung der Übertragungsscheibe 32 während der Montage in dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs vermieden werden, falls beispielswiese die Ausgangsnabe 30 bei der Montage an einer axialen Stirnseite der einzusteckenden Welle anschlagen sollte. Zudem kann der Abstand X, Y in dem gemeinsamen radialen Teilbereich derart dimensioniert sein, dass ein Ausbeulen der Übertragungsscheibe 32 unter Last in axialer Richtung auf eine elastische Verformung begrenzt ist. Ein in axialer Richtung elastisch ausweichender Teil der unter Last stehenden Übertragungsscheibe 32 kann nach Überwindung des Abstands X, Y axial anschlagen bevor ein Knickversagen und/oder eine plastische Verformung der Übertragungsscheibe 32 eintreten kann.
Mit der Antriebswelle ist ein Zentrierelement 44 befestigt, das einen zur Antriebswelle axial beabstandeten Zentrierrand 46 ausbildet. Die Sekundärmasse 20 weist eine Zentrieröffnung 48 auf, die auf den Zentrierrand 46 aufgesteckt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zentrieröffnung 48 durch die Zusatzmasse 28 und/oder das Paket an gestapelten Übertragungsscheiben 32 ausgebildet. Die Zentrierwirkung ist in allen axialen Relativpositionen, die durch die axiale Nachgiebigkeit der Übertragungsscheibe 32 bei den zu erwartenden Axialschwingungen möglich sind, beigehalten, so dass auch ein Verkippen der Ausgangsnabe 30 vermieden ist.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers 10 ist im Vergleich zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers 10 die axiale Reihenfolge der Zusatzmasse 28 und der Ausgangsnabe 30 vertauscht, so dass der zweite Abstand Y zu der Übertragungsscheibe 32 durch einen abgekröpften Verlauf eines nach radial außen abstehenden Befestigungskörper 42 der Ausgangsnabe 30 ausgebildet wird. Dadurch kann zudem das sekundärseitige Massenträgheitsmoment des Drehschwingungsdämpfers 10 erhöht werden. Die Zentrieröffnung 48 ist hierbei allein durch das Paket an gestapelten Übertragungsscheiben 32 ausgebildet.
Bezugszeichenliste

10: Drehschwingungsdämpfer
14: Zweimassenschwungrad
16: Primärmasse
18: Energiespeicherelement
20: Sekundärmasse
22: Deckel
24: Aufnahmeraum
26: Ausgangsflansch
28: Zusatzmasse
30: Ausgangsnabe
32: Übertragungsscheibe
34: Dichteinrichtung
36: erster Dichtring
38: Verbindungsmittel
40: zweiter Dichtring
42: Befestigungskörper
44: Zentrierelement
46: Zentrierrand
48: Zentrieröffnung
X: erster Abstand
Y: zweiter Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012202255 A1 [0002]

Claims

Drehschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsdämpfung in einem zu übertragenen Drehmoment in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Primärmasse (16) zum Einleiten eines Drehmoments und einer zu der Primärmasse (16) über ein, insbesondere als Bogenfeder ausgestalteten, Energiespeicherelement (18) begrenzt relativ verdrehbaren Sekundärmasse (20) zum Ausleiten eines Drehmoments, wobei die Sekundärmasse (20) einen tangential an dem Energiespeicherelement (18) anschlagbaren Ausgangsflansch (26), ein, insbesondere als Ausgangsnabe (30) ausgestaltetes, Ausgangselement zum Ausleiten des schwingungsgedämpften Drehmoments und eine mit dem Ausgangsflansch (26) und mit dem Ausgangselement (30) verbundene axial nachgiebigen Übertragungsscheibe (32) zur axial gedämpften Übertragung des schwingungsgedämpften Drehmoments aufweist, wobei der Ausgangsflansch (26) in einem mit der Übertragungsscheibe (32) gemeinsamen radialen Teilbereich zu der Übertragungsscheibe (32) zur Begrenzung einer vordefinierten maximalen axialen Relativbewegung der Übertragungsscheibe (32) auf den Ausgangsflansch (26) zu und/oder zur Begrenzung eines axialen Ausbeulens der Übertragungsscheibe (32) unter Last auf den Ausgangsflansch (26) zu beabstandet verläuft.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangselement (30) in einem mit der Übertragungsscheibe (32) gemeinsamen radialen Teilbereich zu der Übertragungsscheibe (32) zur Begrenzung einer vordefinierten maximalen axialen Relativbewegung der Übertragungsscheibe (32) auf das Ausgangselement (30) zu und/oder zur Begrenzung eines axialen Ausbeulens der Übertragungsscheibe (32) unter Last auf das Ausgangselement (30) zu beabstandet verläuft.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärmasse (20) eine über die Übertragungsscheibe (32) mit dem Ausgangsflansch (26) verbundene separate Zusatzmasse (28) aufweist, wobei die Zusatzmasse (28) in einem mit der Übertragungsscheibe (32) gemeinsamen radialen Teilbereich zu der Übertragungsscheibe (32) zur Begrenzung einer vordefinierten maximalen axialen Relativbewegung der Übertragungsscheibe (32) auf die Zusatzmasse (28) zu und/oder zur Begrenzung eines axialen Ausbeulens der Übertragungsscheibe (32) unter Last auf die Zusatzmasse (28) zu beabstandet verläuft.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass sich der gemeinsame radiale Teilbereich über einen Großteil der radialen Erstreckung der Übertragungsscheibe (32) erstreckt.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (X, Y) in dem gemeinsamen radialen Teilbereich in einer unbelasteten Neutrallage der Übertragungsscheibe (32) im Wesentlichen konstant ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass eine an der Primärmasse (16) und an dem Ausgangsflansch (26) der Sekundärmasse (20) angreifende Dichteinrichtung (34) zur radial inneren Abdichtung eines Aufnahmeraums (24) für das Energiespeicherelement (18) vorgesehen ist, wobei die Dichteinrichtung (34) einen an einem radial inneren Bereich des Ausgangsflanschs (26) angreifenden ersten Dichtring (36) und einen an einem radial äußeren Bereich der Übertragungsscheibe (32) angreifenden zweiten Dichtring (40) aufweist.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsscheibe (32) über ein, insbesondere als Nietverbindung ausgestaltetes, axial ausgerichtetes Verbindungsmittel (38) mit dem Ausgangsflansch (26) verbunden ist, wobei der zweite Dichtring (40) einen von der Übertragungsscheibe (32) axial abstehenden Teil des Verbindungsmittels (38) an einer axialen Stirnseite überdeckt.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsscheibe (32) und/oder das Ausgangselement (30) und/oder die Zusatzmasse (28) eine Zentrieröffnung (48) zur Zentrierung der Sekundärmasse (20) an einem zu der Übertragungsscheibe (32) axial beabstandeten Zentrierrand (46) eines mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors verbindbaren Zentrierelements (44) aufweist, wobei die Materialdicke der Zentrieröffnung (48) und/oder des Zentrierrands (46) in axialer Richtung derart gewählt ist, dass über den gesamten vorgesehenen Axialweg der Übertragungsscheibe (32) die Zentrieröffnung (48) und der Zentrierrand (46) in einem gemeinsamen Axialbereich zumindest teilweise überlappen.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in axialer Richtung unmittelbar hintereinander angeordnete, insbesondere identisch ausgestaltete, Übertragungsscheiben (32) vorgesehen sind.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsscheibe (32) eine versteifende Sicke und/oder eine schwächende Aussparung (50) aufweist.