DE102005053822B4

DE102005053822B4 - Torsionsschwingungsdämpfer für eine hydrodynamische Kopplungsanordnung

Info

Publication number: DE102005053822B4
Application number: DE102005053822A
Authority: DE
Inventors: Herbert Schmid; Herbert Dipl.-Ing. Johann; Georg Dipl.-Ing. Ender
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2025-11-12
Also published as: DE102005053822A1; US20070108006A1; US7662043B2

Abstract

Torsionsschwingungsdämpfer für eine hydrodynamische Kopplungsanordnung, wirksam zwischen einem Antrieb und einem Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungsanordnung und versehen mit einem antriebsseitigen Dämpferelement, das zum einen mit einem am Antrieb befestigten Schwungmassenelement drehfest ist, und zum anderen über elastische Elemente mit einem abtriebsseitigen Dämpferelement in Drehverbindung steht, welches sich über die hydrodynamische Kopplungsanordnung mit einem Abtrieb in Wirkverbindung befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das abtriebsseitige Dämpferelement (38) für eine drehfeste, aber axial verlagerbare Verbindung mit dem Gehäuse (5) der hydrodynamischen Kopplungsanordnung (3) über eine Abtriebsnabe (36) verfügt, die mit einer Antriebsseite (62) einer axial flexiblen Antriebsplatte (60) verbunden ist, deren Abtriebsseite (66) an dem Gehäuse (5) der hydrodynamischen Kopplungsanordnung (3) angreift.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Torsionsschwingungsdämpfer für eine hydrodynamische Kopplungsanordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein solcher Torsionsschwingungsdämpfer ist aus der DE 101 10 693 C2 bekannt. Der Torsionsschwingungsdämpfer ist axial zwischen einem Schwungmassenelement, das an einem Antrieb, wie der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, befestigt ist, und einem Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungsanordnung, die als Drehmomentwandler realisiert ist, angeordnet. Der Torsionsschwingungsdämpfer ist mit einem antriebsseitigen Dämpferelement versehen, das zum einen mit dem Schwungmassenelement drehfest ist, und zum anderen über elastische Elemente mit einem abtriebsseitigen Dämpferelement des Torsionsschwingungsdämpfers in Drehverbindung steht, welches sich über die hydrodynamische Kopplungsanordnung mit einem Abtrieb, gebildet durch eine Getriebeeingangswelle, in Wirkverbindung befindet.
Bei dem bekannten Torsionsschwingungsdämpfer erfolgt die Befestigung des antriebsseitigen Dämpferelementes gemeinsam mit dem Schwungmassenelement durch Befestigungselemente am Antrieb, und zwar von der Seite der hydrodynamischen Kopplungsanordnung aus. Da die Befestigungselemente bei montierter hydrodynamischer Kopplungsanordnung allerdings nicht mehr zugänglich sind, ist eine Trennbarkeit des antriebsseitigen Dämpferelementes von den an der hydrodynamischen Kopplungsanordnung verbleibenden elastischen Elementen sowie vom abtriebsseitigen Dämpferelement erforderlich. Dadurch ergeben sich verschleißbedingte Probleme bei der axialen Positionierung der hydrodynamischen Kopplungsanordnung, da das vom Antrieb abgewandte freie Ende des antriebsseitigen Dämpferelementes, gegebenenfalls aber auch das dem Antrieb zugewandte freie Ende eines radial innen am Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungsanordnung vorgesehenen Lagerzapfens, als Axialabstützung für die hydrodynamische Kopplungsanordnung wirksam ist, und beide Axialabstützungen jeweils in Positionen relativer Drehbewegung der in axialen Kontakt miteinander tretenden Bauteile vorgesehen sind. Überdies lässt eine derartige Verbindung des Torsionsschwingungsdämpfers mit der hydrodynamischen Kopplungsanordnung keine axiale Elastizität der letztgenannten gegenüber dem Antrieb zu, so dass vom Antrieb erzeugte Axialschwingungen, die am Schwungmassenelement Taumelbewegungen gegenüber einer Drehachse der hydrodynamischen Kopplungsanordnung auslösen, nahezu ungedämpft auf das Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungsanordnung übertragen werden, wo sie aufgrund der Fluidbefüllung der letztgenannten als besonders kritisch empfunden werden.
Aus der DE 199 05 625 A1 ist bekannt, einen Antrieb über eine in Achsrichtung flexible Antriebsplatte auf ein antriebsseitiges Dämpferelement eines Torsionsschwingungsdämpfers und von diesem über elastische Elemente sowie ein abtriebsseitiges Dämpferelement auf ein Gehäuse einer hydrodynamischen Kopplungsanordnung zu übertragen. Aufgrund der flexiblen Antriebsplatte, nachfolgend kurz als Flexplatte bezeichnet, lassen sich Axialschwingungen des Antriebs bei Übertragung auf das Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungsanordnung zwar dämpfen, jedoch muss die Flexplatte bei Anordnung axial vor dem Torsionsschwingungsdämpfer relativ biegesteif ausgebildet sein, um auch bei stärkeren Axialschwingungen eine hinreichende Wirkung erzeugen zu können.
Die DE 10 2004 016 760 A1 zeigt einen für eine Kopplungsanordnung bestimmten Torsionsschwingungsdämpfer, der ein antriebsseitiges Dämpferelement, ein relativ zu diesem über erste elastische Elemente drehbares Zwischendämpferelement und ein relativ zu dem Zwischendämpferelement und damit dem antriebsseitigen Dämpferelement über zweite elastische Elemente drehbares abtriebsseitiges Dämpferelement aufweist. Das antriebsseitige Dämpferelement ist an einem Antrieb befestigt, und bildet zwischen mit Axialversatz zueinander angeordneten Deckblechen eine Fettkammer aus, in welcher die mit Ansteuerelementen des antriebsseitigen Dämpferelementes in Wirkverbindung tretenden ersten elastischen Elemente angeordnet sind. Das Zwischendämpferelement verfügt über eine in die Fettkammer eingreifende und mit den ersten elastischen. Elementen in Wirkverbindung tretende Nabenscheibe, an der ein erster Momentenüberträgerteil befestigt ist, der seinerseits radial außerhalb seiner Verbindung mit der Nabenscheibe mit einem zweiten Momentenüberträgerteil verbunden ist, der an seinem radial inneren Ende zwei Deckbleche aufnimmt, die über Ansteuerelemente für die zweiten elastischen Elemente verfügen. Das Zwischendämpferelement wird demnach durch die Nabenscheibe, die beiden Momentenüberträgerteile und die beiden Deckbleche gebildet. Mit den zweiten elastischen Elementen steht schließlich das abtriebsseitige Dämpferelement in Wirkverbindung, das über eine Verzahnung eine Drehverbindung mit einem Zapfen der Kopplungsanordnung aufweist.
Zwar mag bei der bekannten Anordnung aufgrund der Momentenüberträgerteile eine axiale Nachgiebigkeit zwischen dem antriebsseitigen Dämpferelement und dem abtriebsseitigen Dämpferelement nicht ausgeschlossen sein, es fehlt aber eine gezielte Einbringung axialer Elastizität. Statt dessen ist vorgesehen, das abtriebsseitige Dämpferelement des Torsionsschwingungsdämpfers axial verlagerbar auf dem Zapfen der Kopplungsanordnung anzuordnen. Eine axial gesicherte Aufnahme der Kopplungsanordnung gegenüber dem Antrieb ist auf diese Weise allerdings nicht möglich. Eine solche Lösung ist demnach nur dann praktikabel, wenn entweder keine Axialkräfte auf die Kopplungsanordnung einwirken, oder wenn diese auf andere Weise axial gesichert ist.
Durch die DE 10 2004 045 366 A1 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, der axial zwischen einer axial flexiblen Platte, also einer Flexplatte, und einer Kopplungsanordnung in Form einer trockenen Reibungskupplung vorgesehen ist. Auch bei diesem Torsionsschwingungsdämpfer wird somit axiale Elastizität vor dem Torsionsschwingungsdämpfer bereit gestellt, was eine relativ hohe Steifigkeit der Flexplatte erfordert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsschwingungsdämpfer derart an eine hydrodynamische Kopplungsanordnung anzubinden, dass eine Reduzierung antriebsseitg erzeugter Taumelbewegungen möglichst effizient gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch Nutzung des abtriebsseitigen Dämpferelementes des Torsionsschwingungsdämpfers zur drehfesten Anbindung einer axial flexiblen Antriebsplatte, nachfolgend kurz als Flexplatte bezeichnet, wird erreicht, dass sich die letztgenannte abtriebsseitig des Torsionsschwingungsdämpfers befindet. Da die Flexplatte ihrerseits mit einem Gehäuse einer hydrodynamischen Kopplungsvorrichtung, wie einem Drehmomentwandler oder einer Hydrokupplung, drehfest verbunden wird, ist die hydrodynamische Kopplungsvorrichtung mittels der Flexplatte gegenüber dem Torsionsschwingungsdämpfer zwar drehfest, aber in Achsrichtung verlagerbar angeordnet. Dadurch wird mittels der Flexplatte eine Drehmomentübertragung zwischen einem Antrieb, wie der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, und dem Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungsvorrichtung nicht behindert, während Taumelbewegungen des Antriebs, die zumindest über eine Bewegungskomponente in Achsrichtung verfügen, zumindest eine Reduzierung bei Übertragung auf das besagte Gehäuse erfahren.
Das abtriebsseitige Dämpferelement weist erfindungsgemäß eine Abtriebsnabe auf, die eine axial und radial gesicherte Aufnahme für die Antriebsseite der Flexplatte bildet, zumal wenn die Abtriebsnabe gegenüber dem Antrieb axial und/oder radial abgestützt ist.
In vorteilhafter Ausgestaltung stützt sich die Abtriebsnabe über einen Stützring entweder direkt am Antrieb ab, oder aber über ein mit dem Antrieb festen Bauteil, wie beispielsweise dem Schwungmassenelement. Diese Abstützung der Abtriebsnabe mittels des Stützringes erfolgt vorteilhafterweise über Lagerungen, wobei im Idealfall sowohl eine Radiallagerung als auch eine Axiallagerung vorgesehen ist. Dadurch wird ein Verschleiß zwischen dem Antrieb oder dem Schwungmassenelement, welche Bewegungen des antriebsseitigen Dämpferelementes des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeben, und dem Stützring, welcher Bewegungen des abtriebsseitigen Dämpferelementes des Torsionsschwingungsdämpfers nachgeführt ist, minimiert. In einer besonders einfachen Ausgestaltung der Lagerungen können diese jeweils als Gleitlager ausgebildet sein, in einer besonders reibungsarmen Ausgestaltung jeweils als Wälzlager, wobei auch Kombinationen von Gleit- und Wälzlagern untereinander denkbar sind. Weitere konstruktive Ausgestaltungen der Lagerungen sind in den Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Antrieb und einen Torsionsschwingungsdämpfer für eine hydrodynamische Kopplungsvorrichtung in Schnittdarstellung,
2 eine Lagerung, durch ein Wälzlager realisiert, das sowohl in Achsrichtung als auch in Radialrichtung wirksam ist,
3 eine Ausführung, bei welcher die Lagerung radial zwischen einem Schwungmassenelement und einem Lagerzapfen eines Gehäuses angeordnet ist.
In 1 ist ein Antrieb 1 in Form einer Kurbelwelle 2 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine für eine hydrodynamische Kopplungsanordnung 3, beispielsweise als Drehmomentwandler oder Hydrokupplung realisiert, dargestellt, wobei die Kopplungsanordnung 3 ein Gehäuse 5 umfasst. Die Kopplungsanordnung 3 weist im wesentlichen die gleiche Drehachse 6 wie der Antrieb 1 auf.
An der Kurbelwelle 2 ist mittels Befestigungselementen 7 ein Schwungmassenelement 9 befestigt, das sich im wesentlichen radial nach außen erstreckt, bis es im Bereich seines Außenumfanges in eine zur hydrodynamischen Kopplungsanordnung 3 weisende Axialerstreckung 11 mündet. Unmittelbar radial innerhalb der Axialerstreckung 11 ist über Befestigungselemente 13 ein nabenflanschförmiges antriebsseitiges Dämpferelement 15 eines Torsionsschwingungsdämpfers 20 an dem Schwungmassenelement 9 befestigt, wobei dieses Dämpferelement 15 die Befestigungselemente 13 an Aufnahmen 22 aufnimmt, die in vorbestimmten Umfangsabständen zueinander vorgesehen sind und sich in Radialrichtung über in Umfangsrichtung dazwischen liegende, axialversteifende Umbiegungen 24 hinausgehend erstrecken.
Das antriebsseitige Dämpferelement 15 weist Fenster 26 zur Aufnahme elastischer Elemente 28 auf, wobei diese Fenster 26 an ihren umfangsseitigen Enden mit Ansteuerelementen 30 zur Beaufschlagung der elastischen Elemente 28 vensehen sind. Die elastischen Elemente 28 stützen sich anderenends an Ansteuerelementen 39 von Deckblechen 32 ab, die jeweils in Umfangsrichtung zwischen sich eine Aussparung 40 begrenzen. Die Deckbleche 32 sind mittels einer Vernietung 34 an einer Abtriebsnabe 36 befestigt, um zusammen mit derselben ein abtriebsseitiges Dämpferelement 38 des Torsionsschwingungsdämpfers 20 zu bilden, wobei eines der Deckbleche 32 axial zwischen sich und dem antriebsseitigen Dämpferelement 15 eine Reibvorrichtung 58 aufnimmt, versehen mit einer sich am Deckblech 32 abstützenden Axialfeder 61 und einer am antriebsseitigen Dämpferelement 15 in Anlage kommenden Reibscheibe 59, die in Wirkkontakt mit der Axialfeder 61 steht.
Die Abtriebsnabe 36 des Torsionsschwingungsdämpfers 20 ist auf einem Lagerzapfen 42 eines Gehäusedeckels 44 des Gehäuses 5 zentriert, aber gegenüber demselben drehbewegbar und axial verlagerbar. Antriebsseitig stützt sich die Abtriebsnabe 36 mittels eines Stützringes 46 und eine Lagerung 48, gebildet durch ein radiales Gleitlagerelement 50 sowie ein axiales Gleitlagerelement 52, am Schwungmassenelement 9 ab, wobei dieses über eine Ausnehmung 54 verfügt, in weiche die Lagerung 48 zusammen mit dem Stützring 46 eingreift. Über die Lagerung 48 und den Stützring 46 ist der Torsionsschwingungsdämpfer 20, insbesondere dessen abtriebsseitiges Dämpferelement 38, sowohl axial als auch radial gegenüber dem Schwungmassenelement 9 und damit gegenüber dem Antrieb 1 positioniert.
Abtriebsseitig nimmt die Abtriebsnabe 36 des Torsionsschwingungsdämpfers 20 zwischen zwei radial inneren Versteifungsringen 56 das als Antriebsseite 62 wirksame radial innere Ende einer axial flexiblen Antriebsplatte 60, nachfolgend kurz als Flexplatte 60 bezeichnet, auf, wobei die Flexplatte 60 durch eine Schichtung von Federringen 63 gebildet sein kann. Die Antriebsseite 62 der Flexplatte 60 wird gemeinsam mit den radial inneren Versteifungsringen 56 durch als lösbare Verbindung 64 wirksame Befestigungselemente 65 an der Abtriebsnabe 36 befestigt. Darüber hinaus wird das als Abtriebsseite 66 wirksame radial äußere Ende der Flexplatte 60 an einer Aufnahme 68 des Gehäuses 5 befestigt, und zwar mittels Befestigungselementen 70, die mittels eines radial äußeren Versteifungsringes 72 auf die Flexplatte 60 einwirken.
Durch Anordnung der Flexplatte 60 axial zwischen dem Torsionsschwingungsdämpfer 20 und dem Gehäuse 5 kann die Kopplungsvorrichtung 3 über den Torsionsschwingungsdämpfer 20 am Antrieb 1 befestigt werden.
2 zeigt die Lagerung 48 durch ein Wälzlager 76 realisiert, das sowohl in Achsrichtung als auch in Radialrichtung wirksam ist, und antriebsseitig wiederum in die Ausnehmung 54 des Schwungmassenelementes 9 eingreift, abtriebsseitig allerdings, abweichend von der Ausführung in 1, unmittelbar in eine Ausnehmung 78 der Abtriebsnabe 36 eingesetzt ist.
3 schließlich zeigt eine Ausführung, bei welcher die Lagerung 48 bei Realisierung durch ein Wälzlager 76 radial zwischen dem Schwungmassenelement 9 und dem gegenüber den 1 oder 2 axial verlängerten und durch einen Deckel 80 verschlossenen Lagerzapfen 42 des Gehäuses 5 angeordnet ist. Gleichzeitig dient dieser Lagerzapfen 42 als Aufnahme 82 für eine Flexplattenabe 84, die mittels einer Vernietung 86 mit der Antriebsseite 62 der Flexplatte 60 fest verbunden ist. Die Flexplattenabe 84 steht über eine als lösbare Verbindung 64 wirkende Verzahnung 88 in Drehverbindung mit der Abtriebsnabe 36 des Torsionsschwingunsdämpfers 20, der wiederum mittels seines antriebsseitigen Dämpferelementes 15 über eine weitere Verzahnung 90 mit dem Schwungmassenelement 9 in drehfester Verbindung steht. Eine axiale Relativbewegung des Torsionsschwingungsdämpfers 20 gegenüber der Flexplattenabe 84 wird durch einen in die letztgenannte eingelassenen ersten Axialanschlag 92 in Zusammenwirken mit einem an der Flexplattenabe 84 integral vorgesehenen zweiten Axialanschlag 94 verhindert.

Claims

Torsionsschwingungsdämpfer für eine hydrodynamische Kopplungsanordnung, wirksam zwischen einem Antrieb und einem Gehäuse der hydrodynamischen Kopplungsanordnung und versehen mit einem antriebsseitigen Dämpferelement, das zum einen mit einem am Antrieb befestigten Schwungmassenelement drehfest ist, und zum anderen über elastische Elemente mit einem abtriebsseitigen Dämpferelement in Drehverbindung steht, welches sich über die hydrodynamische Kopplungsanordnung mit einem Abtrieb in Wirkverbindung befindet, dadurch gekennzeichnet, dass das abtriebsseitige Dämpferelement (38) für eine drehfeste, aber axial verlagerbare Verbindung mit dem Gehäuse (5) der hydrodynamischen Kopplungsanordnung (3) über eine Abtriebsnabe (36) verfügt, die mit einer Antriebsseite (62) einer axial flexiblen Antriebsplatte (60) verbunden ist, deren Abtriebsseite (66) an dem Gehäuse (5) der hydrodynamischen Kopplungsanordnung (3) angreift.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das abtriebsseitige Dämpferelement (38) mittels einer lösbaren Verbindung (64) an der axial flexiblen Antriebsplatte (60) befestigt ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung (64) zwischen dem abtriebsseitigen Dämpferelement (38) und der axial flexiblen Antriebsplatte (60) durch Befestigungselemente (65) gebildet wird
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lösbare Verbindung (64) zwischen dem abtriebsseitigen Dämpferelement (38) und der axial flexiblen Antriebsplatte (60) durch eine Verzahnung (88), vorgesehen zwischen der Abtriebsnabe (36) und einer mit einer Antriebsseite (62) der axial flexiblen Antriebsplatte (60) verbundenen Antriebsplattennabe (84), gebildet wird.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsplattennabe (84) gegenüber dem Gehäuse (5) der Kopplungsanordnung (3) zentriert ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) zur Zentrierung der Antriebsplattennabe (84) über einen Lagerzapfen (42) verfügt, der an einem Gehäusedeckel (44) des Gehäuses (5) angeformt ist und sich in Richtung zum Antrieb (1) erstreckt.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem über zumindest ein Deckblech zur Beaufschlagung der elastischen Elemente verfügenden abtriebsseitigen Dämpferelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblech (32) mit der Abtriebsnabe (36) des abtriebsseitigen Dämpferelementes (38) drehfest verbunden ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die axial flexible Antriebsplatte (60) durch eine Mehrzahl parallel zueinander angeordneter Federringe (63) gebildet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsnabe (36) des abtriebsseitigen Dämpferelementes (38) über einen Stützring (46) gegenüber dem Schwungmassenelement (9) zentriert und axial positioniert ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsnabe (36) des abtriebsseitigen Dämpferelementes (38) über eine Lagerung (48) gegenüber dem Schwungmassenelement (9) zentriert und axial positioniert ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (48) über ein radiales Gleitlagerelement (50) verfügt, über welches der Stützring (46) am Schwungmassenelement (9) zentriert ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (48) über ein axiales Gleitlagerelement (50) verfügt, über welches der Stützring (46) am Schwungmassenelement (9) axial aufgenommen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (48) als Wälzlager (76) ausgebildet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (48) in einer dem Torsionsschwingungsdämpfer (20) zugewandten Ausnehmung (54) des Schwungmassenelementes (9) aufgenommen ist.
Torsionsschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das antriebsseitige Dämpferelement (15) in vorbestimmten Umfangsabständen zueinander über Aufnahmen (22) für zur Anbindung an das Schwungmassenelement (9) dienende Befestigungselemente (13) verfügt, zwischen denen in Umfangsrichtung axialversteifende Umbiegungen (24) vorgesehen sind.