DE102009010126A1

DE102009010126A1 - Drehschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102009010126A1
Application number: DE102009010126A
Authority: DE
Inventors: Parviz Dr.-Ing. Movlazada
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2009-09-10
Also published as: US20090221376A1; US8156842B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil und einem relativ und in begrenztem Umfang gegenüber diesem entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers verlagerbaren Ausgangsteil. Der zumindest eine Energiespeicher ist dabei an einer Seite an einem Widerlager abgestützt und beaufschlagt an seiner anderen Seite jeweils zumindest ein in Umfangsrichtung verlaufendes Wegprofil des Eingangs- und Ausgangsteils in der Weise, dass bei einer Relativverdrehung von Ausgangsteil und Eingangsteil gegeneinander der Energiespeicher Energie aufnimmt und bei einer Aufhebung der Relativverdrehung wieder abgibt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit zwei begrenzt gegeneinander und entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers verdrehbaren Bauteilen, nämlich einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil, wobei der zumindest eine Energiespeicher zwei sich gegenüberliegende Kraftaufnahmepunkte aufweist.
Derartige Drehschwingungsdämpfer sind insbesondere aus Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor als Torsionsschwingungsdämpfer bekannt geworden. Diese werden zwischen Verbrennungsmotor und Getriebeeingangswelle zur Dämpfung von infolge einer zyklisch nicht gleichmäßig auf die Kurbelwelle einwirkenden, durch die Verbrennungsprozesse in den Brennräumen des Verbrennungsmotors erzeugten Antriebskräfte auftretenden Torsionsschwingungen in Kupplungsscheiben, Zweimassenschwungrädern beziehungsweise Drehschwingungsdämpfern in Drehmomentwandlern eingesetzt. Dabei werden Energiespeicher, beispielsweise mehrere, über den Umfang verteilte kurze oder als auf den Einsatzdurchmesser vorgebogene Bogenfedern, vorzugsweise radial außen angeordnete lange Schraubenfedern in Umfangsrichtung zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil verspannt, so dass diese bei einer Relativverdrehung der Bauteile komprimiert und bei einer Rückdrehung wieder entspannt werden, so dass eine Dämpfung der Schwingungsamplituden auftritt.
Alternativ zu diesen Anordnungen sind sogenannte Radialfederschwingungsdämpfer bekannt, bei denen über den Umfang verteilte Druck- oder Zugfedern an den relativ zueinander verdrehbaren Bauteilen auf unterschiedlicher radialer Höhe angreifen, wobei die Angriffspunkte in den Bauteilen fest aufgenommen und drehbar gelagert sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Weiterbildung derartiger Drehschwingungsdämpfer.
Die Aufgabe wird durch einen Drehschwingungsdämpfer mit zwei begrenzt gegeneinander und entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers verdrehbaren Bauteilen, nämlich einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil gelöst, wobei der zumindest eine Energiespeicher zwei sich gegenüberliegende Kraftaufnahmepunkte aufweist und einer der Kraftaufnahmepunkte an einem Widerlager und der andere Kraftaufnahmepunkt entlang zumindest eines jeweils in Umfangsrichtung der Bauteile vorgesehenen Wegprofils verlagerbar abge stützt ist. Mittels dieser Anordnung kann ein Drehschwingungsdämpfer vorgeschlagen werden, dessen Energiespeicher weitgehend unabhängig von der Fliehkraft des sich drehenden Drehschwingungsdämpfers ist. Dieser muss daher nach radial außen zwischen seinen stirnseitigen Enden nicht abgestützt werden und verursacht keine Reibungskräfte an entsprechenden Abstützungen, die dessen Energiespeicherkapazität verringern, da seine Wirkungsrichtung in Fliehkraftrichtung ausgerichtet und eine Abstützung an einer seiner Stirnflächen erfolgt. Weiterhin kann die Kraftentfaltung des Energiespeichers auf die beiden Bauteile – darunter sind Eingangsteil und Ausgangsteil zu verstehen – durch entsprechende Ausgestaltung der Wegprofile weitgehend den Anforderungen angepasst werden, so dass lineare, progressive, degressive oder in mehrere Stufen eingeteilte Kennlinien über den Weg einer Relativverdrehung der Bauteile eingestellt werden können. Bei einer Relativverdrehung der Bauteile wird dabei der fest auf einem Widerlager aufgenommene Energiespeicher durch Verlagerung von dessen den Wegprofilen zugeordneten Kraftaufnahmepunkts mit Energie beaufschlagt, die er bei einer Verringerung der Relativverdrehung wieder an die Bauteile abgibt.
Beispielsweise können als Energiespeicher Schraubenfedern oder in entsprechenden Aufnahmen oder Käfigen aneinander gereihte Tellerfedern verwendet werden, die auf Druck und/oder Zug beansprucht werden. Bei einer Anordnung auf Zug werden die entsprechenden Schraubenfern oder Tellerfederpakete an einer Seite am Widerlager und an der anderen Seite auf einem Läufer oder Gleitstein eingehängt, der dadurch gegen die Wegprofile verspannt wird. In bevorzugter Ausführung werden Schraubenfedern oder Tellerfederpakete auf Druck beansprucht. Diese werden dabei zwischen dem Widerlager und dem Läufer oder Gleitstein verspannt. Es versteht sich, dass Schrauben- und/oder Tellerfedern als mehrstufige Energiespeicher hintereinander oder parallel zueinander geschaltet sein können und hierzu mehrere Schraubenfedern unterschiedlichen Durchmessers ineinander geschachtelt werden können.
Das Widerlager für die Energiespeicher kann radial außerhalb der Wegprofile angeordnet sein, es wird jedoch eine bevorzugte Anordnung vorgeschlagen, bei der das Widerlager radial innerhalb der Wegprofile angeordnet ist. Hierzu werden vorteilhafterweise zur Erhöhung der Kapazität des zumindest einen Energiespeichers das Widerlager auf einem kleinsten Durchmesser und die Wegprofile möglichst radial außen an den relativ gegeneinander verdrehbaren Bauteilen angeordnet. Weiterhin hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sich die Kraftaufnahmepunkte mehrerer über den Umfang verteilter Energiespeicher an einem gemeinsamen als Lagerring ausgebildeten Widerlager abstützen. Beispielsweise können sich mindestens drei und in bevorzugter Weise vier bis sechs Energiespeicher, beispielsweise Schraubenfedern, über den Umfang verteilt an dem Lagerring einerseits und an den eingangs- und ausgangssei tigen Wegprofilen andererseits abstützen. Auf diese Weise stabilisiert sich der Lagerring selbständig ohne zusätzliche radiale Abstützung, indem sich die am Lagerring auftretenden Verspannkräfte am Lagerring gegenseitig kompensieren. Alternativ kann der Lagerring auf einem der beiden relativ verdrehbaren Bauteile oder einem zusätzlichen Bauteil, beispielsweise einer Welle wie Kurbelwelle, einer Getriebeeingangswelle oder einem gehäusefesten Bauteil wie beispielsweise einem Getriebehals, verdrehbar mittels eines Lagers, beispielsweise eines Wälz- oder Gleitlagers, aufgenommen werden.
Die Wegprofile am Eingangs- und Ausgangsteil können gleich oder unterschiedlich sein Bei unterschiedlicher Ausstattung der Wegprofile erfolgt eine Relativverdrehung an den beiden Bauteilen nicht symmetrisch, sondern ein Bauteil wird bei gleicher Einwirkung des Energiespeichers infolge eines flacheren Wegprofils weniger schnell ausgelenkt. Auch können bei mehreren über den Umfang verteilten Energiespeichern die jeweils einem Energiespeicher zugeordneten Wegprofile zwischen den Energiespeichern variieren, wodurch sich beispielsweise unterschiedliche Kennlinien einstellen lassen. In dem vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfer kann daher eine optimale Kennlinie sowohl durch die Wahl der Kapazität und Kennlinie der Energiespeicher als auch durch Variation der Wegprofile eingestellt werden.
Die Beaufschlagung der Wegprofile durch den oder die Energiespeicher erfolgt mittels eines Läufers oder Gleitsteins, der mit dem entgegen gesetzten Ende oder Kraftaufnahmepunkt des im Widerlager aufgenommenen Endes oder Kraftaufnahmepunkts verbunden ist. Der Gleitstein kann hierzu mit einer Aufnahme wie Schuh ausgestattet sein, indem beispielsweise eine oder mehrere Windungen einer Schraubenfeder aufgenommen sind. Der Gleitstein gleitet auf den Wegprofilen von Eingangs- und Ausgangsteil und überträgt bei einer Relativverdrehung der beiden Bauteile gegeneinander eine Relativbewegung mit vorzugsweise radialem Anteil auf den Energiespeicher, wodurch dieser komprimiert wird. In besonderen Ausgestaltungsbeispielen kann der Gleitstein beziehungsweise eine mit einem Energiespeicher verbundene Achse zumindest ein Wälzlager enthalten, das auf den Wälzprofilen abrollt. Um die unterschiedlichen Drehrichtungen der dem Eingangs- und Ausgangsteil zugeordneten Wegprofile während einer Relativverdrehung zu berücksichtigen, werden in vorteilhafter Weise auf einer derartigen Achse verschiedene Wälzlager für jedes Wegprofil vorgesehen. An den Gleitsteinen oder Achsen mit Gleit- oder Wälzlagerung können die Wälzlager flankierende, die Bahnen radial überlappende Führungen beziehungsweise im Gleitstein Nuten vorgesehen sein, so dass diese auf den gegebenenfalls schmalen Bahnen der Wegprofile axial fixiert sind.
Ein auf einer Bahn des Wegprofils gleitender Gleitstein ist bezüglich seines Profils an die Wegprofile der Bauteile angepasst. So können die Profile von Gleitstein und Wegprofile im Sinne von Evolventenbahnen ausgeführt sein. Zur Stabilisierung der Position, bei der die beiden Bauteile nicht gegeneinander verdreht sind, kann an dieser Position ein Minimum vorgesehen sein, an dem das Profil der Wegprofile in beide Drehrichtungen eines Bauteils ansteigt. Die Steigungen können bei den Bauteilen in die beiden Drehrichtungen gleich sein oder beispielsweise bei einem Drehschwingungsdämpfer in Einbausituation mit Zug- und Schubbetrieb unterschiedliche Steigungen aufweisen, wobei bevorzugt in Zugrichtung eine größere Steigung und damit eine höhere Steifigkeit des Drehschwingungsdämpfers bewirkt wird als in der Schubrichtung. Die Steigungen der Bahnen wie Gleitbahne der Wegprofile können linear, konvex oder konkav ausgebildet sein, so dass je nach Ausführung die Kennlinie des Drehschwingungsdämpfer entsprechend progressiv, linear degressiv, ein- oder mehrstufig ausgelegt werden kann.
In einem besonders vorteilhaften Ausgestaltungsbeispiel kann eine stabile Anordnung des Gleitsteins oder der Achse mit den Wälzlagern in der Weise vorgesehen sein, dass ein Bauteil zwei Wegprofile aufweist und das Wegprofil des anderen Bauteils zwischen den Wegprofilen des anderen Teils geführt ist. Dadurch werden Gleitstein oder Achse an den beiden äußeren Wegprofilen eines Bauteils gegen Kippen gesichert abgestützt und das mittlere Wegprofil des anderen Bauteils sorgt bei einer Relativverdrehung der beiden Bauteile für eine gleichmäßige Mitnahme des Gleitsteins oder der Achse durch beide Bauteile. Bei Verwendung eines Gleitsteins können die Gleitbahnen der beiden Bauteile so aufeinander abgestimmt sein, dass die Reibung der beiden Wegprofile eines Bauteils und die Reibung des einzelnen Wegprofils des anderen Bauteils vergleichbar hoch sind. Dies kann beispielsweise durch tribologische Einstellung der Gleitkoeffizienten der Gleitbahnen, die Materialdicke der Wegprofile und/oder die Einstellung unterschiedlicher Steigungen der Wegprofile erfolgen.
Die Relativbewegungen der Bauteile und insbesondere der diesen zugeordneten Wegprofile können in vorteilhafter Weise optimiert werden, indem die Wegprofile mittels Abstandsnasen voneinander beabstandet sind. Dabei können alle oder nur ein Wegprofil entsprechende Abstandsnasen aufweisen. Bei einer Verwendung von ein mittleres Wegprofil eines Bauteils flankierenden Wegprofilen des anderen Bauteils können nur am mittleren Wegprofil Abstandsnasen vorgesehen sein.
Die Anordnung der Wegprofile kann an den Ein- und Ausgangsteilen radial innerhalb oder radial außerhalb eines ein Widerlager für die Energiespeicher bildenden Lagerrings erfolgen.
Hierdurch können Ausgestaltungsbeispiele vorgesehen werden, deren in den Wegprofilen verlagerbaren Gleitsteine unter Fliehkrafteinwirkung gegenüber den Wegprofilen be- oder entlastet werden. Insbesondere für Gleitsteine, die unter Ausbildung einer Gleitreibung auf den Wegprofilen verlagert werden, kann eine Anordnung der Wegprofile radial innerhalb des Lagerrings vorgesehen sein, wodurch unter Fliehkrafteinwirkung die Reibung zwischen Gleitsteinen und Wegprofilen vermindert wird.
Die Erfindung wird anhand der 1 bis 9 näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers,
2 eine Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Drehschwingungsdämpfers,
3 ein Längsschnitt durch den Drehschwingungsdämpfer der 2,
4 eine Ansicht auf den Drehschwingungsdämpfer der 1 bei einer Relativverdrehung,
5a–c verschiedene Ausführungsformen von Wegprofilen,
6a–c verschiedene Ausführungsformen von Gleitsteinen,
7 eine Ansicht auf ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel eines Drehschwingungsdämpfers,
8 ein Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel der 7 und
9 eine Ansicht auf ein weiteres Ausgestaltungsbeispiel eines Drehschwingungsdämpfers.
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung das Funktionsprinzip des vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfers 1 mit den begrenzt zueinander relativ um die Drehachse 5 in Pfeil richtung 4 verdrehbaren Bauteilen 6, die als Eingangsteil 2 und Ausgangsteil 3 bezeichnet werden. Die Bauteile 6 werden gegeneinander entgegen der Wirkung des Energiespeichers 8 verdreht, der sich an einer Seite an einem Widerlager 9 abstützt, die wiederum verdrehbar auf einer Nabe 10 abgestützt sein kann. Die Nabe 10 kann weiterhin eine Getriebeeingangswelle oder die Kurbelwelle sein und zusätzlich auch die Bauteile 6 verdrehbar lagern. Auf der anderen Seite des Energiespeichers wirkt dieser auf eine Übertragungseinrichtung 7, die bei einer Verdrehung der beiden Bauteile 6 gegeneinander eine Komprimierung des Energiespeichers durch beide Bauteile 6 und bei einem Zurückdrehen des Verdrehwinkels eine Entspannung bewirkt, wobei der Energiespeicher 8 beim Verdrehen der Bauteile 8 Energie aufnimmt und bei einer Entspannung wieder abgibt. Der Energiespeicher 8 wirkt daher als Zwischenspeicher für die durch eine Schwingungsamplitude eingetragene und zu einer Relativverdrehung der beiden Bauteile in den Drehschwingungsdämpfer 1 eingetragene Energie. Die Übertragungseinrichtung 7 verfügt dabei über an den Bauteilen 6 vorgesehene Wegprofile, die auf einen Kraftaufnahmepunkt des Energiespeichers einwirken, wobei dieser einen Gleitstein, einen Läufer, ein Drehlager oder dergleichen zur Übertragung der vom Wegprofil initiierten Auslenkungen des Energiespeichers enthalten kann. In den nachfolgenden Figuren werden hierzu Ausführungsbeispiele näher erläutert. Durch die auch während einer Relativverdrehung der Bauteile 6 nahezu radiale Anordnung der Energiespeicher 8 zeigen diese insbesondere keine störenden Reibeinflüsse durch Abstützung gegen Fliehkrafteinflüsse, wie dies bei Energiespeichern der Fall sein kann, die vorzugsweise in Umfangsrichtung ausgerichtet sind und direkt zwischen den Bauteilen verspannt sind. Gegenüber einer Anordnung der Energiespeicher in radiale Richtung, wobei die Energiespeicher jeweils radial außen an einem Bauteil und mit deren anderem Ende radial innen am anderen Bauteil verschwenkbar aufgenommen sind, haben die vorgeschlagenen Drehschwingungsdämpfer insbesondere den Vorteil, dass bei einer Relativverdrehung der Bauteile 6 die Energiespeicher 8 nicht verschwenkt werden, so dass deren Kennlinie über den Verdrehwinkel der Bauteile 16 konstant bleibt.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Drehschwingungsdämpfers 11 in einer Ansicht eines Schnitts durch den Drehschwingungsdämpfer 11 mit einem Eingangsteil 12, das als Bauteil 16 auch ein Ausgangsteil sein kann. Das Eingangsteil 12 weist mehrere, im gezeigten Beispiel acht über den Umfang verteilte Wegprofile 20 auf, die in das Eingangsteil 12 integriert sind. Beispielsweise ist das Eingangsteil 12 aus Blech gestanzt, entsprechend umgeformt und enthält die Wegprofile 20 werkzeugfallend. Die Wegprofile 20 weisen jeweils ein Minimum 21 auf, von dem ausgehend sich in Umfangsrichtung beidseitig Steigungen 22 anschließen, die an ihrem Ende jeweils einen Anschlag 29 beispielsweise in Form einer Anschlagsnase aufweisen, wobei in Umfangsrichtung benachbarte Steigungen 22 jeweils einen gemeinsamen Anschlag aufweisen können. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Steigung linear und weist einen vorgegebenen Winkel α auf, der anwendungsspezifisch festgelegt werden kann. Weitere Formen der Steigungen können konvex, konkav oder Freiformen sein. Eine mehrstufige Steigung kann ebenfalls vorteilhaft sein.
Im nicht gegenüber dem – nicht dargestellten – Ausgangsteil verdrehten Zustand des Eingangsteils 12 sind in den Minima die Gleitsteine 23 entgegen der Wirkung der Energiespeicher 18, die hier als Schraubenfedern 24 dargestellt sind, positioniert und im Lagerring 25, der als Widerlager 19 für alle Energiespeicher 18 dient, unter leichter Vorspannung aufgenommen. Hierzu können Taschen 26 vorgesehen sein. Durch die gleichmäßige Kraftentfaltung der Energiespeicher 18 über den Umfang erhält der Lagerring 25 eine stabilisierte Position und zentriert sich in der erforderlichen Genauigkeit selbst. Dies bedeutet, dass keine zusätzlichen Mittel zur Lagerung und Zentrierung des Lagerrings 25 auf einem zentralen Bauteile, beispielsweise auf der hier dargestellten Welle 27 notwendig sind. Zum Ausgleich gegebenenfalls auftretender radialer Schwankungen ist zwischen dem zentralen Bauteil und dem Lagerring 25 ein Ringspalt 28 vorgesehen. Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsbeispielen bei einer entsprechenden Erfordernis der Lagerring mittels eines Gleit- oder Wälzlagers verdrehbar auf einem zentralen Bauteil gelagert und zentriert sein kann.
3 zeigt den Drehschwingungsdämpfer 11 der 2 im Schnitt mit den beiden Bauteilen 16 als Eingangsteil 12 und als Ausgangssteil 13. Aus dieser Darstellung wird ersichtlich, dass das Eingangsteil 12 neben den Wegprofilen 20 weitere zu diesen axial beabstandete und bezüglichen ihren Profilen identische Wegprofile 30 aufweist. In vorteilhafter Weise sind die Wegprofile mit dem Eingangsteil 12 fest verbunden, beispielsweise mittels nicht dargestellter Stege, die entsprechend im Ausgangsteil 13 vorgesehene kreissegmentförmige, dem Verdrehwinkel der Bauteile angepasste Schlitze, die beispielsweise in den Wegprofilen 40 des Ausgangsteils 13 vorgesehen sein können, durchgreifen. Die Wegprofile 40 des Ausgangsteils 13 sind in dem gezeigten Beispiel an einem am Außenumfang des Ausgangsteils angeformten axialen Ansatz 31 angebracht, beispielsweise verschweißt, und axial zwischen den Wegprofilen 20, 30 des Eingangsteils 12 angeordnet. In anderen vorteilhaften Ausgestaltungsbeispielen können die Wegprofile 40 einteilig in das Ausgangsteil 13 integriert sein, beispielsweise von radial außen eingeformt sein.
Die Wegprofile 40 des Ausgangsteils 13 können gleiche oder unterschiedliche Steigungen wie die Steigungen der Wegprofile 20 (2), 30 des Eingangsteils 12 aufweisen. Die Gleitsteine 23 übergreifen jeweils alle über den Umfang angeordnete Wegprofile 20, 30, 40 der Bau teile 16 axial und werden im nicht verdrehten Zustand der Bauelemente 16 von den Energiespeichern 18 jeweils in deren Minimum 21 positioniert. Wie bereits aus 2 ersichtlich sind die Energiespeicher 18 an ihrem den Gleitsteinen 23 entgegengesetzten Enden in Taschen 26 des als Widerlager für die Energiespeicher 18 dienenden Lagerrings 25 unter Einhaltung eines Ringspalts 28 zur Welle 27 aufgenommen. Zwischen den Bauteilen 16 und dem Lagerring 25 ist jeweils eine Gleitschicht 32 vorgesehen, die die Reibung bei einer Relativverdrehung der Bauteile 16 gegeneinander und damit auch einer zwischen Lagerring 25 und den Bauteilen 16 auftretenden Relativverdrehung absenkt. Zwischen den Wegprofilen 20, 30, 40 können jeweils Mittel zu deren axialer Beabstandung vorgesehen sein, die über den Umfang verteilte Abstandsnocken, Abstandsringsegmente oder axial erhabene Ringe sein können, die an einem oder mehreren Wegprofilen 20, 30, 40 vorgesehen sein können und ebenfalls in Verbindung mit der korrespondierenden Kontaktfläche über entsprechende Gleitschichten zur Verminderung der Reibung verfügen können. In vorteilhafter Weise weist das Wegprofil 40 diese Mittel zur Beabstandung beidseitig auf.
4 zeigt den Drehschwingungsdämpfer 11 im Falle einer Relativverdrehung der Bauteile 16 um einen Verdrehwinkel β mit den Wegprofilen 20 des Ausgangsteils 13, wobei die Wegprofile 40 des Ausgangsteils, die an sich in der dargestellten Ansicht nicht ersichtlich sind, gestrichelt dargestellt sind. Durch die Verdrehung der beiden Bauteile 16 überschneiden sich die Steigungen 22 der Wegprofile 20, 40, 30 (3) in gegensätzliche Richtung, wodurch die Gleitsteine entlang dieser Steigungen zwangsweise entgegen der Wirkung der Energiespeicher 18 nach radial innen verlagert werden. Es entsteht dadurch ein Dämpfungseffekt von, die Relativverdrehung der Bauteile 16 bewirkenden Torsionsschwingungen, wobei zusätzlich zu den wechselnden Energieflüssen in den Energiespeichern 18 eine Reibeinrichtung parallel und/oder seriell zugeschaltet sein kann. Der Reibeffekt kann durch die Reibung der Gleitsteine 23 auf den Wegprofilen erzeugt werden.
Die 5a bis 5c zeigen vorteilhafte Ausgestaltungsbeispiele von Wegprofilen 33, 34, 35, wie sie im in den 2 bis 4 beschriebenen Drehschwingungsdämpfer 11 als Wegprofile 20, 30, 40 zum Einsatz kommen können. Dabei zeigt 5a ein von dem Minimum 21 beidseitig linear ansteigendes Profil 36, 5b ein konkaves Profil 37 und 5c ein konvexes Profil 38. Die Profile 36, 37, 38 sind jeweils durch einen Anschlag 29 begrenzt, an denen gegebenenfalls die Gleitsteine anschlagen. Die Auswahl des Profils hängt von der gewünschten Dämpfungskennlinie des Drehschwingungsdämpfers 1 (3) ab. So können beispielsweise unter Verwendung von Energiespeichern mit linearen Kennlinien nahezu beliebig ausgestaltbare Kennlinien, beispielsweise linearer, progressiver, degressiver, gestufter Art vorgesehen werden. Es versteht sich, dass bei Energiespeichern mit entsprechend vorgesehener nicht linearer Kennlinien die Variantenvielfalt erhöht und die Anpassung des Drehschwingungsdämpfers an die vorgegebene Voraussetzung optimiert werden kann. Auch kann ein Wegprofil über dessen Verlauf mehrere Teilprofile aufweisen. So können beispielsweise mehrstufige Steigungen linearer oder nicht linearer Ausgestaltung vorgesehen sein. Beispielsweise können in einem Teilprofil konkave und in einem anderen Teilprofil konvexe Verläufe vorgesehen sein. Besonders vorteilhaft kann eine progressive Ausführung der Teilprofile mit zunehmendem Verdrehwinkel vorgesehen sein. Die Teilprofile können stetig ineinander übergehen. In besonderen Ausgestaltungsbeispielen können zwischen zwei Teilprofilen Ecken vorgesehen sein, so dass eine Weiterschaltung in das bei größerer Relativverdrehung wirksame Teilprofil nur bei Überschreitung einer durch die Intensität der Ecke vorgegebenen Verdrehenergie erfolgt.
Die 6a bis 6c zeigen unterschiedliche Gleitsteine 23, 39, 41, wie sie beispielsweise im Drehschwingungsdämpfer 11 der 2 bis 4 zum Einsatz kommen können. Den Gleitsteinen 23, 39, 41 ist ein Aufnahmestift 42 mit einem axialen Anschlag 43 gemein, die der Aufnahme auf den Energiespeicher dient, beispielsweise an einer Öffnung einer Schraubenfeder. Die Gleitsteine 23, 39 werden dabei auf den Profilen der Wegprofile gleitend verlagert. Die Oberflächen der Gleitsteine 23, 39 können hierzu – wie im Übrigen die Oberflächen der Wegprofile auch – für einen derartigen Reib- und Gleitkontakt vorbereitet, beispielsweise gehärtet und/oder mit Gleitschichten versehen sein. Insbesondere können Keramik- oder Kunststoffgleitschichten vorgesehen sein. Die Gleitsteine 23, 39 unterscheiden sich bezüglich ihrer Querschnittsprofile 44, 45, die halbrund beziehungsweise aus zwei Kreisprofilen zusammengesetzt sein können. Weitere Ausführungsbeispiele können in Verbindung mit der Ausgestaltung der Wegprofile evolvent sein. 6c zeigt eine Ausgestaltung eines besonders reibungsarmen Rollkontakts. Hierzu sind an dem Anschlag 43 Lager 46 für die Achse 47, die für jedes Wegprofil der Ausgangsteile ein Wälzlager 48 aufweist, so dass der Gleitstein 41 auf jedem Wegprofil abrollt.
7 zeigt eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Drehschwingungsdämpfers 101 mit einem radial außen angeordneten, als Widerlager 109 für die Energiespeicher 108 wirksamen Lagerring 125. Radial innen sind Scheibenteile 148, 149 vorgesehen, die an ein Antriebsbauteil beziehungsweise ein Abtriebsbauteil gekoppelt sind. Die Scheibenteile 148, 149 sind jeweils sternförmig ausgebildet und bilden dadurch Wegprofile 120, 140, entlang derer die von den Energiespeichern beaufschlagten Gleitsteine 123 gleiten. Bei einer Relativverdrehung der beiden Scheibenteile 148, 149 um den Verdrehwinkel β werden in zur Beschreibung der 4 entsprechender Weise die Gleitsteine 123 entlang der Wegprofile verlagert und die Energiespeicher 108 komprimiert.
8 zeigt den in 7 beschriebenen Drehschwingungsdämpfer 101 in einer Schnittdarstellung. Der Lagerring 125 ist auf einer Welle 127, beispielsweise einer als für den Drehschwingungsdämpfer 101 als Abtriebswelle wirksamen Getriebeeingangswelle, mittels eines Gleitlagers oder wie gezeigt mittels eines Wälzlagers 150 verdrehbar aufgenommen und zentriert. Das Scheibenteil 149, das mit der Welle 127 drehfest verbunden, beispielsweise verzahnt ist, dient als Ausgangsteil 103 und weist das Wegprofil 140 auf. Das Eingangsteil 102 ist drehfest mit zumindest einem der beiden Scheiben 151 des zweiteiligen Scheibenteils 148 mit den Wegprofilen 120, 130 verbunden. Die Gleitsteine 123 sind mittels der sich an den Widerlagern 109 abstützenden Energiespeicher 108 verspannt und werden von den Wegprofilen 120, 130, 140 in bereits unter den 2 bis 4 beschriebener Art und Weise beaufschlagt.
9 zeigt einen Drehschwingungsdämpfer 201 mit einem Eingangsteil 202 und einem gestrichelt hierzu um einen Verdrehwinkel β relativ verlagerbaren Ausgangsteil 203. Beide Bauteile 206 verfügen über einen Ausschnitt 252, der jeweils sich gegenüberliegende Wegprofile 220, 240 aufweist, in denen jeweils ein Gleitstein 223 gleitet. Die beiden Gleitsteine 223 sind mittels eines Energiespeichers 208 gegeneinander verspannt.
Bei einer Verdrehung der beiden Bauteile 206 gegeneinander überschneiden sich die Steigungen der Wegprofile 220, 240, wodurch die Gleitsteine 223 nach radial innen verlagert und dadurch der Energiespeicher 208 beidseitig komprimiert wird. Zur Stabilisierung des Energiespeichers 208 kann dieser in einer Teleskophülse aufgenommen sein.

1: Drehschwingungsdämpfer
2: Eingangsteil
3: Ausgangsteil
4: Pfeil
5: Drehachse
6: Bauteil
7: Übertragungseinrichtung
8: Energiespeicher
9: Widerlager
10: Nabe
11: Drehschwingungsdämpfer
12: Eingangsteil
13: Ausgangsteil
16: Bauteil
18: Energiespeicher
19: Widerlager
20: Wegprofil
21: Minimum
22: Steigung
23: Gleitstein
24: Schraubenfeder
25: Lagerring
26: Tasche
27: Welle
28: Ringspalt
29: Anschlag
30: Wegprofil
31: Ansatz
32: Gleitschicht
33: Wegprofil
34: Wegprofil
35: Wegprofil
36: Profil
37: Profil
38: Profil
39: Gleitstein
40: Wegprofil
41: Gleitstein
42: Aufnahmestift
43: Anschlag
44: Querschnittsprofil
45: Querschnittsprofil
46: Lager
47: Achse
48: Wälzlager
101: Drehschwingungsdämpfer
102: Eingangsteil
103: Ausgangsteil
108: Energiespeicher
109: Widerlager
120: Wegprofil
123: Gleitstein
125: Lagerring
127: Welle
130: Wegprofil
140: Wegprofil
148: Scheibenteil
149: Scheibenteil
150: Wälzlager
151: Scheibe
201: Drehschwingungsdämpfer
202: Eingangsteil
203: Ausgangsteil
206: Bauteil
208: Energiespeicher
220: Wegprofil
223: Gleitstein
240: Wegprofil
252: Ausschnitt
α: Winkel
β: Verdrehwinkel

Claims

Drehschwingungsdämpfer (1, 11, 101, 201) mit zwei begrenzt gegeneinander und entgegen der Wirkung zumindest eines Energiespeichers (8, 18, 108, 208) verdrehbaren Bauteilen (6, 16, 206), nämlich einem Eingangsteil (2, 12, 102, 202) und einem Ausgangsteil (3, 13, 203), wobei der zumindest eine Energiespeicher (8, 18, 108, 208) zwei sich gegenüberliegende Kraftaufnahmepunkte aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Kraftaufnahmepunkte an einem Widerlager (9, 19, 109) und der andere Kraftaufnahmepunkt entlang zumindest eines jeweils in Umfangsrichtung der Bauteile (6, 16, 206) vorgesehenen Wegprofils (20, 30, 33, 34, 35, 40, 120, 130, 140, 220, 240) verlagerbar abgestützt ist.
Drehschwingungsdämpfer (1, 11, 101, 201) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Energiespeicher (8, 18, 108, 208) eine Schraubenfeder (24) ist.
Drehschwingungsdämpfer (11, 101) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kraftaufnahmepunkte mehrerer über den Umfang verteilter Energiespeicher (18, 108) an einem gemeinsamen als Lagerring (25, 125) ausgebildeten Widerlager (19, 109) abstützen.
Drehschwingungsdämpfer (11, 101) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (25, 125) auf einem der Bauteile oder einem zusätzlichen Bauteil verdrehbar abgestützt ist.
Drehschwingungsdämpfer (11, 101) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (25, 125) durch eine gegenseitige Verspannung der über den Umfang verteilten Energiespeicher (108) in seiner Lage stabilisiert ist.
Drehschwingungsdämpfer (11, 101, 201) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegprofile (20, 30, 33, 34, 35, 40, 120, 130, 140, 220, 240) des Eingangsteils (12, 102, 202) und des Ausgangsteils (13, 203) gleich sind.
Drehschwingungsdämpfer (11, 101, 201) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gleitstein (23, 123, 223), der den anderen Kraftaufnahmepunkt des zumindest einen Energiespeichers (18, 108, 208) aufnimmt, auf den Wegprofilen (20, 30, 33, 34, 35, 40, 120, 130, 140, 220, 240) gleitet.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf den Wegprofilen gleitendes Profil des Gleitsteins und die Wegprofile auf Evolventenbahnen gleiten.
Drehschwingungsdämpfer (11, 101, 201) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegprofile (20, 30, 33, 34, 35, 40, 120, 130, 140, 220, 240) ein Minimum (21) aufweisen.
Drehschwingungsdämpfer (11, 101, 201) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Minimum (21) und zwei Extrempunkten ausgebildete Gleitbahnen des Wegprofils (20, 30, 33, 40, 120, 130, 140, 220, 240) linear ausgebildet sind.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Minimum (21) und zwei Extrempunkten ausgebildeten Gleitbahnen des Wegprofils konkav (34) ausgebildet sind.
Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Minimum (21) und zwei Extrempunkten ausgebildeten Gleitbahnen des Wegprofils (35) konvex ausgebildet sind.
Drehschwingungsdämpfer (11, 101) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil (16) zwei Wegprofile (20, 30, 120, 130) aufweist und das Wegprofil (40, 140) des anderen Bauteils (16) zwischen den Wegprofilen (20, 30, 120, 130) des anderen Bauteils (16) geführt ist.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegprofile (20, 30, 40, 120, 130, 140, 220, 240) mittels Abstandsnasen voneinander axial beabstandet sind.
Drehschwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kraftaufnahmepunkt und zumindest einem Wegprofil (20, 30, 33, 34, 35, 40, 120, 130, 140, 220, 240) ein Wälzlager (48) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer (101) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Widerlager (109) radial außerhalb der Wegprofile (120, 140) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpfer (101) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere über den Umfang verteilte, jeweils einen Energiespeicher (108) aufnehmende Widerlager (109) in einem radial außerhalb der Wegprofile (120, 140) angeordneten Lagerring (125) aufgenommen sind.
Drehschwingungsdämpfer (11, 101) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Verlauf eines Wegprofils mehrere Teilprofile vorgesehen sind.