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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer zur Dämpfung von Drehschwingungen, insbesondere im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen.
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Drehschwingungsdämpfer zur Dämpfung von Drehschwingungen im Antriebsstrang sind in vielfältiger Art im Stand der Technik bekannt. So sind beispielsweise so genannte Zweimassenschwungräder bekannt geworden, bei welchen eine erste Primärschwungmasse relativ zu einer zweiten Sekundärschwungmasse in einem definierten Verdrehwinkel verdrehbar zueinander angeordnet sind, wobei die beiden Schwungmassen entgegen einer Rückstellkraft von Kraftspeichern gegeneinander verdrehbar sind. Dabei sind die beiden Schwungmassen relativ zu einander gelagert angeordnet und die Sekundärschwungmasse trägt in der Regel eine Reibungskupplung zur Kopplung des Antriebsmotors mit dem nachgeordneten Getriebe.
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Auch sind Drehschwingungstilger oder Fliehkraftpendeleinrichtungen bekannt geworden, bei welchen eine Primärmasse mit Fliehgewichten versehen ist, die sich unter Fliehkraftwirkung verlagern und damit einen schwingungsdämpfenden Charakter aufweisen. Solche Drehschwingungsdämpfer sind beispielsweise durch die
DE 10 2010 005 599 A1 oder die
DE 10 2006 028 556 A1 bekannt geworden.
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Dabei sind Stufenbolzen mit zylindrischen Tragflächen bekannt geworden, die axial beweglich ausgebildet sind. Dabei können die Stufenbolzen auch verkippen. Bei ungünstigen geometrischen Verhältnissen kann ein Anlaufen der Stufenbolzen an einem Teil des Zweimassenschwungrads, wie beispielsweise am Flansch, erfolgen, was zu einer unvorhergesehenen Reibung führt und die Leistung des Fliehkraftpendels ungewollt beeinflusst.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung einen Drehschwingungsdämpfer zu schaffen, welcher verbessert aufgebaut ist und die Gefahr von unbeabsichtigten Reibungseffekten reduziert und dennoch einfach und kostengünstig aufgebaut ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einer Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer Pendelmassenträgereinrichtung mit zwei diametral gegenüberliegend angeordneten Ansätzen mit Anlageflächen für Bogenfedern des Drehschwingungsdämpfers, mit zumindest einer Pendelmasse an der Pendelmassenträgereinrichtung, wobei die Pendelmasse mittels zumindest eines Stufenbolzens verlagerbar gelagert ist, wobei der Stufenbolzen konkav ballige Tragflächen aufweist. Dadurch laufen die Pendelmassen im Bereich der konkav balligen Tragflächen der stufenbolzen und die konkav ballige Tragfläche bewirkt eine Selbstzentrierung der Pendelmasse, so dass die Pendelmasse stärker in ihre Sollposition gedrängt wird und damit seitliche Auswanderungen und damit verbundene unerwünschte Reibungseffekte reduziert oder gar vermieden werden können.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Stufenbolzen als einteiliges oder mehrteiliges, walzenartiges Element ausgebildet ist. Dadurch kann der Stufenbolzen einfach und kostengünstig ausgebildet werden. Durch die Vorsehung der konkav balligen Tragflächen an dem Stufenbolzen kann diese bereits bei der Konfektionierung des einteiligen oder mehrteiligen Bauteils eingebracht werden.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Stufenbolzen massiv oder hohlzylindrisch ausgebildet ist. Der massive Stufenbolzen kann aufgrund der höheren Festigkeit kleiner ausgebildet sein. Der hohlzylindrische Stufenbolzen reduziert das Gewicht, was die Dynamik verbessert.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn der Stufenbolzen mit einem abgestuften Außendurchmesser ausgebildet ist. Dadurch kann eine Pendelmasse an einem der Endbereiche befestigt und gelagert werden, während der Stufenbolzen in dem mittigen Bereich in dem Pendelmassenträger gelagert werden kann. Durch die unterschiedlichen Durchmesser ist die Positionierung vereinfacht, weil die Pendelmasse auf die axiale Länge der Endbereiche beschränkt ist. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Stufenbolzen an seinen axialen Endbereichen einen reduzierten Außendurchmesser gegenüber einem mittleren Bereich aufweist.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die beiden Endbereiche mit einer konkav balligen Tragfläche ausgebildet sind. Dadurch können Pendelmassen beiderseits des ‚Pendelmassenträgers zentriert aufgenommen werden.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Übergang zwischen einem Endbereich und einem mittleren Bereich durch einen ringförmig nach radial außen vorstehenden Wulst gebildet ist. Dadurch wird die Positionierung des Stufenbolzens in dem Pendelmassenträger erleichtert.
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Der mittlere Bereich kann zylindrisch oder konkav ballig ausgebildet sein.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert:
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers,
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2 ein Schnitt der 1,
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3 eine Ansicht eines Stufenbolzens in perspektivischer Darstellung,
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4 eine Ansicht des Stufenbolzens der 3 im Schnitt,
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5 eine Ansicht des Stufenbolzens,
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6 eine Teilansicht des Stufenbolzens, und
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7 eine Darstellung zur Erläuterung der wirkenden Kräfte.
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Die 1 zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Draufsicht. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst eine Pendelmassenträgereinrichtung 2, die im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe 4 aufweist. Von der Kreisringscheibe 4 erstrecken sich zwei diametral angeordnete Ansätze 6, 7 radial nach außen. Die Ansätze 6, 7 weisen Anlageflächen für nicht dargestellte Bogenfedern einer Drehschwingungsdämpfungseinrichtung auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Pendelmassenträgereinrichtung 2 gleichzeitig die Funktion eines Ausgangsflansches einer Drehschwingungsdämpfungseinrichtung und wird daher auch als Flansch bezeichnet.
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Auf der in 1 sichtbaren Oberfläche der Kreisringscheibe 4 sind vier Pendelmassen 11, 14 begrenzt bewegbar an der Pendelmassenträgereinrichtung 2 angebracht. In 2 ist die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie II-II in 1 dargestellt. In der Schnittansicht sieht man, dass jeweils zwei Pendelmassen 11, 21, 13, 23 paarweise gegenüberliegend an der Pendelmassenträgereinrichtung 2 angebracht sind.
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Die Bewegung der Pendelmassen 11, 21 eines Pendelmassenpaares wird, wie in 1, gezeigt ist, durch Laufrollen 25, 26 ermöglicht, die in Laufbahnen 27, 28 geführt sind, die wiederum in der zugehörigen Pendelmasse 11 ausgespart sind. Die Laufbahnen 27, 28 werden von Durchgangslöchern gebildet, die sich in axialer Richtung durch die Pendelmasse 11 hindurch erstrecken und die Gestalt von Langlöchern aufweisen, die nierenförmig gekrümmt sind. Zur Anbringung der Pendelmassen 11, 21 an der Pendelmassenträgereinrichtung 2 sind des Weiteren drei Stufenbolzen 30 bis 32 vorgesehen. Innerhalb eines gestrichelten Aufbruchs 33 sieht man, dass in der Kreisringscheibe 4 ebenfalls nierenförmig gekrümmte Langlöcher zur Aufnahme der Stufenbolzen ausgebildet sind.
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Die Pendelmasse 13 ist mit Hilfe von Laufrollen 35, 36 an der Pendelmassenträgereinrichtung 2 angebracht. Die Bewegung der Laufrollen 35, 36 wird durch Laufbahnen 37, 38 begrenzt. Des Weiteren sind wie bei den anderen Pendelmassen drei Stufenbolzen 40 bis 42 vorgesehen. Die Laufrollen 35, 36 und die Stufenbolzen 40 bis 42 dienen dazu, die Bewegung der Pendelmassen 13, 23 in der Zeichenebene, also in radialer Richtung und in Umfangsrichtung zu begrenzen und zu definieren. Darüber hinaus sind an den Pendelmassen 13, 23 noch jeweils drei axiale Anlaufelemente 44 bis 46 angebracht.
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In 2 erkennt man, dass die axialen Anlaufelemente, die an den Pendelmassen 13, 23 angebracht sind, jeweils einen Bolzen 48, 50 mit einem Bolzenkopf 49, 51 aufweisen, der in axialer Richtung zwischen den Pendelmassen 13, 23 und der Kreisringscheibe 4 der Pendelmassenträgereinrichtung 2 angeordnet ist. Die axialen Anlaufelemente 44 bis 46 sind vorzugsweise aus Kunststoff gebildet, und dienen dazu, Geräusche zu reduzieren, die entstehen, wenn die Pendelmassen 13, 23 in axialer Richtung an der Kreisringscheibe 4 der Pendelmassenträgereinrichtung 2 anschlagen.
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In den 3 und 4 ist ein Stufenbolzen 140 in perspektivischer Darstellung und im Schnitt gezeigt, bei welchem der Stufenbolzen 140 hohlzylindrisch mit einem abgestuften Außendurchmesser ausgebildet ist. Dabei weist der Stufenbolzen einen zentralen Bereich 141 mit einem ersten Außendurchmesser 142 auf und axiale Endbereiche 143, 144, welche einen zweiten Außendurchmesser 145 aufweisen. Der Innendurchmesser 146 ist hingegen über die axiale Breite 147 des Stufenbolzens 140 gleichbleibend ausgebildet.
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Die 5 zeigt einen Stufenbolzen 200 in einer Anordnung mit einem Pendelmassenträger 201 und zwei sich gegenüberliegenden Pendelmassen 202 und 203, die jeweils auf einer der Seiten des Pendelmassenträgers 201 angeordnet sind. Der Stufenbolzen 200 ist in der axialen Länge betrachtet in drei Bereiche 204, 205 und 206 unterteilt, wobei die beiden Endbereiche 204 und 206 einen kleineren Durchmesser aufweisen als der mittlere Bereich 205. Zwischen den Bereichen 204 und 205 sowie zwischen den Bereichen 206 und 205, also zwischen jeweils einem Endbereich 204, 206 und dem mittleren Bereich 205 ist ein umlaufender nach radial außen vorstehender Wulst 207 gebildet. Dieser dient der Unterteilung der Bereiche und der sicheren Zentrierung des Pendelmassenträgers 201. Der mittlere Bereich 205 ist zylindrisch ausgebildet, kann aber auch konkav ballig ausgeführt werden. Die beiden Endbereiche 204 und 206 weisen Tragflächen 208, 209 auf, die konkav ballig ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass die zylindrische Außenkontur zur Mitte des Bereichs einen reduzierten Durchmesser aufweist, wobei die Durchmesserreduktion vom jeweiligen Rand des Bereichs zur Mitte hin bogenförmig, also konkav ballig ausgebildet ist.
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Die 6 zeigt einen Ausschnitt des Stufenbolzens 200 mit einem Endbereich 204 und dem Wulst 207 zwischen dem Endbereich 204 und dem mittleren Bereich 205. Man erkennt, dass der Wulst 207 durch zwei Flanken 210, 211 gebildet ist, die in einem Winkel zur Längsachse des Stufenbolzens 200 ausgerichtet sind. Dabei kann der Winkel der beiden Flanken gleich oder unterschiedlich sein, wie es in 6 gezeigt ist. Die Tragfläche 208 ist konkav ballig ausgebildet.
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Die 7 erläutert den Effekt der konkav balligen Tragfläche 300. Die Pendelmasse 301 liegt an der konkav balligen Tragfläche an zwei Punkten 302, 303 an. Es wirkt die Fliehkraft 304 gemäß Pfeil, so dass die in dem Punkt 302 wirkenden Kräfte die Normalkraft und die Hangabtriebskraft sind, die in der Vektorsumme der Fliehkraft entsprechen. Durch die Hangabtriebskraft wird der Punkt 302 in 7 nach rechts beaufschlagt, was einer Zentrierung dient.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Pendelmassenträgereinrichtung
- 3
- Kreisringscheibe
- 6
- radialer Ansatz
- 7
- radialer Ansatz
- 11
- Pendelmasse
- 12
- Pendelmasse
- 13
- Pendelmasse
- 14
- Pendelmasse
- 21
- Pendelmasse
- 23
- Pendelmasse
- 25
- Laufrolle
- 26
- Laufrolle
- 27
- Laufbahn
- 28
- Laufbahn
- 30
- Stufenbolzen
- 31
- Stufenbolzen
- 32
- Stufenbolzen
- 33
- Aufbruch
- 35
- Laufrolle
- 36
- Laufrolle
- 37
- Laufbahn
- 38
- Laufbahn
- 40
- Stufenbolzen
- 41
- Stufenbolzen
- 42
- Stufenbolzen
- 44
- axiales Anlaufelement
- 45
- axiales Anlaufelement
- 46
- axiales Anlaufelement
- 48
- Bolzen
- 49
- Bolzenkopf
- 50
- Bolzen
- 51
- Bolzenkopf
- 140
- Stufenbolzen
- 141
- zentraler Bereich
- 142
- Außendurchmesser
- 143
- axialer Endbereich
- 144
- axialer Endbereich
- 145
- Außendurchmesser
- 146
- Innendurchmesser
- 147
- axiale Breite
- 200
- Stufenbolzen
- 201
- Pendelmassenträger
- 202
- Pendelmasse
- 203
- Pendelmasse
- 204
- Bereich
- 205
- Bereich
- 206
- Bereich
- 207
- Wulst
- 208
- Tagfläche
- 209
- Tragfläche
- 210
- Flanke
- 211
- Flanke
- 300
- Tragfläche
- 301
- Pendelmasse
- 302
- Punkt
- 303
- Punkt
- 304
- Fliehkraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010005599 A1 [0003]
- DE 102006028556 A1 [0003]