DE102010054303A1

DE102010054303A1 - Zweimassenschwungrad

Info

Publication number: DE102010054303A1
Application number: DE102010054303A
Authority: DE
Inventors: Ad Dr. 77855 Kooy; Hartmut 77815 Mende; Jürgen Dr. 77815 Kroll; Philippe Schwederle; Holger 76199 Weber; Wolfgang Dr. 77815 Reik
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2011-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zwei entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung begrenzt zueinander um eine Drehachse des Zweimassenschwungrads verdrehbaren Schwungmassen. Zur vorteilhaften Weiterbildung dieser Schwungräder wird eine nicht-linear vom Verdrehwinkel der Schwungmassen abhängige Beaufschlagung der Federeinrichtung vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad mit zwei entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung begrenzt zueinander um eine Drehachse des Zweimassenschwungrads verdrehbaren Schwungmassen.
Gattungsgemäße Zweimassenschwungräder sind aus Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen bekannt und werden zwischen einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes zur Schwingungsisolation von Drehungleichförmigkeiten der Brennkraftmaschine eingesetzt. Wie beispielsweise aus der DE 10 2007 003 047 A1 hervorgeht, werden zwei gegeneinander begrenzt verdrehbar aufeinander gelagerte Schwungmassen mit einer Federeinrichtung aus Energiespeichern wie Druckfedern versehen, die einer Verdrehung der beiden Schwungmassen entgegenwirkt, so dass durch zu Drehschwingungen phasenversetzte Energieaufnahme und -abgabe der Federeinrichtung gegebenenfalls in Verbindung mit einer Hystereseeinrichtung der ungleichförmige Verlauf des von der Brennkraftmaschine eingebrachten Drehmoments geglättet wird. Dabei wird eine Schwungmasse als Eingangsteil fest mit der Kurbelwelle verbunden. Die andere Schwungmasse bildet das Eingangsteil des Zweimassenschwungrads und kann eine Reibungskupplung enthalten, mit der eine mit der Getriebeeingangswelle verbundene Kupplungsscheibe koppelbar ist. Die Druckfedern werden jeweils stirnseitig in Umfangsrichtung von einer Schwungmasse komprimiert, so dass die Komprimierung direkt abhängig vom Verdrehwinkel ist. Infolge des Fliehkraftverhaltens der langen, als Bogenfedern ausgebildeten Druckfedern entsteht zwischen der diese radial abstützenden Schwungmasse und den Bogenfedern Hysterese, die gegebenenfalls und wie hier gezeigt mittels an den Bogenfedern angebrachten Gleitschuhen vermindert wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung von Zweimassenschwungrädern insbesondere vor dem Hintergrund einer von dem Verdrehwinkel nicht linear abhängigen Kompression der Federeinrichtung mit vorzugsweise kurzen, als Schraubenfedern ausgebildeten Druckfedern.
Die Aufgabe wird durch ein Zweimassenschwungrad in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zwei entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung begrenzt zueinander um eine Drehachse des Zweimassenschwungrads verdrehbaren Schwungmassen gelöst, wobei zumindest eine Druckfeder der Federeinrichtung an einer der Schwungmassen abgestützt ist und von einem an derselben Schwungmasse verschwenkbar gelagerten und mittels einer Rolle auf einem Innenumfang der anderen Schwungmasse tangential abwälzenden Hebelelement beaufschlagt wird.
Auf diese Weise wird eine nicht lineare Beaufschlagung und Kompression der vorzugsweise in einer Anzahl zwischen drei und sechs über den Umfang verteilten und gegenüber der Drehachse vorzugsweise radial ausgerichteten Druckfedern zwischen den Schwungmassen erzielt. Hierbei stützen sich die vorzugsweise abgewinkelten Hebelelemente gegenüber jeweils einer Rolle ab, die auf einer an einem Innenumfang einer Schwungmasse vorgesehenen Laufbahn abrollt wie abwälzt.
Die Hebelelemente weisen bevorzugt zwei mit einem Winkel zueinander versehene Hebelarme auf, wobei einer der Hebelarme beispielsweise mittels einer Bolzenverbindung oder eines Wiegegelenks teilweise verdrehbar wie verschwenkbar an der anderen Schwungmasse aufgenommen ist und an dem anderen Hebelarm eine Zusatzmasse vorgesehen sein kann. An dem Hebelpunkt zwischen den beiden Hebelarmen ist eine Beaufschlagungsfläche für die Druckfeder vorgesehen.
Bei einer Verdrehung der beiden Schwungmassen nimmt die eine Schwungmasse den an ihr gelagerten Hebelarm in Umfangsrichtung mit, so dass das Hebelelement mittels einer im Wesentlichen ebenen Laufbahn tangential gegenüber der Laufbahn am Innenumfang der anderen Schwungmasse über die Rolle abwälzt, so dass das Hebelelement nach radial innen verschwenkt wird und die Druckfeder beaufschlagt. Insbesondere durch die Ausgestaltung der Laufbahnen am Innenumfang der Schwungmasse und am Hebelelement, den Winkel der beiden Hebelarme zueinander, die Länge der Hebelarme, die Lage der Beaufschlagungsfläche der Druckfeder zu deren Aufnahme in der anderen Schwungmasse die Lage der Anlenkung der Hebelelemente und dergleichen kann eine auf den Anwendungsfall günstige Bahnlinie der Beaufschlagungsfläche der Druckfeder abhängig vom Verdrehwinkel erzielt werden. Beispielsweise können ovale, elliptische oder andere nicht-lineare Zusammenhänge zwischen Verdrehwinkel und Auslenkung der Druckfeder erzielt werden. Durch die Ausgestaltung der Steifigkeit der Druckfedern, beispielsweise mit einer progressiven, linearen oder degressiven Kennlinie, einer über den Kompressionsweg mehrstufigen Kennlinie, beispielsweise durch ineinander geschachtelte, mit unterschiedlichem Kontaktspiel ausgestatteten Druckfedern kann die Gesamtkennlinie des Zweimassenschwungrads abhängig vom Verdrehwinkel vorteilhaft an spezielle Anwendungsfälle angepasst werden. Weiterhin kann durch die Wahl der Masse und Lage der Zusatzmasse beispielsweise gegenüber dem Anlenkpunkt des Hebelelements das dynamische Verhalten, beispielsweise abhängig von der Drehzahl und deren Ableitungen des Zweimassenschwungrads, positiv beeinflusst werden, so dass für eine Vielzahl von Antriebssträngen durch Variation dieser Größen eine geeignete Abstimmung des Zweimassenschwungrads erzielt werden kann.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel zur Erzielung eines nicht-linearen Zusammenhangs zwischen einer Auslenkung der Federeinrichtung und dem Verdrehwinkel der Schwungmassen wird ein Zweimassenschwungrad vorgeschlagen, das mit zumindest einer verdrehbar an einer Schwungmasse aufgenommenen Rolle versehen ist, die auf einer in Umfangsrichtung radial profilierten Laufbahn der anderen Schwungmasse abrollt, wobei an der Achse der zumindest einen – vorzugsweise drei bis sechs – Rollen zwei jeweils eine gegenüber der einen Schwungmasse abgestützte Druckfeder beaufschlagende Stößel verschwenkbar angeordnet sind. Bei einer Verdrehung der beiden Schwungmassen wird dabei die Rolle nach radial innen an der radial profilierten Laufbahn ausgelenkt und beaufschlagt mit ihren in Umfangsrichtung beidseitig erstreckten Stößeln jeweils eine Druckfeder im Wesentlichen in Umfangsrichtung.
Hierzu weisen die Stößel in vorteilhafter Weise jeweils einen Kugelkopf auf, der eine an der Druckfeder angeordnete Gelenkpfanne beaufschlagt, so dass der radiale Versatz der Rolle durch eine gelenkige Anlenkung der Druckfedern in Umfangsrichtung ausgeglichen wird.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann an einer der beiden Schwungmassen zumindest ein auf einer in Umfangsrichtung radial profilierten Laufbahn der anderen Schwungmasse gleitender Gleitsein radial verlagerbar aufgenommen sein, wobei der Gleitstein eine zwei Druckfedern, die sich jeweils an der einen Schwungmasse abstützen, beaufschlagende Biege- oder Blattfeder bei radialer Verlagerung gegenüber der anderen Schwungmasse beaufschlagt.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, die Federeinrichtung mit zumindest einer, vorzugsweise mehreren über den Umfang verteilten, radial zur Drehachse angeordneten Druckfedern vorzusehen, die sich radial innen an einer Schwungmasse abstützt und radial außen von einer radial verlagerbaren, an einem in Umfangsrichtung mit Radialprofil mittels einer Rolle abrollenden, radial verlagerbaren Beaufschlagungseinrichtung zu beaufschlagen. Dabei kann die Rolle in einem Käfig radial aufgenommen sein, wobei diese durch die Wirkung der Druckfeder gegenüber einer durch das Radialprofil gebildeten Laufbahn vorgespannt wird.
Die Laufbahnen mit einem Radialprofil können einteilig direkt in die entsprechende Schwungmasse eingebracht sein oder als separates Ringteil für die Rollen oder Gleitsteine in das Schwungrad eingelegt werden. Weiterhin können Ringsegmente mit beispielsweise einer oder zwei Laufbahnen vorgesehen sein.
Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, das Zweimassenschwungrad zur Begrenzung eines maximalen Drehmoments mit einer Rutschkupplung auszustatten, wobei diese an einer Schwungmasse vorgesehen sein kann. Hierzu ist diese Schwungmasse zweigeteilt und zwischen den beiden Schwungmasseteilen ein Reibelement angeordnet. Beispielsweise kann bevorzugt die das Ausgangsteil bildende Schwungmasse aus einem Scheibenteil mit einem Außenumfang und einem Scheibenteil mit einem Innenumfang gebildet sein, zwischen denen ein Reibelement angeordnet ist. Das Reibelement kann beispielsweise eine Wellfeder sein, die eine vergleichsweise geringe Anzahl von über den Umfang verteilten, annähernd sinusförmigen Wellen von drei bis zwanzig enthält. Alternativ kann eine Vielzahl von vorzugsweise rechteckigen Wellen mit radial innen und radial außen vorgesehen Anlageflächenbereichen vorgesehen sein, wobei vorteilhafterweise mehr als zwanzig bis weit über hundert Wellen über den Umfang vorgesehen sein können. Die Wellfeder oder der Wellring kann einteilig, einseitig offen oder aus mehreren Ringsegmenten gebildet sein und ist zwischen den beiden Scheibenteilen radial zum Aufbau des Reibmoments vorgespannt. Das Reibmoment überträgt dabei das erwünschte, über das Zweimassenschwungrad übertragbare maximale Drehmoment. Die Rutschkupplung rutscht bei Überschreiten dieses Drehmoments, so dass die beiden Scheibenteile zur Begrenzung des Drehmoments, insbesondere von Momentenspitzen, aufeinander schlupfen.
Alternativ zu der Verwendung einer Wellfeder kann das Reibelement aus einem Reibbelag aus Reibmaterial, beispielsweise entsprechend dem von Kupplungsreibbelägen, gebildet sein, wobei der Reibbelag einteilig, bevorzugt jedoch aus mehreren Reibbelagsegmenten gebildet ist. Der Reibbelag kann profiliert oder glatt sein.
An das Reibelement können sich Ringsegmente oder ein geschlossenes Ringteil mit den radialen Profilierungen zur Bildung von Laufbahnen für die Rollen anschließen. Die radialen Profilierungen können insbesondere an den Endpunkten der Laufbahnen so radial erweitert sein, dass die Rollen bei entsprechenden Verdrehwinkeln eine Umfangskraft auf die Ringsegmente beziehungsweise das Ringteil aufbringen, dass diese gegenüber dem Reibelement verrutschen und die Rutschkupplung bilden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform eines Zweimassenschwungrads ist eine Schwungmasse mit über den Umfang verteilten Nocken vorgesehen, auf denen mehrere über den Umfang verteilte, um einen Drehpunkt begrenzt verdrehbare Hebelelemente mittels einer an einem Hebelarm angeordneten Rolle abwälzen, wobei der andere Hebelarm jeweils eine an der anderen Schwungmasse abgestützte Druckfeder beaufschlagt. Hierbei wandeln die Hebelelemente eine radiale Verlagerung entlang der vorzugsweise am Innenumfang einer Schwungmasse angeordneten Nocken in eine Umfangsbewegung zur Beaufschlagung der in Umfangsrichtung wirksam angeordneten Druckfedern.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Auslenkwinkel von in Umfangsrichtung angeordneten Druckfedern gegenüber dem Verdrehwinkel mit einer Übersetzung versehen, beispielsweise ins Langsame übersetzt, so dass bei großem Verdrehwinkel eine geringe Auslenkung der Druckfedern erfolgt und diese daher mit einer hohen Steifigkeit ausgelegt werden können. Hierzu ist ein Zweimassenschwungrad vorgesehen, bei dem die Federeinrichtung aus einem mehrere über den Umfang verteilte Druckfedern aufnehmenden Flanschteil und diesen beidseitig flankierenden, die Druckfedern in Umfangsrichtung beaufschlagenden, einen Federkäfig bildenden Seitenteilen gebildet ist, wobei der Federkäfig an einer Schwungmasse befestigt ist und mit der anderen Schwungmasse und dem Flanschteil an dem Federkäfig verdrehbar angeordnete Planetenräder kämmend angeordnet sind.
Gemäß dem erfinderischen Gedanken ist vorgesehen, neben der Schwingungsisolation von Drehschwingungen auch Axial- und/oder Taumelschwingungen der Brennkraftmaschine zu kompensieren. Hierzu kann zwischen einem Aufnahmeteil des Zweimassenschwungrads auf einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einer als Eingangsteil ausgebildeten Schwungmasse ein axial elastisches Verbindungsteil vorgesehen sein. Ein derartiges axial elastisches Verbindungsteil kann aus einem einzigen Blechteil oder aus mehreren aneinander gelegten Federblechen gebildet sein. Zur Verringerung der axialen Steifigkeit können in dem Verbindungsteil Durchtrennungen oder Öffnungen vorgesehen sein.
Das vorgeschlagene Zweimassenschwungrad kann zur Aufnahme der Druckfedern einen für Verschmutzungen praktisch unzugänglichen Ringraum aufweisen. Die Druckfedern können je nach Anwendungsfall trocken oder nass betrieben werden, wobei zum nassen Betrieb der Ringraum zumindest teilweise mit Schmiermittel wie Fett befüllt sein kann.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 27 gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Ansicht eines Zweimassenschwungrads mit durch Hebelelemente beaufschlagten Druckfedern,
2 einen Schnitt durch das Zweimassenschwungrad der 1 entlang der Schnittlinie X-X,
3 einen Schnitt durch das Zweimassenschwungrad der 1 entlang der Schnittlinie Y-Y,
4 ein gegenüber dem Zweimassenschwungrad der 1 bis 3 leicht abgeändertes Zweimassenschwungrad in Ansicht,
5 einen Schnitt durch das Zweimassenschwungrad der 4 entlang der Schnittlinie X-X,
6 einen Schnitt durch das Zweimassenschwungrad der 4 entlang der Schnittlinie Y-Y,
7 ein gegenüber dem Zweimassenschwungrad der 1 bis 6 leicht abgeändertes Zweimassenschwungrad in Ansicht,
8 einen Schnitt durch das Zweimassenschwungrad der 7 entlang der Schnittlinie X-X,
9 einen Schnitt durch das Zweimassenschwungrad der 7 entlang der Schnittlinie Y-Y,
10 eine Teilansicht eines Zweimassenschwungrads mit in Umfangsrichtung beaufschlagten Druckfedern,
11 eine Teilansicht des Zweimassenschwungrads der 10 aus einem geänderten Blickwinkel,
12 eine Teilansicht eines gegenüber dem Zweimassenschwungrad der 10 und 11 abgeänderten Zweimassenschwungrads,
13 eine Teilansicht des Zweimassenschwungrads der 12 aus einem geänderten Blickwinkel,
14 eine geschnittene Teilansicht eines Zweimassenschwungrads mit radial von einer an einem Radialprofil abrollenden Rolle beaufschlagten Druckspeichern,
15 ein dem Zweimassenschwungrad der 14 ähnliches Zweimassenschwungrad mit gekapselter Federeinrichtung,
16 das Zweimassenschwungrad der 14 in Explosionsdarstellung,
17 ein Zweimassenschwungrad mit übersetztem Druckfederantrieb in geschnittener Teilansicht,
18 eine teilgeschnittene Ansicht eines Zweimassenschwungrads mit Rutschkupplung und Beaufschlagung von Hebelelementen mittels Wiegegelenken,
19 einen Teilschnitt durch ein Zweimassenschwungrad mit einer Reibeinrichtung und einer Rutschkupplung,
20 einen Teilschnitt durch ein Zweimassenschwungrad mit gekapselter Federeinrichtung und axial elastischer Anbindung an der Kurbelwelle,
21 ein gegenüber dem Zweimassenschwungrad der 19 leicht abgeändertes Zweimassenschwungrad im Teilschnitt,
22 eine teilgeschnittene Ansicht eines Zweimassenschwungrads mit Rutschkupplung,
23 eine teilgeschnittene Ansicht eines Zweimassenschwungrads mit gegenüber der 22 geänderter Rutschkupplung,
24 eine teilgeschnittene Ansicht eines Zweimassenschwungrads mit gegenüber den 22 und 23 geänderter Rutschkupplung,
25 ein Detail einer Rutschkupplung im Schnitt,
26 einen Teilschnitt durch ein Zweimassenschwungrad mit zur Beaufschlagung von Druckfedern auf Nocken abwälzenden Hebelelementen und
27 eine Ansicht auf das in 26 gezeigte Zweimassenschwungrad.
Die 1 bis 3 zeigen das um die Drehachse 2 verdrehbare, an einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Flexplate-Verbindung beziehungsweise die Zentralmutter 20 aufgenommene Zweimassenschwungrad 1 in Ansicht und entlang der Schnittlinien X-X und Y-Y. Daraus ergibt sich die Ausbildung der Schwungmasse 4 als Eingangsteil und der Schwungmasse 5 als Ausgangteil. Hierbei sind die Einzelteile der mehrteiligen Schwungmasse 5 mittels der Niete 3 miteinander vernietet. Die Schwungmassen 4, 5 sind gegeneinander entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 6 relativ um die Drehachse 2 verdrehbar aufeinander gelagert.
Die Federeinrichtung 6 ist aus den Druckfedern 7 gebildet. Die Druckfedern 7 sind radial ausgerichtet und mittels einer ersten Stirnseite 8 an der aus den beiden Seitenteilen 16 gebildeten und mittels der Niete 3 mit der Schwungmasse 5 vernieteten Aufnahmevorrichtung 15 der Schwungmasse 5 zur Aufnahme der Hebelelemente 10 aufgenommen. Die gegenüberliegende Stirnseite 9 der Druckfedern 7 wird jeweils von den Hebelelementen 10 beaufschlagt. Die Hebelelemente 10 weisen zwei gegenüber winkelig angeordnete Hebelarme 11, 12 auf, von denen der eine Hebelarm 11 die Zusatzmasse 13 aufweist und der andere Hebelarm 12 mittels der Bolzenverbindung 14 mit der Aufnahmevorrichtung 15 verbunden ist.
An der Außenfläche der Hebelelemente 10 ist die Laufbahn 17 vorgesehen, auf der die Rollen 18 abwälzen und von den Druckfedern 7 gegen den als Laufbahn 19 ausgebildeten Innenumfang der Schwungmasse 4 verspannt werden.
Die Funktion des Zweimassenschwungrads 1 ergibt sich daraus folgendermaßen: Werden die Schwungmassen 4, 5 infolge Drehungleichförmigkeiten des Antriebsstrangs insbesondere durch Anregung durch die Brennkraftmaschine gegeneinander verdreht, wird die Schwungmasse 4 gegenüber den Rollen 18 verdreht. Infolgedessen wälzen diese auf den Laufbahnen 17, 19 ab und beaufschlagen die Hebelelemente 10 tangential, wodurch diese gegenüber der Bolzenverbindung 14 verdreht werden und die Druckfeder 7 der Federeinrichtung 6 komprimieren. Die an dem Hebelarm 11 angeordneten Zusatzmassen führen dabei pirouettenförmige Bewegungen gegenüber der Drehachse aus und haben einen schwingungstilgenden Effekt.
Die 4 bis 6 zeigen das dem Zweimassenschwungrad 1 der 1 bis 3 ähnliche Zweimassenschwungrad 101 in Ansicht und entlang der Schnittlinien X-X und Y-Y. Im Unterschied zu diesem sind anstatt der Bolzenverbindungen 14 der 1 bis 3 zur verschwenkbaren beziehungsweise verdrehbaren Aufnahme der Hebelelemente 110 die Wiegegelenke 114 vorgesehen, so dass diese in besonders vorteilhafter Weise gegenüber den Seitenteilen 116 der Aufnahmevorrichtung 115 abwälzen.
Die 7 bis 9 zeigen das dem Zweimassenschwungrad 1 der 1 bis 3 ähnliche Zweimassenschwungrad 201 in Ansicht und entlang den Schnittlinien X-X und Y-Y. Im Unterschied zu dem Zweimassenschwungrad 1 sind die Zusatzmassen 213 direkt an den Hebelarmen 212 der Hebelelemente 210 vorgesehen, die auch die Verbindung mit den Bolzenverbindungen 214 bilden. Infolgedessen verlagert sich der schwingungstilgende Effekt der Zusatzmassen zwischen die Bolzenverbindung 214 und die Anlagefläche 221 des Hebelelements 210 für die Druckfedern 207.
Die 10 und 11 zeigen Teilansichten eines Zweimassenschwungrads 301 mit einer Beaufschlagung von über den Umfang angeordneten die Federeinrichtung 306 bildenden ineinander geschachtelten Druckfedern 307 durch jeweils einen Stößel 322. Die Stößel 322 weisen einen Kugelkopf 323 auf, der mit der in Anlagekontakt mit den Druckfedern 307 stehenden Gelenkpfanne 324 abwälzt. Die gegenüberliegenden Stirnseiten der Druckfedern 307 sind in der – hier ausgangsseitigen – Schwungmasse 305 abgestützt, die die Druckfedern 307 in den Seitenteilen 316 aufnimmt.
Die beiden Stößel 322 sind jeweils verdrehbar mit der Rolle 318 verbunden, die an der am Innenumfang der Schwungmasse 304 angeordneten Laufbahn 319, die eine radiale Profilierung 326 in Umfangsrichtung aufweist, abrollt.
Bei Verdrehung der beiden Schwungmassen 304, 305 gegeneinander wird ausgehend von der dargestellten Ausgangsposition die Rolle 318 in beide Richtungen des Doppelpfeils 325 radial nach innen verlagert, do dass nach dem Prinzip eines Kniehebels die beiden Stößel 322 die Druckfedern 307 komprimieren. Durch die Ausprägung der radialen Profilierung 326 über den Umfang können die Druckfedern abhängig vom Verdrehwinkel der beiden Schwungmassen in Zug- und Schubrichtung in Form einer charakteristischen radialen Beaufschlagung komprimiert und damit das Zweimassenschwungrad 301 mit einer gut an die gewünschten Anforderungen angepassten Kennlinie versehen werden.
Die beiden 12 und 13 zeigen eine Abwandlung des Zweimassenschwungrads 301 der 10 und 11 in Form zweier Ansichten des Zweimassenschwungrads 401. Hierbei sind die beiden Stößel 322 durch die radial elastische und in Umfangsrichtung ausreichend steife Blattfeder 422 ersetzt, die die beiden Stirnseiten der Druckfedern 407 mittels der Federnäpfe 424 beaufschlagt. Die Blattfeder 422 ist in dem Gleitstein 418 aufgenommen, der radial verlagerbar in der Schwungmasse 405 aufgenommen ist und auf der am Innenumfang der Schwungmasse 404 radialen Profilierung 426 gleitet.
Die 14 zeigt das Zweimassenschwungrad 501, das den Zweimassenschwungrädern 301, 401 der 10 bis 13 ähnlich ist, in geschnittener Ansicht. Im Unterschied zu diesen werden die radial ausgerichteten und mit einer Stirnseite in der Schwungmasse 505 aufgenommenen und abgestützten Druckfedern 507 von der Beaufschlagungseinrichtung 524 radial beaufschlagt, wenn die in dieser verdrehbar aufgenommene Rolle 518 auf dem Ringteil 527, das die radiale Profilierung 526 aufweist, bei Verdrehung der beiden Schwungmassen 504, 505 radial beaufschlagt wird. Die Beaufschlagungseinrichtung 524 ist dabei axial verlagerbar und drehfest in den Seitenteilen 516 der Schwungmasse 505 aufgenommen.
Das einteilige oder segmentierte Ringteil 527 ist mittels der Wellfeder 528 radial mit dem Innenumfang des axialen Ansatzes 529 unter Ausbildung der Rutschkupplung 530 verspannt. Bei Überschreitung eines maximalen Drehmoments beziehungsweise einer Drehmomentspitze an der Schwungmasse 504 wird das durch die Wellfeder 528 zwischen der Schwungmasse 504 und dem Ringteil 527 eingestellte Reibmoment überwunden und das Ringteil 527 schlupft zum Schutz der nachgeschalteten Bauteile gegenüber der Schwungmasse 504, die bevorzugt das mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundene Eingangsteil des Zweimassenschwungrads 501 darstellt.
15 zeigt in geringer Abänderung des Zweimassenschwungrads 501 das Zweimassenschwungrad 601 mit dem mit der Schwungmasse 604 verbundenen wie verschweißten Scheibenteil 631, so dass zumindest der radial äußere Bereich des Ringraums 632 zwischen den Schwungmassen 604, 605 gekapselt ist und der Ringraum 632 zumindest teilweise mit Schmiermittel wie Fett befüllt werden kann.
16 zeigt das Zweimassenschwungrad 501 der 14 in Explosionsdarstellung mit den Schwungmassen 504, 505, den Seitenteilen 516, den die Rollen 518 aufnehmenden Beaufschlagungseinrichtungen 524, die die Druckfedern 507 radial beaufschlagen, und das Ringteil 527, auf dessen radialer Profilierung 526 die Rollen 518 abwälzen. Die Rutschkupplung 530 (14) wird durch den axialen Ansatz 529 der Schwungmasse 504, die Wellfeder 528 wie Wellring und das Ringteil 527 gebildet.
Die 17 zeigt eine weitere Variante eines Drehschwingungsdämpfers in Form des Zweimassenschwungrads 701 in geschnittener Ansicht mit den Schwungmassen 704, 705. Die bei einer Verdrehung dieser gegeneinander wirksamen und in Umfangsrichtung angeordneten Druckfedern 707 werden von den mit der Schwungmasse 705 verbundenen Seitenteilen 716 und dem Flanschteil 733 eingangs- und ausgangsseitig beaufschlagt. Zwischen dem Flanschteil 733 und der Schwungmasse 704 sind mittels der Verzahnungen 734, 735 kämmende Planetenräder 736 vorgesehen, die verdrehbar in den Seitenteilen 716 aufgenommen sind.
Durch die mit der Verdrehung der Seitenteile 716 in Umfangsrichtung verlagerten Planetenräder 736 wird ein zwischen der als Hohlrad wirksamen Schwungmasse 704 und dem als Sonnenrad wirksamen Flanschteil 733 eingestellter Verdrehwinkel zur Beaufschlagung der Druckfedern 707 übersetzt.
18 zeigt das Zweimassenschwungrad 801 in geschnittener Ansicht mit einem Einblick auf die zwischen der Schwungmasse 804, 805 komprimierten und in Umfangsrichtung angeordneten Druckfedern 807. Hierzu sind an der Schwungmasse 805 die Hebelelemente 810 verdrehbar angeordnet, deren Rollen 818 auf der radialen Profilierung 826 des Ringteils 827 abrollen. Die Übertragung der Hebelbewegung durch eine radiale Verlagerung der Rolle 818 bei einer Verdrehung der beiden Schwungmassen 804, 805 gegeneinander wird mittels des Wiegegelenks 814 auf die fest mit der Schwungmasse 805 verbundenen, die Druckfedern zwischen sich aufnehmenden und beaufschlagenden Seitenteile 816 übertragen.
Zwischen dem Ringteil 827 und dem axialen Ansatz 829 der Schwungmasse 804 ist die Wellfeder 828 zur Bildung der Rutschkupplung 830 radial verspannt.
Die 19 zeigt einen Teilschnitt des dem Zweimassenschwungrad 801 der 18 ähnlichen Zweimassenschwungrads 901. Das um die Drehachse 2 aus den Schwungmassen 904, 905 gebildete Zweimassenschwungrad 901 weist die Rutschkupplung 930 mit der zwischen dem die Seitenteile 916 aufnehmenden und die Lagerung zur Schwungmasse 904 bildenden Lagerteil 937 und dem Masseteil 938 radial verspannte Wellfeder 928 auf. Infolgedessen rollt die an dem Hebelelement verdrehbar aufgenommene Rolle 918 auf dem direkt mit dem axialen Ansatz 929 verbundenen Ringteil 927 ab.
Zwischen den Schwungmassen 904, 905 ist die eine Grundreibung oder verschleppte Reibung einstellende Reibeinrichtung 939 vorgesehen. Hierzu ist spielfrei oder mit Spiel der Reibring 940 in das Seitenteil 916 eingehängt, der mittels der Tellerfeder 941 axial gegen die Schwungmasse 904 verspannt ist.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schwungmasse 904 als Eingangsteil ausgebildet und wird mittels der Schrauben 942 mit der Kurbelwelle verschraubt.
Das gegenüber dem Zweimassenschwungrad 901 leicht abgeänderte Zweimassenschwungrad 1001 ist in der 20 im Teilschnitt dargestellt. Im Unterschied zu der Schwungmasse 904 des Zweimassenschwungrads 901 ist die Schwungmasse 1004 des Zweimassenschwungrads 1001 mittels des axial elastischen Verbindungsteils 1043 wie Flexplate auf der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine aufgenommen. Des Weiteren wird die Reibeinrichtung 1039 durch die zwischen den Seitenteilen 1016 und der Schwungmasse 1004 beziehungsweise dem mit dieser verbundenen Scheibenteil 1031 verspannten Tellerfedern 1041 gebildet. Alternativ oder gleichwirkend können die Tellerfedern 1041 als Membranen den Ringraum 1032 nach außen kapseln, so dass die darin befindlichen Bauteile wie Druckfedern 1007 und Hebelelemente 1010 in befetteter Umgebung betrieben werden können. Die Befestigung der Seitenteile 1016 an der Schwungmasse 1005 erfolgt mittels der Niete 1042 an aus der Schwungmasse 1005 ausgestellten Laschen 1044a, so dass durch die dabei gebildeten Durchbrüche 1044 eine Belüftung des Zweimassenschwungrads 1001 erfolgen kann.
21 zeigt das gegenüber den Zweimassenschwungrädern 901 und 1001 der 19 und 20 abgeänderte Zweimassenschwungrad 1101 im Teilschnitt. Im Unterschied zu diesen sind die Seitenteile 1116 direkt mit den Bolzen 1145 zur Aufnahme der Hebelelemente 1110 an der Schwungmasse 1105 aufgenommen. Radial innerhalb der Bolzen 1145 sind Durchbrüche 1144 zur Belüftung des Zweimassenschwungrads 1101 vorgesehen. Die Schwungmasse 1104 weist radial außen Markierungen 1146 zur Steuerung der Brennkraftmaschine auf. Mit der Schwungmasse 1104 ist der Massering 1148 verbunden wie verschweißt. Auf dem Massering 1148 sind der Anlasserzahnkranz 1149 angeordnet und Wuchtbohrungen 1147 zum Wuchten des Zweimassenschwungrads 1101 vorgesehen.
22 zeigt das gegenüber dem Zweimassenschwungrad 801 der 18 ähnliche Zweimassenschwungrad 1201 in teilgeschnittener Ansicht. Im Unterschied zu diesem ist die Verbindung zwischen den Hebelelementen 1210 und den Seitenteilen 1216 als Verzahnung 1214 ausgebildet. Weiterhin ist die Rutschkupplung 1230 aus einem Reibelement in Form kreissegmentförmiger Wellfedersegmente 1228 gebildet.
Die 23 zeigt das Zweimassenschwungrad 1301 in teilgeschnittener Ansicht. Im Unterschied zu dem Zweimassenschwungrad 1201 der 22 ist die Rutschkupplung 1330 aus den zwischen dem axialen Ansatz 1329 und dem Ringteil 1327 radial verspannten Wellfedersegmenten 1328, die kleine eckige Wellen mit abwechselnden Anlageflächen 1350, 1351 an dem Ringteil 1327 beziehungsweise dem axialen Ansatz 1329 aufweisen, gebildet.
Die 24 zeigt das Zweimassenschwungrad 1401 in teilgeschnittener Ansicht. Im Unterschied zum Zweimassenschwungrad 1301 der 23 ist die Rutschkupplung 1430 aus dem zwischen dem segmentierten Ringteil 1427 und dem axialen Ansatz 1429 verspannten Reibbelag 1428 gebildet.
Die 25 zeigt ein Detail der axial mittels der Tellerfeder 1552 und des Anschlagrings 1553 verspannten Aufnahme des Ringteils 1527 in dem axialen Ansatz 1529 der Schwungmasse 1504. Durch die axiale Verspannung des Ringteils 1527, das einteilig oder segmentiert sein kann, bildet sich ein Reibmoment zwischen diesem und dem axialen Ansatz 1529. Wird die radiale Profilierung 1526 bei stark komprimierten Druckfedern, das heißt großen Verdrehwinkeln zwischen den Schwungmassen mit großer Steigung versehen, trägt die Rolle 1518 ein Umfangsmoment in das Ringteil 1527 ein, so dass das Reibmoment zwischen axialem Ansatz 1529 und dem Ringteil 1527 überwunden wird und die beiden Teile gegeneinander schlupfen, so dass die Rutschkupplung 1530 wirksam wird.
Die 26 und 27 zeigen das Zweimassenschwungrad 1601 im Teilschnitt und in Ansicht. Hierbei werden die in Umfangsrichtung angeordneten Druckfedern 1607 bei Verdrehung der Schwungmassen 1604, 1605 komprimiert. Hierzu sind die Druckfedern 1607 einseitig an der Schwungmasse 1604 angelegt und werden von den Hebelarmen 1611 der Hebelelemente 1610 beaufschlagt. Die Hebelelemente 1610 sind verdrehbar an der Schwungmasse 1604 aufgenommen und weisen an den Hebelarmen 1612 Rollen 1618 auf, die an den über den Umfang der Schwungmasse 1605 angeordneten Nocken 1654 abrollen und abhängig von dem Verdrehwinkel der Schwungmassen 1604, 1605 die Druckfedern 1607 beaufschlagen.
Bezugszeichenliste

1: Zweimassenschwungrad
2: Drehachse
3: Niet
4: Schwungmasse
5: Schwungmasse
6: Federeinrichtung
7: Druckfeder
8: Stirnseite
9: Stirnseite
10: Hebelelement
11: Hebelarm
12: Hebelarm
13: Zusatzmasse
14: Bolzenverbindung
15: Aufnahmevorrichtung
16: Seitenteil
17: Laufbahn
18: Rolle
19: Laufbahn
20: Zentralmutter
101: Zweimassenschwungrad
110: Hebelelement
114: Wiegegelenk
115: Aufnahmevorrichtung
116: Seitenteil
201: Zweimassenschwungrad
207: Druckfeder
210: Hebelelement
212: Hebelarm
213: Zusatzmasse
214: Bolzenverbindungen
221: Anlagefläche
301: Zweimassenschwungrad
304: Schwungmasse
305: Schwungmasse
306: Federeinrichtung
307: Druckfeder
316: Seitenteil
318: Rolle
319: Laufbahn
322: Stößel
323: Kugelkopf
324: Gelenkpfanne
325: Doppelpfeil
326: radiale Profilierung
401: Zweimassenschwungrad
404: Schwungmasse
405: Schwungmasse
407: Druckfeder
418: Gleitstein
422: Blattfeder
424: Federnapf
426: radiale Profilierung
501: Zweimassenschwungrad
504: Schwungmasse
505: Schwungmasse
507: Druckfeder
516: Seitenteil
518: Rolle
524: Beaufschlagungseinrichtung
526: radiale Profilierung
527: Ringteil
528: Wellfeder
529: axialer Ansatz
530: Rutschkupplung
601: Zweimassenschwungrad
604: Schwungmasse
605: Schwungmasse
631: Scheibenteil
632: Ringraum
701: Zweimassenschwungrad
704: Schwungmasse
705: Schwungmasse
707: Druckfeder
716: Seitenteil
733: Flanschteil
734: Verzahnung
735: Verzahnung
736: Planetenrad
801: Zweimassenschwungrad
804: Schwungmasse
805: Schwungmasse
807: Druckfeder
810: Hebelelement
814: Wiegegelenk
816: Seitenteil
818: Rolle
826: radiale Profilierung
827: Ringteil
828: Wellfeder
829: axialer Ansatz
830: Rutschkupplung
901: Zweimassenschwungrad
904: Schwungmasse
905: Schwungmasse
910: Hebelelement
916: Seitenteil
918: Rolle
927: Ringteil
928: Wellfeder
929: axialer Ansatz
930: Rutschkupplung
937: Lagerteil
938: Masseteil
939: Reibeinrichtung
940: Reibring
941: Tellerfeder
942: Schraube
1001: Zweimassenschwungrad
1004: Schwungmasse
1005: Schwungmasse
1007: Druckfeder
1010: Hebelelement
1016: Seitenteil
1031: Scheibenteil
1032: Ringraum
1039: Reibeinrichtung
1041: Tellerfeder
1042: Niet
1043: Verbindungsteil
1044: Durchbruch
1044a: Lasche
1101: Zweimassenschwungrad
1104: Schwungmasse
1105: Schwungmasse
1110: Hebelelement
1116: Seitenteil
1144: Durchbruch
1145: Bolzen
1146: Markierung
1147: Wuchtbohrung
1148: Massering
1149: Anlasserzahnkranz
1201: Zweimassenschwungrad
1210: Hebelelement
1214: Verzahnung
1216: Seitenteil
1228: Wellfedersegment
1230: Rutschkupplung
1301: Zweimassenschwungrad
1327: Ringteil
1328: Wellfedersegment
1329: axialer Ansatz
1330: Rutschkupplung
1350: Anlagefläche
1351: Anlagefläche
1401: Zweimassenschwungrad
1427: Ringteil
1428: Reibbelag
1429: axialer Ansatz
1430: Rutschkupplung
1504: Schwungmasse
1518: Rolle
1526: radiale Profilierung
1527: Ringteil
1529: axialer Ansatz
1530: Rutschkupplung
1552: Tellerfeder
1553: Anschlagring
1601: Zweimassenschwungrad
1604: Schwungmasse
1605: Schwungmasse
1607: Druckfeder
1610: Hebelelement
1611: Hebelarm
1612: Hebelarm
1618: Rolle
1654: Nocken
X-X: Schnittlinie
Y-Y: Schnittlinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102007003047 A1 [0002]

Claims

Zweimassenschwungrad (1, 101, 201, 801, 901, 1001, 1101, 1201, 1301, 1401, 1601) in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zwei entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung (6) begrenzt zueinander um eine Drehachse (2) des Zweimassenschwungrads verdrehbaren Schwungmassen (4, 804, 904, 1004, 1104, 1504, 1604, 5, 805, 905, 1005, 1105, 1605), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Druckfeder (7, 207, 807, 1007, 1607) der Federeinrichtung (6) an einer der Schwungmassen (5, 805, 905, 1005, 1105) abgestützt ist und von einem an derselben Schwungmasse verschwenkbar gelagerten und mittels einer Rolle (18, 818, 918, 1518, 1618) auf einem Innenumfang der anderen Schwungmasse tangential abwälzenden Hebelelement (10, 110, 210, 810, 1010, 1110, 1210, 1610) beaufschlagt wird.
Zweimassenschwungrad (1, 101, 201) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (10, 110, 210) zweiarmig ausgebildet ist, wobei ein erster Hebelarm (12, 212) gegenüber der einen Schwungmasse (5) verschwenkbar gelagert ist, die zumindest eine Druckfeder (7, 207) an einem Hebelpunkt zwischen den beiden Hebelarmen (11, 12) von dem Hebelelement (10, 110, 210) gegenüber der anderen Schwungmasse (4) beaufschlagt wird und das Hebelelement (10, 110, 210) auf der dem Hebelpunkt gegenüberliegenden Seite mittels der Rolle (18) an dem Innenumfang der anderen Schwungmasse (4) abwälzt.
Zweimassenschwungrad (1, 201) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebelarm (11) mittels einer Bolzenverbindung (14) auf der Schwungmasse (5) verschwenkbar gelagert ist.
Zweimassenschwungrad (1, 101, 201) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einem der Hebelarme (11, 212) eine Zusatzmasse (13, 213) angeordnet ist.
Zweimassenschwungrad (101) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hebelarm (11) mittels eines Wiegegelenks (114) auf der Schwungmasse verschwenkbar gelagert ist.
Zweimassenschwungrad (1, 101, 201, 501, 601) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Druckfeder (7, 207, 507) zur Drehachse (2) radial angeordnet ist.
Zweimassenschwungrad (301) insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer der beiden Schwungmassen (305) zumindest eine auf einer in Umfangsrichtung radialen Profilierung (326) der anderen Schwungmasse (304) abrollende Rolle (318) verdrehbar angeordnet ist, an deren Achse zwei jeweils eine gegenüber der einen Schwungmasse (305) abgestützte Druckfeder (307) beaufschlagende Stößel (322) verschwenkbar angeordnet sind.
Zweimassenschwungrad (301) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stößel (322) einen Kugelkopf (323) aufweisen, der eine an der Druckfeder (307) angeordnete Gelenkpfanne (324) beaufschlagt.
Zweimassenschwungrad (401) insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer der beiden Schwungmassen (405) zumindest ein auf einer in Umfangsrichtung radialen Profilierung (426) der anderen Schwungmasse (404) gleitender Gleitstein (418) radial verlagerbar aufgenommen ist, wobei der Gleitstein (418) eine zwei Druckfedern (407), die sich jeweils an der einen Schwungmasse (405) abstützen, beaufschlagende Blattfeder (422) bei radialer Verlagerung gegenüber der anderen Schwungmasse (404) beaufschlagt.
Zweimassenschwungrad (501, 601) insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung zumindest eine radial zur Drehachse (2) angeordnete Druckfeder (507) aufweist, die sich radial innen an einer Schwungmasse (505) abstützt und radial außen von einer radial verlagerbaren Beaufschlagungseinrichtung (524) beaufschlagt wird, die eine auf einer radialen Profilierung (526) abrollenden Rolle (518) verdrehbar aufnimmt.