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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Ein Drehschwingungsdämpfer ist beispielsweise aus
DE 10 2010 051 906 A1 bekannt. Darin wird ein Drehschwingungsdämpfer beschrieben, der ein mit einem Antriebselement verbundenes Dämpfereingangsteil und ein zu diesem entgegen der Wirkung von Federelementen begrenzt verdrehbares Dämpferausgangsteil aufweist, das mit einer Abtriebsnabe mit Innenverzahnung auf einer Eingangswelle mit Außenverzahnung über einen Verzahnungseingriff mit Verzahnungsspiel aufgenommen ist. Ein Reibring ist zwischen der Abtriebsnabe und der Eingangswelle in einer Nut in der Abtriebsnabe angeordnet. Bei einer Relativverdrehung zwischen der Abtriebsnabe und der Eingangswelle innerhalb von dem Verzahnungsspiel hemmt das durch den Reibring bewirkte Reibmoment eine Verdrehbarkeit zwischen der Abtriebsnabe und der Eingangswelle, damit die Anschläge der Zahnflanken eine verringerte Geräuschentwicklung entstehen lassen.
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Bei kleinen Schleppmomenten im Leerlauf einer Brennkraftmaschine als Antriebselement kann es bei dem Drehschwingungsdämpfer zu niederfrequenten Schwingungen, beispielsweise erster Ordnung, kommen, die aufgrund des Verzahnungsspiels störende Geräusche hervorrufen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, Verzahnungsgeräusche bei einem Drehschwingungsdämpfer, insbesondere bei einem Leerlauf des Antriebselements, zu verringern. Der Drehschwingungsdämpfer soll kostengünstiger und kompakter aufgebaut sein.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch einen Drehschwingungsdämpfer zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement und zur Verringerung von Drehschwingungen, aufweisend ein um eine Drehachse drehbares Dämpfereingangsteil, wenigstens ein Federelement, ein entgegen der Wirkung des Federelements gegenüber dem Dämpfereingangsteil begrenzt verdrehbares Dämpferausgangsteil, einen das Dämpferausgangsteil mit einem Anschlussbauteil zur Übertragung des Drehmoments formschlüssig verbindenden und ein Verzahnungsspiel aufweisenden Verzahnungseingriff, der zumindest aus einer Verzahnung an dem Dämpferausgangsteil und einer Verzahnung an dem Anschlussbauteil gebildet ist, ein den Verzahnungseingriff unmittelbar beaufschlagendes Spannelement zur Hemmung der innerhalb des Verzahnungsspiels erfolgenden Verdrehbarkeit gelöst, wobei das Spannelement formschlüssig mit der Verzahnung des Anschlussbauteils gekoppelt ist.
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Dadurch kann der Drehschwingungsdämpfer leiser und komfortabler betrieben werden. Die Verzahnungsgeräusche können bedeutend verringert werden und der Drehschwingungsdämpfer kostengünstiger und kompakter aufgebaut werden.
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Der Drehschwingungsdämpfer kann als Zweimassenschwungrad ausgeführt sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann nass oder trocken laufend ausgeführt sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann als Doppelkupplungsdämpfer ausgeführt sein.
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Das Antriebselement kann als Verbrennungsmotor und/oder Elektromotor ausgeführt sein. Das Abtriebselement kann als Getriebe ausgeführt sein.
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Das Dämpfereingangsteil kann ein Primärschwungrad aufweisen. Das Dämpfereingangsteil kann mit dem Antriebselement verschraubt sein. Das Dämpfereingangsteil kann wenigstens abschnittsweise einen Dämpferinnenraum begrenzen. Eine Tellerfedermembran kann den Dämpferinnenraum wenigstens abschnittsweise begrenzen. Die Tellerfedermembran kann mit dem Dämpferausgangsteil verbunden sein. Die Tellerfedermembran kann kraftbeaufschlagend und verdrehbar an dem Dämpfereingangsteil anliegen. Das Spannelement kann einteilig mit der Tellerfedermembran ausgeführt sein. Das Spannelement kann getrennt von der Tellerfedermembran ausgeführt sein. Das Spannelement kann mit der Tellerfedermembran form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden sein.
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Das Dämpferausgangsteil kann eine Abtriebsnabe aufweisen. An der Abtriebsnabe kann die Verzahnung zur Bildung des Verzahnungseingriffs ausgeführt sein. Das Dämpferausgangsteil kann einen Bogenfederflansch zur unmittelbaren Beaufschlagung des Federelements umfassen. Der Bogenfederflansch kann einteilig mit der Abtriebsnabe ausgeführt sein. Der Bogenfederflansch kann getrennt von der Abtriebsnabe ausgeführt und mit dieser form-, kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden sein.
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Die Verzahnung an dem Dämpferausgangsteil kann eine Innenverzahnung sein. Die Verzahnung an dem Dämpferausgangsteil kann axial überlappend zu dem Federelement angeordnet sein.
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Das Anschlussbauteil kann eine Eingangswelle, insbesondere eine Getriebeeingangswelle, bevorzugt zur Verbindung mit dem Abtriebselement sein. Die Verzahnung an dem Anschlussbauteil kann eine Aussenverzahnung sein.
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Der Verzahnungseingriff kann wenigstens abschnittsweise axial überlappend zu dem Federelement angeordnet sein. Der Verzahnungseingriff kann radial innerhalb von dem Federelement angeordnet sein.
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Das Spannelement kann zur Hemmung der Verdrehbarkeit innerhalb des Verzahnungseingriffs eine umfangsseitige Kraft auf die Zahnflanken der Verzahnung des Anschlussbauteils ausüben. Das Spannelement kann aus Kunststoff und/oder Metall, insbesondere Stahl, aufgebaut sein.
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Das Spannelement kann wenigstens eine Durchgangsöffnung zur Durchführung einer Schraube aufweisen. Die Schraube kann zur Verbindung des Drehschwingungsdämpfers, insbesondere des Dämpfereingangsteils, mit dem Antriebselement angeordnet sein.
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Das Spannelement kann mit dem Dämpferausgangsteil kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Das Spannelement kann unmittelbar mit dem das Federelement unmittelbar beaufschlagenden Dämpferausgangsteil verbunden sein. Das Spannelement kann axial beabstandet zu dem Dämpferausgangsteil angeordnet sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Spannelement zusätzlich reibschlüssig mit der Verzahnung des Anschlussbauteils gekoppelt ist. Dadurch können die Verzahnungsgeräusche weiter verringert werden. Die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Spannelement und der Verzahnung des Anschlussbauteils kann im Bereich des Verzahnungseingriffs vorliegen oder auch außerhalb davon. Das Spannelement kann außerhalb und/oder innerhalb eines durch den Fußkreisdurchmesser und den Kopfkreisdurchmesser der Verzahnung des Anschlussbauteils aufgespannten radialen Bereichs mit dem Anschlussbauteil reibschlüssig verbunden sein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der das Spannelement an dem Dämpferausgangsteil drehfest festgelegt ist. Das Spannelement kann mit dem Dämpferausgangsteil vernietet sein. Das Spannelement kann als Membranblech ausgeführt sein. Die Befestigung des Spannelements kann radial außerhalb von der Verzahnung des Anschlussbauteils angeordnet sein.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der das Spannelement mit einem Innenumfang mit der Verzahnung des Anschlussbauteils gekoppelt ist. Die Verzahnung des Anschlussbauteils kann eine Aussenverzahnung sein. Der Innenumfang des Spannelements kann gebördelt und/oder aufgestellt sein, bevorzugt vor und/oder nach Herstellung des Verzahnungseingriffs zwischen dem Dämpferausgangsteil und dem Anschlussbauteil.
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Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Innenumfang des Spannelements formschlüssig mit der als Aussenverzahnung ausgeführten Verzahnung des Anschlussbauteils verbunden ist. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Spannelement und dem Anschlussbauteil kann radial überlappend zu dem Verzahnungseingriff sein. Das Spannelement kann angrenzend an den Innenumfang abgewinkelt ausgeführt sein. Dadurch kann der Bauraumbedarf des Spannelements weiter verringert werden.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der der Innenumfang des Spannelements radiale Vorsprünge aufweist, die in die Verzahnung des Anschlussbauteils formschlüssig eingreifen. Die radialen Vorsprünge können vorgeformt sein, insbesondere bevor das Spannelement mit der Verzahnung des Anschlussbauteils gekoppelt wird. Auch können die radialen Vorsprünge durch eine Kopplung des Spannelements mit der Verzahnung des Anschlussbauteils ausgeformt werden. Bei einer Kopplung des Spannelements mit der Verzahnung des Anschlussbauteils kann der Innenumfang des Spannelements umgeformt werden. Der Innenumfang des Spannelements kann größer gleich einem Fußkreisdurchmesser der Verzahnung des Anschlussbauteils sein. Der Innenumfang des Spannelements kann kleiner gleich einem Kopfkreisdurchmesser der Verzahnung des Anschlussbauteils sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Innenumfang des Spannelements vor einer Kopplung des Spannelements mit der Verzahnung des Anschlussbauteils glatt ausgeführt ist. Die formschlüssige Kopplung zwischen dem Spannelement und der Verzahnung des Anschlussbauteils kann durch Einschieben des Anschlussbauteils innerhalb des Innenumfangs des Spannelements umgesetzt werden, beispielsweise indem bei dem Einschieben Material an dem Spannelement umgeformt wird.
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Auch kann ein Innenumfang des Spannelements zur Kopplung mit der Verzahnung des Anschlussbauteils gerändelt sein, bevorzugt vor und/oder nach Einschieben der Verzahnung des Anschlussbauteils in das Spannelement.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Spannelement Sollbruchbereiche aufweist, die sich bei einer Kopplung des Spannelements mit der Verzahnung des Anschlussbauteils zumindest zur Bildung der formschlüssigen Verbindung verformen. Dadurch kann die formschlüssige Verbindung zwischen dem Spannelement und der Verzahnung des Anschlussbauteils einfach und zeitsparend umgesetzt werden.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft, bei der das Spannelement axial neben dem Dämpferausgangsteil in Richtung des Antriebselements oder des Abtriebselements angeordnet ist. Das Spannelement kann an die Kontur des Dämpferausgangsteils angepasst sein. Dadurch kann der Bauraum des Drehschwingungsdämpfers weiter verringert werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Spannelement einteilig mit einer Tellerfedermembran ausgeführt ist, die einen Dämpferinnenraum, in dem das Federelement und ein Schmiermittel angeordnet ist, zumindest teilweise abdichtet. Dadurch kann der Drehschwingungsdämpfer kostengünstig und mit verringertem Bauraum aufgebaut werden.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Einen Halbschnitt eines Drehschwingungsdämpfers in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 2: Den Ausschnitt A aus 1 in einer vergrößerten Ansicht.
- 3: Eine Seitenansicht eines Spannelements eines Drehschwingungsdämpfers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 4: Eine räumliche Ansicht eines Spannelements eines Drehschwingungsdämpfers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt einen Halbschnitt eines Drehschwingungsdämpfers 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Drehschwingungsdämpfer 10 ist zur Übertragung eines Drehmoments und zur Drehschwingungsdämpfung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer 10 ist als Zweimassenschwungrad ausgeführt und weist ein mit dem Antriebselement verschraubtes Dämpfereingangsteil 12 auf. Das Dämpfereingangsteil 12 ist um eine Drehachse 14 drehbar und umfasst eine Primärschwungscheibe 16 und ein mit dieser verschweißtes Deckelelement 18. Das Dämpfereingangsteil 12 begrenzt einen Dämpferinnenraum 20, in dem Federelemente 22, bevorzugt Bogenfedern, aufgenommen sind. Der Dämpferinnenraum 20 kann mit einem Schmiermittel, beispielsweise ein Schmierfett, wenigstens teilweise befüllt sein. Die Federelemente 22 stützen sich radial über eine Gleitschale 24 an dem Dämpfereingangsteil 12 ab.
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Der Drehschwingungsdämpfer 10 umfasst weiterhin ein Dämpferausgangsteil 26, welches entgegen der Wirkung der Federelemente 22 gegenüber dem Dämpfereingangsteil 12 begrenzt verdrehbar ist. Das Dämpferausgangsteil 26 umfasst einen Bogenfederflansch 28 und eine mit diesem vernietete Abtriebsnabe 30. An dem Dämpferausgangsteil 26 ist ein Fliehkraftpendel 32 angeordnet, das einen Pendelmassenträger 34 aufweist, an dem entlang einer Pendelbahn begrenzt auslenkbare Pendelmassen 36 gelagert aufgenommen sind. Der Pendelmassenträger 34 ist bevorzugt einteilig mit dem Bogenfederflansch 28 ausgeführt.
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Die Abdichtung des Dämpferinnenraums 20 erfolgt über eine Tellerfedermembran 38, die mit dem Dämpferausgangsteil 26 vernietet ist, bevorzugt über die gleiche Nietverbindung, mit der auch der Bogenfederflansch 28 mit der Abtriebsnabe 30 verbunden ist und die an dem Deckelelement 18 kraftwirksam und verdrehbar anliegt. In einem radialen inneren Bereich ist ein Reibring 40 angeordnet, der einerseits an einer Stützscheibe 42 axial anliegt und andererseits an der nach radial innen verlängerten Tellerfedermembran 38 axial anliegt und dabei einerseits eine Abdichtung des Dämpferinnenraums 20 und andererseits eine axiale Zentrierung des Dämpferausgangsteils 26 gegenüber dem Dämpfereingangsteil 12 bewirkt.
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Das Dämpferausgangsteil 26 ist über einen Verzahnungseingriff 44 mit einem Anschlussbauteil 46, beispielsweise einer Eingangswelle des Abtriebselements, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle, formschlüssig verbunden. Der Verzahnungseingriff 44 wird durch eine Verzahnung 48 an dem Dämpferausgangsteil 26, hier insbesondere an der Abtriebsnabe 30 und einer Verzahnung 50 an dem Anschlussbauteil 46, hier an der Eingangswelle, gebildet. Die Verzahnung 48 an dem Dämpferausgangsteil 26 ist eine Innenverzahnung und die Verzahnung 50 an dem Anschlussbauteil 46 ist eine Außenverzahnung.
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Das Dämpferausgangsteil 26, hier die Abtriebsnabe 30 weist Durchgangsöffnungen 52 zur Durchführung der Schraubverbindung zur Verbindung des Dämpfereingangsteils 12 mit dem Antriebselement auf. Unterschreitet das über den Verzahnungseingriff 44 geleitete Drehmoment zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement einen vorgegebenen Drehmomentwert, beispielsweise bei einem Leerlauf des als Verbrennungsmotor ausgeführten Antriebselements, können Verzahnungsgeräusche durch das in dem Verzahnungseingriff 44 bestehende umfangsseitige Verzahnungsspiel auftreten. Diese Verzahnungsgeräusche werden außerhalb des Drehschwingungsdämpfers 10 als störend wahrgenommen.
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Zur Hemmung der Verdrehbarkeit innerhalb des Verzahnungsspiels ist ein den Verzahnungseingriff 44 unmittelbar beaufschlagendes Spannelement 54 angeordnet. Das Spannelement 54 ist einteilig mit der Tellerfedermembran 38 ausgeführt, die hierfür nach radial innen in Richtung des Verzahnungseingriffs 44 verlängert ist.
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2 zeigt den Ausschnitt A aus 1 in einer vergrößerten Ansicht. Das Spannelement 54 ist formschlüssig mit der Verzahnung 50 des Anschlussbauteils 46 gekoppelt. Ein Innenumfang 56 des Spannelements 54 greift formschlüssig in die Verzahnung 50 des Anschlussbauteils 46, hier der Eingangswelle, ein und bewirkt eine umfangsseitige Kraft auf die Zahnflanken der Verzahnung 50 des Anschlussbauteils 46. Dadurch kann die Verdrehbarkeit innerhalb des Verzahnungsspiels des Verzahnungseingriffs 44 verringert werden. Die Verzahnung 48 des Dämpferausgangsteils 26 und die Verzahnung 50 des Anschlussbauteils 46 werden durch das Spannelement 54 umfangseitig gegeneinander verspannt. Dadurch ist das Verzahnungsspiel in dem Verzahnungseingriff 44 möglichst klein, insbesondere Null, wodurch die Verzahnungsgeräusche verringert werden.
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Das Spannelement 54 ist durch die einteilige Ausführung mit der Tellerfedermembran 38 drehfest an dem Dämpferausgangsteil 26 festgelegt. Die Befestigung des Spannelements 54 an dem Dämpferausgangsteil 26 ist radial außerhalb von dem Verzahnungseingriff 44 angeordnet. Das Spannelement 54 ist mit dem Innenumfang 56 mit der Verzahnung 50 des Anschlussbauteils 46 formschlüssig und bevorzugt zusätzlich reibschlüssig gekoppelt. Beispielsweise weist das Spannelement 54 an dem Innenumfang 56 radiale Vorsprünge auf, die in die Verzahnung 50 des Anschlussbauteils 46 formflüssig eingreifen und den Verzahnungseingriff 44 umfangseitig verspannen.
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Das Spannelement 54 kann radial außerhalb von der Verzahnung 50 des Anschlussbauteils 46 abgewinkelt ausgeführt sein und an die Kontur des Dämpferausgangsteils 26, hier der Abtriebsnabe 30, angepasst sein. Dadurch kann der Bauraum des Drehschwingungsdämpfers verringert werden. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Spannelement 54 und der Verzahnung 50 des Anschlussbauteils 46 ist axial neben dem Verzahnungseingriff 44 angeordnet. Das Spannelement 54 ist auf einer axialen Seite in Bezug auf das Dämpferausgangsteil 26, hier die Abtriebsnabe 30, angeordnet, die dem Antriebselement zugewandt ist.
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Das Spannelement 54 weist Durchgangsöffnungen 58 zur Durchführung der Schraubverbindung für die Befestigung des Dämpfereingangsteils 12 mit dem Antriebselement auf.
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3 zeigt Eine Seitenansicht eines Spannelements 54 eines Drehschwingungsdämpfers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das Spannelement 54 weist einen glatt ausgeführten Innenumfang 56 auf. Ist das Spannelement 54 mit dem Dämpferausgangsteil befestigt und wird die Verzahnung des Anschlussbauteils mit dem Drehschwingungsdämpfer verbunden, kann sich die Verzahnung des Anschlussbauteils in den Innenumfang 56 des Spannelements 54 schieben. Ist ein Durchmesser des Innenumfangs 56 kleiner als ein Kopfkreisdurchmesser der Verzahnung des Anschlussbauteils, kann die formschlüssige Verbindung zwischen dem Spannelement 54 und der Verzahnung des Anschlussbauteils dadurch bewirkt werden, indem die Zahnflanken der Verzahnung des Anschlussbauteils Material im Bereich des Innenumfangs 56 des Spannelements 54 verdrängen und dabei an dem Innenumfang 56 des Spannelements 54 eine geformte Verzahnung, die sich in die Verzahnung des Anschlussbauteils einfügt, ausbilden.
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Das Spannelement 54 weist Durchgangsöffnungen 58 zur Durchführung der Schraubverbindung zur Verbindung des Dämpfereingangsteils mit dem Antriebselement auf. Weiterhin sind radial außerhalb von den Durchgangsöffnungen 58 Aussparungen 60 zur Befestigung des Spannelements 54 mit dem Dämpferausgangsteil, beispielsweise über eine Nietverbindung, angeordnet.
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4 zeigt eine räumliche Ansicht eines Spannelements 54 eines Drehschwingungsdämpfers in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung. Der Innenumfang 56 des Spannelements 54 weist eine Schrägverzahnung 62 auf, die sich formschlüssig in die Verzahnung des Anschlussbauteils einfügt und dabei eine umfangsseitige Kraft auf die Verzahnung des Anschlussbauteils ausübt. Die Anzahl der Zähne der Schrägverzahnung 62 kann gleich der Anzahl an Zähnen der Verzahnung des Anschlussbauteils oder kleiner als diese Anzahl sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehschwingungsdämpfer
- 12
- Dämpfereingangsteil
- 14
- Drehachse
- 16
- Primärschwungscheibe
- 18
- Deckelelement
- 20
- Dämpferinnenraum
- 22
- Federelement
- 24
- Gleitschale
- 26
- Dämpferausgangsteil
- 28
- Bogenfederflansch
- 30
- Abtriebsnabe
- 32
- Fliehkraftpendel
- 34
- Pendelmassenträger
- 36
- Pendelmasse
- 38
- Tellerfedermembran
- 40
- Reibring
- 42
- Stützscheibe
- 44
- Verzahnungseingriff
- 46
- Anschlussbauteil
- 48
- Verzahnung
- 50
- Verzahnung
- 52
- Durchgangsöffnung
- 54
- Spannelement
- 56
- Innenumfang
- 58
- Durchgangsöffnung
- 60
- Aussparung
- 62
- Schrägverzahnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010051906 A1 [0002]