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Title:
TORSIONAL VIBRATION DAMPER DESIGNED AS A DUAL MASS FLYWHEEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/188696
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a torsional vibration damper (1) which is designed as a dual mass flywheel and comprises a primary mass (2) and a secondary mass (3) that can be rotated about a rotational axis (5) and relative to each other to a limited degree. The primary mass (2) and the secondary mass (3) are connected via a friction device (9) and a spring damping device (6), wherein bow springs (8) are inserted in a spring chamber (7) of the spring damping device (6). The two-part secondary mass (2, 32), which comprises an outer flange (10) and an inner flange (11), contains a clamping mechanism (12), which interacts with the friction device (9). The spring chamber (7) is closed on the secondary mass side by means of a thin-wall sheet metal disc (13), which is secured to the primary mass (2) and which simultaneously covers at least some regions of the clamping mechanism (12) of the secondary mass (3).

Inventors:
STRASSER PASCAL (FR)
Application Number:
PCT/DE2018/100324
Publication Date:
October 18, 2018
Filing Date:
April 10, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16F15/123; F16F15/139
Domestic Patent References:
WO2015106746A22015-07-23
Foreign References:
DE102014108808A12014-12-24
DE102013204756A12013-09-26
DE4117582A11991-12-05
DE102012202255A12012-08-23
DE102012220519A12013-05-23
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Claims:
Patentansprüche

Drehschwingungsdämpfer, aufgebaut als ein Zweimassenschwungrad, das eine Primärmasse (2, 32) und eine Sekundärmasse (3, 33) umfasst, die um eine Drehachse (5) drehbar und relativ zueinander begrenzt verdrehbar und die über eine Reibeinrichtung (9) und eine Federdämpfungseinrichtung (6) verbunden sind, wobei Bogenfedern (8) der Federdämpfungseinrichtung (6) in einem Federraum (7) eingesetzt sind und die zweiteilige, einen Außenflansch (10) sowie einen Innenflansch (1 1 ) umfassende Sekundärmasse (2, 32) einen mit der Reibeinrichtung (9) zusammenwirkenden Verspannmechanismus (12) einschließt, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer dünnwandigen, an der Primärmasse (2, 32) befestigten Blechscheibe (13, 43) der Federraum (7) se- kundärmassenseitig verschlossen ist und die Blechscheibe (13, 43) gleichzeitig zumindest bereichsweise den Verspannmechanismus (12) der Sekundärmasse (3, 33) überdeckt.

Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Laserschweißung die Blechscheibe (13, 43) an der Primärmasse (2, 32) befestigt ist.

Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bord (34) der Blechscheibe (43) eine Außenkontur (35) der Primärmasse (32) umschließt.

Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechscheibe (13, 43) aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist.

5. Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Blechscheibe (13, 43) eine Blechscheibendicke D von < 1 ,8 mm aufweist. Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verspannmechanismus (12) der Sekundärmasse (3, 33) zwischen einem den Bogenfedern (8) zugeordneten Außenflansch (10) sowie einem mit einer Kupplung verbundenen Innenflansch (1 1 ) angeordnet ist und beidseitig an den Flanschen (10, 1 1 ) axial abgestützte Führungsbleche (15, 16) umfasst, zwischen denen umfangsverteilt Federelemente (25) eingesetzt sind.

7. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungsblech (15) von dem Verspannmechanismus (12) radial nach innen verlängert ist und in die der Primärmasse (2, 32) zugeordnete Reibeinrichtung (9) eingreift.

8. Drehschwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsblech (15) über einen endseitigen Bord (20) an einem Stützblech (21 ) der Reibeinrichtung (9) zentriert ist, wobei zumindest ein von einer Tellerfeder (24) beaufschlagter Reibring (22, 23) zwischen dem Führungsblech (15) und der Primärmasse (2, 32) zur Bildung einer Reibpaarung platziert ist.

Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärmasse (32) im Bereich des Federraums (7) entgegen der Sekundärmasse (33) gekröpft bist und eine Wandstärke S von < 10 mm aufweist.

Drehschwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer (1 , 31 ) für trockene Doppelkupplung (4) vorgesehen ist.

Description:
Als Zweimassenschwungrad aufgebauter Drehschwingungsdämpfer

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, der als ein Zweimassenschwungrad aufgebaut ist und der eine Primärmasse und eine zweiteilige Sekundär- masse umfasst, die um eine Drehachse drehbar und relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind, die über eine Federdämpfungseinrichtung, die zumindest eine Bogenfe- deranordnung einschließt, verbunden sind, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 .

Drehschwingungsdämpfer bzw. Zweimassenschwungräder sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 41 17 582 A1 und der DE 10 2012 202 255 A1 bekannt, die als Schwingungstilger, insbesondere zur Tilgung oder Dämpfung von Torsionsschwingungen in Antriebssträngen von brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Der Drehschwingungsdämpfer ist dabei zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einer dem Schaltgetriebe vorgelagerten Fahrzeugkupplung angeordnet. Durch die gegen eine Federkraft relativ zueinander verdrehbaren Massen, die Primärmasse und die Sekundärmasse werden die durch das ungleichmäßige Antriebsmoment der Brennkraftmaschine verursachten Schwingungen getilgt.

Die Erfindung DE10 2012 220 519 A1 zeigt einen Drehschwingungsdämpfer mit einer zweiteilig ausgeführten Sekundärmasse, bei der zwischen zwei Flanschelementen ein Verspannmechanismus vorgesehen ist. Die mit der Primärmasse und der Sekundärmasse verbundene Federdämpfungseinrichtung umfasst in einen Federraum integrier- te Bogenfedern sowie eine Reibeinrichtung. Der Federraum wird zu einer Stirnseite sowie außenseitig von der Primärmasse umschlossen. Sekundärmassenseitig bzw. in Achsrichtung des Drehschwingungsdämpfers weisend wird der Federraum von einem massiv gestalteten Deckel verschlossen, der stirnseitig an der äußeren Kontur der Primärmasse stoffschlüssig befestigt ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bauraumoptimierten Drehschwingungsdämpfer mit einem Verspannmechanismus bereit zu stellen, der insbesondere in Achsrichtung des Drehschwingungsdämpfers einen reduzierten Bauraum beansprucht.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Die auf den Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers wieder.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mittels einer dünnwandigen, an der Primärmasse befestigten Blechscheibe der Federraum auf der der Sekundärmasse zugeordneten Seite verschlossen ist. Gleichzeitig überdeckt die Blechscheibe zumindest bereichsweise den Verspannmechanismus der zweiteilig ausgeführten Sekundärmasse.

Im Vergleich zu bekannten Lösungen, bei denen der zur Aufnahme der Bogenfedern bestimmte Federraum von einem massiven, dickwandigen Deckel verschlossen ist, kann mit dem erfindungsgemäßen Konzept ein bauraumoptimierter Drehschwingungsdämpfer realisiert werden. Der auch als deckelloser Drehschwingungsdämpfer zu bezeichnende Dämpfer kann beispielsweise vorzugsweise mit einer Doppelkupplung kombiniert werden. Vorteilhaft stellt sich mit dem erfindungsgemäßen Konzept in axialer Richtung bzw. in Achsrichtung des Drehschwingungsdämpfers ein zwischen 10 bis 20 % verringerter Bauraum ein. Gleichzeitig ergibt sich dadurch eine gewünschte Gewichtsreduktion des als Zweimassenschwungrad (ZMS) aufgebauten Drehschwingungsdämpfers. Außerdem führt die Verwendung einer dünnwandigen Blechscheibe anstelle eines massiven dickwandigen Deckels zu einem Kostenvorteil.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Blechscheibe mittels einer Laserschweißung an der Primärmasse stoffschlüssig befestigt ist. Bevorzugt kann damit eine einfach durchführbare axiale Laserschweißnaht dargestellt werden. Zur Erreichung einer definierten Lageposition und einfachen Handhabung bei der Vormontage bildet die Blechscheibe einen äußeren umlaufenden Bord, der bereichsweise eine Außenkontur der Primärmasse umschließt. Als Maßnahme zur kraftschlüssigen Abstützung der Blechscheibe, die gleichzeitig den Federraum vor eindringenden Verunreinigungen schützt, kann die Blechscheibe axial vorgespannt an der Primär- masse befestigt werden. Damit ist die Blechscheibe im Einbauzustand an dem Verspannmechanismus der zweigeteilten Sekundärmasse dichtend abgestützt.

Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Blechscheibe aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere aus Stahl hergestellt. Für die Blechscheibe ist vorzugsweise eine Dicke von < 1 ,8 mm vorgesehen. Die zweiteilig aufgebaute Sekundärmasse besteht aus einem den Bogenfedern zugeordneten Außenflansch sowie einem mit einer Reibungsoder Schalttrennkupplung verbundenen Innenflansch, zwischen denen ein Verspannmechanismus angeordnet ist. Der Verspannmechanismus umfasst beidseitig an den Flanschen axial abgestützte, über Abstandsbolzen verbundene Führungsbleche, zwi- sehen denen lokal umfangsverteilt Federelemente angeordnet sind, die jeweils mit dem Außenflansch sowie dem Innenflansch in Kontakt stehen. Über den Verspannmechanismus ist eine begrenzte Relativbewegung zwischen den Flanschen sichergestellt.

Vorzugsweise greift ein radial nach innen verlängertes Führungsblech des Verspannmechanismus in die der Primärmasse zugeordnete Reibeinrichtung ein. Zur Darstellung einer wirksamen Zentrierung ist das verlängerte Führungsblech über einen end- seitigen Bord an einem Stützblech der Reibeinrichtung zentriert. Dabei ist zumindest ein von einer Tellerfeder beaufschlagter Reibring zwischen dem Führungsblech und der Primärmasse platziert. Vorteilhaft sind beidseitig des Führungsblechs Reibringe vorgesehen, die von einer Tellerfeder beaufschlagt sind.

Als weitere Maßnahme zur Optimierung von dem axialen Bauraum des Drehschwingungsdämpfers bietet es sich erfindungsgemäß an, die Primärmasse im Bereich des Federraums stärker axial nach außen gekröpft zu gestalten, was gleichzeitig zu einer Lageverschiebung der Federdämpfungseinrichtung führt. Alternativ oder ergänzend dazu kann eine Primärmasse mit einer reduzierten Wandstärke S < 10 mm eingesetzt werden. Außerdem ist eine Primärmasse einsetzbar, die auf der von der Sekundärmasse abgewandten Seite zumindest lokal mechanisch bearbeitet ist, um im Bereich der Bogenfedern bzw. des Federraums eine reduzierte Wandstärke zu erreichen.

Der erfindungsgemäß aufgebaute Drehschwingungsdämpfer mit einem in axialer Richtung reduzierten Bauraum kann mit einer Doppelkupplung kombiniert werden. Vorteilhaft kann der bauraumoptimierte Drehschwingungsdämpfer damit einen erhöhten Bauraum beispielsweise einer trockenen Doppelkupplung kompensieren.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigt:

Fig. 1 : in einem Halbschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs- gemäß aufgebauten Drehschwingungsdämpfers;

Fig. 2: der Drehschwingungsdämpfer gemäß Fig. 1 mit einem Schnitt durch den Verspannmechanismus der Sekundärmasse;

Fig. 3: in einem Halbschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß aufgebauten Drehschwingungsdämpfers.

In den Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Drehschwingungsdämpfer 1 gezeigt, der als Zweimassenschwungrad aufgebaut in einem nicht näher gezeigten Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs eingesetzt ist. Der Drehschwingungsdämpfer 1 ist zur Tilgung bzw. zur Dämpfung von Drehschwingungen periodisch auftretender Drehungleichförmigkeiten der Brennkraftmaschine bestimmt. Auf einer zur Brennkraftmaschine gerichteten Seite weist der Drehschwingungsdämpfer 1 eine ein Eingangsteil bildendende Primärmasse 2 auf und gegenseitig als Ausgangsteil ei- ne Sekundärmasse 3. Die Primärmasse 2 ist scheibenförmig ausgestaltet und mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) der Brennkraftmaschine fest verbunden, insbesondere verschraubt. Die flanschartig aufgebaute Sekundärmasse 3 ist einer einem Getriebe (nicht gezeigt) vo- rangestellten Doppelkupplung 4 zugeordnet verbunden.

Die Sekundärseite ist im Gegensatz zum herkömmlichen ZMS jedoch kein fester Teil des ZMS und somit nicht als Schwungmasse, sondern in Form eines Flansches ausgeführt. Sie dient lediglich als Verbindung zwischen Primärmasse und Doppelkupp- lung.

Die Primärmasse 2 und die Sekundärmasse 3 sind gegeneinander um eine gemeinsame Drehachse 5 relativ zueinander verdrehbar. Zwischen diesen Massen 2, 3 ist eine Federdämpfungseinrichtung 6 wirksam, die in einem Federraum 7 als Energie- Speicher umfangsverteilt eingesetzte Bogenfedern 8 umfasst. Die Federdämpfungseinrichtung 6 bekannten Aufbaus und bekannter Wirkungsweise steht über mit den Bogenfedern 8 verbundene Anschläge der Primärmasse 2 und Flanschabschnitte der Sekundärmasse 3 in Verbindung. Weiterhin ist eine Reibeinrichtung 9 vorgesehen, über die eine mittelbare Verbindung zwischen der Primärmasse 2 und der Sekundär- masse 3 besteht. Die zweiteilig aufgebaute, einen Außenflansch 10 sowie einen Innenflansch 1 1 umfassende Sekundärmasse 3 schließt einen mit der Reibeinrichtung 9 zusammenwirkenden Verspannmechanismus 12 ein. Der für die Bogenfedern 8 bestimmte Federraum 7 wird sowohl in Richtung der Brennkraftmaschine als auch außenseitig von der Primärmasse 2 umschlossen. Abtriebsseitig, auf einer der Sekun- därmasse 3 zugeordneten Seite, ist der Federraum 7 durch eine Blechscheibe 13 verschlossen. Die dünnwandige Blechscheibe 13 mit einer Blechdicke D < 1 ,8 mm ist stoffschlüssig, insbesondere mittels einer durch eine Laserschweißung hergestellten Schweißnaht 14 an der Primärmasse 2 befestigt. Dabei erstreckt sich die Blechscheibe 13 radial nach innen bis nahe an den Verspannmechanismus 12. Durch die Ver- wendung der Blechscheibe 13 stellt sich ein gegenüber bekannten Lösungen verkleinertes Einbaumaß X1 zwischen einer Anlagefläche der Primärmasse 2 an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Stirnseite der Blechscheibe 13 ein. Den Flanschen 10, 1 1 der Sekundärmasse 3 ist an jeder Seite ein Führungsblech 15, 16 zugeordnet, die wie in Fig. 2 gezeigt, über Abstandsbolzen 17 zu einer Einheit verbunden sind. Zwischen den axial beabstandeten Führungsblechen 15, 16 sind sowohl der Außenflansch 10 als auch der Innenflansch 1 1 geführt. Der eine begrenzte Relativbewegung der Flansche 10, 1 1 ermöglichende Verspannmechanismus 12 der Sekundärmasse 3 umfasst als Druckfedern ausgeführte Federelemente 25, die um- fangsverteilt in Aussparungen 18, 19 der Führungsbleche 15, 16 und gleichzeitig zwischen dem Außenflansch 10 und dem Innenflansch 1 1 geführt sind. Über Mitnehmer (nicht gezeigt) ist sowohl der Außenflansch 10 als auch der Innenflansch 1 1 mit jedem Federelement 18 verbunden. Das Führungsblech 15 vom Verspannmechanismus 12 ist radial nach innen verlängert und gleichzeitig in Richtung der Primärmasse 2 gekröpft. Über einen endseitigen Bord 20 ist das Führungsblech 15 an einem der Primärmasse 2 zugeordneten Stützblech 21 der Reibeinrichtung 9 zentriert. Im Bereich des Bordes 20 ist dem Führungsblech 15 beidseitig ein Reibring 22, 23 zugeordnet, wobei die Reibscheibe 23 in axialer Richtung unmittelbar von einer Tellerfeder 24 vorgespannt ist, die gegenseitig an dem Stützblech 21 der Reibeinrichtung 9 abgestützt ist.

Die Fig. 3 zeigt in einer alternativen Ausführungsform den Drehschwingungsdämpfer 31 , der weitestgehend dem Drehschwingungsdämpfer 1 gemäß Fig. 1 entspricht. Übereinstimmende Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf unterschiedliche Ausgestaltungen.

Der Aufbau des Drehschwingungsdämpfers 31 zeigt eine Primärmasse 32, die im Bereich des Federraums 7 stärker axial nach außen gekröpft ist, was gleichzeitig zu einer Lageverschiebung der Federdämpfungseinrichtung 6 führt.

Weiterhin schließt der Drehschwingungsdämpfer 31 eine nahezu geradlinig ausgerichtete Sekundärmasse 33 ein. Dieser Aufbau führt zu einem gegenüber dem Einbau- maß X1 des Drehschwingungsdämpfers 1 verringerten Einbaumaß X2 zwischen der Anlagefläche der Primärmasse 32 an der Kurbelwelle und der Stirnseite der Blechscheibe 43. Zur weiteren Bauraumoptimierung des Drehschwingungsdämpfers 31 ist außerdem vorgesehen, die Wandstärke der Primärmasse 32 im Vergleich zu der Pri- märmasse 1 von dem Drehschwingungsdämpfer 1 auf ein Maß S < 10 mm zu reduzieren und dessen Stirnseite 36 im Bereich des Federraums 7 flächig zu gestalten. Die Blechscheibe 43 umgreift zur Darstellung einer definierten Einbaulage mit einem abgewinkelten Bord 34 eine Außenkontur 35 der Primärmasse 32.

Bezugszeichenliste

Drehschwingungsdämpfer

Primärmasse

Sekundärmasse

Doppelkupplung

Drehachse

Federdämpfungseinrichtung

Federraum

Bogenfeder

Reibeinrichtung

Außenflansch

Innenflansch

Verspannmechanismus

Blechscheibe

Schweißnaht

Führungsblech

Führungsblech

Abstandsbolzen

Aussparung

Aussparung

Bord

Stützblech

Reibring

Reibring

Tellerfeder

Federelement

Drehschwingungsdämpfer

Primärmasse

Sekundärmasse

Bord

Außenkontur

Stirnseite 43 Blechscheibe

D Blechdicke (Blechscheibe)

S Wandstärke (Primärmasse)

X1 Einbaumaß (Drehschwingungsdämpfer)

X2 Einbaumaß ( Drehschwingungsdämpfer)