WO2016180589A1

WO2016180589A1 - Schwingungsdämpfungsanordnung, insbesondere für einen antriebsstrang eines fahrzeugs

Info

Publication number: WO2016180589A1
Application number: PCT/EP2016/057994
Authority: WO
Inventors: Luc Jonckheere; Fabian LIEBST
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-05-13
Filing date: 2016-04-12
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2017-11-13
Also published as: DE102015208928A1

Abstract

Eine Schwingungsdämpfungsanordnung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend einen in Schwingungsbewegung versetzbaren Auslenkungsmassenträger (20) sowie eine an dem Auslenkungsmassenträger (20) getragene Auslenkungsmassenanordnung (22), ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkungsmassenanordnung (22) durch eine Rückstellkrafterzeugungsanordnung (24) mit dem Auslenkungsmassenträger (20) derart gekoppelt ist, dass unter einer Schwellenbeschleunigung liegender Beschleunigung des Auslenkungsmassenträgers (20) die Auslenkungsmassenanordnung (22) bezüglich des Auslenkungsmassenträgers (20) in einer Ruhelage im Wesentlichen fest gehalten ist und bei über der Schwellenbeschleunigung liegender Beschleunigung des Auslenkungsmassenträgers (20) die Auslenkungsmassenanordnung (22) gegen eine durch die Rückstellkrafterzeugungsanordnung (24) erzeugte Rückstellkraft bezüglich des Auslenkungsmassenträgers (20) aus der Ruhelage auslenkbar ist.

Description

Schwingungsdämpfungsanordnung, insbesondere für einen Antnebsstrang eines

Fahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpfungsanordnung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs. Diese Schwingungsdämpfungsanordnung umfasst einen in Schwingungsbewegung versetzbaren Auslenkungsmas- senträger sowie eine an dem Auslenkungsmassenträger getragene Auslenkungsmassenanordnung.

Um die in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs auftretenden Drehschwingungen zu mindern, ist es bekannt, Schwingungsdämpfungsanordnungen in Form von Zwei- Massen-Schwungrädern oder Torsionsschwingungsdämpfern in den Drehmomenten- fluss einzubinden. Derartige Schwingungsdämpfungsanordnungen umfassen eine Primärseite und eine Sekundärseite, wobei die Primärseite an ein Antriebsaggregat oder den antriebsaggregatseitigen Bereich eines Antriebsstrangs angebunden ist und die Sekundärseite an ein Getriebe oder den getriebeseitigen Bereich eines Antriebsstrangs angebunden ist. Zwischen der Primärseite und der Sekundärseite wirken elastische Elemente, wie z. B. Schraubendruckfedern, gegen deren Rückstellwirkung die Primärseite und die Sekundärseite bezüglich einander verdrehbar bzw. auslenkbar sind.

Eine allgemein als Tilger bezeichnete alternative Ausgestaltungsart einer Schwingungsdämpfungsanordnung umfasst einen Auslenkungsmassenträger und eine daran getragene Auslenkungsmassenanordnung. Der Auslenkungsmassenträger ist an eine Antriebsstrangkomponente angekoppelt und mit dieser zusammen um eine Drehachse der Antriebsstrangkomponente drehbar. Bei Auftreten von Drehungleich- förmigkeiten bzw. Drehschwingungen wird der Auslenkungsmassenträger in eine der Rotationsbewegung überlagerte Schwingungsbewegung versetzt. Die Auslenkungsmassenanordnung ist durch eine Rückstellkrafterzeugungsanordnung mit dem Auslenkungsmassenträger gekoppelt, so dass bei Auftreten von Drehschwingungen und entsprechender Schwingungsbewegung des Auslenkungsmassenträgers die Auslenkungsmassenanordnung gegen die Rückstellkraft der Rückstellkrafterzeugungsan- ordnung bezüglich des Auslenkungsmassenträgers ausgelenkt und in eine zur Til- gung der auftretenden Schwingungen beitragende Schwingungsbewegung bezüglich des Auslenkungsmassenträgers versetzt wird. Charakteristisch für eine derartige Art der Schwingungsdämpfungsanordnung ist, dass diese nicht im Drehmomentenfluss liegt, also die in einem Antriebsstrang zur übertragenden Drehmomente nicht über die Rückstellkrafterzeugungsanordnung und die Auslenkungsmassenanordnung derselben geleitet werden.

Aus der WO 2004/018897 ist eine derartige allgemein als Tilger bezeichnete

Schwingungsdämpfungsanordnung für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs bekannt. Diese bekannte, mit einem Feder-Masse-System aufgebaute Schwingungsdämpfungsanordnung ist mit ihrem Auslenkungsmassenträger beispielsweise im Bereich eines Hinterachsgetriebes, einer davon weg führenden Seitenwelle oder einer Gelenkwelle des Antriebsstrangs angeordnet.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Schwingungsdämpfungsanordnung so weiterzubilden, dass diese ein verbessertes Schwingungs- dämpfungsverhalten aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Schwingungsdämpfungsanordnung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend einen in Schwingungsbewegung versetzbaren Auslenkungsmassenträger sowie eine an dem Auslenkungsmassenträger getragene Auslenkungsmassenanordnung.

Dabei ist weiter vorgesehen, dass die Auslenkungsmassenanordnung durch eine Rückstellkrafterzeugungsanordnung mit dem Auslenkungsmassenträger derart gekoppelt ist, dass bei unter einer Schwellenbeschleunigung liegender Beschleunigung des Auslenkungsmassenträgers die Auslenkungsmassenanordnung bezüglich des Auslenkungsmassenträgers in einer Ruhelage im Wesentlichen fest gehalten ist und bei über der Schwellenbeschleunigung liegender Beschleunigung des Auslenkungsmassenträgers die Auslenkungsmassenanordnung gegen eine durch die Rückstell- krafterzeugungsanordnung erzeugte Rückstellkraft bezüglich des Auslenkungsmassenträgers aus der Ruhelage auslenkbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau einer Schwingungsdämpfungsanordnung findet abhängig von der Beschleunigung, mit welcher der Auslenkungsmassenträger insbesondere bei Durchführung von Schwingungsbewegungen beschleunigt wird, ein Umschalten statt. Bei vergleichsweise geringer Beschleunigung ist die gesamte Schwingungsdämpfungsanordnung mit dem Auslenkungsmassenträger und der daran getragenen Auslenkungsmassenanordnung als im Wesentlichen starre Masse wirksam, die als solche zur Erhöhung des Trägheitsmoments beiträgt. Nimmt die Beschleunigung zu und überschreitet die Schwellenbeschleunigung, so kann die Auslenkungsmassenanordnung eine Relativbewegung bezüglich des Auslenkungsmassenträgers, insbesondere also auch eine Relativschwingungsbewegung bezüglich diesem unter der Rückstellwirkung der Rückstellkrafterzeugungsanordnung ausführen, so dass die Schwingungsdämpfungsanordnung in diesem Zustand als Tilger wirksam ist. Grundlage dieses erfindungsgemäßen Aufbaus ist die Erkenntnis, dass derartige als Tilger mit einem Auslenkungsmassenträger und einer Auslenkungsmassenanordnung wirksame Schwingungsdämpfungsanordnungen grundsätzlich zum Auftreten eines Nebenmaximums bei höherer Frequenz, im Antriebsstrang also bei höherer Drehzahl bezüglich eines Hauptmaximums, führen. Da mit zunehmender Frequenz, also auch mit zunehmender Drehzahl in einem Antriebsstrang, im Allgemeinen auch die bei Auftreten von Drehungleichförmigkeiten entstehenden Beschleunigungen abnehmen, nutzt die Erfindung den Effekt, dass mit zunehmender Drehzahl und dementsprechend auch abnehmender Beschleunigung des Auslenkungsmassenträgers durch das Umschalten in einen im Wesentlichen starren Kopplungszustand das Auftreten des Nebenmaximums bei zunehmender Drehzahl bzw. Anregungsfrequenz vermieden wird.

Um einen stabilen, gleichwohl zuverlässig wirkenden Aufbau bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass eine Baugruppe von Auslenkungsmassenträger und Auslenkungsmassenanordnung eine Zentralscheibe und die andere Baugruppe von Auslenkungsmassenträger und Auslenkungsmassenanordnung beidseits der Zentralscheibe jeweils eine Deckscheibe umfasst oder/und dass die Rückstell krafterzeu- gungsanordnung wenigstens eine in ihren beiden Endbereichen bezüglich der Zentralscheibe und wenigstens einer Deckscheibe abgestützte oder abstützbare Federeinheit umfasst. Zur Zusammenwirkung der im Allgemeinen mit Schraubendruckfedern aufgebauten Federeinheiten mit der Zentralscheibe bzw. den Deckscheiben kann vorgesehen sein, dass in wenigstens einem, vorzugsweise beiden Endbereichen wenigstens eine Federeinheit über ein Abstützorgan bezüglich der Zentralscheibe und wenigstens einer Deckscheibe abgestützt oder abstützbar ist. Auf diese Art und Weise wird eine gleichmäßige und eine punktuelle Belastung der Federeinheiten bzw. der Zentralscheibe und der Deckscheibe vermeidende Abstützwechselwirkung erzielt.

Zur Bereitstellung des vorangehend angesprochenen Umschaltverhaltens kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass durch die Rückstellkrafterzeugungsanord- nung die Auslenkungsmassenanordnung unter Erzeugung einer Vorspannkraft in die Ruhelage bezüglich des Auslenkungsmassenträgers vorgespannt ist, wobei bei Überschreiten der Schwellenbeschleunigung die Auslenkungsmassenanordnung unter Überwindung der Vorspannkraft aus der Ruhelage bezüglich des Auslenkungsmassenträgers auslenkbar ist. Durch das Vorspannen der Auslenkungsmassenanordnung in die Ruhelage ist gewährleistet, dass erst dann, wenn eine die Vorspannung überwindende Kraft auf die Auslenkungsmassenanordnung wirkt, diese beginnt, sich bezüglich des Auslenkungsmassenträgers zu bewegen bzw. zu schwingen. Die auf den Auslenkungsmassenträger wirkende Kraft ist im Wesentlichen bestimmt durch die Masse bzw. das Massenträgheitsmoment der Auslenkungsmassenanordnung und die Beschleunigung, mit welcher diese bzw. der Auslenkungsmassenträger in Bewegung versetzt wird.

Um in einfacher Art und Weise diese Vorspannung in die Ruhelage bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine, vorzugsweise jede Federeinheit zur Bereitstellung der Vorspannkraft in der Ruhelage der Auslenkungsmassenanordnung bezüglich des Auslenkungsmassenträgers in ihren beiden Endbereichen unter Vorspannung bezüglich der Zentralscheibe oder/und wenigstens einer Deckscheibe abgestützt ist.

Zur definierten Vorgabe des Schwingungsverhaltens der Auslenkungsmassenanordnung kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine, vorzugsweise jede Federeinheit eine Mehrzahl von parallel wirkenden Federn oder/und eine Mehrzahl von seriell wirkenden Federn umfasst.

Insbesondere bei Integration in einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs ist aufgrund der darin im Allgemeinen auftretenden rotatorischen Bewegungen vorzugsweise vorgesehen, dass der Auslenkungsmassentrager in Drehbewegung um eine Drehachse versetzbar ist, und dass bei Auslenkung der Auslenkungsmassenanordnung aus der Ruhelage bezüglich des Auslenkungsmassenträgers die Auslenkungsmassenanordnung eine Rotationsbewegung bezüglich des Auslenkungsmassenträgers um die Drehachse durchführt.

Zur Bereitstellung eines insbesondere axial festen Zusammenhalts der Auslenkungsmassenanordnung mit dem Auslenkungsmassentrager wird vorgeschlagen, dass an wenigstens einem, vorzugsweise jedem Abstützorgan eine dieses in wenigstens einer axialen Richtung, vorzugsweise beiden axialen Richtungen bezüglich der Zentralscheibe axial haltende Axialhalteanordnung vorgesehen ist. Hier ist zu berücksichtigen, dass aufgrund des Umstandes, dass bei dem gattungsgemäßen Aufbau die Auslenkungsmassenanordnung nicht in den Drehmonnentenfluss integriert ist und somit im Allgemeinen keine sekundärseitige Lagerung bzw. Zentrierung vorhanden ist, wie dies beispielsweise bei einem Zweimassenschwungrad der Fall ist, das Bereitstellen einer axialen Zentrierung innerhalb der Schwingungsdämpfungsanord- nung selbst besonders vorteilhaft ist.

Die Zentralscheibe kann im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse orientiert in Drehbewegung um die Drehachse versetzbar sein. Bei derartiger Anordnung sind Deckscheiben vorzugsweise axial beidseits der Zentralscheibe positioniert.

Eine den zur Verfügung stehenden Bauraum effizient nutzende Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Auslenkungsmassenanordnung einen die Zentralscheibe radial außen umgebenden Ringkörper umfasst. Um auch in radialer Richtung für die ansonsten nicht an den Antriebsstrang angekoppelte Auslenkungsmassenanordnung eine definierte Positionierung vorgeben zu können, kann der Ringkörper an der Zentralscheibe radial zentriert sein.

Diese radiale Zentrierung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Ringkörper vermittels wenigstens eines Abstützorgans wenigstens einer Federeinheit bezüglich der Zentralscheibe radial zentriert ist.

Insbesondere kann hierbei vorgesehen sein, dass der Ringkörper an einer Innenum- fangsseite eine Gleitfläche aufweist, wobei bei Auslenkung der Auslenkungsmassenanordnung aus der Ruhelage bezüglich des Auslenkungsmassentragers wenigstens ein den Ringkörper bezüglich des Auslenkungsmassentragers radial zentrierendes Abstützorgan sich gleitend entlang der Gleitfläche bewegt.

Um den Aufbau der Schwingungsdämpfungsanordnung einfach halten zu können, kann wenigstens eine Deckscheibe mit dem Ringkörper integral ausgebildet sein.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Antriebssystem für ein Fahrzeug, welches wenigstens eine erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungsanordnung um- fasst.

Ein derartiges Antriebssystem kann ferner ein Antriebsaggregat und eine ein Antriebsdrehmoment von dem Antriebsaggregat aufnehmende und ein Abtriebsdrehmoment über eine Kardanwelle abgebende Getriebeanordnung umfassen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn wenigstens eine Schwingungsdämpfungsanordnung an der Kardanwelle vorgesehen ist, wobei aus schwingungstechnischen Gründen die Anbindung wenigstens einer Schwingungsdämpfungsanordnung in einem Getriebe- anordnungsendbereich der Kardanwelle bevorzugt ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine an einer Kardanwelle vorgesehene Schwingungsdampfungsanordnung;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht der Schwingungsdampfungsanordnung, geschnitten längs einer Linie II-II in Fig. 3;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Schwingungsdämpfungsanordnung, geschnitten längs einer Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Zentralscheibe der Schwingungsdämpfungsanordnung;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Ringkörpers einer Auslenkungsmas- senanordnung der Schwingungsdämpfungsanordnung;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung einer Deckscheibe der Auslenkungsmassen- anordnung der Schwingungsdämpfungsanordnung;

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der Schwingungsdämpfungsanordnung bei demontierter Deckscheibe;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Abstützorgans;

Fig. 9 eine andere perspektivische Ansicht eines Abstützorgans;

Fig. 10 die in einem Antriebsstrang auftretende Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit von der Drehzahl.

Die Fig. 1 zeigt eine als Tilger ausgebildete Schwingungsdämpfungsanordnung 10 an einer allgemein mit 12 bezeichneten Kardanwelle eines Fahrzeugantriebsstrangs. Dargestellt ist in Fig. 1 der Getriebeankopplungsendbereich 14 der Kardanwelle 12 mit einem getriebeseitigen Kardangelenk 16. Mit diesem Getriebeankopplungsend- bereich 14 ist die Kardanwelle 12 zur Ankopplung an eine Getriebeausgangswelle oder eine mit dieser gekoppelte Übertragungswelle oder dergleichen ausgebildet.

Am Außenumfang der Kardanwelle 12 ist beispielsweise durch Verschweißung ein ringartiger Montageflansch 18 vorgesehen, an welchem die nachfolgend detailliert beschriebene Schwingungsdämpfungsanordnung 10 beispielsweise durch Ver- schraubung oder Vernietung festgelegt werden kann.

Der Aufbau der Schwingungsdämpfungsanordnung 10 wird im Folgenden mit Bezug auf die Fig. 2 bis 9 detailliert beschrieben.

Die Schwingungsdämpfungsanordnung 10 umfasst einen Auslenkungsmassenträ- ger 20 sowie eine an dem Auslenkungsmassenträger 20 getragene Auslenkungs- massenanordnung 22. Vermittels einer Rückstellkrafterzeugungsanordnung 24 ist die Auslenkungsmassenanordnung 22 am Auslenkungsmassenträger 20 getragen bzw. an diesen angekoppelt.

Der Auslenkungsmassenträger 20 umfasst eine in Fig. 4 dargestellte Zentralscheibe 26. In ihrem radial inneren Bereich weist die allgemein ringartig aufgebaute Zentralscheibe 26 eine Mehrzahl von Löchern 28 auf, durch welche hindurch die die

Schwingungsdämpfungsanordnung 10 mit dem Montageflansch 18 der Kardanwelle 12 verbindenden Organe, also beispielsweise Schraubbolzen oder Nietbolzen, geführt werden.

In ihrem radial äußeren Bereich weist die Zentralscheibe 26 eine Mehrzahl von Federfenstern 30 auf, welche in Umfangsrichtung jeweils durch Abstützbereiche 32, 34 für nachfolgend noch beschriebene Federeinheiten begrenzt sind.

Die Auslenkungsmassenanordnung 22 umfasst einen in Fig. 5 dargestellten Ringkörper 36. Der beispielsweise als Gussteil bereitgestellte Ringkörper 36 ist vorteilhafterweise einteilig ausgebildet mit einer Deckscheibe 38. Im Zusammenbau liegt diese Deckscheibe 38 des Ringkörpers 36 an einer axialen Seite der Zentralscheibe 26. Eine an der anderen axialen Seite der Zentralscheibe 26 zu positionierende Deck- Scheibe 40 ist in Fig. 6 dargestellt. Diese weist in ihrem radial äußeren Bereich Löcher 42 auf, durch welche hindurch die Deckscheibe 40 an den Ringkörper 36 anbindende Organe, beispielsweise Schraubbolzen 44, in komplementäre Öffnungen, beispielsweise Innengewindeöffnungen 46, am Ringkörper 36 eingebracht werden können. Im Zusammenbau umschließt die Auslenkungsmassenanordnung 22 damit den radial äußeren und die Federfenster 30 aufweisenden Bereich der Zentralscheibe 26 radial außen und axial beidseits.

An den beiden Deckscheiben 38, 40 sind axial einander gegenüberliegend in Um- fangsrichtung aufeinander folgend Abstützvorsprünge 48, 50 vorgesehen. Zwischen in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Abstützvorsprüngen 48 der Deckscheibe 38 und in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Abstützvorsprüngen 50 der Deckscheibe 40 sind den Federfenstern 30 der Zentralscheibe 26 entsprechende Zwischenräume gebildet. Jeder Abstützvorsprung 48 stellt an seinen beiden Um- fangsseiten jeweils einen Abstützbereich 52, 54 bereit, so dass ein Abstützbereich 52 eines Abstützvorsprungs 48 und ein Abstützbereich 54 eines in Umfangsrichtung unmittelbar folgenden Abstützvorsprungs 48 einander in einer der Relativpositionierung der Abstützbereiche 32, 34 eines jeweiligen Federfensters 30 entsprechenden Weise gegenüberliegen. Jeder Abstützvorsprung 50 der Deckscheibe 40 weist an seinen beiden Umfangsseiten jeweils einen Abstützbereich 56, 58 auf. Die Abstützbereiche 56, 58 zweier in Umfangsrichtung aufeinander unmittelbar folgender Abstützvorsprünge 50 liegen sich einander gegenüber, so wie die Abstützbereiche 32, 34 der Federfenster 30. Vorteilhafterweise ist dabei die Relativpositionierung bzw. der Umfangsabstand zwischen den Abstützbereichen 32, 34 der Federfenster 30, den Abstützbereichen 52, 54 zweier in Umfangsrichtung unmittelbar aufeinander folgender Abstützvorsprünge 48 der Deckscheibe 38 und den Abstützbereichen 56, 58 zweier im Umfangsrichtung unmittelbar aufeinander folgender Abstützvorsprünge 50 der Deckscheibe 40 jeweils gleich.

Die Rückstellkrafterzeugungsanordnung 24 umfasst eine Mehrzahl von in Fig. 3 erkennbaren Federeinheiten 60. Jede Federeinheit 60 ist im dargestellten Beispiel mit zwei radial ineinander geschachtelten Schraubendruckfedern 62, 64 aufgebaut. Die Schraubendruckfedern 62, 64 jeder Federeinheit 60 sind jeweils in einem der Feder- fenster 30 der Zentralscheibe 26 aufgenommen. In Zuordnung zu jeder Federeinheit 60 sind zwei allgemein auch als Gleitschuhe bezeichnete, zueinander vorzugsweise identisch aufgebaute Abstützorgane 66, 68 vorgesehen. Über diese Abstützorgane 66, 68 stützen sich die Schraubendruckfedern 62, 64 der Federeinheiten 60 an den Abstützbereichen 32, 34 der Federfenster 30 ab. Die Abstützorgane 66, 68 sind derart dimensioniert, dass sie axial über die Zentralscheibe 26 und die Schraubendruckfedern 62,64 der Federeinheiten 60 hervorstehen und sich axial beidseits der Zentralscheibe 26 in den Bereich der Abstützvorsprünge 48, 50 erstrecken. Die Abstützorgane 66, 68 können sich somit in Umfangsrichtung auch an den Abstützbereichen 52, 54 der Abstützvorsprünge 48 und den Abstützbereichen 56, 58 der Abstützvorsprünge 50 abstützen. Aufgrund des vorangehend angesprochenen gleichen Um- fangsabstandes der Abstützbereiche 52, 54, 56, 58 an den Deckscheiben 38, 40 einerseits und der Abstützbereiche 32, 34 der Federfenster 30 der Zentralscheibe 26 andererseits, sind somit in einer nachfolgend noch erläuterten Ruhelage der Auslen- kungsmassenanordnung 22 bezüglich des Auslenkungsmassenträgers 20 die Abstützorgane 66, 68 jeweils an Abstützbereichen 32, 52, 56 bzw. 34, 54, 58 abgestützt und geben somit eine definierte Positionierung der Auslenkungsmassenanord- nung 22 bezüglich des Auslenkungsmassenträgers 20 vor.

Die axiale Dimensionierung der Abstützorgane 66, 68 ist vorzugsweise derart gewählt, dass sie den zwischen den Deckscheiben 38, 40 gebildeten axialen Zwischenraum, eine Relativbewegung bezüglich der Auslenkungsmassenanordnung 22 zulassend, axial zentriert gehalten sind. Die axiale Zentrierung der Abstützorgane 66, 68 bezüglich der Zentralscheibe 26 erfolgt über eine in den Fig. 8 und 9 erkennbare Axialhalteanordnung 70 der Abstützorgane 66, 68. Die Axialhalteanordnung 70 der zueinander identisch aufgebauten Abstützorgane 66, 68 umfasst eine erste Vorsprungsanordnung 72 mit einem ersten Zentriervorsprung 74 sowie eine axial in Abstand dazu angeordnete zweite Vorsprungsanordnung 76 mit zwei zweiten Zentriervorsprüngen 78, 80. Zwischen den beiden zweiten Zentriervorsprüngen 78, 80 ist ein in seiner Formgebung zu einem ersten Zentriervorsprung 74 komplementärer Zwischenraum 82 gebildet. Die Fig. 9 zeigt ferner, dass die Abstützorgane 66, 68 eine Abstützfläche 84 zur Abstützung der Schraubendruckfedern 62, 64 und an ihrem radial außen zu positionierenden Bereich eine Gleitfläche 86 aufweisen. Dieser Gleit- fläche 86 der Abstützorgane 66, 68 liegt eine am Innenumfang des Ringkörpers 36 vorgesehene Gleitfläche 88 radial gegenüber. Bei Umfangsbewegung der Auslen- kungsmassenanordnung 22 bezüglich des Auslenkungsmassenträgers und dabei auch auftretender Umfangsbewegung des Ringkörpers 36 bezüglich jeweils eines Teils der Abstützorgane 66, 68 können die Abstützorgane 66, 68 sich gleitend entlang der Gleitfläche 88 bewegen. Auf diese Art und Weise wird einerseits eine Relativbewegung ermöglicht, andererseits kann der Ringkörper 36 und damit die gesamte Auslenkungsmassenanordnung 22 somit über die Abstützorgane 66 radial bezüglich des Auslenkungsmassenträgers 20, also der Zentralscheibe 26, zentriert werden.

Die Fig. 7 zeigt, dass im Zusammenbau die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Abstützorgane 66, 68 mit ihren ersten Zentriervorsprüngen 74 und zweiten Zentriervorsprüngen 78, 80 ineinander eingreifen, wobei gleichzeitig zwischen den axial in Abstand zueinander liegenden ersten Vorsprungsanordnungen 72 und zweiten Vorsprungsanordnungen 76 zwischen den Federfenstern 30 nach radial außen sich erstreckende Armabschnitte 90 der Zentralscheibe 26 aufgenommen sind. Auf diese Art und Weise sind die Abstützorgane 66, 68 axial bezüglich der Zentralscheibe 26 zentriert gehalten. Aufgrund der vorangehend bereits angesprochenen axialen Halterung der Abstützorgane 66, 68 zwischen den Deckscheiben 38, 40 ist somit die Gesamte Auslenkungsmassenanordnung 22 axial bezüglich der Zentralscheibe 26 und damit bezüglich des Auslenkungsmassenträgers 20 zentriert gehalten. Axial vorspringend über die Zentriervorsprünge 74 bzw. 78 und 80 weisen die Abstützorgane 66, 68 jeweilige Gegen-Abstützbereiche 92, 94 auf, welche an den Abstützbereichen 52, 54, 56, 58 der Abstützvorsprünge 48, 50 abgestützt werden können.

Bei Auslenkung der Auslenkungsmassenanordnung 20 in Umfangsrichtung um eine Drehachse A bezüglich des Auslenkungsmassenträgers 20 bewegen sich auch die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Abstützorgane 66, 68 bezüglich einander, so dass die Eingriffstiefe der ersten Vorsprungsanordnungen 72 und der zweiten Vorsprungsanordnungen 76 ineinander abnimmt. Auch bei maximaler Umfangsab- lenkung ist jedoch aufgrund der Dimensionierung der ersten Zentriervorsprünge 74 und der zweiten Zentriervorsprünge 78, 80 gewährleistet, dass die Armabschnitte 90 der Zentralscheibe 26 axial immer zwischen den diese in Umfangsrichtung übergrei- fenden ersten Zentriervorsprüngen 74 und zweiten Zentriervorsprünge 78, 80 gehalten sind.

An den radial inneren Endbereichen der Deckscheiben 38, 40 können beispielsweise als Tellerfedern oder dergleichen ausgebildete Dichtelemente 96, 98 sich an den Deckscheiben 38, 40 einerseits und am Auslenkungsmassentrager 20, insbesondere an der Zentralscheibe 26 vorgesehenen, axial vorstehenden Ringabschnitten 100, 102 abgestützt sein. Diese Dichtelemente 96, 98 können einerseits eine vollständig dichte Umkapselung der Rückstellkrafterzeugungsanordnung 24 gewährleisten, können andererseits die axiale Zentrierung der Auslenkungsmassenanordnung 22 bezüglich des Auslenkungsmassenträgers 20 unterstützen. Die vollständige Umkapselung gestattet es beispielsweise, den die Rückstellkrafterzeugungsanordnung 24 aufnehmenden Raumbereich mit viskosen Medium bzw. Schmiermedium zu füllen, um Reibungsverluste zu verringern, oder, sofern erforderlich oder vorteilhaft, eine fluidische Dämpfungswirkung einzuführen.

In Fig. 10 ist die in einem Antriebsstrang auftretende Winkelbeschleunigung in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsstrangs, also insbesondere auch der Drehzahl des Auslenkungsmassenträgers 20 um die Drehachse A, aufgezeichnet. Dargestellt ist hier z. B. die an einer Druckplattenbaugruppe einer Reibungskupplung auftretende Winkelbeschleunigung. Die Kurve a veranschaulicht den Verlauf der Winkelbeschleunigung für ein Antriebssystem, bei welchem keine Schwingungsdämp- fungsanordnung 10 vorgesehen ist. Die Kurve b veranschaulicht die Winkelbeschleunigung, welche bei Integration einer Schwingungsdämpfungsanordnung 10 in ein Antriebssystem auftritt. Es sei darauf hingewiesen, dass ein derartiges Antriebssystem im Allgemeinen mit einem Antriebsaggregat, also beispielsweise einer Mehr- zylinderbrennkraftmaschine, und einem Getriebe aufgebaut ist, wobei das beispielsweise über eine Kurbelwelle ausgegebene Antriebsdrehmoment über eine Kupplung oder ein sonstiges Anfahrelement in das Getriebe eingeleitet werden kann und von dem Getriebe als Abtriebsdrehmoment beispielsweise in die Kardanwelle 12 und von dieser in weitere Bereiche des Antriebsstrangs, beispielsweise ein Differentialgetriebe, eingeleitet werden kann. Deutlich erkennbar ist anhand der Kurve b in Fig. 10, dass bei Integration einer Schwingungsdämpfungsanordnung 10 in ein derartiges Ant ebssystem neben dem bezüglich des anhand der Kurve a dargestellten Systems zu geringeren Drehzahlen verschobenen Hauptmaximum ein Nebenmaximum auftritt, das in einem im Fahrbetrieb im Allgemeinen genutzten Drehzahlbereich liegt. Um das Auftreten dieses Nebenmaximums zu vermeiden, ist die vorangehend beschriebene Schwingungsdämpfungsanordnung 10 so aufgebaut, dass die Auslenkungsmassenanordnung 20 in demjenigen Drehzahlbereich, in welchem dieses Nebenmaximum auftritt, bezüglich des Auslenkungsmassenträgers 20 nicht schwingen kann, mit diesem also im Wesentlichen starr gekoppelt ist. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Auslenkungsmassenanordnung 22 durch die Rückstellkrafterzeugungsanordnung 24 in der in Fig. 3 dargestellten Ruhelage bezüglich des Auslenkungsmassenträgers vorgespannt gehalten ist. Hierzu können die Federeinheiten 60, also die Schraubendruckfedern 62 oder/und die Schraubendruckfedern 64 derselben, unter Vorspannung eingebaut sein, so dass zur Auslenkung der Auslenkungsmassenanordnung 22 bezüglich des Auslenkungsmassenträgers 20 zunächst die durch die Federeinheiten 60 der Rückstellkrafterzeugungsanordnung 24 generierte Vorspannkraft überwunden werden muss. Dies bedeutet, dass erst dann, wenn bei Auftreten von Drehschwingungen der Auslenkungsmassenträger 20 mit einer über einer Schwellenbeschleunigung liegenden Beschleunigung, also Winkelbeschleunigung, beschleunigt wird, derart große Kräfte auftreten, dass unter Überwindung der Vorspannung der Federeinheiten 60 die Auslenkungsmassenanordnung 22 sich in Umfangsrichtung bezüglich des Auslenkungsmassenträgers 20 bewegen kann, insbesondere eine Schwingungsbewegung bezüglich diesem durchführen kann.

Die vorliegende Erfindung nutzt den Effekt, dass die in einem Antriebsstrang auftretenden Drehungleichförmigkeiten mit zunehmender Drehzahl grundsätzlich abnehmen. Ein abnehmendes Ausmaß der Drehungleichförmigkeiten, also der Drehschwingungen, bedeutet jedoch eine geringere Winkelbeschleunigung und mithin auch eine geringere Beschleunigung, mit welcher der Auslenkungsmassenträger 20 bei Auftreten von Drehschwingungen beschleunigt wird. Durch Abstimmung der Vorspannwirkung der Federeinheiten 60 einerseits und des Massenträgheitsmoments der Auslenkungsmassenanordnung 22 andererseits auf die in einem Antriebsstrang auftretenden bzw. hinsichtlich ihrer Amplitude bzw. ihrer Winkelbeschleunigung im vorangehenden Sinne mit zunehmender Drehzahl sich verändernden Drehschwingungen wird es möglich, eine Schwellendrehzahl und damit einhergehend eine Schwellenbeschleunigung zu definieren. Bei einer über dieser Schwellenbeschleunigung liegenden Beschleunigung, also grundsätzlich bei einem Zustand geringerer Drehzahl, kann die Auslenkungsmassenanordnung 22 bezüglich des Auslenkungs- massenträgers 20 schwingen, so dass die Schwingungsdämpfungsanordnung als Tilger wirksam ist und das durch die Kurve b veranschaulichte Schwingungsverhalten erzielt wird. Wird die Schwellenbeschleunigung unterschritten, also z. B. bei einem Zustand größerer Drehzahl, ist die Auslenkungsmassenanordnung 22 aufgrund der Vorspannung der Federeinheiten 60 im Wesentlichen starr an den Auslenkungsmas- senträger 20 angekoppelt, so dass die so aufgebaute Schwingungsdämpfungsvorrichtung 10 nicht als Tilger bzw. schwingendes System an einer Antriebsstrangkomponente angeordnet ist, sondern lediglich als deren Trägheitsmoment erhöhende zusätzliche Masse. In diesem Falle stellt sich ein durch die Kurve c in Fig. 10 repräsentiertes Schwingungsverhalten ein. Da in diesem Zustand die Schwingungsdämpfungsanordnung 10 nicht als Tilger wirksam ist, tritt kein Nebenmaximum auf. Durch das Umschalten zwischen diesen beiden Zuständen kann beim Eingliedern einer erfindungsgemäß aufgebauten Schwingungsdämpfungsanordnung 10 in einen Antriebsstrang also ein Schwingungsverhalten erreicht werden, welches bei größeren Drehzahlen und damit kleineren Winkelbeschleunigungen sich entsprechend der Kurve c verhält und bei kleineren Drehzahlen, also bei größeren Winkelbeschleunigungen, sich entsprechend der Kurve b verhält. Im dargestellten Beispiel findet dieser Übergang bei einer Schwellendrehzahl von etwa 970 Umdrehungen pro Minute statt. Somit wird gewährleistet, dass in demjenigen Betriebsbereich, in welchem die Schwingungsdämpfungsanordnung tatsächlich als Tilger wirksam ist, ein deutlich verbessertes Schwingungsdämpfungsverhalten, insbesondere auch eine Verschiebung des Hauptmaximums zu kleineren Drehzahlen erreicht wird, während bei größeren Drehzahlen das Auftreten eines Nebenmaximums vermieden wird.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft bei den rotatorischen Bewegungen überlagerten Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs genutzt werden können. Grundsätzlich las- sen sich die Prinzipien der Erfindung, also die Wirksamkeit einer Schwingungsdämp- fungsanordnung als Tilger erst dann, wenn eine bestimmte Schwellenbeschleunigung überschritten wird, auch bei Linearbewegungen beispielsweise von Aufhängungskomponenten nutzen.

Bezugszeichen

Schwingungsdämpfungsanordnung

Kardanwelle

Getriebeankopplungsendbereich

Kardangelenk

Montageflansch

Auslenkungsmassenträger

Auslenkungsmassenanordnung

Rückstellkrafterzeugungsanordnung

Zentralscheibe

Loch

Federfenster

Abstützbereich

Ringkörper

Deckscheibe

Loch

Schraubbolzen

Innengewindeöffnung

Abstützvorsprung

Abstützbereich

Federeinheit

Schraubendruckfeder

Abstützorgan

Axialhalteanordnung 72 erste Vorsprungsanordnung

74 erster Zentriervorsprung

76 zweite Vorsprungsanordnung

78 zweiter Zentriervorsprung

80 zweiter Zentriervorsprung

82 Zwischenraum

84 Abstützfläche

86 Gleitfläche

88 Gleitfläche

90 Armabschnitt

92 Gegen-Abstützbereich

94 Gegen-Abstützbereich

96 Dichtelement

98 Dichtelement

100 Ringabschnitt

102 Ringabschnitt

Claims

Patentansprüche

1 . Schwingungsdämpfungsanordnung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend einen in Schwingungsbewegung versetzbaren Auslenkungs- massenträger (20) sowie eine an dem Auslenkungsmassenträger (20) getragene Auslenkungsmassenanordnung (22), dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkungsmassenanordnung (22) durch eine Rückstellkrafterzeugungsanordnung (24) mit dem Auslenkungsmassenträger (20) derart gekoppelt ist, dass bei unter einer Schwellenbeschleunigung liegender Beschleunigung des Auslenkungsmassenträ- gers (20) die Auslenkungsmassenanordnung (22) bezüglich des Auslenkungsmas- senträgers (20) in einer Ruhelage im Wesentlichen fest gehalten ist und bei über der Schwellenbeschleunigung liegender Beschleunigung des Auslenkungsmassenträ- gers (20) die Auslenkungsmassenanordnung (22) gegen eine durch die Rückstell- krafterzeugungsanordnung (24) erzeugte Rückstellkraft bezüglich des Auslenkungs- massenträgers (20) aus der Ruhelage auslenkbar ist.

2. Schwingungsdämpfungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Baugruppe von Auslenkungsmassenträger (20) und Auslenkungsmassenanordnung (22) eine Zentralscheibe (26) und die andere Baugruppe von Auslenkungsmassenträger (20) und Auslenkungsmassenanordnung (22) beidseits der Zentralscheibe (26) jeweils eine Deckscheibe (38, 40) umfasst, oder/und dass die Rück- stellkrafterzeugungsanordnung (24) wenigstens eine in ihren beiden Endbereichen bezüglich der Zentralscheibe (26) und wenigstens einer Deckscheibe (38, 40) abgestützte oder abstützbare Federeinheit (60) umfasst.

3. Schwingungsdämpfungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem, vorzugsweise beiden Endbereichen wenigstens eine Federeinheit (60) über ein Abstützorgan (66, 68) bezüglich der Zentralscheibe (26) und wenigstens einer Deckscheiben (38, 40) abgestützt oder abstützbar ist.

4. Schwingungsdämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 -3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Rückstellkrafterzeugungsanordnung (34) die Auslenkungsmassenanordnung (22) unter Erzeugung einer Vorspannkraft in die Ruhelage bezüglich des Auslenkungsmassenträgers (20) vorgespannt ist, wobei bei Über- schreiten der Schwellenbeschleunigung die Auslenkungsmassenanordnung (22) unter Überwindung der Vorspannkraft aus der Ruhelage bezüglich des Auslenkungs- massenträgers (20) auslenkbar ist.

5. Schwingungsdämpfungsanordnung nach Anspruch 2 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine, vorzugsweise jede Federeinheit (60) zur Bereitstellung der Vorspannkraft in der Ruhelage der Auslenkungsmassenanordnung (22) bezüglich des Auslenkungsmassenträgers (20) in ihren beiden Endbereichen unter Vorspannung bezüglich der Zentralscheibe (26) oder/und wenigstens einer Deckscheibe (38, 40) abgestützt ist.

6. Schwingungsdämpfungsanordnung nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3-5, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine, vorzugsweise jede Federeinheit (60) eine Mehrzahl von parallel wirkenden Federn (62, 64) oder/und eine Mehrzahl von seriell wirkenden Federn umfasst.

7. Schwingungsdämpfungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 -6, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslenkungsmassenträger (20) in Drehbewegung um eine Drehachse (D) versetzbar ist, und dass bei Auslenkung der Auslenkungsmassenanordnung (22) aus der Ruhelage bezüglich des Auslenkungsmassenträgers (20) die Auslenkungsmassenanordnung (22) eine Rotationsbewegung bezüglich des Auslenkungsmassenträgers (20) um die Drehachse (D) durchführt.

8. Schwingungsdämpfungsanordnung nach Anspruch 3 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens einem, vorzugsweise jedem Abstützorgan (66, 68) eine dieses in wenigstens einer axialen Richtung, vorzugsweise beiden axialen Richtungen bezüglich der Zentralscheibe (26) axial haltende Axialhalteanordnung (70) vorgesehen ist.

9. Schwingungsdämpfungsanordnung nach Anspruch 2 und Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralscheibe (26) im Wesentlichen orthogonal zur Drehachse (D) orientiert in Drehbewegung um die Drehachse (D) versetzbar ist, und dass Deckscheiben (38, 40) axial beidseits der Zentralscheibe (26) positioniert sind.

10. Schwingungsdampfungsanordnung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkungsmassenanordnung (22) einen die Zentralscheibe (26) radial außen umgebenden Ringkörper (36) umfasst.

1 1 . Schwingungsdampfungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (36) an der Zentralscheibe (26) radial zentriert ist, oder/und dass wenigstens eine Deckscheibe (38, 40) mit dem Ringkörper (36) integral ausgebildet ist.

12. Schwingungsdampfungsanordnung nach Anspruch 3 und Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (36) vermittels wenigstens eines Abstützorgans (66, 68) wenigstens einer Federeinheit (60) bezüglich der Zentralscheibe (26) radial zentriert ist.

13. Schwingungsdampfungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (36) an einer Innenumfangsseite eine Gleitfläche (88) aufweist, wobei bei Auslenkung der Auslenkungsmassenanordnung (22) aus der Ruhelage bezüglich des Auslenkungsmassenträgers wenigstens ein den Ringkörper (36) bezüglich des Auslenkungsmassenträgers (20) radial zentrierendes Abstützorgan (66, 68) sich gleitend entlang der Gleitfläche (88) bewegt.

14. Antriebssystem für ein Fahrzeug, umfassend wenigstens eine Schwingungs- dämpfungsanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.

15. Antriebssystem nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ein Antriebsaggregat und eine ein Antriebsdrehmoment von dem Antriebsaggregat aufnehmende und ein Abtriebsdrehmoment über eine Kardanwelle (12) abgebende Getriebeanordnung, wobei wenigstens eine Schwingungsdämpfungsanordnung (10) an der Kardanwelle (12) vorgesehen ist.

16. Antriebssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Schwingungsdannpfungsanordnung (10) in einem Getriebeankopplungsendbe- reich (14) der Kardanwelle (12) vorgesehen ist.