DE102010025582A1

DE102010025582A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE102010025582A1
Application number: DE102010025582A
Authority: DE
Inventors: Eugen Kombowski; Dominique Engelmann; Markus Werner
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2011-01-20
Also published as: CN102575755B; US20120111684A1; WO2011006468A1; US8397886B2; DE112010002947A5; DE112010002947B4; JP2012533037A; CN102575755A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einem Pumpenrad und einem von diesem antreibbaren Turbinenrad sowie einem Drehschwingungsdämpfer. Der Drehschwingungsdämpfer umfasst ein Dämpfereingangsteil und ein Dämpferausgangsteil, wobei an dem Dämpferausgangsteil ein Schwingungstilger ausgestaltet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Derartige Drehmomentübertragungseinrichtungen sind aus dem Dokument DE 195 14 411 C5 bekannt. Diese können als zwischen einer Antriebsseite eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise einer Brennkraftmaschine und einer Abtriebseite, beispielsweise einem Getriebe angeordneten Drehmomentwandler ausgebildet sein. Der Drehmomentwandler umfasst ein innerhalb eines Wandlergehäuses angeordnetes und antriebsseitig verbundenes Pumpenrad sowie ein durch das Pumpenrad über ein Fluid antreibbares Turbinenrad, das mit einem Abtriebsteil, beispielsweise einer mit einer Getriebeeingangswelle des Getriebes verbundene Dämpfernabe gekoppelt ist. Zwischen dem Turbinenrad und der Abtriebsseite ist ein Drehschwingungsdämpfer wirksam angeordnet, indem ein Dämpfereingangsteil drehfest mit einer das Turbinenrad aufnehmenden Turbinennabe und ein Dämpferausgangsteil drehfest mit der Abtriebsseite, speziell mit der Dämpfernabe verbunden ist. Die Turbinennabe und die Dämpfernabe sind begrenzt gegeneinander verdrehbar ausgestaltet, so dass eine Drehmomentübertragung über die das Dämpfereingangsteil mit dem Dämpferausgangsteil wirksam verbindenden Federelemente erfolgt.
Von der Brennkraftmaschine antriebsseitig ausgehende Drehschwingungen werden über den Drehschwingungsdämpfer gedämpft, so dass eine Drehschwingungsdämpfung zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite ermöglicht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Drehschwingungsdämpfung einer Drehmomentübertragungseinrichtung zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Entsprechend wird eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einem in einem Wandlergehäuse angeordneten, antriebsseitig verbundenes Pumpenrad und einem von diesem über ein Fluid antreibbaren Turbinenrad zur Ausbildung eines ersten Drehmomentübertragungspfades zwischen Wandlergehäuse und einer Abtriebsseite und einer Wandlerüberbrückungskupplung mit einem mit dem Wandlergehäuse verbindbaren Kupplungseingangsteil und einem mit diesem in Reibeingriff bringbaren Kupplungsausgangsteil zur teilweisen oder vollständigen Überbrückung des ersten Drehmomentübertragungspfades zur Ausbildung eines zweiten Drehmomentübertragungspfades zwischen Wandlergehäuse und einer Abtriebsseite und einem im Kraftfluss zwischen dem Kupplungsausgang und der Abtriebsseite angeordneten Drehschwingungsdämpfer vorgeschlagen. Der Drehschwingungsdämpfer umfasst ein Dämpfereingangsteil und ein entgegen der Wirkung zumindest eines Federelements mittelbar oder unmittelbar gegenüber dem Dämpfereingangsteil begrenzt verdrehbares und mit der Abtriebsseite drehfest verbundenes Dämpferausgangsteil, wobei die Turbine über die Wirkung wenigstens eines Federelements gegenüber der Abtriebsseite verdrehbar ist und an dem Dämpferausgangsteil ein Schwingungstilger ausgestaltet ist. Dabei kann der Schwingungstilger an dem Dämpferausgangsteil angeordnet oder daran ausgebildet sein. Auch ist es denkbar, dass ein Bauteil des Schwingungstilgers aus dem Dämpferausgangsteil ausgebildet ist, beispielsweise in dem das Bauteil integraler Bestandteil des Dämpferausgangsteils ist, während ein weiteres Bauteil des Schwingungstilgers an dem Dämpferausgangsteil angeordnet ist, beispielsweise als separates Element daran angeordnet ist. Der Schwingungstilger kann auf eine Drehzahl abgestimmt sein und ermöglicht die Reduzierung und/oder Tilgung der bei dieser Drehzahl von der Antriebsseite eingeleiteten Drehschwingungen. Dadurch verbessert sich die Drehschwingungsdämpfung der Drehmomentübertragungseinrichtung. Im Kraftfluss zwischen Dämpfereingangsteil und Dämpferausgangsteil kann auch wenigstens ein Dämpferzwischenteil wirksam eingebracht sein, das einerseits gegenüber dem Dämpfereingangsteil über die Wirkung erster Federelemente zur Bildung einer ersten Dämpferstufe begrenzt verdrehbar ist und andererseits gegenüber dem Dämpferausgangsteil oder einem weiteren Dämpferzwischenteil über die Wirkung weiterer Federelemente zur Bildung einer weiteren Dämpferstufe begrenzt verdrehbar ist. Die Federelemente jeweils einer Dämpferstufe können in Reihe oder parallel wirksam sein oder in einer Kombination aus beiden wirksam verschaltet sein. Auch kann bei einigen Federelementen ein Freiwinkel vorgesehen sein, innerhalb dessen das Federelement nur begrenzt oder nicht wirksam ist.
Die Turbine ist über die Wirkung wenigstens eines Federelements gegenüber der Abtriebsseite verdrehbar, beispielsweise kann die Turbine mit dem Dämpfereingangsteil oder mit einem Dämpferzwischenteil drehfest oder über die Wirkung von Federelementen begrenzt verdrehbar verbunden sein. Diese Federelemente können dabei als zusätzliche elastische Elemente drehwirksam eingebunden werden. Vorteilhafterweise sind diese elastische Elemente parallel zu wenigstens einer Dämpferstufe oder eines Federelementes des Drehschwingungsdämpfers, beispielsweise unter der Ausbildung eines Turbinentilgers, wirksam.
Vorteilhafterweise ist der Schwingungstilger drehzahladaptiv wirksam. Die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers kann auf ein definiertes Drehzahlverhältnis einer Frequenz der Drehschwingung zu der gleichförmigen Drehfrequenz der Brennkraftmaschine abgestimmt sein. Dabei kann eine Reduktion der Drehschwingungen über einen Drehzahlbereich ermöglicht werden.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Schwingungstilger als Fliehkraftpendel mit über dem Umfang des Dämpferausgangsteils und gegenüber dem Dämpferausgangsteil begrenzt verlagerbaren Pendelmassen ausgestaltet. Vorteilhafterweise sind die Pendelmassen beidseitig an dem Dämpferausgangsteil, insbesondere radial außerhalb des Außenumfangs des Dämpfereingangsteils angeordnet. Dadurch kann eine bessere Effizienz der Tilgerwirkung durch das Fliehkraftpendel erreicht werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Dämpfereingangsteil aus mindestens zwei Scheibenteilen ausgebildet, die insbesondere axial beabstandet sind. Dabei kann bei einer gegebenenfalls vorhandenen Überbrückungskupplung und deren über das Kupplungsausgangsteil wirksamen Anbindung an das Dämpfereingangsteil eine bauraumsparende Anordnung ermöglicht werden, beispielsweise indem das Kupplungsausgangsteil an einem der beiden Scheibenteilen und das Turbinenrad an dem anderen der beiden Scheibenteile befestigt ist.
Vorteilhafterweise ist das Dämpferausgangsteil axial zwischen den wenigstens zwei Scheibenteilen aufgenommen. Damit kann eine symmetrische Krafteinleitung in die zwischen Dämpfereingangsteil und Dämpferausgangsteil wirksam angeordneten Federelemente sowie eine kleiner Bauraum des Drehschwingungsdämpfers erreicht werden.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Dämpferausgangsteil abtriebsseitig an einer mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbindbaren Dämpfernabe drehfest verbindbar.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Dämpfereingangsteil drehfest mit einer das Turbinenrad aufnehmenden Turbinennabe verbindbar.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Drehschwingungsdämpfer innerhalb des Wandlergehäuses angeordnet. Dadurch kann ein kleiner Bauraum ermöglicht werden, wie auch eine Schmierung der Komponenten des Drehschwingungsdämpfers durch das innerhalb des Wandlergehäuses eingebrachten Fluids.
In einer bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform ist innerhalb des Wandlergehäuses eine Wandlerüberbrückungskupplung angeordnet, deren Kupplungsausgangsteil mit dem Dämpfereingangsteil verbindbar ist. In einem geschlossenen oder schlupfenden Zustand der Wandlerüberbrückungskupplung kann ein Teil des über die Antriebsseite eingeleiteten Drehmoments oder das vollständige Drehmoment über den Drehschwingungsdämpfer auf die Abtriebsseite weitergeleitet werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Abbildungen, sowie deren Beschreibungsteile, bei deren Darstellung zugunsten der Übersichtlichkeit auf eine maßstabsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde. Es zeigen im Einzelnen:
1: Schematisches Prinzipschaltbild einer Drehmomentübertragungseinrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
2: Halbschnitt durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
3: Diagramm der im Vergleich zu einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach dem Stand der Technik durch die Drehmomentübertragungseinrichtung in einer speziellen Ausführungsform erreichbaren Verbesserung der Drehschwingungsdämpfung.
In 1 ist ein schematisch vereinfachtes Prinzipschaltbild einer Drehmomentübertragungseinrichtung 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 dient der Übertragung eines Drehmoments zwischen einer Antriebsseite 26, die beispielsweise mittelbar oder unmittelbar mit einer Brennkraftmaschine verbunden ist und einer Abtriebsseite 28, die beispielsweise mittelbar oder unmittelbar mit dem Eingang eines Getriebes wie einer Getriebeeingangswelle verbunden ist. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 umfasst ein an dem Wandlergehäuse 16 befestigtes Pumpenrad 12 und ein durch dieses antreibbares Turbinenrad 14 sowie eine Wandlerüberbrückungskupplung 30, die im geschlossenen Zustand einen zweiten Drehmomentübertragungspfad zwischen Antriebsseite 26 und Abtriebsseite 28 alternativ oder parallel zu dem ersten Drehmomentübertragungspfad zwischen Wandlergehäuse bzw. Pumpenrad 12 und Turbinenrad 14 ermöglichen kann.
Im Kraftfluss zwischen der Antriebsseite 26 und der Abtriebsseite 28 ist ein Drehschwingungsdämpfer 11 bezüglich Drehbewegungen und/oder Drehschwingungen wirksam angeordnet. Der Drehschwingungsdämpfer 11 weist ein mit dem Turbinenrad 14 und mit einem Kupplungsausgangsteil 40 der Wandlerüberbrückungskupplung 30 gekoppeltes Dämpfereingangsteil 18 und ein mit der Abtriebsseite 28 verbundenes Dämpferausgangsteil 20 sowie zwischen dem Dämpfereingangsteil 18 und Dämpferausgangsteil 20 wirksam angeordnete Federelemente 22 auf. An dem Dämpferausgangsteil 20 ist ein Schwingungstilger 24, insbesondere zur Tilgung von über die Antriebsseite 26 auf den Drehschwingungsdämpfer 11 eingeleiteter Drehschwingungen angebracht. Der Schwingungstilger 24 kann drehzahladaptiv, insbesondere als Fliehkraftpendel 56 ausgestaltet sein und ermöglicht eine unterstützende Wirkung der Dämpfung von Drehschwingungen durch den Drehschwingungsdämpfer 11. Die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers 24 kann dabei auf ein definiertes Drehzahlverhältnis einer Frequenz der Drehschwingung zu der gleichförmigen Drehfrequenz der Brennkraftmaschine abgestimmt sein.
In 2 ist eine Ausführungsform der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 im Halbschnitt dargestellt. Ein von der Antriebseite 26 über das Wandlergehäuse 16 auf das Pumpenrad 12 eingeleitetes Drehmoment wird über das innerhalb des Wandlergehäuses 16 befindliche Fluid unter Ausbildung eines ersten Drehmomentübertragungspfads auf das Turbinenrad 14, gegebenenfalls unter dem Einfluss des Leitrads 32 übertragen. Das Turbinenrad 14 ist auf einer Turbinennabe 34 bezüglich der Drehachse 50 zentriert aufgenommen und über die Turbinennabe 34 mit einem ersten Scheibenteil 36 des Drehschwingungsdämpfers 11 drehfest verbunden. Das Dämpfereingangsteil 18 des Drehschwingungsdämpfers 11 wird von dem ersten Scheibenteil 36 und einem – axial versetzt zu diesem – zweiten Scheibenteil 42 gebildet, die beide drehfest miteinander befestigt sind. An dem zweiten Scheibenteil 42 ist ein Kupplungsausgangsteil 40 einer innerhalb des Wandlergehäuses 16 angebrachten Wandlerüberbrückungskupplung 30 befestigt. Die Wandlerüberbrückungskupplung 30 ermöglicht im geschlossenen Zustand eine Übertragung des von der Antriebsseite 26 über das Wandlergehäuse 16 kommenden Drehmoments zu dem Dämpfereingangsteil 18 des Drehschwingungsdämpfers 11 zur Ausbildung eines zweiten Drehmomentübertragungspfads zwischen Wandlergehäuse 16 und der Abtriebsseite 26.
Der Drehschwingungsdämpfer 11 umfasst ein axial zwischen dem ersten Scheibenteil 36 und dem zweiten Scheibenteil 42 angebrachtes Dämpferausgangsteil 20 in Form eines Dämpferflansches 44, der mit dem Dämpfereingangsteil 18 über umfangsseitig in Flanschausschnitten 52 des Dämpferflansches 44 und in Scheibenteilausschnitten 54 des Dämpfereingangsteils 18 angeordnete Federelemente 22 wirksam gekoppelt ist. Der Dämpferflansch 44 ist auf einer Dämpfernabe 48 bezüglich der Drehachse 50 zentriert aufgenommen und mit dieser drehfest verbunden. Die Dämpfernabe 48 ist mit einer hier nicht dargestellten Getriebeeingangswelle eines auf der Abtriebsseite 28 angeordneten Getriebes verbindbar.
Radial außerhalb des Außenumfangs des Dämpfereingangsteils 18 ist an dem Dämpferflansch 44 ein drehzahladaptiver Schwingungstilger 24 in Form eines Fliehkraftpendels 56 angebracht. Dabei sind Pendelmassen 58 beidseitig an dem Dämpferflansch 44 über den Umfang verteilt angeordnet, wobei die sich axial gegenüberliegenden Pendelmassen 58 mittels eines Verbindungsbolzens 60, der durch einen Verbindungsausschnitt 62 in dem Dämpferflansch 44 geführt ist, miteinander verbunden sind. Die Pendelmassen 58 sind relativ gegenüber dem Dämpferflansch 44 über hier nicht dargestellte Wälzkörper begrenzt bewegbar gelagert. Die Wälzkörper rollen bei einer Bewegung der Pendelmassen 58 relativ zu dem Dämpferflansch 44 in darin eingebrachte, in diesem Schnitt nicht ersichtliche Laufbahnausschnitten ab, wozu die axiale Dicke des Dämpferflansches 44 insbesondere um 0,5 mm bis 1 mm größer ist als bei herkömmlichen Ausführungen ohne Fliehkraftpendel. Die Form und Größe des Verbindungsausschnitts 62 ist so bemessen, dass der Verbindungsbolzen 60 über den auf der Basis der Laufbahnausschnitte definierten Schwenkbereich ungehindert verlagerbar ist, wobei der Verbindungsbolzen 60 insbesondere als Anschlag zur Begrenzung des Schwenkbereichs der Pendelmassen 58 ausgebildet sein kann.
In 3 ist ein Diagramm dargestellt, das die Drehschwingungsdämpfung einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit einem Drehschwingungsdämpfer nach dem Stand der Technik mit der Drehschwingungsdämpfung einer Drehmomentübertragungseinrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung vergleicht. Die Kurven geben den Verlauf der in Form einer Drehzahlschwankung ausgedrückten Drehschwingungsamplitude der dritten Motorordnung in Abhängigkeit von der Drehfrequenz der Brennkraftmaschine an. Je kleiner die Drehschwingungsamplitude, umso besser ist die Drehschwingung gedämpft. Es ist ersichtlich, dass die Drehschwingungsamplitude bei der Drehmomentübertragungseinrichtung der speziellen Ausführung der Erfindung, die ein an dem Drehschwingungsdämpfer angeordnetes Fliehkraftpendel aufweist, gekennzeichnet durch die durchgezogene Kurve, über den dargestellten Drehzahlbereich besser gedämpft ist, als bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung nach dem Stand der Technik, charakterisiert durch die gestrichelte Kurve.
Bezugszeichenliste

10: Drehmomentübertragungseinrichtung
11: Drehschwingungsdämpfer
12: Pumpenrad
14: Turbinenrad
16: Wandlergehäuse
18: Dämpfereingangsteil
20: Dämpferausgangsteil
22: Federelement
24: Schwingungstilger
26: Antriebsseite
28: Abtriebsseite
30: Wandlerüberbrückungskupplung
32: Leitrad
34: Turbinennabe
36: Erstes Scheibenteil
40: Kupplungsausgangsteil
42: Zweites Scheibenteil
44: Dämpferflansch
48: Dämpfernabe
50: Drehachse
52: Flanschausschnitt
54: Scheibenteilausschnitt
56: Fliehkraftpendel
58: Pendelmasse
60: Verbindungsbolzen
62: Verbindungsausschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19514411 C5 [0002]

Claims

Drehmomentübertragungseinrichtung (10) mit einem in einem Wandlergehäuse (16) angeordneten, antriebsseitig verbundenen Pumpenrad (12) und einem von diesem über ein Fluid antreibbaren Turbinenrad (14) zur Ausbildung eines ersten Drehmomentübertragungspfades zwischen Wandlergehäuse (16) und einer Abtriebsseite (28) und einer Wandlerüberbrückungskupplung (30) mit einem mit dem Wandlergehäuse (16) verbindbaren Kupplungseingangsteil und einem mit diesem in Reibeingriff bringbaren Kupplungsausgangsteil (40) zur teilweisen oder vollständigen Überbrückung des ersten Drehmomentübertragungspfades zur Ausbildung eines zweiten Drehmomentübertragungspfades zwischen Wandlergehäuse (16) und einer Abtriebsseite (28) und einem im Kraftfluss zwischen dem Kupplungsausgang () und der Abtriebsseite (28) angeordneten Drehschwingungsdämpfer (11), wobei der Drehschwingungsdämpfer (11) ein Dämpfereingangsteil (18) und ein entgegen der Wirkung zumindest eines Federelements (22) gegenüber dem Dämpfereingangsteil (18) mittelbar oder unmittelbar begrenzt verdrehbares und mit der Abtriebsseite (28) drehfest verbundenes Dämpferausgangsteil (20) umfasst und die Turbine über die Wirkung wenigstens eines Federelements gegenüber der Abtriebsseite verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Dämpferausgangsteil (20) ein Schwingungstilger (24) ausgestaltet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (24) drehzahladaptiv wirksam ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (24) als Fliehkraftpendel (56) mit über dem Umfang des Dämpferausgangsteils (20) und gegenüber dem Dämpferausgangsteil (20) begrenzt verlagerbaren Pendelmassen (58) ausgestaltet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassen (58) beidseitig an dem Dämpferausgangsteil (20), insbesondere radial außerhalb des Außenumfangs des Dämpfereingangsteils (18) angeordnet sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfereingangsteil (18) aus mindestens zwei Scheibenteilen (36, 42) ausgebildet ist, die insbesondere axial beabstandet sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferausgangsteil (20) axial zwischen den wenigstens zwei Scheibenteilen (36, 42) aufgenommen ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferausgangsteil (20) abtriebsseitig an einer mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes verbindbaren Dämpfernabe (48) drehfest verbindbar ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfereingangsteil (18) drehfest mit einer das Turbinenrad (14) aufnehmenden Turbinennabe (34) verbindbar ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer (11) innerhalb des Wandlergehäuses (16) angeordnet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Wandlergehäuses (16) eine Wandlerüberbrückungskupplung (30) angeordnet ist, deren Kupplungsausgangsteil (40) mit dem Dämpfereingangsteil (18) verbindbar ist.