DE102012023721A1

DE102012023721A1 - Torsionsschwingungsdämpfer mit Kupplungseinrichtung und Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Torsionsschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102012023721A1
Application number: DE102012023721.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Bernhard Halm
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2012-12-05
Filing date: 2012-12-05
Publication date: 2014-06-05

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer (6) mit einem ersten Element (46) und einem zweiten Element (48), die relativ zueinander verdrehbar sind, sowie mindestens einer Federeinrichtung (70) zur Erzielung einer federelastischen Drehmitnahmekopplung zwischen dem ersten Element (46) und dem zweiten Element (48), wobei eine Kupplungseinrichtung (72) zur Erzielung eines der Relativdrehung zwischen dem ersten Element (46) und dem zweiten Element (48) entgegenwirkenden Reibmoments vorgesehen ist, die von einem Schließzustand in einen Öffnungszustand überführbar ist, in dem das entgegenwirkende Reibmoment geringer als in dem Schließzustand ist. Die Kupplungseinrichtung (72) ist in den Schließzustand vorgespannt. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang (2) mit einem solchen Torsionsschwingungsdämpfer (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einem ersten Element und einem zweiten Element, die relativ zueinander verdrehbar sind, sowie mindestens einer Federeinrichtung zur Erzielung einer federelastischen Drehmitnahmekopplung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element, wobei eine Kupplungseinrichtung zur Erzielung eines der Relativdrehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element entgegenwirkenden Reibmoments vorgesehen ist, die von einem Schließzustand in einen Öffnungszustand überführt werden kann, in dem das entgegenwirkende Reibmoment geringer als in dem Schließzustand ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang mit einer Doppelkupplungseinrichtung und einem solchen Torsionsschwingungsdämpfer.
Aus der Praxis sind Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, die ein erstes Element und ein zweites Element aufweisen, wobei das erste und zweite Element relativ zueinander verdreht werden können. Um die Dämpfungswirkung zu erzielen, ist ferner mindestens eine Federeinrichtung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element vorgesehen, die der federelastischen Drehmitnahmekopplung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element dient. Beim Einsatz eines solchen Torsionsschwingungsdämpfers in dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Antriebseinheit und einer Kupplungseinrichtung hat es sich jedoch gezeigt, dass es zu großen Schwingungsamplituden im Resonanzbereich bzw. im Bereich niedriger Drehzahlen der Antriebseinheit kommen kann. So kommt es insbesondere beim Start der Antriebseinheit zu einem Aufziehen des Torsionsschwingungsdämpfers und einem nachfolgenden Überschwingen, wodurch die Gefahr besteht, dass die Belastungsgrenze für die Bauteile überschritten wird.
Um die vorstehend genannten Probleme zu überwinden, wurden Torsionsschwingungsdämpfer der zuvor beschriebenen Art derart weiter entwickelt, dass diese eine Kupplungseinrichtung zur Erzielung eines der Relativdrehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element entgegenwirkenden Reibmoments aufweisen. Um das der Relativdrehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element entgegenwirkende Reibmoment zu erzielen, wurden Torsionsschwingungsdämpfer entwickelt, deren erstes und zweites Element dauerhaft aneinander angrenzen, wobei dies sowohl unmittelbar als auch mittelbar über an dem ersten oder/und zweiten Element befestigte Reibteile erfolgen kann. Man kann hierbei also auch von einer Kupplungseinrichtung zwischen dem ersten und zweiten Element sprechen, die sich dauerhaft in einem Schließzustand befindet, in dem das entgegenwirkende Reibmoment erzeugt wird. Auf diese Weise konnten die Schwingungsamplituden im Resonanzbereich bzw. im Bereich niedriger Drehzahlen der Antriebseinheit deutlich verringert werden. Als Folge des Einsatzes derartiger Kupplungseinrichtungen im Torsionsschwingungsdämpfer, die ein dauerhaftes der Relativdrehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element entgegenwirkendes Reibmoment bewirken, wurde jedoch eine Verschlechterung des Fahrkomforts im Bereich höherer Drehzahlen der Antriebseinheit festgestellt. Um nicht nur die Schwingungsamplituden im Resonanzbereich bzw. im Bereich niedriger Drehzahlen der Antriebseinheit zu verringern, sondern auch den Fahrkomfort im Bereich höherer Drehzahlen zu verbessern, kamen infolgedessen steuerbare oder/und regelbare Kupplungseinrichtungen innerhalb des Torsionsschwingungsdämpfers zum Einsatz, um das der Relativdrehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element entgegenwirkende Reibmoment in Abhängigkeit von der Drehzahl steuern oder/und regeln zu können. Hierbei haben sich insbesondere steuerbare Kupplungseinrichtungen durchgesetzt, die mindestens ein erstes Reibelement, das drehfest mit dem ersten Element verbunden ist, und mindestens ein zweites Reibelement aufweisen, das drehfest mit dem zweiten Element verbunden ist, wobei das erste und zweite Reibteil miteinander in Kontakt gebracht werden können, um das der Relativdrehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element entgegenwirkende Reibmoment zu erzielen. Ist der Resonanzbereich durchlaufen bzw. ein höherer Drehzahlbereich erreicht, so können das erste und zweite Reibteil wieder außer Kontakt gebracht werden, um das entgegenwirkende Reibmoment aufzuheben. Eine derartig schaltbare Kupplungseinrichtung ist beispielsweise in der DE 100 37 646 A1 beschrieben.
Die zuvor beschriebenen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer steuerbaren Kupplungseinrichtung haben sich bewährt. Nichtsdestotrotz sind diese mit dem Nachteil behaftet, dass eine relativ aufwendige Steuerung oder Regelung zur Betätigung der Kupplungseinrichtung erforderlich ist. Es hat sich darüber hinaus gezeigt, dass das durch die bekannte Kupplungseinrichtung zu erzielende, der Relativdrehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element entgegenwirkende Reibmoment nicht in allen Einsatzfällen mit der gebotenen Schnelligkeit und Sicherheit erzeugt werden kann, um die im Resonanzbereich bzw. im niedrigen Drehzahlbereich auftretenden Probleme der zuvor genannten Art sicher zu beseitigen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einem ersten Element, einem zweiten Element und einer Kupplungseinrichtung zur Erzielung eines der Relativdrehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element entgegenwirkenden Reibmoments zu schaffen, der die vorstehend genannten Nachteile überwindet, insbesondere eine sichere Verringerung der Schwingungsamplitude im Resonanzbereich bzw. bei niedrigen Drehzahlen bewirkt, einen einfachen Aufbau aufweist und eine einfache Steuerung der Kupplungseinrichtung gewährleistet. Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen vorteilhaften Torsionsschwingungsdämpfer zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 10 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer weist ein erstes Element und ein zweites Element auf, die relativ zueinander verdreht werden können. Während das eine Element das Primärelement und somit die Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers ausbilden kann, kann das andere Element des Sekundärelement und somit die Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers ausbilden. Zur Erzielung einer federelastischen Drehmitnahmekopplung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element weist der Torsionsschwingungsdämpfer ferner mindestens eine Federeinrichtung auf. Bei der Federeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine oder mehrere Schraubenfedern handeln. So kann die mindestens eine Federeinrichtung unabhängig von ihrer jeweiligen Form oder Ausgestaltung beispielsweise zwischen einem Mitnehmer an dem ersten Element einerseits und einem Mitnehmer an dem zweiten Element andererseits angeordnet oder/und abgestützt sein, um die federelastische Drehmitnahmekopplung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element über die Mitnehmer zu bewirken. Um die Schwingungsamplituden im Resonanzbereich bzw. beim Start einer dem Torsionsschwingungsdämpfer zugeordneten Antriebseinheit, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, zu verringern, ist ferner eine Kupplungseinrichtung zur Erzielung eines der Relativdrehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element entgegenwirkenden Reibmoments vorgesehen. Bei der Kupplungseinrichtung handelt es sich jedoch nicht um eine Kupplungseinrichtung, die sich dauerhaft im Schließzustand befindet. Die Kupplungseinrichtung kann vielmehr von einem Schließzustand in einen Öffnungszustand überführt werden, in dem das entgegenwirkende Reibmoment geringer als in dem Schließzustand ist. Das entgegenwirkende Reibmoment ist im Öffnungszustand vorzugsweise auf Null reduziert oder vollständig eliminiert, dies ist jedoch nicht zwangsläufig erforderlich, vielmehr ist es – wie bereits zuvor erwähnt – lediglich erforderlich, dass das entgegenwirkende Reibmoment im Öffnungszustand geringer als in dem Schließzustand der Kupplungseinrichtung ist. Bei der Kupplungseinrichtung kann es sich also beispielsweise um eine schaltbare, steuerbare oder/und regelbare Kupplungseinrichtung handeln. Insoweit ähnelt die Kupplungseinrichtung des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers der Kupplungseinrichtung des aus der DE 100 37 646 A1 bekannten Torsionsschwingungsdämpfers, im Gegensatz zu dem bekannten Torsionsschwingungsdämpfer ist die Kupplungseinrichtung bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer jedoch in den Schließzustand vorgespannt. Dies hat den Vorteil, dass das der Relativdrehung zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element entgegenwirkende Reibmoment bereits beim Start der Drehbewegung des Torsionsschwingungsdämpfers bereitsteht, so dass den eingangs genannten Problemen im Resonanzbereich bzw. im niedrigen Drehzahlbereich unmittelbar und sicher begegnet werden kann. Bei der Kupplungseinrichtung des aus der DE 100 37 646 A1 bekannten Torsionsschwingungsdämpfers ist es dahingegen zunächst erforderlich, einen Druckmittelraum der Kupplungseinrichtung über eine Stellvorrichtung mit Druck zu beaufschlagen, um die Kupplungseinrichtung in den Schließzustand zu überführen. Dies bedingt nicht nur einen aufwendigen Aufbau, vielmehr steht das entgegenwirkende Reibmoment unter Umständen nicht unmittelbar oder in voller Größe beim Start der Drehbewegung des Torsionsschwingungsdämpfers zur Verfügung. Man kann in diesem Zusammenhang auch davon sprechen, dass es sich bei der Kupplungseinrichtung des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers sinngemäß um eine normalerweise geschlossene Kupplungseinrichtung handelt, während die DE 100 37 646 A1 einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer normalerweise geöffneten Kupplungseinrichtung offenbart.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist eine Fliehölkammer vorgesehen. In der Fliehölkammer kann ein Öl, das nachstehend als Fliehöl bezeichnet wird, dauerhaft oder vorübergehend aufgenommen sein. Die Fliehölkammer ist derart angeordnet, dass in dieser ein Fliehöldruck in Abhängigkeit von der Drehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers aufgebaut wird. Dies kann beispielsweise über eine ringförmige Fliehölkammer bewirkt werden, die das radial nach außen strömende Fliehöl an seiner radial nach innen weisenden Seite aufnimmt, um das Fliehöl in radialer Richtung nach außen aufzufangen und aufzustauen. Mit einer größer werdenden Drehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers steigt infolgedessen auch der Fliehöldruck innerhalb der Fliehölkammer. Während die DE 100 37 646 A1 den Effekt der Entstehung eines Fliehöldrucks innerhalb ringförmiger Kammern als Nachteil ansieht, der mit Hilfe von zusätzlichen Druckausgleichskammern beseitigt werden soll, nutzt die Kupplungseinrichtung des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers in dieser Ausführungsform den genannten Effekt, indem die Kupplungseinrichtung aufgrund des Fliehöldrucks innerhalb der Fliehölkammer entgegen der Vorspannung von dem Schließzustand in den Öffnungszustand überführt werden kann. Auf diese Weise kann nicht nur auf zusätzliche Druckausgleichskammern verzichtet werden, was den Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers vereinfacht. Indem der ohnehin auftretende Fliehöldruck innerhalb der Fliehölkammer genutzt wird, um die Kupplungseinrichtung von dem Schließzustand in den Öffnungszustand zu überführen, kann auf eine aufwendige Stellvorrichtung, wie sie die DE 100 37 646 A1 beschreibt, verzichtet werden, wodurch der Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers weiter vereinfacht und dessen Baugröße deutlich reduziert wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist die Kupplungseinrichtung allein aufgrund des Fliehöldrucks in den Öffnungszustand überführbar, so dass auf weitere aufwendige Druckerzeugungsmittel verzichtet werden kann. Man könnte auch von einer reinen Fliehkraftsteuerung der Kupplungseinrichtung sprechen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist ein beweglicher, durch den Fliehöldruck in der Fliehölkammer antreibbarer Betätigungskolben zum Überführen der Kupplungseinrichtung in den Öffnungszustand vorgesehen. Bei dem Betätigungskolben kann es sich beispielsweise um einen in axialer Richtung beweglichen oder verschiebbaren Betätigungskolben handeln.
Um eine einfache Vorspannung der Kupplungseinrichtung in den Schließzustand zu bewirken, ist der zuvor beschriebene Betätigungskolben in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers mittels mindestens eines Federelements in eine Schließposition vorgespannt, in der sich die Kupplungseinrichtung in dem Schließzustand befindet. Bei dem mindestens einen Federelement kann es sich beispielsweise um eine Schraubenfeder, eine Tellerfeder oder ähnliches handeln.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist der Betätigungskolben entgegen der Vorspannkraft des mindestens einen Federelements in eine Öffnungsposition bewegbar, in der sich die Kupplungseinrichtung in dem Öffnungszustand befindet.
Um die Kupplungseinrichtung einerseits mit einer besonders hohen Vorspannkraft in den Schließzustand vorspannen zu können und andererseits zu gewährleisten, dass die Kupplungseinrichtung bei relativ hohen Drehzahlen aufgrund des Fliehöldrucks innerhalb der Fliehölkammer entgegen dieser Vorspannkraft von dem Schließzustand in den Öffnungszustand überführt werden kann, erstreckt sich die Fliehölkammer in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers derart weit in radialer Richtung nach außen, dass diese in axialer Richtung fluchtend mit der mindestens einen Federelement angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend erstreckt sich die Fliehölkammer in radialer Richtung weiter nach außen als die mindestens eine Federeinrichtung. Auf diese Weise wird eine Fliehölkammer geschaffen, in der bei einer Drehung des Torsionsschwingungsdämpfers eine bezogen auf die radiale Richtung relativ hohe Fliehölsäule entstehen kann, so dass der Druck innerhalb der Fliehölkammer bei höheren Drehzahlen ausreichend ist, um die Kupplungseinrichtung selbst bei einer starken Vorspannung der Kupplungseinrichtung in den Schließzustand sicher von dem Schließzustand in den Öffnungszustand zu überführen.
Wie bereits unter Bezugnahme auf die vorangehend beschriebene Ausführungsform erläutert, ist es von Vorteil, eine Fliehölkammer mit relativ großer Ausdehnung in radialer Richtung nach außen bereitzustellen, um einen ausreichenden Druck innerhalb der Fliehölkammer zu gewährleisten, selbst wenn die Vorspannkraft der Kupplungseinrichtung relativ hoch ist. Um trotz der fluchtenden Anordnung der Fliehölkammer mit der mindestens einen Federeinrichtung in axialer Richtung einen relativ kompakten Aufbau zu erzielen, weist die Fliehölkammer in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers einen in radialer Richtung innenliegenden ersten Kammerabschnitt auf, der in axialer Richtung gegenüber einem in radialer Richtung außenliegenden zweiten Kammerabschnitt versetzt ist, der wiederum in axialer Richtung fluchtend mit der mindestens einen Federeinrichtung angeordnet ist, wie dies zuvor beschrieben wurde. Auf diese Weise wird in dem in radialer Richtung innenliegenden Bereich des Torsionsschwingungsdämpfers zusätzlicher Raum geschaffen, der durch benachbarte Komponenten innerhalb eines Antriebsstrangs, wie beispielsweise einer nachfolgenden Doppelkupplungseinrichtung, genutzt werden kann, ohne die axiale Baulänge des Antriebsstrangs wesentlich zu erhöhen. Um bei dieser Ausführungsform einen besonders kompakten Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers zu erzielen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der zweite Kammerabschnitt in radialer Richtung zumindest teilweise mit der mindestens einen Federeinrichtung geschachtelt angeordnet ist. Bei dieser vorteilhaften Variante der vorliegenden Ausführungsform kann folglich auch von einer konzentrischen Anordnung von Federeinrichtung und erstem Kammerabschnitt gesprochen werden.
Wie bereits zuvor beschrieben, kann ein Fliehöldruck innerhalb der Fliehölkammer bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers einen Wert annehmen, der ausreichend ist, um die Kupplungseinrichtung von dem Schließzustand in den Öffnungszustand zu überführen. Steigt die Drehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers nach dem Überführen der Kupplungseinrichtung in den Öffnungszustand weiter an, so hätte dies zur Folge, dass der Fliehöldruck innerhalb der Fliehölkammer ebenfalls weiter ansteigt, was zu einer unnötigen Belastung der der Fliehölkammer zugeordneten Bauteile führen könnte. Um hier die Notwendigkeit einer größeren Dimensionierung der genannten Bauteile zu vermeiden und dennoch eine sichere Funktionsweise zu gewährleisten, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers eine Druckbegrenzungseinrichtung zur Begrenzung des Fliehöldrucks in der Fliehölkammer vorgesehen. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine steuer- oder/und regelbare Druckbegrenzungseinrichtung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist die Druckbegrenzungseinrichtung derart ausgebildet, dass mittels der Druckbegrenzungseinrichtung eine Fliehölsäule innerhalb der Fliehölkammer verkürzt werden kann. Alternativ oder ergänzend ist die Druckbegrenzungseinrichtung derart ausgebildet, dass das Fliehöl aus der Fliehölkammer auslassbar ist, wobei zu diesem Zweck vorzugsweise ein Ventil oder Überdrückventil der Druckbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist, das beispielsweise in einer die Fliehölkammer begrenzenden Wand vorgesehen sein kann.
Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsform der zuvor erwähnten Druckbegrenzungseinrichtung ist die Druckbegrenzungseinrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers derart ausgebildet, dass der Fliehöldruck in der Fliehölkammer automatisch durch die Druckbegrenzungseinrichtung begrenzbar oder begrenzt ist, wenn der Fliehöldruck in der Fliehölkammer einen vorbestimmten oberen Fliehöldruckgrenzwert erreicht oder überschreitet. Hierbei haben sich insbesondere Überdruckventile als vorteilhaft erwiesen, die bei Erreichen oder Überschreiten des vorbestimmten oberen Fliehöldruckgrenzwertes innerhalb der Fliehölkammer selbsttätig öffnen, ohne dass eine aufwendige Fliehöldruckerfassungs- oder -messeinrichtung vonnöten ist. Alternativ können jedoch auch elastische Begrenzungswände oder Begrenzungswände mit elastischen Abschnitten für die Fliehölkammer vorgesehen sein, die bei Erreichen oder Überschreiten des vorbestimmten oberen Fliehöldruckgrenzwertes das Volumen in der Fliehölkammer unter Verringerung der Höhe der Fliehölsäule in der Fliehölkammer erhöhen, indem diese elastisch verformt oder ausgebaucht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers weist die Kupplungseinrichtung mindestens ein erstes Reibelement, das mit dem ersten Element in Drehmitnahmeverbindung steht oder von diesem gebildet ist, und mindestens ein zweites Reibelement auf, das mit dem zweiten Element in Drehmitnahmeverbindung steht oder von diesem gebildet ist. Das erste und zweite Reibelement können unter Ausbildung des entgegenwirkenden Reibmoments miteinander in Kontakt gebracht werden, so dass die Kupplungseinrichtung in der vorliegenden Ausführungsform auch als klassische Reibkupplung bezeichnet werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers sind das erste Reibelement und das zweite Reibelement mittels des zuvor beschriebenen Betätigungskolbens zusammendrückbar oder/und voneinander trennbar.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das erste Reibelement oder das zweite Reibelement von dem Betätigungskolben gebildet, wobei es bei dieser Ausführungsform bevorzugt ist, wenn der Betätigungskolben ein weiteres von mindestens zwei ersten Reibelementen oder ein weiteres von mindestens zwei zweiten Reibelementen bildet, um eine relativ große Gesamtreibfläche zur Erzeugung des entgegenwirkenden Reibmoments zu erzielen. So könnten beispielsweise ein mit dem ersten Element in Drehmitnahmeverbindung stehendes oder von diesem gebildetes Reibelement und der Betätigungskolben jeweils ein erstes Reibelement ausbilden, wobei zwischen diesen beiden ersten Reibelementen das zweite Reibelement angeordnet werden könnte, das mit dem zweiten Element in Drehmitnahmeverbindung steht oder von diesem gebildet ist. Dieses zweite Reibelement würde dann beidseitig mit den ersten Reibelementen in Kontakt treten können.
Um trotz des gewünscht hohen entgegenwirkenden Reibmoments der Kupplungseinrichtung im Resonanzbereich bzw. niedrigen Drehzahlbereich lediglich eine relativ geringe Vorspannkraft zum Vorspannen der Kupplungseinrichtung in den Schließzustand bereitstellen zu müssen, sind das erste und zweite Reibelement unter Ausbildung einer Kontaktfläche miteinander in Kontakt bringbar oder gebracht, die in axialer Richtung fluchtend mit der mindestens einen Federeinrichtung angeordnet ist. Mit anderen Worten erfolgt der Kontakt relativ weit in radialer Richtung außen, so dass die Vorspannkraft nicht so hoch sein muss, um ein entsprechend hohes entgegenwirkendes Reibmoment durch die Kupplungseinrichtung im Schließzustand zu bewirken. Alternativ oder ergänzend erstreckt sich die Kontaktfläche in radialer Richtung weiter nach außen als die mindestens eine Federeinrichtung, um den genannten Vorteil zu erreichen oder noch zu verstärken. Alternativ oder ergänzend ist die Kontaktfläche ferner fluchtend mit dem mindestens einen Federelement angeordnet, das den Betätigungskolben in den Schließzustand vorspannt, um die Vorspannkraft möglichst direkt und verlustfrei auf den Bereich der Kontaktfläche zu übertragen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das erste Element als Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers ausgebildet, wohingegen das zweite Element als Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers ausgebildet ist. Mithin kann bei dieser Ausführungsform das erste Element auch als Primärelement bezeichnet werden, wohingegen das zweite Element auch als Sekundärelement bezeichnet werden kann.
Basierend auf der vorangehend beschriebenen Ausführungsform weist die Eingangsseite in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers eine in radialer Richtung innenliegende Eingangsnabe auf, über die Drehmoment eingeleitet wird, während die das zweite Element bildende Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers mit einem in radialer Richtung außenliegenden Ausgangsabschnitt ausgebildet ist.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist der Betätigungskolben drehfest mit dem zweiten Element, vorzugsweise dem Ausgangsabschnitt des zweiten Elements, verbunden, um das Resonanzverhalten des Torsionsschwingungsdämpfers sowie des gesamten Antriebsstrangs, in dem der Torsionsschwingungsdämpfer angeordnet ist, zu verbessern. So kann insbesondere die Massenträgheit an der Ausgangsseite in vorteilhafter Weise erhöht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das zweite Element aus zwei in axialer Richtung einander gegenüberliegenden Teilelementen zusammengesetzt, zwischen die sich eine Mitnehmerscheibe des ersten Elements erstreckt. Die zwei in axialer Richtung einander gegenüberliegenden Teilelemente können beispielsweise als Dämpferschalen ausgebildet sein oder/und einen zwischenliegenden Aufnahmeraum für die zuvor erwähnte mindestens eine Federeinrichtung ausbilden. Die Mitnehmerscheibe kann sich beispielsweise ausgehend von der zuvor erwähnten innenliegenden Eingangsnabe zumindest mit ihren Mitnehmern zwischen die einander gegenüberliegenden Teilelemente erstrecken oder/und in den Aufnahmeraum erstrecken.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das erste Reibelement, das mit dem ersten Element in Drehmitnahmeverbindung steht oder von diesem gebildet ist, unter Erzielung des entgegenwirkenden Reibmoments mit einer der einander abgewandten Seiten der Teilelemente in Kontakt bringbar oder gebracht. Auf diese Weise ist das erste Reibelement zum einen sicher von der mindestens einen Federeinrichtung getrennt, ohne dass die Gefahr einer Kollision besteht. Zum anderen kann auf diese Weise eine besonders weite Ausdehnung der Kontaktfläche in radialer Richtung nach außen bewirkt werden, wie dies bereits zuvor unter Bezugnahme auf eine andere Ausführungsform beschrieben wurde. Des Weiteren kann die eine der einander abgewandten Seiten der Teilelemente bereits als Reibfläche fungieren, an der das erste Reibelement unmittelbar angreifen kann. Hierbei ist es bevorzugt, wenn eines der zwei einander gegenüberliegenden Teilelemente gleichermaßen das zweite Reibelement bildet, um eine Teilevielzahl zu vermeiden und somit den Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers zu vereinfachen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers ist das erste Reibelement drehfest an der Mitnehmerscheibe des ersten Elements befestigt und somit nicht an einer etwaig vorhandenen in radialer Richtung innenliegenden Eingangsnabe des ersten Elements. Auf diese Weise wird ein besonders platzsparender und leichtgewichtiger Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers erzielt, zumal das erste Reibelement nicht bereits drehfest an einer in radialer Richtung innenliegenden Eingangsnabe befestigt sein muss, was einen deutlich aufwendigeren Aufbau bedingen würde.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug weist eine Doppelkupplungseinrichtung auf. Die Doppelkupplungseinrichtung ist vorzugsweise als Lamellendoppelkupplungseinrichtung ausgebildet, besonders bevorzugt als nasslaufende Lamellendoppelkupplungseinrichtung. In dem Antriebsstrang ist ferner ein Torsionsschwingungsdämpfer der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Art vorgesehen, wobei das erste oder zweite Element des Torsionsschwingungsdämpfers mit einer Eingangsseite der Doppelkupplungseinrichtung in Drehmitnahmeverbindung steht. Hinsichtlich der Vorteile des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs sei auf die Vorteile des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers verwiesen, die in entsprechender Weise für den Antriebsstrang gelten.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs sind die Doppelkupplungseinrichtung und der Torsionsschwingungsdämpfer in einem gemeinsamen oder/und zusammenhängenden Nassraum angeordnet.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs sind die Doppelkupplungseinrichtung und die Fliehölkammer vorzugsweise über eine gemeinsame Ölzufuhreinrichtung mit Öl versorgbar oder versorgt. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn das über die gemeinsame Ölzufuhreinrichtung zuführbare Öl der Kühlung oder/und Schmierung der Doppelkupplungseinrichtung einerseits und dem Befüllen der Fliehölkammer der Kupplungseinrichtung des Torsionsschwingungsdämpfers andererseits dient.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist die Fliehölkammer durch den Betätigungskolben der Kupplungseinrichtung einerseits und eine Begrenzungswand andererseits begrenzt, die in axialer Richtung an einer Ausgangsnabe der Doppelkupplungseinrichtung festgelegt ist. Hierdurch kann die Fliehölkammer ohne größeren Aufwand besonders dicht an der nachfolgenden Doppelkupplungseinrichtung angeordnet werden, was die gemeinsame Ölversorgung von Doppelkupplungseinrichtung und Fliehölkammer stark vereinfacht, zumal relativ kurze und direkte Ölversorgungswege geschaffen werden können.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine teilweise Seitenansicht eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers in geschnittener Darstellung und
2 eine teilweise Seitenansicht eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug mit einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers in geschnittener Darstellung.
In 1 ist ein Antriebsstrang 2 eines Kraftfahrzeugs zumindest teilweise dargestellt. Der Antriebsstrang 2 weist eine Antriebseinheit 4, hier in Form eines Verbrennungsmotors, einen Torsionsschwingungsdämpfer 6, der einerseits mit der Antriebseinheit 4 und andererseits mit einer Doppelkupplungseinrichtung 8 des Antriebsstrangs 2 in Drehmitnahmeverbindung steht, und ein Doppelkupplungsgetriebe 10 auf, das mit zwei Ausgangsseiten der Doppelkupplungseinrichtung 8 in Drehmitnahmeverbindung steht, wobei die Antriebseinheit 4 und das Doppelkupplungsgetriebe 10 lediglich schematisch angedeutet sind. Die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 12, 14, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 16, 18 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 20, 22 des Torsionsschwingungsdämpfers 6 und der Doppelkupplungseinrichtung 8 sind anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei sich deren Drehachse 24 in den axialen Richtungen 12, 14 erstreckt.
Die Doppelkupplungseinrichtung 8 ist zusammen mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 6 in einem gemeinsamen Nassraum 26 angeordnet, so dass es sich um eine nasslaufende Doppelkupplungseinrichtung 8 handelt, die überdies als Lamellendoppelkupplungseinrichtung 8 ausgebildet ist und eine erste Lamellenkupplung 28 und eine zweite Lamellenkupplung 30 aufweist. Die Lamellenpakete der ersten und zweiten Lamellenkupplung 28, 30 sind in radialer Richtung 16, 18 geschachtelt, so dass es sich bei der dargestellten Doppelkupplungseinrichtung 8 um eine konzentrische Doppelkupplungseinrichtung 8 handelt. Die erste Lamellenkupplung 28 und die zweite Lamellenkupplung 30 weisen eine gemeinsame Eingangsseite 32 auf, die von einem Außenlamellenträger mit zwei in radialer Richtung 16, 18 geschachtelten Lamellentragabschnitten 34, 36 gebildet ist. Ausgangsseitig steht die erste Lamellenkupplung 28 mit einem ersten Innenlamellenträger 38 in Drehmitnahmeverbindung, während die zweite Lamellenkupplung 30 ausgangsseitig mit einem zweiten Innenlamellenträger 40 in Drehmitnahmeverbindung steht. Eine in radialer Richtung 18 innenliegende Ausgangsnabe 42 des ersten Innenlamellenträgers 38 steht mit einer nicht näher dargestellten ersten Getriebeeingangswelle in Drehmitnahmeverbindung, während ein Ausgangsnabe 44 des zweiten Innenlamellenträgers 40 mit einer nicht näher dargestellten zweiten Getriebeeingangswelle in Drehmitnahmeverbindung steht, wobei die genannten Getriebeeingangswellen vorzugsweise koaxial angeordnet sind. Mithin dient die erste Lamellenkupplung 28 der wahlweisen Drehmomentübertragung zwischen der Antriebseinheit 4 und der ersten Getriebeeingangswelle, während die zweite Lamellenkupplung 30 der wahlweisen Drehmomentübertragung zwischen der Antriebseinheit 4 und der zweiten Getriebeeingangswelle dient, wobei die erste Lamellenkupplung 28 und die zweite Lamellenkupplung 30 jeweils hydraulisch betätigbar sind.
Wie bereits zuvor erläutert, ist ein Torsionsschwingungsdämpfer 6 zwischen der Antriebseinheit 4 einerseits und der Doppelkupplungseinrichtung 8 andererseits innerhalb des Drehmomentübertragungsweges angeordnet. Der Torsionsschwingungsdämpfer 6 weist ein erstes Element 46 und ein zweites Element 48 auf, die relativ zueinander in Umfangsrichtung 20, 22 um die Drehachse 24 verdreht werden können. Das erste Element 46 weist eine in radialer Richtung 18 innenliegende Eingangsnabe 50 auf, die unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise mittelbar über ein Schwungrad, mit der Ausgangsseite der Antriebseinheit 4 in Drehmitnahmeverbindung steht. Mithin bildet das erste Element 46 die Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers 6 aus, in die das Antriebsmoment eingeleitet wird, so dass bei dem ersten Element 46 auch von dem sogenannten Primärelement gesprochen werden kann. Die Eingangsnabe 50 des ersten Elements 46 ist wiederum drehfest mit einer sich im Wesentlichen in radialer Richtung 16, 18 erstreckenden Mitnehmerscheibe 52 des ersten Elements 46 verbunden. An dem in radialer Richtung 16 nach außen weisenden Rand der Mitnehmerscheibe 52 sind in radialer Richtung 16 hervorstehende Mitnehmer 54 vorgesehen, die einstückig mit der Mitnehmerscheibe 52 ausgebildet sind.
Das zweite Element 48 des Torsionsschwingungsdämpfers 6 bildet hingegen die Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers 6 aus, über die das Drehmoment von dem Torsionsschwingungsdämpfer 6 weitergegeben wird, wobei das zweite Element 48 zu diesem Zweck mit der gemeinsamen Eingangsseite 32 der Doppelkupplungseinrichtung 8 in Drehmitnahmeverbindung steht. Das zweite Element 48 weist einen in radialer Richtung 16 außenliegenden, rohrförmigen Ausgangsabschnitt 56 auf, der in axialer Richtung 14 hervorsteht und über eine sich in radialer Richtung 16, 18 erstreckende Kopplungsscheibe 58 mit dem Lamellentragabschnitt 34 der gemeinsamen Eingangsseite 32 der Doppelkupplungseinrichtung 8 in Drehmitnahmeverbindung steht.
Das zweite Element 48 ist im Wesentlichen aus zwei in axialer Richtung 12, 14 einander gegenüberliegenden Teilelementen zusammengesetzt, nämlich dem ersten Teilelement 60 und dem zweiten Teilelement 62, wobei die Teilelemente 60, 62 auch als Dämpferschalen bezeichnet werden können. Während das erste Teilelement 60 im Wesentlichen topfförmig mit einem Radialabschnitt 64 und dem einstückig damit ausgebildeten Ausgangsabschnitt 56 ausgebildet ist, ist das zweite Teilelement 62 im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet, um drehfest mit dem rohrförmigen Ausgangsabschnitt 56 des ersten Teilelements 60 verbunden zu sein. Der Radialabschnitt 64 des ersten Teilelements 60 ist in radialer Richtung 18 nach innen über ein Radiallager 66, vorzugsweise ein Wälzlager, an der Eingangsnabe 50 abgestützt und ist dem zweiten Teilelement 62 in axialer Richtung 12, 14 gegenüberliegend angeordnet, so dass ein Aufnahmeraum 68 in axialer Richtung 12, 14 zwischen den Teilelementen 60, 62 entsteht.
Innerhalb des ringförmig ausgebildeten Aufnahmeraums 68 ist mindestens eine Federeinrichtung 70 zur Erzielung einer federelastischen Drehmitnahmekopplung zwischen dem ersten Element 46 und dem zweiten Element 48 in Umfangsrichtung 20, 22 angeordnet. Die Federeinrichtung 70 ist einerseits an den Mitnehmern 54 des ersten Elements 46 und andererseits an nicht näher dargestellten Mitnehmern des zweiten Elements 48 in den Umfangsrichtungen 20, 22 abgestützt, um die federelastische Drehmitnahmekopplung zu bewirken. Bei der Federeinrichtung 70 kann es sich beispielsweise um eine oder mehrere Schraubenfedern handeln, die sich, gegebenenfalls gekrümmt, in Umfangsrichtung 20, 22 innerhalb des Aufnahmeraums 68 erstrecken. Die Mitnehmerscheibe 52 des ersten Elements 46 erstreckt sich wiederum in radialer Richtung 16, 18 zwischen die Teilelemente 60, 62 sowie in den genannten Aufnahmeraum 68 für die mindestens eine Federeinrichtung 70, die in der Figur lediglich schematisch angedeutet ist.
Der Torsionsschwingungsdämpfer 6 weist ferner eine Kupplungseinrichtung 72 zur Erzielung eines der Relativdrehung zwischen dem ersten Element 46 und dem zweiten Element 48 entgegenwirkenden Reibmoments auf. So weist die Kupplungseinrichtung 72 ein erstes Reibelement 74 auf, das mit dem ersten Element 46 in Drehmitnahmeverbindung steht. Genauer gesagt ist das erste Reibelement 74 in der dargestellten Ausführungsform drehfest an der Mitnehmerscheibe 52 befestigt und nicht an der Eingangsnabe 50 des ersten Elements 46. Indem das erste Reibelement 74 nicht unmittelbar an der Eingangsnabe 50 des ersten Elements 46, sondern in radialer Richtung 16 weiter außen an der Mitnehmerscheibe 52 befestigt ist, kann das erste Reibelement 74 besonders kleinbauend und platzsparend ausgebildet sein. Das reibscheibenartig ausgebildete erste Reibelement 74 erstreckt sich dabei zumindest teilweise in axiale Richtung 14, um mit der dem ersten Teilelement 60 abgewandten Seite 76 des zweiten Teilelements 62 in Kontakt gebracht werden zu können. Wie aus 1 ersichtlich, weist das erste Reibelement 74 auf seiner in axiale Richtung 12 weisenden und somit dem zweiten Teilelement 62 zugewandten Seite einen ersten Reibbelag 80 auf, während auf der dem zweiten Teilelement 62 abgewandten Seite des ersten Reibelements 74 ein zweiter Reibbelag 82 angeordnet ist.
Darüber hinaus weist die Kupplungseinrichtung 72 ein zweites Reibelement 78 auf, das mit dem zweiten Element 48 in Drehmitnahmeverbindung steht oder von diesem gebildet ist. In der dargestellten Ausführungsform wird das zweite Reibelement 78 von dem zweiten Teilelement 62 gebildet, so dass das zweite Reibelement 78 in dieser Ausführungsform von dem zweiten Element 48 gebildet ist. Die beiden Reibelemente, nämlich das erste Reibelement 74 und das zweite Reibelement 78, können unter Ausbildung des zuvor erwähnten entgegenwirkenden Reibmoments miteinander in Kontakt gebracht werden, so dass zwischen dem ersten und zweiten Reibelement 74, 78 eine Kontaktfläche 84 entsteht. Wie aus 1 ersichtlich, ist die in Umfangsrichtung 20, 22 umlaufende Kontaktfläche 84 in axialer Richtung 12, 14 fluchtend mit der mindestens einen Federeinrichtung 70 angeordnet, wobei sich die ringförmige Kontaktfläche 84 darüber hinaus in radialer Richtung 16 weiter nach außen erstreckt als die mindestens eine Federeinrichtung 70.
Die Kupplungseinrichtung 72 kann von einem Schließzustand, der in 1 gezeigt ist, in einen Öffnungszustand überführt werden, wobei das zuvor erwähnte entgegenwirkende Reibmoment, das von der Kupplungseinrichtung 72 erzielt wird, in dem Öffnungszustand geringer als in dem Schließzustand ist. Um die Kupplungseinrichtung 72 von dem dargestellten Schließzustand in den Öffnungszustand überführen zu können, ist ein in axialer Richtung 12, 14 beweglicher oder verschiebbarer Betätigungskolben 86 vorgesehen.
Der Betätigungskolben 86 erstreckt sich im Wesentlichen in den radialen Richtungen 16, 18, wobei der Betätigungskolben 86 in radialer Richtung 16 außen drehfest mit dem zweiten Element 48, hier dem rohrförmigen Ausgangsabschnitt 56 des zweiten Elements 48, verbunden ist. Ein äußerer Kolbenabschnitt 88 des Betätigungskolbens 86 ist dem ersten Reibelement 74 zugeordnet und kann mit dem zweiten Reibbelag 82 des ersten Reibelements 74 in axialer Richtung 12, 14 in Kontakt gebracht werden. Mithin bildet der äußere Kolbenabschnitt 88 hier sinngemäß ein weiteres zweites Reibelement, das unter Zwischenlage des ersten Reibelements 74 relativ zu dem zweiten Reibelement 78 angeordnet ist. Der Betätigungskolben 86 ist dabei in axialer Richtung 12 gegen das erste Reibelement 74 vorgespannt, während das erste Reibelement 74 infolgedessen gegen das zweite Reibelement 78 vorgespannt ist. Zu diesem Zweck ist der Betätigungskolben 86 in die Schließposition nach 1 vorgespannt, wobei das Federelement 90 einerseits an dem äußeren Kolbenabschnitt 88 des Betätigungskolbens 86 und andererseits an dem zweiten Element 48, hier über eine in axialer Richtung 14 an dem zweiten Element 48 abgestützte Stützscheibe 92, abgestützt ist. Mithin ist die Kupplungseinrichtung 72 dank der Vorspannung des Betätigungskolbens 86 in die gezeigte Schließposition insgesamt in einen Schließzustand vorgespannt. Es handelt sich bei der Kupplungseinrichtung 72 somit um eine normalerweise geschlossene Kupplungseinrichtung. Es sei ergänzend erwähnt, dass ferner ein Federelement 94 zur federnden Abstützung der zuvor erwähnten Kopplungsscheibe 58 an der Stützscheibe 92 vorgesehen ist, wobei das Federelement 94 in axialer Richtung 12 an der Stützscheibe 92 und in axialer Richtung 14 an der Kopplungsscheibe 58 abgestützt ist. Die Stützscheibe 92 ist dabei vorzugsweise auch in der axialen Richtung 12 an dem zweiten Element 48 festgelegt. Aus 1 ist ferner ersichtlich, dass das mindestens eine Federelement 90 zum Vorspannen der Kupplungseinrichtung 72 in den Schließzustand in axialer Richtung 12, 14 fluchtend mit der umlaufenden Kontaktfläche 84 angeordnet ist.
Das erste Reibelement 74 und das zweite Reibelement 78 sind mit Hilfe des Betätigungskolbens 86 zusammendrückbar, wobei das Zusammendrücken durch das mindestens eine Federelement 90 bewirkt ist. Um den Betätigungskolben 86 entgegen der Vorspannkraft in axiale Richtung 14 in eine nicht dargestellte Öffnungsposition bewegen zu können, in der sich die Kupplungseinrichtung 72 in dem zuvor erwähnten Öffnungszustand befindet, ist ferner eine Fliehölkammer 96 vorgesehen, wobei der Betätigungskolben 86, vorzugsweise allein, durch den Fliehöldruck in der Fliehölkammer 96 antreibbar ist. So weist der Betätigungskolben 86 einen inneren Kolbenabschnitt 98 auf, der die Fliehölkammer 96 in axialer Richtung 14 sowie auch in radialer Richtung 16 nach außen begrenzt. Darüber hinaus ist dem inneren Kolbenabschnitt 98 in axialer Richtung 12, 14 gegenüberliegend eine sich im Wesentlichen in radialer Richtung 16, 18 erstreckende Begrenzungswand 100 angeordnet, die die Fliehölkammer 96 in axialer Richtung 12 begrenzt. Mithin ist die Fliehölkammer 96 im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und in radialer Richtung 18 nach innen geöffnet. Die Begrenzungswand 100 ist dabei in axialer Richtung 12, 14 an der Ausgangsnabe 42 des ersten Innenlamellenträgers 38 der Doppelkupplungseinrichtung 8, vorzugsweise lösbar, festgelegt. Auch ist in der Ausgangsnabe 42 eine Ölversorgungsbohrung 102 vorgesehen, über die Öl in radialer Richtung 16 nach außen in die in radialer Richtung 18 nach innen geöffnete Fliehölkammer 96 einströmen kann, wobei die Ölversorgungsbohrung 102 zu diesem Zweck vorzugsweise in radialer Richtung 16, 18 mit der in radialer Richtung 18 nach innen weisenden Öffnung der Fliehölkammer 96 fluchtend angeordnet ist. In jedem Fall weisen die Doppelkupplungseinrichtung 8 und die Fliehölkammer 96 eine gemeinsame Ölzufuhreinrichtung auf, über die die Doppelkupplungseinrichtung 8 zum Zwecke der Schmierung und Kühlung und die Fliehölkammer 96 zum Zwecke des Befüllens mit Öl versorgbar ist, wobei auf die detaillierte Darstellung der gemeinsamen Ölzufuhreinrichtung verzichtet wurde.
Die Fliehölkammer 96 erstreckt sich derart weit in radialer Richtung 16 nach außen, dass diese in axialer Richtung 12, 14 fluchtend mit der mindestens einen Federeinrichtung 70 angeordnet ist, wie dies anhand des Überlappungsbereiches 104 in 1 angedeutet ist. Wenngleich in 1 nicht gezeigt, so ist es darüber hinaus möglich, dass sich die Fliehölkammer 96 in radialer Richtung 16 weiter nach außen erstreckt als die mindestens eine Federeinrichtung 70. Die ringförmige Fliehölkammer 96 lässt sich im Wesentlichen in einen in radialer Richtung 18 innenliegenden ersten Kammerabschnitt 106 und einen in radialer Richtung 16 außenliegenden zweiten Kammerabschnitt 108 unterteilen, die miteinander in Strömungsverbindung stehen. Der erste Kammerabschnitt 106 ist in axialer Richtung 12 gegenüber dem zweiten Kammerabschnitt 108 versetzt angeordnet, während der zweite Kammerabschnitt 108 auf die zuvor beschriebene Weise in axialer Richtung 12, 14 fluchtend mit der mindestens einen Federeinrichtung 70 angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Kammerabschnitt 106 nicht nur in axialer Richtung 12 gegenüber dem zweiten Kammerabschnitt 108 versetzt, um einen kompakten Aufbau zu erzielen, vielmehr ist der erste Kammerabschnitt 106 auch in radialer Richtung 16, 18 zumindest teilweise mit der mindestens einen Federeinrichtung 70 geschachtelt angeordnet, um einen besonders kompakten Aufbau zu erzielen. Diese radiale Schachtelung ist in 1 anhand des Überlappungsbereichs 110 angedeutet.
Nachstehend sollen weitere Merkmale sowie die Funktionsweise des Torsionsschwingungsdämpfers 6 innerhalb des Antriebsstrangs 2 unter Bezugnahme auf 1 erläutert werden.
Beim Start der Antriebseinheit 4 wird das erste Element 46 des Torsionsschwingungsdämpfers 6 angetrieben, wobei eine federelastische Drehmitnahmekopplung zwischen dem ersten Element 46 und dem zweiten Element 48 über die mindestens eine Federeinrichtung 70 besteht. Im sogenannten Resonanzbereich bzw. niedrigen Drehzahlbereich können stärkere Drehmomentstöße in das erste Element 46 eingeleitet werden, wodurch das erste und zweite Element 46, 48 in erhöhtem Maße relativ zueinander verdreht wurden, was letztlich zu einem Überschwingen des Systems führen kann. Diesem Überschwingen wirkt die in den Schließzustand vorgespannte Kupplungseinrichtung 72 entgegen, indem diese ein besonders hohes der Relativdrehung zwischen dem ersten Element 46 und dem zweiten Element 48 entgegenwirkendes Reibmoment erzeugt. Wird die Drehzahl über den Resonanzbereich bzw. niedrigen Drehzahlbereich hinaus erhöht, so steigt auch der Fliehöldruck innerhalb der Fliehölkammer 96 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers 6. Ist ein vorbestimmter unterer Fliehöldruckgrenzwert innerhalb der Fliehölkammer 96 erreicht oder überschritten, so bewirkt dieser erhöhte Fliehöldruck innerhalb der Fliehölkammer 96, vorzugsweise ausschließlich der Fliehöldruck, dass der Betätigungskolben 86 entgegen der Vorspannkraft des Federelements 90 von seiner in 1 gezeigten Schließposition in axialer Richtung 14 in eine nicht näher dargestellte Öffnungsposition bewegt wird. In der Öffnungsposition des Betätigungskolbens 86 nimmt die Kupplungseinrichtung 72 den zuvor erwähnten Öffnungszustand an, in dem das entgegenwirkende Reibmoment geringer als in dem Schließzustand nach 1 ist. Mithin wird der Fahrkomfort in den Drehzahlbereichen oberhalb des Resonanzbereichs bzw. des niedrigen Drehzahlbereiches verbessert. Anders ausgedrückt wird der Isolationsgrad des Moduls verbessert. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Reibmoment bei höheren Drehzahlen vollständig eliminiert oder auf Null herabgesetzt wird. Wird die Drehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers 6 wiederum verringert, so sinkt auch der Fliehöldruck in der Fliehölkammer 96, was spätestens beim Erreichen des unteren Fliehöldruckgrenzwertes wiederum dazu führt, dass der Betätigungskolben 86 über das Federelement 90 wieder in dessen Schließposition und die Kupplungseinrichtung 72 mithin in deren Schließzustand überführt wird.
Die hierin beschriebene reine Steuerung der Kupplungseinrichtung 72 über den Fliehöldruck innerhalb der Fliehölkammer 96 hat den wesentlichen Vorteil, dass keine aufwendige Stellvorrichtung für den Betätigungskolben 86 erforderlich ist. Nichtsdestotrotz kann eine weitere Erhöhung der Drehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers 6 weit über den Resonanzbereich hinaus dazu führen, dass der Fliehöldruck innerhalb der Fliehölkammer 96 zu hoch wird, so dass die Festigkeit der der Fliehölkammer 96 zugeordneten Bauteile, wie beispielsweise des Betätigungskolbens 86 und der Begrenzungswand 100, erhöht werden müsste. Um derartige Maßnahmen zu vermeiden, ist in der dargestellten Ausführungsform ferner eine Druckbegrenzungseinrichtung 112 zur Begrenzung des Fliehöldrucks in der Fliehölkammer 96 vorgesehen. Die Druckbegrenzungseinrichtung 112 kann beispielsweise ein Ventil oder Überdruckventil 114 aufweisen, das in der Begrenzungswand 100 oder – wie hier dargestellt – in dem Betätigungskolben 86, vorzugsweise dem inneren Kolbenabschnitt 98 des Betätigungskolbens 86, angeordnet ist und über das Fliehöl aus der Fliehölkammer 96 auslassbar ist. Alternativ oder ergänzend kann ein Abschnitt der Begrenzungswand 100 oder des Betätigungskolbens 86 oder des inneren Kolbenabschnitts 98 als elastisch verformbarer Abschnitt 116 ausgebildet sein. Unabhängig von der jeweiligen Ausgestaltungsvariante des Druckbegrenzungseinrichtung 112 ist der Fliehöldruck in der Fliehölkammer 96 vorzugsweise automatisch durch die Druckbegrenzungseinrichtung 112 begrenzbar oder begrenzt, wenn der Fliehöldruck in der Fliehölkammer 96 einen vorbestimmten oberen Fliehöldruckgrenzwert erreicht oder überschreitet. Ist dies der Fall, so würde beispielsweise das Ventil oder Überdruckventil 114 automatisch öffnen, um Fliehöl aus der Fliehölkammer 96 auszulassen, wodurch der Druck in der Fliehölkammer 96 verringert und gegebenenfalls auch die Fliehölsäule innerhalb der Fliehölkammer 96 verkürzt wird. Im Falle des elastisch verformbaren Abschnitts 116 der Druckbegrenzungseinrichtung 112 würde das Erreichen oder Überschreiten des vorbestimmten oberen Fliehöldruckgrenzwertes innerhalb der Fliehölkammer 96 zu einem elastischen Verformen oder Ausbauchen des elastisch verformbaren Abschnitts 116 und somit zu einer Vergrößerung des Volumens der Fliehölkammer 96 führen, was wiederum eine Verkürzung der Fliehölsäule innerhalb der Fliehölkammer 96 in radialer Richtung 16, 18 zur Folge hätte.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 2 eine zweite Ausführungsform beschrieben, die im Wesentlichen der ersten Ausführungsform nach 1 ähnelt, so dass nachstehend lediglich die Unterschiede erläutert werden, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung im Übrigen entsprechend gilt.
Der wesentliche Unterschied zwischen der ersten und zweiten Ausführungsform besteht darin, dass die Kupplungseinrichtung 72 und die Federeinrichtung 70 in radialer Richtung 18 weiter nach innen versetzt sind, um eine geringere radiale Bauhöhe zu erzielen. So ist in der zweiten Ausführungsform die Kontaktfläche 84 zwischen dem ersten und zweiten Reibelement 74, 78 in axialer Richtung 12, 14 fluchtend mit dem Lamellenpaket der ersten Lamellenkupplung 28 angeordnet. Darüber hinaus wird auf eine separate Kopplungsscheibe 58 zum Verbinden der Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers 6 mit der Eingangsseite 32 der Doppelkupplungseinrichtung 8 verzichtet, vielmehr ist der Lamellentragabschnitt 34 der Eingangsseite 32 einstückig mit dem rohrförmigen Ausgangsabschnitt 56 des zweiten Elements 48 des Torsionsschwingungsdämpfers 6 ausgebildet, um hier den Montageaufwand zu reduzieren und eine sichere Drehmitnahmeverbindung zu erzielen.
Bezugszeichenliste

2: Antriebsstrang
4: Antriebseinheit
6: Torsionsschwingungsdämpfer
8: Doppelkupplungseinrichtung
10: Doppelkupplungsgetriebe
12: axiale Richtung
14: axiale Richtung
16: radiale Richtung
18: radiale Richtung
20: Umfangsrichtung
22: Umfangsrichtung
24: Drehachse
26: Nassraum
28: erste Lamellenkupplung
30: zweite Lamellenkupplung
32: gemeinsame Eingangsseite
34: Lamellentragabschnitt
36: Lamellentragabschnitt
38: erster Lamellenträger
40: zweiter Lamellenträger
42: Ausgangsnabe
44: Ausgangsnabe
46: erstes Element
48: zweites Element
50: Eingangsnabe
52: Mitnehmerscheibe
54: Mitnehmer
56: Ausgangsabschnitt
58: Kopplungsscheibe
60: erstes Teilelement
62: zweites Teilelement
64: Radialabschnitt
66: Radiallager
68: Aufnahmeraum
70: Federeinrichtung
72: Kupplungseinrichtung
74: erstes Reibelement
76: Seite
78: zweites Reibelement
80: erster Reibbelag
82: zweiter Reibbelag
84: Kontaktfläche
86: Betätigungskolben
88: äußerer Kolbenabschnitt
90: Federelement
92: Stützscheibe
94: Federelement
96: Fliehölkammer
98: innerer Kolbenabschnitt
100: Begrenzungswand
102: Ölversorgungsbohrung
104: Überlappungsbereich
106: erster Kammerabschnitt
108: zweiter Kammerabschnitt
110: Überlappungsbereich
112: Druckbegrenzungseinrichtung
114: Überdruckventil/Ventil
116: elastisch verformbarer Abschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10037646 A1 [0003, 0007, 0007, 0007, 0008, 0008]

Claims

Torsionsschwingungsdämpfer (6) mit einem ersten Element (46) und einem zweiten Element (48), die relativ zueinander verdrehbar sind, sowie mindestens einer Federeinrichtung (70) zur Erzielung einer federelastischen Drehmitnahmekopplung zwischen dem ersten Element (46) und dem zweiten Element (48), wobei eine Kupplungseinrichtung (72) zur Erzielung eines der Relativdrehung zwischen dem ersten Element (46) und dem zweiten Element (48) entgegenwirkenden Reibmoments vorgesehen ist, die von einem Schließzustand in einen Öffnungszustand überführbar ist, in dem das entgegenwirkende Reibmoment geringer als in dem Schließzustand ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (72) in den Schließzustand vorgespannt ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fliehölkammer (96) vorgesehen ist, in der ein Fliehöldruck in Abhängigkeit von der Drehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers (6) aufbaubar oder aufgebaut ist, wobei die Kupplungseinrichtung (72) aufgrund des Fliehöldrucks innerhalb der Fliehölkammer (96) entgegen der Vorspannung von dem Schließzustand in den Öffnungszustand überführbar ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (6) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein beweglicher, durch den Fliehöldruck in der Fliehölkammer (96) antreibbarer Betätigungskolben (86) zum Überführen der Kupplungseinrichtung (72) in den Öffnungszustand vorgesehen ist, wobei der Betätigungskolben (86) vorzugsweise mittels mindestens eines Federelements (90) in eine Schließposition vorgespannt ist, in der sich die Kupplungseinrichtung (72) in dem Schließzustand befindet, und besonders bevorzugt entgegen der Vorspannkraft in eine Öffnungsposition bewegbar ist, in der sich die Kupplungseinrichtung (72) in dem Öffnungszustand befindet.
Torsionsschwingungsdämpfer (6) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fliehölkammer (96) derart weit in radialer Richtung (16) nach außen erstreckt, dass diese in axialer Richtung (12, 14) fluchtend mit der mindestens einen Federeinrichtung (70) angeordnet ist oder/und sich in radialer Richtung (16) weiter nach außen erstreckt als die mindestens eine Federeinrichtung (70), wobei die Fliehölkammer (96) vorzugsweise einen in radialer Richtung (18) innenliegenden ersten Kammerabschnitt (106) aufweist, der in axialer Richtung (12, 14) gegenüber einem in radialer Richtung (16) außenliegenden zweiten Kammerabschnitt (108) versetzt ist, der in axialer Richtung (12, 14) fluchtend mit der mindestens einen Federeinrichtung (70) angeordnet ist, und der erste Kammerabschnitt (106) in radialer Richtung (16, 18) zumindest teilweise mit der mindestens einen Federeinrichtung (70) geschachtelt angeordnet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (6) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckbegrenzungseinrichtung (112) zur Begrenzung des Fliehöldrucks in der Fliehölkammer (96) vorgesehen ist, mittels derer vorzugsweise eine Fliehölsäule innerhalb der Fliehölkammer (96) verkürzbar oder/und Fliehöl, gegebenenfalls mit Hilfe eines Ventils oder Überdruckventils (114) der Druckbegrenzungseinrichtung (112), aus der Fliehölkammer (96) auslassbar ist, wobei der Fliehöldruck in der Fliehölkammer (96) besonders bevorzugt automatisch durch die Druckbegrenzungseinrichtung (112) begrenzbar oder begrenzt ist, wenn der Fliehöldruck einen vorbestimmten oberen Fliehöldruckgrenzwert erreicht oder überschreitet.
Torsionsschwingungsdämpfer (6) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (72) mindestens ein erstes Reibelement (74), das mit dem ersten Element (46) in Drehmitnahmeverbindung steht oder von diesem gebildet ist, und mindestens ein zweites Reibelement (78), das mit dem zweiten Element (48) in Drehmitnahmeverbindung steht oder von diesem gebildet ist, aufweist, die unter Ausbildung des entgegenwirkenden Reibmoments miteinander in Kontakt bringbar oder gebracht sind, wobei das erste Reibelement (74) und das zweite Reibelement (78) vorzugsweise mittels des Betätigungskolbens (86) zusammendrückbar oder/und voneinander trennbar sind und der Betätigungskolben (86) besonders bevorzugt das erste oder zweite Reibelement (74; 78) bildet.
Torsionsschwingungsdämpfer (6) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Reibelement (74, 78) unter Ausbildung einer Kontaktfläche (84) miteinander in Kontakt bringbar oder gebracht sind, die in axialer Richtung (12, 14) fluchtend mit der mindestens einen Federeinrichtung (70) angeordnet ist, sich in radialer Richtung (16) weiter nach außen erstreckt als die mindestens eine Federeinrichtung (70) oder/und in axialer Richtung (12, 14) fluchtend mit dem mindestens einen Federelement (90) angeordnet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (6) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (46) als Eingangsseite, vorzugsweise mit einer in radialer Richtung (18) innenliegenden Eingangsnabe (50), und das zweite Element (48) als Ausgangsseite, vorzugsweise mit einem in radialer Richtung (16) außenliegenden Ausgangsabschnitt (56), des Torsionsschwingungsdämpfers (6) ausgebildet ist, wobei der Betätigungskolben (86) besonders bevorzugt drehfest mit dem zweiten Element (48), gegebenenfalls dem Ausgangsabschnitt (56), verbunden ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (6) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Element (48) aus zwei in axialer Richtung (12, 14) einander gegenüberliegenden Teilelementen (60, 62) zusammengesetzt ist, zwischen die sich eine Mitnehmerscheibe (52) des ersten Elements (46) erstreckt, wobei das erste Reibelement (74) unter Erzielung des entgegenwirkenden Reibmoments vorzugsweise mit einer der einander abgewandten Seiten (76) der Teilelemente (60, 62) in Kontakt bringbar oder gebracht ist und das erste Reibelement (74) besonders bevorzugt an der Mitnehmerscheibe (52) drehfest befestigt ist.
Antriebsstrang (2) für ein Kraftfahrzeug mit einer Doppelkupplungseinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, dass ein Torsionsschwingungsdämpfer (6) nach einem der vorangehenden Ansprüche vorgesehen ist und das erste oder zweite Element (46; 48) mit einer Eingangsseite (32) der Doppelkupplungseinrichtung (8) in Drehmitnahmeverbindung steht, wobei die Doppelkupplungseinrichtung (8) und die Fliehölkammer (96) vorzugsweise über eine gemeinsame Ölzufuhreinrichtung mit Öl versorgbar oder versorgt sind oder/und die Fliehölkammer (96) durch den Betätigungskolben (86) einerseits und eine Begrenzungswand (100) andererseits begrenzt ist, die in axialer Richtung (12, 14) an einer Ausgangsnabe (42) der Doppelkupplungseinrichtung (8) festgelegt ist.