DE102015206738A1 - vibration absorber - Google Patents

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Abstract

Ein für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs geeigneter Schwingungstilger umfasst zwei Schwungscheiben, nämlich eine Primärschwungscheibe und eine Sekundärschwungscheibe, sowie zwei Planetengetriebe, welche jeweils mit einer der Schwungscheiben sowie miteinander gekoppelt sind, und einen über eines der Planetengetriebe angetriebenen Generator, welcher zur Erzeugung elektrischer Energie aus Relativbewegungen zwischen den beiden Schwungscheiben ausgebildet ist.A suitable for the drive train of a motor vehicle vibration absorber comprises two flywheels, namely a primary flywheel and a secondary flywheel, and two planetary gear, which are each coupled to one of the flywheels and each other, and a driven via one of the planetary gear generator, which for generating electrical energy from relative movements is formed between the two flywheels.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungstilger für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, welcher zwei begrenzt gegeneinander verdrehbare Schwungscheiben aufweist.The invention relates to a vibration damper for the drive train of a motor vehicle, which has two limited against each other rotatable flywheels.

Aus der US 2001/0023785 A1 ist ein Antriebssystem für ein Fahrzeug bekannt, welches eine Elektromaschine umfasst, durch die wahlweise eine Welle antreibbar oder elektrische Energie aus der Rotation der Welle gewinnbar ist. Hierbei ist eine Statoranordnung der Elektromaschine am Motorblock des Fahrzeugs befestigt, während die zugehörige Rotoranordnung an einer Primärseite einer Torsionsschwingungsdämpferanordnung befestigt ist.From the US 2001/0023785 A1 For example, a drive system for a vehicle is known which comprises an electric machine, by means of which either a shaft can be driven or electrical energy can be obtained from the rotation of the shaft. Here, a stator assembly of the electric machine is fixed to the engine block of the vehicle, while the associated rotor assembly is attached to a primary side of a Torsionsschwingungsdämpferanordnung.

Eine weitere Einrichtung zur Drehschwingungsberuhigung in einem Antriebsstrang ist beispielsweise in der DE 20 2013 104 787 U1 offenbart. Hierbei werden durch eine elektrische Maschine gezielt Drehmomentimpulse zur Drehschwingungsberuhigung generiert, welche zu einem Drehmomentimpuls einer Brennkraftmaschine im Antriebsstrang phasenversetzt sind.Another device for torsional damping in a drive train is for example in the DE 20 2013 104 787 U1 disclosed. In this case, by an electric machine selectively torque pulses for the torsional damping are generated, which are phase-offset to a torque pulse of an internal combustion engine in the drive train.

Aus der DE 10 2013 101 324 A1 ist ein Verfahren zur Reduzierung von Drehungleichförmigkeiten eines Antriebsstranges bekannt, welches mit Piezoaktoren arbeitet, die an einem Kurbelwellenanschluss abgestützt sind. From the DE 10 2013 101 324 A1 is a method for reducing rotational irregularities of a drive train is known, which operates with piezo actuators, which are supported on a crankshaft connection.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickelten Schwingungstilger für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs anzugeben, welcher sich durch eine besonders effiziente Schwingungsdämpfung bei gleichzeitig energetisch günstigem Verhalten auszeichnet.The invention has for its object to provide a comparison with the cited prior art further developed vibration absorber for the drive train of a motor vehicle, which is characterized by a particularly efficient vibration damping at the same time energetically favorable behavior.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Schwingungstilger mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Schwingungstilger umfasst zwei begrenzt gegeneinander verdrehbare Schwungscheiben, nämlich eine Primärschwungscheibe und eine Sekundärschwungscheibe, wobei mit jeder der Schwungscheiben ein Planetengetriebe gekoppelt ist. Ebenso sind die beiden Planetengetriebe miteinander gekoppelt. Eines der Planetengetriebe, insbesondere das sekundärseitige Planetengetriebe, treibt einen Generator an, welcher zur Erzeugung elektrischer Energie aus Relativbewegungen zwischen den beiden Schwungscheiben ausgebildet ist. Relativschwingungen zwischen den beiden Schwungscheiben werden somit gedämpft und zugleich zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt. This object is achieved by a vibration damper with the features of claim 1. The vibration damper comprises two limited against each other rotatable flywheels, namely, a primary flywheel and a secondary flywheel, with each of the flywheels, a planetary gear is coupled. Likewise, the two planetary gear are coupled together. One of the planetary gear, in particular the secondary-side planetary gear, drives a generator, which is designed to generate electrical energy from relative movements between the two flywheels. Relative vibrations between the two flywheels are thus damped and at the same time used to generate electrical energy.

Gegenüber einem herkömmlichen, landläufig auch als Lichtmaschine bezeichneten Generator eines Kraftfahrzeugs hat der Schwingungstilger zusätzlich zu seinen schwingungstilgenden Eigenschaften den besonderen Vorteil, dass er gerade bei niedrigen Drehzahlen des Verbrennungsmotors eine hohe Ausbeute liefert. Der herkömmliche Generator kann dementsprechend schwächer ausgelegt werden oder sogar gänzlich entfallen. Aufgrund der platzsparenden Bauweise der Planetengetriebe erfordert der Schwingungstilger im Antriebsstrang im Vergleich zu einem herkömmlichen Antriebsstrang mit Zweimassenschwungrad kaum zusätzlichen Bauraum. Der Schwingungstilger ist besonders für Kraftfahrzeuge mit Hubkolbenmotoren mit wenigen Zylindern, beispielsweise drei oder zwei Zylindern, geeignet. Der Schwingungstilger ist mit Getrieben beliebiger Bauart, beispielsweise Handschaltgetrieben oder Doppelkupplungsgetrieben, kombinierbar. Ebenso ist der Schwingungstilger für beliebige Einbaulagen des Verbrennungsmotors, etwa längs eingebauter Motor vorn, quer eingebauter Motor vorn oder Heckmotor, geeignet. Auch Fahrzeuge mit hydraulischem Drehmomentwandler sind mit dem Schwingungstilger ausrüstbar.Compared to a conventional, commonly referred to as an alternator generator of a motor vehicle, the vibration absorber in addition to its vibration damping properties has the particular advantage that it delivers a high yield, especially at low speeds of the engine. The conventional generator can be designed accordingly weaker or even eliminated altogether. Due to the space-saving design of the planetary gear, the vibration damper in the drive train requires little additional space compared to a conventional powertrain with dual-mass flywheel. The vibration damper is particularly suitable for motor vehicles with reciprocating engines with few cylinders, for example three or two cylinders. The vibration damper can be combined with transmissions of any design, for example manual transmissions or dual-clutch transmissions. Likewise, the vibration damper is suitable for any mounting position of the engine, such as longitudinally mounted engine front, transversely mounted engine front or rear engine. Also vehicles with hydraulic torque converter can be equipped with the vibration damper.

Gemäß einer ersten möglichen Ausführungsform weist das erste, das heißt primärseitige Planetengetriebe des Schwingungstilgers ein fest mit der Primärschwungscheibe gekoppeltes Sonnenrad und ein nicht rotierbares Hohlrad auf. Die an einem Planetenträger gelagerten Planetenräder des ersten Planetengetriebes sind fest mit den Planetenrädern des zweiten, sekundärseitigen Planetengetriebes gekoppelt. Das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes ist fest mit der Sekundärscheibe des Schwingungstilgers gekoppelt. Der Generator ist über das Hohlrad des zweiten Planetengetriebes angetrieben.According to a first possible embodiment, the first, that is primary-side planetary gear of the vibration absorber on a fixedly coupled to the primary flywheel sun gear and a non-rotatable ring gear. The mounted on a planet carrier planetary gears of the first planetary gear are fixedly coupled to the planetary gears of the second, secondary-side planetary gear. The sun gear of the second planetary gear is fixedly coupled to the secondary disc of the vibration absorber. The generator is driven via the ring gear of the second planetary gear.

Gemäß einer zweiten möglichen Ausführungsform ist mit den beiden Schwungscheiben des Schwingungstilgers jeweils ein Hohlrad eines Planetengetriebes fest verbunden. Das Sonnenrad des ersten Planetengetriebes ist hierbei nicht rotierbar im Antreibsstrang angeordnet. Die Planetenräder der beiden Planetengetriebe sind wiederum fest miteinander gekoppelt. Der Generator ist in diesem Fall jedoch über das Sonnenrad des zweiten Planetengetriebes angetrieben. In beiden Ausführungsformen kann der Generator über ein Getriebe, insbesondere Stirnradgetriebe, mit dem sekundarseitigen Planetengetriebe gekoppelt sein. Zusätzlich oder alternativ kann der Antrieb des Generators über einen Freilauf erfolgen, so dass der Generator durch die Anordnung aus den Planetengetrieben lediglich beschleunigt, jedoch nicht gebremst werden kann.According to a second possible embodiment, in each case a ring gear of a planetary gear is fixedly connected to the two flywheels of the vibration. The sun gear of the first planetary gear is not rotatably arranged in the drive train here. The planetary gears of the two planetary gears are in turn firmly coupled together. However, the generator is driven in this case via the sun gear of the second planetary gear. In both embodiments, the generator via a transmission, in particular spur gear, be coupled to the secondary-side planetary gear. Additionally or alternatively, the drive of the generator via a freewheel, so that the generator only accelerated by the arrangement of the planetary gears, but can not be braked.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:Two embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Herein show:

1 in einer schematischen Darstellung einen Schwingungstilger für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, 1 in a schematic representation of a vibration damper for the drive train of a motor vehicle,

2 in einer Darstellung analog 1 einen weiteren Schwingungstilger für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. 2 in a representation analog 1 another vibration damper for the drive train of a motor vehicle.

Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in beiden Fällen mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Corresponding or basically equivalent parts are marked in both cases with the same reference numerals.

Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders vermerkt, auf beide Ausführungsbeispiele.The following explanations relate, unless otherwise stated, to both embodiments.

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneter Antriebsstrang treibt ein nicht weiter dargestelltes Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug, an. Als Motor 2 innerhalb des Antriebsstrangs 1 ist ein Hubkolbenmotor, beispielsweise ein Dieselmotor oder ein Ottomotor, vorhanden. Der Motor 2 treibt über ein Zweimassenschwungrad 3 ein Getriebe 5, nämlich Schaltgetriebe, an, welches die mechanische Leistung an eine Antriebsvorrichtung 6, beispielsweise ein Hinterachsgetriebe, weiterleitet.A total with the reference numeral 1 characterized drive train drives a not further illustrated motor vehicle, such as a passenger car or a commercial vehicle to. As an engine 2 within the powertrain 1 is a reciprocating engine, such as a diesel engine or a gasoline engine, available. The motor 2 drives over a dual mass flywheel 3 a gearbox 5 , namely, manual transmission, on which the mechanical power to a drive device 6 , For example, a rear axle, forwards.

Das Zweimassenschwungrad 3 ist integriert in einen Schwingungstilger 4, welcher als Drehungleichförmigkeits-Erntemaschine fungiert. Die mit 7 bezeichnete Kurbelwelle des Motors 2 ist fest verbunden mit einer Primärschwungscheibe 8. Koaxial zur Primärschwungscheibe 8 ist eine Sekundärschwungscheibe 9 angeordnet, welche, wie bei Zweimassenschwungrädern gängig, über eine Federanordnung 10 mit der Primärschwungscheibe 8 gekoppelt ist. Ein fest mit der Primärschwungscheibe 8 verbundenes Sonnenrad 11, eine Anzahl Planetenräder 12, sowie ein fest mit dem Motorblock des Motors 2 verbundenes Hohlrad 13 sind im Ausführungsbeispiel nach 1 Komponenten eines ersten, primärseitigen Planetengetriebes 20. Stege 14 verbinden die Planetenräder 12 des ersten Planetengetriebes mit Planetenrädern 16 eines zweiten, sekundärseitigen Planetengetriebes 21. Ein zugehöriges Sonnenrad 15 ist fest mit der Sekundärschwungscheibe 9 verbunden, während ein zugehöriges Hohlrad 17 nicht nur eine Innenverzahnung aufweist, sondern auch eine Außenverzahnung, welche ein Zahnrad 18 antreibt. Das somit vom sekundärseitigen Planetengetriebe über eine Stirnradverzahnung angetriebene Zahnrad 18 treibt über einen optionalen, nicht dargestellten Freilauf einen Generator 19 an. Das aus der Außenverzahnung des Hohlrades 17 und dem Zahnrad 18 gebildete Stirnradgetriebe und der Freilauf werden zusammenfassend als drehmomentübertragende Komponenten, welche zum Antrieb des Generators 19 vorgesehen sind, bezeichnet. Der Generator 19 stellt die zentrale elektrische Komponente des Schwingungstilgers 4 dar, welcher Drehungleichförmigkeiten in elektrische Energie wandelt.The dual mass flywheel 3 is integrated in a vibration damper 4 , which functions as a rotational nonuniformity harvester. With 7 designated crankshaft of the engine 2 is firmly connected to a primary flywheel 8th , Coaxial to the primary flywheel 8th is a secondary flywheel 9 arranged, which, as usual in dual-mass flywheels, via a spring arrangement 10 with the primary flywheel 8th is coupled. A solid with the primary flywheel 8th connected sun gear 11 , a number of planetary gears 12 , as well as one stuck to the engine block of the engine 2 connected ring gear 13 are in the exemplary embodiment after 1 Components of a first, primary-side planetary gear 20 , Stege 14 connect the planet wheels 12 of the first planetary gear with planetary gears 16 a second, secondary-side planetary gear 21 , An associated sun gear 15 is fixed to the secondary flywheel 9 connected while an associated ring gear 17 not only has an internal toothing, but also an external toothing, which is a gear 18 drives. The thus driven by the secondary-side planetary gear via a spur gear toothed wheel 18 drives a generator via an optional freewheel, not shown 19 at. That from the external toothing of the ring gear 17 and the gear 18 formed spur gear and the freewheel are summarized as torque transmitting components, which are used to drive the generator 19 are provided designated. The generator 19 represents the central electrical component of the vibration absorber 4 which converts rotational irregularities into electrical energy.

Im Ausführungsbeispiel nach 2 ist das Sonnenrad 11 des ersten Planetengetriebes 20 fest relativ zum Motorblock des Motors 2 angeordnet, während das zugehörige Hohlrad 13 des ersten, primärseitigen Planetengetriebes 20 fest mit der primärseitigen Schwungscheibe 8 verbunden ist. Die Planetenräder 12, 16 der beiden Planetengetriebe 20, 21 sind wiederum über Stege 14 miteinander gekoppelt. Ebenso wie beim primärseitigen Planetengetriebe 20 ist auch beim sekundärseitigen Planetengetriebe 21 das Hohlrad 17 fest mit der zugehörigen Schwungscheibe, in diesem Fall der Sekundärschwungscheibe 9, verbunden. Das zugehörige Sonnenrad 15 des sekundärseitigen Planetengetriebes wird durch die Planetenräder 16 angetrieben und treibt wiederum über ein Zahnrad 18 und einen optionalen Freilauf den Generator 19 an. In nicht dargestellter Weise kann in beiden Fällen der Generator 19 koaxial zur Rotationsachse des Zweimassenschwungrads 3 angeordnet sein.In the embodiment according to 2 is the sun wheel 11 of the first planetary gear 20 fixed relative to the engine block of the engine 2 arranged while the associated ring gear 13 of the first, primary-side planetary gear 20 fixed to the primary-side flywheel 8th connected is. The planet wheels 12 . 16 the two planetary gears 20 . 21 are in turn over bridges 14 coupled together. As with the primary-side planetary gear 20 is also on the secondary-side planetary gear 21 the ring gear 17 fixed with the associated flywheel, in this case the secondary flywheel 9 , connected. The associated sun gear 15 of the secondary-side planetary gear is through the planetary gears 16 powered and in turn drives a gear 18 and an optional freewheel the generator 19 at. In a manner not shown, in both cases, the generator 19 coaxial with the axis of rotation of the dual mass flywheel 3 be arranged.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Antriebsstrang powertrain
22
Motor engine
33
Zweimassenschwungrad Dual Mass Flywheel
44
Schwingungstilger vibration absorber
55
Getriebe transmission
66
Antriebsvorrichtung driving device
77
Kurbelwelle crankshaft
88th
Primärschwungscheibe Primary flywheel
99
Sekundärschwungscheibe Secondary flywheel
1010
Federanordnung spring assembly
1111
Sonnenrad sun
1212
Planetenrad planet
1313
Hohlrad ring gear
1414
Steg web
1515
Sonnenrad sun
1616
Planetenrad planet
1717
Hohlrad ring gear
1818
Zahnrad gear
1919
Generator generator
2020
Planetengetriebe planetary gear
2121
Planetengetriebe planetary gear

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2001/0023785 A1 [0002] US 2001/0023785 A1 [0002]
  • DE 202013104787 U1 [0003] DE 202013104787 U1 [0003]
  • DE 102013101324 A1 [0004] DE 102013101324 A1 [0004]

Claims (4)

Schwingungstilger für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend zwei Schwungscheiben (8, 9), nämlich eine Primärschwungscheibe (8) und eine Sekundärschwungscheibe (9), sowie zwei Planetengetriebe (20, 21), welche jeweils mit einer der Schwungscheiben (8, 9) sowie miteinander gekoppelt sind, und einen über eines der Planetengetriebe (21) angetriebenen Generator (19), welcher zur Erzeugung elektrischer Energie aus Relativbewegungen zwischen den beiden Schwungscheiben (8, 9) ausgebildet ist.A vibration damper for the drive train of a motor vehicle, comprising two flywheels ( 8th . 9 ), namely a primary flywheel ( 8th ) and a secondary flywheel ( 9 ), as well as two planetary gears ( 20 . 21 ), each with one of the flywheels ( 8th . 9 ) and are coupled together, and one via one of the planetary gear ( 21 ) powered generator ( 19 ), which for generating electrical energy from relative movements between the two flywheels ( 8th . 9 ) is trained. Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetengetriebe (20) ein fest mit der Primärschwungscheibe (8) gekoppeltes Sonnenrad (11) und ein nicht rotierbares Hohlrad (13) aufweist, wobei die Planetenräder (12) des ersten Planetengetriebes (20) fest mit den Planetenrädern (16) des zweiten Planetengetriebes (21) gekoppelt sind und das Sonnenrad (15) des zweiten Planetengetriebes (21) fest mit der Sekundärschwungscheibe (9) gekoppelt und der Generator (19) über das Hohlrad (17) des zweiten Planetengetriebes (21) angetrieben ist.Vibration damper according to claim 1, characterized in that the first planetary gear ( 20 ) fixed to the primary flywheel ( 8th ) coupled sun wheel ( 11 ) and a non-rotatable ring gear ( 13 ), wherein the planetary gears ( 12 ) of the first planetary gear ( 20 ) fixed to the planetary gears ( 16 ) of the second planetary gear ( 21 ) and the sun gear ( 15 ) of the second planetary gear ( 21 ) fixed to the secondary flywheel ( 9 ) and the generator ( 19 ) via the ring gear ( 17 ) of the second planetary gear ( 21 ) is driven. Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Schwungscheiben (8,9) jeweils ein Hohlrad (13, 17) eines Planetengetriebes (20,21) fest verbunden ist, wobei das Sonnenrad (11) des ersten Planetengetriebes (20) nicht rotierbar ist und die Planetenräder (12) des ersten Planetengetriebes (20) fest mit den Planetenrädern (16) des zweiten Planetengetriebes (21) gekoppelt sind und der Generator (19) über das Sonnenrad (15) des zweiten Planetengetriebes (21) angetrieben ist.Vibration damper according to claim 1, characterized in that with the flywheels ( 8th , 9) in each case a ring gear ( 13 . 17 ) of a planetary gear ( 20 , 21) is fixedly connected, wherein the sun gear ( 11 ) of the first planetary gear ( 20 ) is not rotatable and the planet gears ( 12 ) of the first planetary gear ( 20 ) fixed to the planetary gears ( 16 ) of the second planetary gear ( 21 ) and the generator ( 19 ) over the sun wheel ( 15 ) of the second planetary gear ( 21 ) is driven. Schwingungstilger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (19) über mindestens eine der drehmomentübertragenden Komponenten Freilauf und Stirnradgetriebe mit dem Planetengetriebe (21) gekoppelt ist.Vibration damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the generator ( 19 ) via at least one of the torque-transmitting components freewheel and spur gear with the planetary gear ( 21 ) is coupled.
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