DE102015215199A1

DE102015215199A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE102015215199A1
Application number: DE102015215199.9A
Authority: DE
Inventors: Nicole Gaus; Darius Lorenz; Florian Baral; Matthias Eckerle; Thorsten Krause; Stephan Maienschein
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2017-02-16
Also published as: CN107923452B; WO2017025088A1; DE112016003670A5; CN107923452A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer Eingangsseite, einem hydrodynamischen Wandler, einer Kupplungseinrichtung, einem Flansch und einer Dämpfereinrichtung, wobei die Dämpfereinrichtung eine erste Dämpferanordnung umfasst, wobei der Wandler ein Turbinenrad umfasst, wobei die erste Dämpferanordnung eingangsseitig mit der Eingangsseite und ausgangsseitig mit dem Flansch drehmomentschlüssig verbunden ist, wobei die Kupplungseinrichtung ausgebildet ist, das Turbinenrad schaltbar drehmomentschlüssig mit dem Flansch zu verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1.
Es sind Drehmomentübertragungseinrichtungen mit einem Wandler und einer Überbrückungskupplung bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Drehmomentübertragungseinrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels einer Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Drehmomentübertragungseinrichtung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung eine Eingangsseite, einen hydrodynamischen Wandler, ein Kupplungseinrichtung, einen Flansch und eine Dämpfereinrichtung umfasst. Die Dämpfereinrichtung umfasst eine erste Dämpferanordnung. Der Wandler umfasst ein Turbinenrad. Die erste Dämpferanordnung ist eingangsseitig mit der Eingangsseite und ausgangsseitig mit dem Flansch drehmomentschlüssig gekoppelt. Die Kupplungseinrichtung ist ausgebildet, das Turbinenrad schaltbar drehmomentschlüssig mit dem Flansch zu verbinden.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die erste Dämpferanordnung in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen betrieben werden kann, sodass ein Dämpferverhalten auf einfache Weise adaptiert werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Kupplungseinrichtung eine erste Kupplung auf. Die erste Kupplung ist zwischen dem Flansch und dem Turbinenrad angeordnet. In geschlossenem Zustand verbindet die erste Kupplung das Turbinenrad mit dem Flansch zumindest teilweise drehmomentschlüssig. In geöffnetem Zustand der ersten Kupplung ist eine Drehmomentübertragung über die erste Kupplung zwischen dem Turbinenrad unterbrochen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Kupplung unterhalb einer ersten vordefinierten Drehzahl geschlossen und oberhalb der ersten vordefinierten Drehzahl zumindest teilweise geöffnet.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erste Kupplung eine zweite vordefinierte Drehzahl auf. Die zweite vordefinierte Drehzahl ist größer als die erste vordefinierte Drehzahl. Zwischen der ersten vordefinierten Drehzahl und der zweiten vordefinierten Drehzahl ist die erste Kupplung teilweise geöffnet. Oberhalb der zweiten vordefinierten Drehzahl ist die erste Kupplung vollständig geöffnet. Dadurch kann ein schlagartiges Umschalten der ersten Kupplung und somit ein schlagartiges Umschalten der Betriebszustände der Drehmomentübertragungseinrichtung vermieden werden. Somit weist die Drehmomentübertragungseinrichtung ein besonders komfortables Betriebsverhalten auf.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Drehmomentübertragungseinrichtung eine einen Zwischenflansch auf, wobei die Dämpfereinrichtung eine zweite Dämpferanordnung umfasst, wobei die zweite Dämpferanordnung eingangsseitig mit der Eingangsseite und ausgangsseitig mit dem Zwischenflansch verbunden ist, wobei die erste Dämpferanordnung eingangsseitig mit dem Zwischenflansch verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Drehmomentübertragungseinrichtung einen Zwischenflansch auf. Der Zwischenflansch ist zwischen der ersten Dämpferanordnung und der zweiten Dämpferanordnung angeordnet. Die Kupplungseinrichtung weist eine zweite Kupplung auf. Die zweite Kupplung ist zwischen dem Turbinenrad und dem Zwischenflansch angeordnet. In geschlossenem Zustand verbindet die zweite Kupplung das Turbinenrad mit dem Zwischenflansch zumindest teilweise drehmomentschlüssig. In geöffnetem Zustand der zweiten Kupplung ist eine Drehmomentübertragung über die zweite Kupplung zwischen dem Turbinenrad und dem Zwischenflansch unterbrochen. Dadurch können eine Antriebseigenform eines Antriebsmotors, der mit der Eingangsseite koppelbar ist, und eine Tilgerform eines Fliehkraftpendels, das mit dem Flansch koppelbar ist, beabstandet zueinander gehalten werden, sodass sich die beiden Eigenformen nicht gegenseitig beeinflussen. Dadurch kann eine Isolation der Drehmomentübertragungseinrichtung besonders effizient ausgebildet werden. Auch wird vermieden, dass im Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung im Drehzahlband Amplituden in der Tilgerform auftreten, die nicht ohne Weiteres durchfahren werden können.
In einer weiteren Ausführungsform ist die zweite Kupplung unterhalb einer dritten vordefinierten Drehzahl geöffnet und oberhalb der dritten vordefinierten Drehzahl geschlossen. Vorzugsweise sind die erste Drehzahl und die dritte Drehzahl identisch oder unterschiedlich.
In einer weiteren Ausführungsform weist die vierte Kupplung eine vierte vordefinierte Drehzahl auf. Die vierte Drehzahl ist größer als die dritte vordefinierte Drehzahl. Zwischen der dritten vordefinierten Drehzahl und der vierten vordefinierten Drehzahl ist die zweite Kupplung teilweise geschlossen. Oberhalb der vierten vordefinierten Drehzahl ist die zweite Kupplung vollständig geschlossen. Vorzugsweise entspricht die vierte vordefinierte Drehzahl im Wesentlichen der zweiten vordefinierten Drehzahl.
In einer weiteren Ausführungsform weist die erste und/oder zweite Dämpferanordnung wenigstens ein Federelement auf. Das Federelement ist als Bogenfeder oder Druckfeder ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform wird die Kupplungseinrichtung, insbesondere die erste Kupplung und/oder die zweite Kupplung, fliehkraft- und/oder elektrisch und/oder hydraulisch und/oder pneumatisch und/oder mechanisch betätigt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 ein Diagramm einer Drehzahlschwankung aufgetragen über einer Drehzahl;
3 ein Diagramm eines mittels einer Kupplung der in 1 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung übertragbaren maximalen Moments aufgetragen über der Drehzahl;
4 eine schematische Darstellung einer Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform;
5 einen Ausschnitt der in 4 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung;
6 ein Diagramm eines maximal mittels der Kupplungen der in 4 und 5 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung übertragbaren maximalen Moments aufgetragen über der Drehzahl; und
7 ein Diagramm einer Drehzahlschwankung aufgetragen über der Drehzahl der in den 4 und 5 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Drehmomentübertragungseinrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 kann dabei Teil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Zur erleichternden Darstellung sind in 1 Rotationsmassen mittels rechteckiger Kästen dargestellt. Im Wesentlichen steife Drehmomentübertragungen sind mit geraden Linien gezeigt. Eine weiche Drehmomentübertragung ist mit einer gezackten Linie dargestellt.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 weist eine Eingangsseite 15 und ein Ausgangsseite 20 auf. Die Eingangsseite 15 ist drehmomentschlüssig mit einem Antriebsmotor 25 verbunden. Der Antriebsmotor 25 kann als Hubkolbenmotor, insbesondere als Verbrennungsmotor, ausgebildet sein. Der Antriebsmotor 25 weist eine Antriebsmotoreigenform auf.
Die Ausgangsseite 20 ist drehmomentschlüssig mit einer Übersetzungseinrichtung 30 verbunden. Die Übersetzungseinrichtung 30 kann hierbei als Stirnradgetriebe und/oder Planetengetriebe oder andersartig ausgebildet sein. Die Übersetzungseinrichtung 30 kann ausgangsseitig mit weiteren Komponenten des Antriebsstrangs drehmomentschlüssig verbunden sein. Die Übersetzungseinrichtung 30 weist eine Massenträgheit J_G auf.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 umfasst eine Überbrückungskupplung 35, einen hydrodynamischen Wandler 40, eine Kupplungseinrichtung 50, ein Fliehkraftpendel 51 und einen Flansch 52.
Der Wandler 40 umfasst ein Pumpenrad 55 mit einer Massenträgheit J_P. Des Weiteren umfasst der Wandler 40 ein Turbinenrad 60 mit einer Massenträgheit J_T. Das Pumpenrad 55 ist drehmomentschlüssig mit der Eingangsseite 15 verbunden. Die Eingangsseite 20 ist mittels einer Abtriebswelle 56 des Antriebsmotors 25 mit dem Antriebsmotor 25 drehmomentschlüssig verbunden Im Wandler 40 wird mittels hydrodynamischer Effekte das Pumpenrad 55 drehmomentschlüssig mit dem Turbinenrad 60 gekoppelt.
Die Überbrückungskupplung 35 weist eine Überbrückungskupplungseingangsseite 65 und eine Überbrückungskupplungsausgangsseite 70 auf. Die Überbrückungskupplung 35 ist schaltbar. Dabei verbindet in geschlossenem Zustand die Überbrückungskupplung 35 die Überbrückungskupplungseingangsseite 65 mit der Überbrückungskupplungsausgangsseite 70 drehmomentschlüssig. In geöffnetem Zustand ist die Überbrückungskupplungseingangsseite 65 von der Überbrückungskupplungsausgangsseite 70 getrennt. Die Überbrückungskupplungseingangsseite 65 ist mit dem Pumpenrad 55 verbunden.
Die Dämpfereinrichtung 45 umfasst eine erste Dämpferanordnung 71. Die erste Dämpferanordnung 71 ist eingangsseitig mit der Überbrückungskupplungsausgangsseite 70 drehmomentschlüssig verbunden. Die erste Dämpferanordnung 71 weist wenigstens ein erstes Federelement 75 auf. Das erste Federelement 75 kann beispielsweise eine Druckfeder sein. Auch kann das erste Federelement 75 andersartig ausgebildet sein. So kann beispielsweise das erste Federelement 75 auch eine Bogenfeder sein
Der Flansch 52 ist bevorzugterweise als Nabenflansch ausgebildet und weist eine Massenträgheit J_NF auf. Der Flansch 52 bildet bevorzugterweise die Ausgangsseite 20 der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 aus. Der Flansch 52 ist über eine Getriebeeingangswelle 80 drehmomentschlüssig mit der Übersetzungseinrichtung 30 verbunden. Die Getriebeeingangswelle 80 ist bevorzugterweise weich ausgebildet, sodass in 1 die Getriebeeingangswelle 80 mit gezackter Linie dargestellt ist. Auch kann die Getriebeeingangswelle 80 steif ausgebildet sein. Die erste Dämpferanordnung 71 ist ausgangsseitig mit dem Flansch 52 gekoppelt
Das Fliehkraftpendel 51 ist bevorzugterweise am Turbinenrad 60 angeordnet. Auch kann das Fliehkraftpendel 51 an einer anderen Position der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 angeordnet sein. Das Fliehkraftpendel 51 weist eine Fliehkraftpendeleigenform auf.
Die Kupplungseinrichtung 50 umfasst eine erste Kupplung 81. Die erste Kupplung 81 weist eine erste Kupplungseingangsseite 85 und eine erste Kupplungsausgangsseite 90 auf. Die erste Kupplung 81 ist zwischen dem Flansch 52 und dem Turbinenrad 60 angeordnet, wobei die erste Kupplungseingangsseite 85 mit dem Turbinenrad 60 und die erste Kupplungsausgangsseite 90 mit dem Flansch 52 drehmomentschlüssig gekoppelt sind. In geöffnetem Zustand trennt die erste Kupplung 81 eine Drehmomentübertragung über die erste Kupplung 81 zwischen dem Turbinenrad 60 und dem Flansch 52. In geschlossenem Zustand der ersten Kupplung 81 verbindet die erste Kupplung 81 das Turbinenrad 60 mit dem Flansch 52 zumindest teilweise drehmomentschlüssig. In geschlossenem Zustand der ersten Kupplung 81 kann die erste Kupplung 81 schleifen oder vollständig geschlossen sein. Im schleifenden Zustand wird nur ein Teil eines maximal in vollständigen Zustand der ersten Kupplung 81 zu übertragenden ersten Drehmoments M_R1 von der ersten Kupplungseingangsseite 85 an die erste Kupplungsausgangsseite 90 übertragen. In vollständig geschlossenem Zustand wird das erste Drehmoment M_R1 voll übertragen.
Die erste Kupplung 81 kann dabei fliehkraftbetätigt und/oder elektrisch betätigt und/oder hydraulisch betätigt und/oder pneumatisch betätigt und/oder mechanisch betätigt sein. Auch kann die erste Kupplung 81 einen nichtdargestellten Aktuator umfassen, der mit einem Steuergerät verbunden ist. Mittels des Aktuators kann das Steuergeräts die erste Kupplung 81 öffnen und schließen. Konstruktiv kann die erste Kupplung 81 hydrodynamisch und/oder mit Reibpartner ausgestaltet sein, die einen Reibschluss zur drehmomentschlüssigen Verbindung der ersten Kupplungseingangsseite 85 mit der ersten Kupplungsausgangsseite 90 erzeugen.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 weist im Wesentlichen drei Betriebszustände auf. In einem ersten Betriebszustand ist die Überbrückungskupplung 35 geöffnet. Somit ist eine Drehmomentübertragung zwischen der Überbrückungskupplungseingangsseite 65 und der Überbrückungskupplungsausgangsseite 70 unterbrochen. Der Antriebsmotor 25 stellt ein Drehmoment bereit. Das Drehmoment wird über die Eingangsseite 15 in die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 eingeleitet. Das Drehmoment wird über den Wandler 40 an die erste Kupplungseingangsseite 85 übertragen. Im ersten Betriebszustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 ist die erste Kupplung 81 geschlossen, da andernfalls über die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 kein Drehmoment zwischen der Eingangsseite 15 und der Ausgangsseite 20 übertragbar ist. Über die erste Kupplung 81 wird das Drehmoment an die Ausgangsseite 20 weitergeleitet. Von der Ausgangsseite 20 wird über die Getriebeeingangswelle 80 das Drehmoment an die Übersetzungseinrichtung 30 weitergeleitet. Auf Grund der Anordnung des Fliehkraftpendels 51 an dem Turbinenrad 60, tilgt das Fliehkraftpendel 51 Drehschwingungen im Drehmoment ausgangsseitig des Wandlers 40.
In einem zweiten Betriebszustand ist die Überbrückungskupplung 35 geschlossen. Der Antriebsmotor 25 stellt das Drehmoment bereit. Das Drehmoment wird über die Eingangsseite 15 eingeleitet. Durch die Kopplung der Überbrückungskupplungseingangsseite 65 mit dem Pumpenrad 55 wird das Drehmoment von der Eingangsseite 15 in die Überbrückungskupplung 35 eingeleitet. Die Überbrückungskupplung 35 überträgt das Drehmoment an ihre Überbrückungskupplungsausgangsseite 70. Das Drehmoment wird weiter in die Dämpfereinrichtung 45 eingeleitet. Die Dämpfereinrichtung 45 reduziert dabei im Drehmoment vorliegende Drehschwingungen, sodass ausgangsseitig an der Dämpfereinrichtung 45 ein glatteres Drehmoment bereitgestellt wird. Das Drehmoment wird hierbei über die Dämpfereinrichtung 45 an die Ausgangsseite 20 übertragen. Im zweiten Betriebszustand weist die erste Dämpferanordnung 71 ein erstes Betriebsverhalten mit einer ersten Eigenform auf. Im zweiten Betriebszustand ist die erste Kupplung 81 geöffnet, sodass das Turbinenrad 60 von dem Flansch 52 abgekoppelt ist. Das Drehmoment wird über die Getriebeeingangswelle 80 weiter an die an die Übersetzungseinrichtung 30 geleitet.
In einem dritten Betriebszustand, der im Wesentlichen dem zweiten Betriebszustand entspricht, ist die erste Kupplung 81 geschlossen. Dadurch ist das Turbinenrad 60 drehmomentschlüssig mit dem Flansch 52 gekoppelt. Dadurch summieren sich das Massenträgheitsmoment J_T, J_NF des Turbinenrads 60 und des Flansch 52 auf. Dies bewirkt, dass die erste Dämpferanordnung 71 ein zweites Betriebsverhalten aufweist, das unterschiedlich zum ersten Betriebsverhalten ist. Ferner ist das zweite Betriebsverhalten der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 gegenüber dem ersten Betriebszustand dadurch verändert, dass das Fliehkraftpendel 51 über die erste Kupplung 81 mit eingekuppelt wird.
2 zeigt ein Diagramm einer Drehzahlschwankung Δn an der Ausgangsseite 20 aufgetragen über der Drehzahl n. Das Diagramm weist einen ersten Graphen 100 und einen zweiten Graphen 105 auf. Der erste Graph 100 entspricht dem ersten Betriebsverhalten der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 im in 1 beschriebenen zweiten Betriebszustand. Der zweite Graph 105 entspricht dem in 1 beschriebenen dritten Betriebszustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10. Der erste Graph 100 unterscheidet sich dahingehend vom zweiten Graphen 105, dass mit abnehmender Drehzahl n die Drehzahlschwankung Δn früher ansteigt als beim zweiten Graphen 105.
Im Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 wird die erste Kupplung 81 drehzahlabhängig gesteuert. Dabei ist die erste Kupplung 81 unterhalb einer ersten vordefinierten Drehzahl n_G1 geschlossen und die Drehmomentübertragungseinrichtung im dritten Betriebszustand betrieben wird. Oberhalb der ersten vordefinierten Drehzahl n_G1 ist die erste Kupplung 81 zumindest teilweise geöffnet und die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 arbeitet im zweiten Betriebszustand. Der zweite Betriebszustand unterscheidet sich dahingehen ferner von dem dritten Betriebszustand, dass durch das Abkuppeln des Turbinenrads 60 vom Flansch 52 die Fliehkraftpendeleigenform keinen weiteren Einfluss auf die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 nehmen kann.
Durch das drehzahlabhängige Schalten der ersten Kupplung 81, kann die Drehmomentübertragungseinrichtung jeweils im für sie günstigeren Betriebszustand, wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 eine geringere Drehzahlschwankung aufweist, betrieben werden. Dadurch können jeweils die positiven Eigenschaften der ersten Dämpferanordnung 71 drehzahlabhängig genutzt werden, sodass die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 ein insgesamt verbessertes Betriebsverhalten aufweist. Dadurch kann insbesondere ein negatives Verhalten, z. B. ein Aufschaukeln von Drehzahlschwankungen oberhalb der ersten vordefinierten Drehzahl n_G1 im dritten Betriebszustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10, also wenn die erste Kupplung 81 geschlossen ist, vermieden werden.
3 zeigt ein Diagramm eines Schaltzustands der ersten Kupplung 81 der Kupplungseinrichtung 50 in einer Variante der ersten Kupplung 81. Dabei ist in 3 ein maximal mit der ersten Kupplung 81 über der Drehzahl n übertragbares Drehmoment M_R1 aufgetragen.
Die erste Kupplung 81 weist gegenüber der in den 1 und 2 gezeigten ersten Kupplung 81 eine zweite vordefinierte Drehzahl n_G2 auf. Dabei ist die erste Kupplung 81 zwischen der ersten vordefinierten Drehzahl n_G1 und der zweiten vordefinierten Drehzahl n_G2 teilweise geöffnet. In diesem Zustand kann also die erste Kupplung 81 durchrutschend betrieben werden. Oberhalb der zweiten vordefinierten Drehzahl n_G2 ist die erste Kupplung 81 vollständig geöffnet. Diese Ausgestaltung der ersten Kupplung 81 bewirkt, dass kein ruckartiges Umschalten der ersten Kupplung 81 in einem ruckartigen Verändern des Verhaltens der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 resultiert.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Drehmomentübertragungseinrichtung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 ist ähnlich zu der in 1 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung 10 ausgebildet. Abweichend dazu weist die Kupplungseinrichtung 50 neben der ersten Kupplung 81 und eine zweite Kupplung 200 auf. Die zweite Kupplung 200 kann identisch zur ersten Kupplung 81 ausgebildet sein. Auch kann die zweite Kupplung 200 abweichend zur ersten Kupplung 81 ausgebildet sein. Auch kann die zweite Kupplung 200 über die erste Kupplung 81 betätigt sein oder eine zur ersten Kupplung 81 abweichende Betätigung aufweisen. Die zweite Kupplung 200 kann dabei unterhalb einer vordefinierten dritten Drehzahl n_G3 geschlossen und oberhalb der vordefinierten dritten Drehzahl n_G3 geöffnet sein.
Die zweite Kupplung 200 weist eine zweite Kupplungseingangsseite 205 und eine zweite Kupplungsausgangsseite 210 auf. Die zweite Kupplungseingangsseite 205 ist drehmomentschlüssig mit dem Turbinenrad 60 verbunden.
Die Dämpfereinrichtung 45 umfasst neben der ersten Dämpferanordnung 71 eine zweite Dämpferanordnung 215. Die zweite Dämpferanordnung 215 kann dabei identisch zur ersten Dämpferanordnung 71 ausgebildet sein. Auch kann die zweite Dämpferanordnung 215 unterschiedlich zur ersten Dämpferanordnung 71 ausgebildet sein. Die zweite Dämpferanordnung 215 weist ein zweites Federelement 220 auf. Das zweite Federelement 220 ist dabei mit dem Flansch 52 gekoppelt.
Zwischen der ersten Dämpferanordnung 71 und der zweiten Dämpferanordnung 215 ist ein Zwischenflansch 225 vorgesehen. Dabei ist ausgangsseitig die zweite Dämpferanordnung 215 mit dem Zwischenflansch 225 gekoppelt. Eingangsseitig ist die zweite Dämpferanordnung 215 mit der Überbrückungskupplungsausgangsseite 70 verbunden.
Die erste Dämpfereinrichtung 71 ist eingangsseitig mit dem Zwischenflansch 225 und ausgangsseitig mit dem Flansch 52 gekoppelt. Die zweite Kupplungsausgangsseite 210 ist drehmomentschlüssig mit dem Zwischenflansch 225 gekoppelt.
Der Zwischenflansch 225 weist eine Massenträgheit J_ZF auf. Die Massenträgheit J_ZF des Zwischenflanschs 225 kann dabei unterschiedlich oder identisch zur Massenträgheit J_NF des Flanschs 52 sein.
5 zeigt einen Ausschnitt der in 3 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung 10. Dabei sind ausschließlich die in 4 bis geschlossener Überbrückungskupplung aktiven Komponenten der Drehmomentübertragungseinrichtung dargestellt.
Der zweite und dritte Betriebszustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 sind ähnlich zu dem in 1 und 2 beschriebenen Betriebszustand.
Im zweiten Betriebszustand ist die zweite Kupplung 200 geschlossen und die erste Kupplung 81 geöffnet. Dadurch wird eine Massenträgheit J_ZF des Zwischenflanschs 225 um die Massenträgheit J_T des Turbinenrads 60 erhöht. Dies bewirkt, dass die Dämpfereinrichtung 45 als Doppeltorsionsdämpfer (DTD) agiert. Dadurch kann, insbesondere bei höheren Drehzahlen, ein negatives Verhalten der Dämpfereinrichtung 45 vermieden werden. Insbesondere können Drehzahldifferenzen bei höheren Drehzahlen, die sich gegebenenfalls aufschaukeln, vermieden werden. Konstruktiv ist diese Schaltung dadurch beispielsweise lösbar, indem die erste Dämpferanordnung 71 radial außerhalb der zweiten Dämpferanordnung 215 angeordnet ist, so dass die Dämpfereinrichtung in axialer Richtung besonders kompakt ist. Ferner ist über die zweite Kupplung 200 das Fliehkraftpendel 51 eingekuppelt.
Im dritten Betriebszustand ist die zweite Kupplung 200 geöffnet, während hingegen die erste Kupplung 81 geschlossen ist. Dies bewirkt, dass die Dämpfereinrichtung 45 als Turbinendämpfer (TD) agiert, der besonders weich ist und hohe Drehzahlschwankungen, insbesondere bei niedrigeren Drehzahlen, besonders gut tilgen kann. Das Umschalten der ersten und zweiten Kupplung 81, 200 kann synchron bei der vordefinierten ersten Drehzahl n_G1 erfolgen.
6 zeigt ein Diagramm der Drehzahlschwankung Δn aufgetragen über der Drehzahl n in Abhängigkeit des zweiten und dritten Betriebszustands. Dabei sind in dem Diagramm drei Graphen 400, 405, 410 gezeigt. Ein erster Graph 400 entspricht dem zweiten Betriebszustand, wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 ausschließlich auf diese Weise über die Drehzahl n geschaltet wäre. Ein zweiter Graph 405 entspricht dem dritten Betriebszustand der in 4 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung 10, wenn die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 über die gesamte Drehzahl n ausschließlich im dritten Betriebszustand betrieben werden würde. Ein dritter Graph 410 zeigt das Betriebsverhalten der Drehmomentübertragungseinrichtung 10, wobei bei der ersten Drehzahl n_G1 vom zweiten Betriebszustand auf den dritten Betriebszustand umgeschaltet wird. Dies führt dazu, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 über das gesamte Drehzahlspektrum eine besonders niedrige Drehzahlschwankung Δn aufweist. Dadurch wird vermieden, dass die Antriebseigenform des Antriebsmotors 25 und die Tilgereigenform des Fliehkraftpendels 51 sich gegenseitig beeinflussen können. Insbesondere wird vermieden, dass im dritten Betriebszustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 die Antriebseigenform nahe zur Tilgereigenform des Fliehkraftpendels 51 liegt. Dadurch wird vermieden, dass eine Isolation zur Drehmomentübertragungseinrichtung 10 früh vor der Antriebseigenform inakzeptabel wird.
Im zweiten Betriebszustand ist die Antriebseigenform niedriger als im dritten Betriebszustand. Im Bereich der Antriebseigenform bleibt die Isolation der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 bis zur ersten Drehzahl n_G1 ausreichend. Da die Tilgereigenform im fahrbaren Bereich oberhalb der ersten Drehzahl n_G1 (in 6 der nach der ersten Drehzahl n_G1 ansteigende Berg des ersten Graphen 400) liegt und oft Amplituden aufweist, die nicht ohne Weiteres durchfahren werden können, können durch das Umschalten der Kupplungen 81, 200 auf den dritten Betriebszustand diese Amplituden in der Drehzahlschwankung Δn der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 vermieden werden. Dadurch können die positiven Eigenschaften der Drehmomentübertragungseinrichtung 10, insbesondere im zweiten Betriebszustand des vorliegenden Turbinendämpfers (TD) im niedrigen Drehzahlbereich, mit den positiven Eigenschaften im dritten Betriebszustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10, insbesondere wenn somit die Dämpfereinrichtung 45 als Doppeltorsionsdämpfer (DTD) ausgebildet ist, im höheren Drehzahlbereich kombiniert werden.
7 zeigt ein Diagramm eines maximal mit der Kupplung 81, 200 übertragbaren Moments M_R1, M_R2 in Abhängigkeit der Drehzahl n in einer Variante der in 4 bis 6 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung 10.
Das Diagramm weist einen ersten Graphen 300 und einen zweiten Graphen 305 auf. Der erste Graph 300 entspricht dem in 3 gezeigten Graphen 100 der ersten Kupplung 81. Der zweite Graph 305 entspricht der Schaltung und dem mit der zweiten Kupplung 200 übertragbaren maximalen Drehmoment M_R2. Die zweite Kupplung 200 ist unterhalb einer dritten vordefinierten Drehzahl n_G3 geöffnet. Die dritte vordefinierte Drehzahl n_G3 kann dabei identisch zur ersten Drehzahl n_G1 sein. Auch können die dritte vordefinierte Drehzahl n_G3 und die erste vordefinierte Drehzahl n_G1 unterschiedlich sein. Die zweite Kupplung 200 ist oberhalb der dritten Drehzahl n_G3 teilweise geschlossen. Mit zunehmender Drehzahl n wird die zweite Kupplung 200 weiter geschlossen, wobei oberhalb einer vierten vordefinierten Drehzahl n_G4, die in der Ausführungsform identisch zur zweiten vordefinierten Drehzahl n_G2 ist, die zweite Kupplung 200 vollständig geschlossen ist. Sind die erste Kupplung 81 und die zweite Kupplung 200 beispielhaft identisch ausgebildet, so kann das maximal mit der ersten und der zweiten Kupplung 81, 200 übertragbare Drehmoment M_R1, M_R2 identisch sein. Sind die Kupplungen 81, 200 unterschiedlich ausgebildet, so können selbstverständlich die mittels der Kupplung 81, 200 übertragbaren Drehmomente M_R1, M_R2 unterschiedlich sein. Dies führt dazu, dass zwischen der ersten, dritten Drehzahl n_G1, n_G3 und der zweiten, vierten Drehzahl n_G2, n_G4 ein Übergangsbereich der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 vorliegt, in dem das Turbinenrad 60 teilweise sowohl mit dem Flansch 52 als auch mit dem Zwischenflansch 225 gekoppelt ist. Dabei wird an einem Schnittpunkt 310 der Linien des ersten Graphen 300 und des zweiten Graphen 305 bei einer fünften Drehzahl n_G5 oberhalb dem dritten Betriebszustand der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 zugerechnet und unterhalb der fünften Drehzahl n_G5 dem zweiten Betriebszustand zugerechnet.
Bezugszeichenliste

10: Drehmomentübertragungseinrichtung
15: Eingangsseite
20: Ausgangsseite
25: Antriebsmotor
30: Übersetzungseinrichtung
35: Überbrückungskupplung
40: Wandler
45: erster Dämpfereinrichtung
50: Kupplungseinrichtung
51: Fliehkraftpendel
52: Flansch
55: Pumpenrad
56: Abtriebswelle
60: Turbinenrad
65: Überbrückungskupplungseingangsseite
70: Überbrückungskupplungsausgangsseite
71: erste Dämpferanordnung
75: erstes Federelement
80: Getriebeeingangswelle
81: erste Kupplung
85: erste Kupplungseingangsseite
90: erste Kupplungsausgangsseite
95: kommt nicht vor
100: erster Graph
105: zweiter Graph
200: zweite Kupplung
205: zweite Kupplungseingangsseite
210: zweite Kupplungsausgangsseite
215: zweite Dämpferanordnung
220: zweites Federelement
225: Zwischenflansch
300: erster Graph
305: zweiter Graph
310: Schnittpunkt
400: erster Graph
405: zweiter Graph
410: dritter Graph

Claims

Drehmomentübertragungseinrichtung (10) – mit einer Eingangsseite (15), einem hydrodynamischen Wandler (40), einer Kupplungseinrichtung (50), einem Flansch (52) und einer Dämpfereinrichtung (45), – wobei die Dämpfereinrichtung (45) eine erste Dämpferanordnung (71) umfasst, – wobei der Wandler (40) ein Turbinenrad (60) umfasst, – wobei die erste Dämpferanordnung (71) eingangsseitig mit der Eingangsseite (15) und ausgangsseitig mit dem Flansch (52) drehmomentschlüssig gekoppelt ist, – wobei die Kupplungseinrichtung (50) ausgebildet ist, das Turbinenrad (60) schaltbar drehmomentschlüssig mit dem Flansch (52) zu verbinden.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach Anspruch 1, – wobei die Kupplungseinrichtung (50) eine erste Kupplung (81) umfasst, – wobei die erste Kupplung (81) zwischen dem Flansch (52) und dem Turbinenrad (60) angeordnet ist, – wobei in geschlossenem Zustand die erste Kupplung (81) das Turbinenrad (60) mit dem Flansch (52) zumindest teilweise drehmomentschlüssig verbindet, – wobei in geöffnetem Zustand der ersten Kupplung (81) eine Drehmoment übertragung über die erste Kupplung (81) zwischen dem Flansch (52) und dem Turbinenrad (60) unterbrochen ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Kupplung (81) unterhalb einer ersten vordefinierten Drehzahl (n_G1) geschlossen ist und oberhalb der ersten vordefinierten Drehzahl (n_G1) zumindest teilweise geöffnet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach Anspruch 3, – wobei die erste Kupplung (81) eine zweite vordefinierte Drehzahl (n_G2) aufweist, – wobei die zweite vordefinierte Drehzahl (n_G2) größer als die erste vordefinierte Drehzahl (n_G1) ist, – wobei zwischen der ersten vordefinierten Drehzahl (n_G1) und der zweiten vordefinierten Drehzahl (n_G2) die erste Kupplung (81) teilweise geöffnet ist, – wobei oberhalb der zweiten vordefinierten Drehzahl (n_G2) die erste Kupplung (81) vollständig geöffnet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, – aufweisend einen Zwischenflansch (225), – wobei die Dämpfereinrichtung (45) eine zweite Dämpferanordnung (215) umfasst, – wobei die zweite Dämpferanordnung (215) eingangsseitig mit der Eingangsseite (15) und ausgangsseitig mit dem Zwischenflansch (225) verbunden ist, – wobei die erste Dämpferanordnung (71) mit eingangsseitig mit dem Zwischenflansch (225) verbunden ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach Anspruch 5, – wobei die Kupplungseinrichtung (50) eine zweite Kupplung (200) umfasst, – wobei die zweite Kupplung (200) zwischen dem Turbinenrad (60) und dem Zwischenflansch (225) angeordnet ist, – wobei in geschlossenem Zustand die zweite Kupplung (200) das Turbinenrad (60) mit dem Zwischenflansch (225) zumindest teilweise drehmomentschlüssig verbindet, – wobei in geöffnetem Zustand der zweiten Kupplung (200) eine Drehmomentübertragung über die zweite Kupplung (200) zwischen dem Turbinenrad (60) und dem Zwischenflansch (225) unterbrochen ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach Anspruch 6, – wobei die zweite Kupplung (200) unterhalb einer dritten vordefinierten Drehzahl (n_G3) geöffnet ist und oberhalb der dritten vordefinierten Drehzahl (n_G3) geöffnet ist, – wobei vorzugsweise die erste vordefinierte Drehzahl (n_G1) und die dritte vordefinierte Drehzahl (n_G3) identisch oder unterschiedlich sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach Anspruch 7, – wobei die zweite Kupplung (200) eine vierte vordefinierte Drehzahl (n_G4) aufweist, – wobei die vierte vordefinierte Drehzahl (n_G4) größer ist als die dritte vordefinierte Drehzahl (n_G3) ist, – wobei zwischen der dritten vordefinierten Drehzahl (n_G3) und der vierten vordefinierten Drehzahl (n_G4) die zweite Kupplung (200) teilweise geschlossen ist, – wobei oberhalb der vierten vordefinierten Drehzahl (n_G4) die zweite Kupplung (200) vollständig geschlossen ist, – wobei vorzugsweise die vierte vordefinierte Drehzahl (n_G4) im Wesentlichen der zweiten vordefinierten Drehzahl (n_G2) entspricht.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, – wobei die erste und/oder zweite Dämpferanordnung (71, 215) wenigstens ein Federelement (75, 220) umfasst, – wobei das Federelement (75, 220) als Bogenfeder oder als Druckfeder ausgebildet ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Kupplungseinrichtung (50) durch Fliehkraft betätigt ist und/oder elektrisch betätigt ist und/oder hydraulisch betätigt ist und/oder pneumatisch betätigt ist und/oder mechanisch betätigt ist.