DE102018131309A1 - Prestressing spring reducing torque limiter - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen, die zwischen einer Kurbelwelle eines Motors und einer Eingangswelle auf der angetriebenen Seite vorzusehen ist, mit einem Schwungrad (12), das mit der Kurbelwelle verbindbar ist, einer Dämpferanordnung (14), die in einer Drehmomentübertragungsbahn zwischen dem Schwungrad (12) und der Eingangswelle auf der angetriebenen Seite angeordnet ist und ein Paar von Dämpferseitenblechen (16), einen Nabenflansch (18) und mindestens einen Scheibendämpfer (20) aufweist; und einem Drehmomentbegrenzer (22), der in einer Drehmomentübertragungsbahn zwischen dem Schwungrad (12) und der Dämpferanordnung (14) angeordnet ist und eine Vielzahl von Reibbelägen (24) aufweist, die rutschen können, wenn sie mindestens eine vorgegebene Drehmomentgrö-ße aufnehmen, wobei der Drehmomentbegrenzer (22) mindestens ein Reibplattenelement (26) und mindestens eine mit dem mindestens einen Reibplattenelement (26) zur Drehmomentübertragung wechselwirkende Stützscheibe (28) aufweist. Der Drehmomentbegrenzer (22) weist mindestens zwei Reibplattenelemente (26) auf, an denen die Reibbeläge (24) zur Drehmomentübertragung befestigt sind, wobei die Anzahl der Reibplattenelemente (26) vorzugsweise der Anzahl der Stützscheiben (28) entspricht. Somit wird die funktionsbedingt notwendige Vorspannfederkraft reduziert.Device for absorbing torque fluctuations, which is to be provided between a crankshaft of an engine and an input shaft on the driven side, with a flywheel (12) which can be connected to the crankshaft, a damper arrangement (14) which is in a torque transmission path between the flywheel ( 12) and the input shaft is arranged on the driven side and has a pair of damper side plates (16), a hub flange (18) and at least one disk damper (20); and a torque limiter (22) which is arranged in a torque transmission path between the flywheel (12) and the damper arrangement (14) and has a plurality of friction linings (24) which can slip if they take up at least a predetermined torque size, wherein the torque limiter (22) has at least one friction plate element (26) and at least one support disc (28) which interacts with the at least one friction plate element (26) for torque transmission. The torque limiter (22) has at least two friction plate elements (26) to which the friction linings (24) for torque transmission are fastened, the number of friction plate elements (26) preferably corresponding to the number of support disks (28). This reduces the preload spring force required for the function.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen, beziehungsweise einen Drehmomentbegrenzer für eine Kupplung zur Kraftübertragung zwischen einer drehenden Antriebseinheit und einer drehend angetriebenen Einheit. Als Antriebseinheit gilt beispielhaft ein Motor eines Kraftfahrzeugs mit einem Hybridantriebstrang. Als drehend angetriebene Einheit gilt zum Beispiel ein Schaltgetriebe in einem Kraftfahrzeug. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen, beziehungsweise einen Drehmomentbegrenzer für eine Kupplung, der zwischen einem Motor und einem Getriebe angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, Drehmomentspitzen zu dämpfen.The invention relates to a device for absorbing torque fluctuations, and a torque limiter for a clutch for power transmission between a rotating drive unit and a rotatably driven unit. An engine of a motor vehicle with a hybrid drive train is used as a drive unit, for example. A gearbox in a motor vehicle, for example, is considered to be a rotationally driven unit. In particular, the invention relates to a device for absorbing torque fluctuations, or a torque limiter for a clutch, which is arranged between an engine and a transmission and is designed to dampen torque peaks.
Eine Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
Grundsätzlich müssen Kraftfahrzeugantriebstränge vor Drehmomentüberhöhungen geschützt werden und der steigende Elektrifizierungsgrad der Antriebstränge erhöht deren Empfindlichkeit für solche Überhöhungen.Basically, motor vehicle drive trains must be protected against excessive torque and the increasing degree of electrification of the drive trains increases their sensitivity to such excessive increases.
Das Motordrehmoment von Hybridfahrzeugen der mittleren und obersten Klasse liegt in einem Bereich über 300 Nm. Dies führt zu hohen Anforderungen für Drehmomentbegrenzer, die durch konventionelle Konzepte nur schwer zu erfüllen sind.The engine torque of hybrid vehicles of the middle and top class is in a range over 300 Nm. This leads to high requirements for torque limiters, which are difficult to meet with conventional concepts.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Drehmomentbegrenzer für eine Mehrscheibenkupplung derart zu dimensionieren, dass die funktionsbedingt notwendige Vorspannfederkraft reduziert wird.It is the object of the invention to dimension a torque limiter for a multi-disc clutch in such a way that the preload spring force required for the function is reduced.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by a device for absorbing torque fluctuations with the features of
Die Erfindung betrifft erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen, die zwischen einer Kurbelwelle eines Motors und einer Eingangswelle auf der angetriebenen Seite vorzusehen ist, mit insbesondere einer Tellerfeder, um eine definierte Druckkraft zu erzielen, einem Schwungrad, das mit der Kurbelwelle verbindbar ist, einer Dämpferanordnung, die in einer Drehmomentübertragungsbahn zwischen dem Schwungrad und der Eingangswelle auf der angetriebenen Seite angeordnet ist und ein Paar von Dämpferseitenblechen, einen Nabenflansch und mindestens einen Scheibendämpfer aufweist; und einem als Rutschkupplung ausgebildeten Drehmomentbegrenzer, der in einer Drehmomentübertragungsbahn zwischen dem Schwungrad und der Dämpferanordnung angeordnet ist und eine Vielzahl von Reibbelägen aufweist, die rutschen können, wenn sie mindestens eine vorgegebene Drehmomentgröße aufnehmen, wobei der Drehmomentbegrenzer mindestens ein Reibplattenelement und mindestens eine mit dem mindestens einen Reibplattenelement zur Drehmomentübertragung wechselwirkende Stützscheibe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentbegrenzer mindestens zwei Reibplattenelemente aufweist, an denen die Reibbeläge befestigt sind, wobei die Anzahl der Reibplattenelemente vorzugsweise der Anzahl der Stützscheiben entspricht. Insbesondere kann die Anzahl der Reibplattenelemente mehr als zwei betragen, beispielsweise drei Reibplattenelemente, um die Federkraft auf einen vorteilhaft niedrigen Wert zu reduzieren.The invention relates, according to the invention, to a device for absorbing torque fluctuations, which is to be provided between a crankshaft of an engine and an input shaft on the driven side, in particular with a plate spring in order to achieve a defined compressive force, a flywheel which can be connected to the crankshaft, one Damper assembly arranged in a torque transmission path between the flywheel and the input shaft on the driven side and having a pair of damper side plates, a hub flange and at least one disc damper; and a torque limiter designed as a slip clutch, which is arranged in a torque transmission path between the flywheel and the damper arrangement and has a multiplicity of friction linings which can slip if they absorb at least a predetermined torque size, the torque limiter at least one friction plate element and at least one with the at least one a friction plate element for torque transmission interacting support disc, characterized in that the torque limiter has at least two friction plate elements to which the friction linings are attached, the number of friction plate elements preferably corresponding to the number of support discs. In particular, the number of friction plate elements can be more than two, for example three friction plate elements, in order to reduce the spring force to an advantageously low value.
Die Anzahl der Reibbeläge bildet eine Proportionalität zwischen der Drehmomentgrenze und der benötigten Vorspannfederkraft. Je mehr Reibbeläge verwendet werden, desto niedriger ist die benötigte Vorspannfederkraft, um die geforderte Drehmomentgrenze zu erreichen. Dies hilft, im Vergleich zu einer Lösung mit weniger Reibbelägen, auch die Beanspruchung der einzelnen Reibbeläge durch die Flächenpressung zu reduzieren. Gleichzeitig wird der Platzbedarf wesentlich erhöht. Dies resultiert daraus, dass mehr Komponenten zwischen den Seitenblechen anzuordnen sind. Bei Fahrzeugen der mittleren bis zur obersten Klasse steht üblicherweise mehr Platz zur Verfügung, als bei Kleinfahrzeugen. Diese Großfahrzeuge haben gegenüber Kleinfahrzeugen regelmäßig eine höhere Leistung und stärkere Antriebstränge. Deswegen benötigen Großfahrzeuge mit hybridisierten Antriebsträngen eine höhere Drehmomentgrenze zum Schutz des Antriebstranges vor Drehmomentungleichförmigkeiten. Diese erhöhte Drehmomentgrenze ist zumindest mit zwei Reibbelägen, vorzugsweise mit mehr Reibbelägen, zu erreichen.The number of friction linings forms a proportionality between the torque limit and the required preload force. The more friction linings are used, the lower the preload force required to reach the required torque limit. Compared to a solution with fewer friction linings, this also helps to reduce the stress on the individual friction linings caused by the surface pressure. At the same time, the space requirement is increased significantly. This results from the fact that more components have to be arranged between the side plates. For vehicles in the middle to the top class, there is usually more Space available than for small vehicles. These large vehicles regularly have higher performance and stronger drive trains than small vehicles. This is why large vehicles with hybridized drive trains require a higher torque limit to protect the drive train from torque irregularities. This increased torque limit can be achieved with at least two friction linings, preferably with more friction linings.
Die Reibplattenelemente sind vorzugsweise aus nicht-rostendem Stahl hergestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Reibplattenelemente eine relative Bewegbarkeit zu den Reibbelägen aufweisen und damit eine Reibung erzeugen, wenn die Drehmomentbeanspruchung über der Drehmomentgrenze liegt. Die Stützscheiben helfen die Vorspannfederkraft auf eine Fläche anstatt durch eine Kante der Tellerfeder auf den Reibbelägen zu verteilen.The friction plate elements are preferably made of stainless steel. According to a preferred embodiment, the friction plate elements can have a relative mobility to the friction linings and thus generate friction if the torque load is above the torque limit. The support washers help to distribute the preload force on a surface instead of spreading it on the friction linings through an edge of the disc spring.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Fläche pro Reibbelag die Funktion des Drehmomentbegrenzers erfüllt, indem er ein Reibmoment auf den Reibplattenelementen erzeugt.In particular, it can be provided that one surface per friction lining fulfills the function of the torque limiter by generating a frictional torque on the friction plate elements.
Es hat sich herausgestellt, dass sich die notwendige Vorspannfederkraft besonders gut reduzieren lässt, indem mindestens zwei Reibplattenelemente mindestens eine gemeinsame Steckverzahnung zur Drehmomentübertragung und/oder mindestens zwei Stützscheiben eine gemeinsame Steckverzahnung zur Drehmomentübertragung aufweisen, wobei die jeweilige Steckverzahnung vorzugsweise einstückiger Bestandteil mindestens eines Reibplattenelementes oder mindestens einer Stützscheibe ist.It has been found that the necessary preload spring force can be reduced particularly well by at least two friction plate elements having at least one common spline for torque transmission and / or at least two support disks having a common spline for torque transmission, the respective spline preferably being an integral part of at least one friction plate element or at least a support disc.
Eine Steckverzahnung zwischen zwei Reibplattenelementen ist gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung insbesondere derart gestaltet, dass mindestens ein Reibplattenelement ein Einführelement und ein weiteres Reibplattenelement eine mit dem jeweiligen Einführelement wechselwirkende Aufnahmeöffnung aufweist.A spline between two friction plate elements is designed in accordance with a preferred embodiment of the invention in particular such that at least one friction plate element has an insertion element and another friction plate element has a receiving opening which interacts with the respective insertion element.
Eine weitere Steckverzahnung zwischen zwei Stützscheiben ist gemäß einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung insbesondere derart gestaltet, dass mindestens eine Stützscheibe ein Einführelement und eine weitere Stützscheibe eine mit dem jeweiligen Einführelement wechselwirkende Aufnahmeöffnung aufweist.According to a preferred embodiment of the invention, a further spline between two support disks is in particular designed such that at least one support disk has an insertion element and a further support disk has a receiving opening which interacts with the respective insertion element.
Gemäß einer bevorzugten vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung kann somit das mindestens eine Reibplattenelement, vorzugsweise alle Reibplattenelemente, die Drehmomente durch eine jeweilige Steckverzahnung übertragen. Insbesondere kann das mindestens eine Reibplattenelement mit Steckverzahnung, vorzugsweise alle Reibplattenelemente mit Steckverzahnung, axial beweglich zu mindestens einem Reibplattenelement, beispielsweise mit der gemeinsamen Steckverzahnung sein.According to a preferred embodiment of the invention mentioned above, the at least one friction plate element, preferably all the friction plate elements, can transmit the torques through a respective spline. In particular, the at least one friction plate element with splines, preferably all friction plate elements with splines, can be axially movable to at least one friction plate element, for example with the common splines.
Vorteilhafterweise kann eine jeweilige Steckverzahnung zwischen den Reibplattenelementen einen Reibbelagverschleiß durch eine Verschiebung der Reibplattenelemente ausgleichen. Diese Verschiebung erfolgt insbesondere axial.A respective spline between the friction plate elements can advantageously compensate for friction lining wear by displacing the friction plate elements. This shift is particularly axial.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass eine jeweilige Steckverzahnung zwischen den Stützscheiben den Reibbelagverschleiß durch eine Verschiebung der Stützscheiben ausgleicht. Diese Verschiebung erfolgt insbesondere axial.Additionally or alternatively, it can be provided that a respective spline between the support disks compensates for the friction lining wear by displacing the support disks. This shift is particularly axial.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die eine Stützscheibe oder mehrere Stützscheiben durch ein oder mehrere Abstandselemente formschlüssig in Umfangsrichtung gelagert ist oder sind. Dies kann beispielsweise durch die geometrische Ausgestaltung der Steckverzahnung als Formschlussverbindung erfolgen. Somit können die Stützscheiben nicht ungewollt gegeneinander verdreht werden.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the one or more support disks is or are positively supported in the circumferential direction by one or more spacer elements. This can be done, for example, by the geometrical configuration of the splines as a positive connection. Thus, the support disks cannot be turned against each other unintentionally.
Vorzugsweise können ein oder mehrere Abstandselemente die eine oder mehrere Stützscheiben zentrieren. Dies kann beispielsweise durch die geometrische Ausgestaltung der Steckverzahnung als zentrierende Steckverzahnung erfolgen.One or more spacer elements can preferably center the one or more support disks. This can be done, for example, by the geometrical configuration of the splines as centering splines.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
-
1 : eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, -
2 : eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, -
3 : eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung und -
4 : eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
-
1 FIG. 1 shows a schematic sectional view of a device for absorbing torque fluctuations according to a first embodiment of the invention, -
2nd 1 shows a schematic sectional view of a device for absorbing torque fluctuations according to a second embodiment of the invention, -
3rd : A schematic sectional view of a device for absorbing torque fluctuations according to a third embodiment of the invention and -
4th : A schematic sectional view of a device for absorbing torque fluctuations according to a fourth embodiment of the invention.
Die in
Die Vorrichtung
Weiterhin weist die Vorrichtung
Ebenfalls in
Der Drehmomentbegrenzer
Die Anzahl der Reibplattenelemente
In den
Die Reibplattenelemente
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Fläche pro Reibbelag
Vorzugsweise lässt sich die notwendige Vorspannfederkraft besonders gut reduzieren, indem mindestens zwei Reibplattenelemente
Die Steckverzahnung
Eine beispielhafte Steckverzahnung
Vorteilhafterweise kann die Steckverzahnung
Eine beispielhafte Steckverzahnung
Alternativ kann, wie in
Gemäß einer bevorzugten vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung kann somit das mindestens eine Reibplattenelement
Insbesondere ist vorgesehen, dass eine jeweilige Steckverzahnung
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, jedoch vorliegend nicht im Detail dargestellt, dass die eine oder mehrere Stützscheiben
Vorzugsweise zentriert ein oder zentrieren mehrere Abstandselemente
Genauer bezugnehmend auf die Figuren zeigt
Insbesondere nach
Falls die Abstandselemente
Die Ausführungsform nach
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- Vorrichtung zum Absorbieren von DrehmomentschwankungenDevice for absorbing torque fluctuations
- 1010th
- TellerfederBelleville spring
- 1212
- Schwungradflywheel
- 1414
- DämpferanordnungDamper arrangement
- 16 16
- Paar von DämpferseitenblechenPair of damper side plates
- 1818th
- NabenflanschHub flange
- 2020th
- ScheibendämpferDisc damper
- 2222
- DrehmomentbegrenzerTorque limiter
- 2424th
- ReibbelagFriction lining
- 2626
- ReibplattenelementFriction plate element
- 2828
- StützscheibeSupport disc
- 3030th
- AbstandselementSpacer
- 3232
- Steckverzahnung zwischen zwei ReibplattenelementenSplines between two friction plate elements
- 3434
- Steckverzahnung zwischen zwei StützscheibenSplines between two support disks
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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2018
- 2018-12-07 DE DE102018131309.8A patent/DE102018131309A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |