DE102018131344A1 - Multi-flange damper for a detachable torque transmission unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Mehrflanschdämpfer (1) mit einer Rotationsachse (2) zum Dämpfen von Torsionsschwingungen für eine lösbare Drehmomentübertragungseinheit (3), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:- eine Nabe (6) zur Drehmomentabgabe;- einen ersten Nabenflansch (4);- einen zweiten Nabenflansch (5); und- zumindest einen Mittelflansch (33);- eine Mehrzahl von Dämpfereinheiten (7,8,9,10), welche den ersten Nabenflansch (4), den zweiten Nabenflansch (5) und den Mittelflansch (33) drehmomentübertragend verbinden, wobei drehmomentrichtungsabhängig der erste Nabenflansch (4) oder der zweite Nabenflansch (5) drehmomentübertragend mit der Nabe (6) verbunden ist. Der Mehrflanschdämpfer (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelflansch (33) auf der Nabe (6) zentriert ist.Der hier vorgeschlagene Mehrflanschdämpfer ist kostengünstig fertigbar und ein Mittelflansch einfach zentrierbar und führbar.The invention relates to a multi-flange damper (1) with a rotation axis (2) for damping torsional vibrations for a detachable torque transmission unit (3), comprising at least the following components: - a hub (6) for torque delivery; - a first hub flange (4); a second hub flange (5); and - at least one middle flange (33); - a plurality of damper units (7, 8, 9, 10) which connect the first hub flange (4), the second hub flange (5) and the middle flange (33) in a torque-transmitting manner, the torque direction depending on the the first hub flange (4) or the second hub flange (5) is connected to the hub (6) in a torque-transmitting manner. The multi-flange damper (1) is characterized in particular by the fact that the center flange (33) is centered on the hub (6). The multi-flange damper proposed here is inexpensive to manufacture and a center flange can be easily centered and guided.
Description
Die Erfindung betrifft einen Mehrflanschdämpfer mit einer Rotationsachse zum Dämpfen von Torsionsschwingungen für eine lösbare Drehmomentübertragungseinheit, eine Drehmomentübertragungseinheit für einen Antriebsstrang mit einem solchen Mehrflanschdämpfer, ein Antriebsstrang mit einer solchen Drehmomentübertragungseinheit, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.The invention relates to a multi-flange damper with a rotation axis for damping torsional vibrations for a releasable torque transmission unit, a torque transmission unit for a drive train with such a multi-flange damper, a drive train with such a torque transmission unit, and a motor vehicle with such a drive train.
Aus dem Stand der Technik sind Mehrflanschdämpfer beispielsweise aus der WO 2008 / 019 641 A1 (Zweiflansch-Drehschwingungsdämpfer) und aus der
Vorliegend ist es die Aufgabe, einen Drehschwingungsdämpfer, auch als Torsionsschwingungsdämpfer bezeichnet, für Anwendungen in einem sehr hohen Drehzahlbereich und/oder Drehmomentbereich bereitzustellen. Konventionelle Mehrflanschdämpfer können diese Aufgabe nicht erfüllen. Anwendungsbereiche sind beispielsweise Kupplungsscheiben für Reibkupplungen im Hochleistungsbereich oder als Drehmomentbegrenzer, beispielsweise für elektrische Maschinen als Antriebsaggregat in einem elektrifizierten Antriebsstrang, beispielsweise einem Hybrid-Antriebsstrang mit elektrischer Maschine und Verbrennungskraftmaschine als parallele und/oder serielle Antriebsaggregate, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs.In the present case, the task is to provide a torsional vibration damper, also referred to as a torsional vibration damper, for applications in a very high speed range and / or torque range. Conventional multi-flange dampers cannot perform this task. Areas of application are, for example, clutch disks for friction clutches in the high-performance range or as torque limiters, for example for electrical machines as drive units in an electrified drive train, for example a hybrid drive train with electrical machines and internal combustion engines as parallel and / or serial drive units, for example a motor vehicle.
Ein Hochleistungsbereich ist geprägt von einem sehr hohen zu übertragenden Drehmoment, einer sehr hohen zu übertragenden Drehzahl, sehr niedrigen übertragbaren Torsionsschwingungen und/oder einer sehr langen Lebensdauer beziehungsweise sehr großen Anzahl von Lastzyklen. Zu dem Hochleistungsbereich sind aber auch, beispielsweise als einzige Abweichung zu einem normalen Leistungsbereich, sehr abrupte Drehmomentänderungen zu rechnen, wie sie beispielsweise bei einem Drehmomentbegrenzer im Falle eines Durchrutschens auftreten, und zwar stets bei hohen Drehmomenten und/oder großen Drehzahldifferenzen, beispielsweise bei einer Notbremsung eines Kraftfahrzeugs mit einer mittels eines Drehmomentbegrenzers dauerhaft drehmomentübertragend verbundenen elektrischen Maschine. Weiterhin zu dem Hochleistungsbereich ist aber auch (ebenfalls beispielsweise einzig) zu rechnen, einen sehr großen Dämpfungsbereich abzudecken, also eine Dämpfung für geringe Torsionsschwingungen ebenso wie für große Torsionsschwingungen beziehungsweise betragsmäßig geringe und große Schwankungsdrehmomente bereitzustellen.A high-performance area is characterized by a very high torque to be transmitted, a very high speed to be transmitted, very low transmissible torsional vibrations and / or a very long service life or a very large number of load cycles. The high-performance range also includes, for example, the only deviation from a normal power range, very abrupt changes in torque, such as occur with a torque limiter in the event of slipping, always at high torques and / or large speed differences, for example during emergency braking of a motor vehicle with an electrical machine permanently connected in a torque-transmitting manner by means of a torque limiter. In addition to the high-performance range, one must also count (likewise, for example, only) to cover a very large damping range, i.e. to provide damping for low torsional vibrations as well as for large torsional vibrations or low and large fluctuation torques in terms of amount.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.Proceeding from this, the present invention is based on the object of at least partially overcoming the disadvantages known from the prior art. The features according to the invention result from the independent claims, for which advantageous configurations are shown in the dependent claims. The features of the claims can be combined in any technically meaningful manner, with the explanations from the following description and features from the figures, which include supplementary embodiments of the invention, being able to be used for this purpose.
Die Erfindung betrifft einen Mehrflanschdämpfer mit einer Rotationsachse zum Dämpfen von Torsionsschwingungen für eine lösbare Drehmomentübertragungseinheit, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Nabe zur Drehmomentabgabe;
- - einen ersten Nabenflansch;
- - einen zweiten Nabenflansch; und
- - zumindest einen Mittelflansch;
- - eine Mehrzahl von Dämpfereinheiten, welche den ersten Nabenflansch, den zweiten Nabenflansch und den Mittelflansch drehmomentübertragend verbinden, wobei drehmomentrichtungsabhängig der erste Nabenflansch oder der zweite Nabenflansch drehmomentübertragend mit der Nabe verbunden ist.
- - a hub for torque delivery;
- - a first hub flange;
- - a second hub flange; and
- - at least one middle flange;
- - A plurality of damper units, which connect the first hub flange, the second hub flange and the center flange in a torque-transmitting manner, the torque-direction-dependent connecting the first hub flange or the second hub flange to the hub in a torque-transmitting manner.
Der Mehrflanschdämpfer ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelflansch auf der Nabe zentriert ist.The multi-flange damper is primarily characterized by the fact that the center flange is centered on the hub.
Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.In the following, reference is made to the mentioned axis of rotation if the axial direction, radial direction or the circumferential direction and corresponding terms are used without explicitly indicating otherwise. Unless explicitly stated to the contrary, ordinal numbers used in the preceding and subsequent description serve only to clearly distinguish them and do not reflect the order or ranking of the components identified. A An ordinal number greater than one does not mean that an additional component of this type must necessarily be present.
Der Mehrflanschdämpfer ist zum Dämpfen, also zum teilweisen Absorbieren, von Torsionsschwingungen in einem Antriebsstrang eingerichtet, wobei bevorzugt ein Teil der eingetragenen Schwingungsenergie in eine vergleichmäßigte Drehmomentabgabe umwandelbar ist. Der Mehrflanschdämpfer ist für eine lösbare Drehmomentübertragungseinheit, beispielsweise eine Kupplungsscheibe einer Reibkupplung, eine Rutschkupplung beziehungsweise einen Drehmomentbegrenzer einsetzbar. Dabei soll ein möglichst gut vergleichmäßigtes Drehmoment zudem möglichst verlustarm, also mit einem hohen Wirkungsgrad, um eine gemeinsame Rotationsachse übertragbar sein. Der Mehrflanschdämpfer ist zu diesem Zweck bevorzugt rotationssymmetrisch ausgebildet, zumindest aber zu der Rotationsachse ausgewuchtet. Bei einem (konventionellen) Einflanschdämpfer ist lediglich ein einziger (Naben-) Flansch als Dämpfermasse relativ zu den drehmomentübertragenden Komponenten schwingbar, also begrenzt verdrehbar, in dem Drehmomentfluss aufgehängt. Ein Mehrflanschdämpfer hat im Vergleich zu einem Einflanschdämpfer unter anderem den Vorteil, dass eine Mehrzahl von separat einsetzbaren Schwungmassen in den Drehmomentfluss schaltbar sind. Damit wird die Designfreiheit beispielsweise zum Abdecken eines großen Dämpfungsbereichs enorm vergrößert. In einer Ausführungsform sind, beispielsweise zu vorgenanntem Zweck, in Reihe geschaltete Druckfedern mit unterschiedlichen Federkennlinien ausgeführt.The multi-flange damper is designed for damping, that is to say partially absorbing, torsional vibrations in a drive train, it being possible for part of the vibration energy entered to be convertible into a uniform torque output. The multi-flange damper can be used for a detachable torque transmission unit, for example a clutch disc of a friction clutch, a slip clutch or a torque limiter. A torque that is as uniform as possible should also be able to be transmitted with as little loss as possible, ie with a high degree of efficiency, about a common axis of rotation. For this purpose, the multi-flange damper is preferably designed to be rotationally symmetrical, but at least balanced to the axis of rotation. In the case of a (conventional) single-flange damper, only a single (hub) flange as the damper mass can be oscillated in the torque flow relative to the torque-transmitting components, that is, can be rotated to a limited extent. Compared to a single-flange damper, a multi-flange damper has the advantage, among other things, that a plurality of flywheels that can be used separately can be switched into the torque flow. This enormously increases the freedom of design, for example to cover a large damping area. In one embodiment, for example for the aforementioned purpose, pressure springs connected in series are designed with different spring characteristics.
Der Mehrflanschdämpfer weist als Dreiflanschdämpfer einen ersten Nabenflansch und einen zweiten Nabenflansch, sowie einen Mittelflansch auf. Der Mittelflansch ist mit Dämpfereinheiten, beispielsweise Druckfedern, in Reihe geschaltet zwischen dem ersten Nabenflansch und dem zweiten Nabenflansch angeordnet. Es ist auch eine größere Anzahl von Flanschen einsetzbar, wobei entsprechend eine größere Anzahl von Mittelflanschen eingesetzt werden, welche zueinander jeweils mittels Dämpfereinheiten verbunden in Reihe geschaltet sind. In einer Ausführungsform sind der erste Nabenflansch und der zweite Nabenflansch identisch ausgeführt, wobei diese zu einer Querebene, zu welcher die Rotationsachse normal ausgerichtet ist, zueinander gespiegelt in dem Mehrflanschdämpfer eingebaut sind.The multi-flange damper has a first hub flange and a second hub flange as well as a middle flange as a three-flange damper. The middle flange is arranged in series with damper units, for example compression springs, between the first hub flange and the second hub flange. A larger number of flanges can also be used, with a correspondingly larger number of middle flanges being used, which are connected to one another in series by means of damper units. In one embodiment, the first hub flange and the second hub flange are designed identically, with these being installed in the multi-flange damper, mirrored to one another to a transverse plane to which the axis of rotation is normally aligned.
Zentral, also nah bei der Rotationsachse, ist eine Nabe angeordnet, welche einen Anschluss an eine Ausgangswelle bildet, beispielsweise mittels einer nach radial-innen gerichteten Steckverzahnung für eine korrespondierende Außenverzahnung einer solchen Ausgangswelle. Die Nabe weist radial-außen, also hin zu den Nabenflanschen eine Außenverzahnung auf, welche in Umfangsrichtung einen so großen Abstand zwischen den einzelnen Außenzähnen bildet, dass ein Nabenflansch relativ zu der Nabe verdrehbar ist. Damit ist drehmomentrichtungsabhängig entweder der erste Nabenflansch oder der zweite Nabenflansch drehmomentübertragend unmittelbar, also nicht mittelbar über die Dämpfereinheiten, mit der Nabe verbunden. In einer Ausführungsform bildet die Außenverzahnung zudem eine Begrenzung des maximalen Verdrehwinkels zwischen den beiden Nabenflanschen. In einer anderen Ausführungsform sind die Dämpfereinheiten intrinsisch begrenzt, beispielsweise als Druckfedern auf Block bringbar, und/oder ein Anschlagelement bei den Flanschen, beispielsweise (unmittelbar) zwischen den Nabenflanschen als Drehwinkelbegrenzer gebildet.A hub is arranged centrally, that is close to the axis of rotation, which forms a connection to an output shaft, for example by means of a radially inwardly directed spline for a corresponding external toothing of such an output shaft. The hub has an external toothing radially outside, that is to say towards the hub flanges, which forms such a large distance in the circumferential direction between the individual outer teeth that a hub flange can be rotated relative to the hub. Depending on the direction of torque, either the first hub flange or the second hub flange is connected to the hub in a torque-transmitting manner directly, ie not indirectly via the damper units. In one embodiment, the external toothing also forms a limitation of the maximum angle of rotation between the two hub flanges. In another embodiment, the damper units are intrinsically limited, for example can be brought to block as compression springs, and / or a stop element is formed in the flanges, for example (directly) between the hub flanges as a rotation angle limiter.
Weiterhin ist ein Drehmomenteingang vorgesehen, wobei dieser (beispielsweise zum reibschlüssigen) Aufnehmen eines Drehmoments eingerichtet ist. Beispielsweise ist der Drehmomenteingang eine Reibscheibe mit einem Reibbelag. Beispielsweise ist der Drehmomenteingang zumindest eine Seitenscheibe oder mit der zumindest einen Seitenscheibe verbunden, welche die Nabenflansche axial lagert. Eine solche Seitenscheibe beziehungsweise ein Paar von Seitenscheiben ist bevorzugt relativ zu dem Nabenflansch verdrehbar an dem Nabenflansch axial abgestützt.Furthermore, a torque input is provided, this being set up (for example for frictionally engaging) taking up a torque. For example, the torque input is a friction disk with a friction lining. For example, the torque input is connected to at least one side plate or to the at least one side plate, which axially supports the hub flanges. Such a side plate or a pair of side plates is preferably axially supported on the hub flange such that it can be rotated relative to the hub flange.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Begriffe Eingang und Ausgang lediglich für einen angenommenen Hauptbetriebszustand gewählt sind, beispielsweise ein Zugmoment ausgehend von einer Antriebsmaschine vom Eingang zum Ausgang auf ein ausgangsseitig angeschlossenes Getriebe übertragbar ist und umgekehrt ein Schubmoment ausgehend beziehungsweise übertragen von einem Getriebe vom Ausgang zum Eingang auf die eingangsseitig angeschlossene Antriebsmaschine übertragbar ist. Ein Drehmomentverlauf ist also durchaus vom Ausgang hin zum Eingang mittels des Mehrflanschdämpfers (bevorzugt in beiden Richtungen gedämpft) übertragbar. Ein solcher umgekehrter Drehmomentverlauf von Ausgang nach Eingang kann auch den Hauptbetriebszustand darstellen.At this point, it should be noted that the terms input and output are only selected for an assumed main operating state, for example a traction torque starting from a drive machine can be transferred from the input to the output to a transmission connected on the output side and vice versa a thrust torque originating or transmitted from a transmission is transferable from the output to the input to the drive machine connected on the input side. A torque curve can therefore be transferred from the output to the input by means of the multi-flange damper (preferably damped in both directions). Such a reverse torque curve from output to input can also represent the main operating state.
Hier ist nun vorgeschlagen, dass der Mittelflansch auf der Nabe zentriert ist. Dies hat einen zusätzlichen stabilisierenden Effekt auf die Flansche, sodass Querschwingungen, also nicht wie die Torsionsschwingungen um die Rotationsachse, gemindert sind. Zudem ist im Vergleich zu einem an einem der Nabenflansche zentrierten Mittelflansch eine Spielverkettung unterbrochen und damit eine größere Fertigungstoleranz erreichbar.It is now proposed that the center flange be centered on the hub. This has an additional stabilizing effect on the flanges, so that transverse vibrations, ie not like the torsional vibrations around the axis of rotation, are reduced. In addition, in comparison to a center flange centered on one of the hub flanges, a chain of play is interrupted and thus a greater manufacturing tolerance can be achieved.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Mehrflanschdämpfers vorgeschlagen, dass der Mittelflansch axial von dem ersten Nabenflansch und axial gegenüberliegend von dem zweiten Nabenflansch axial gelagert ist. It is further proposed in an advantageous embodiment of the multi-flange damper that the central flange is axially supported axially by the first hub flange and axially opposite by the second hub flange.
Bei dieser Ausführungsform ist der Mittelflansch von den Nabenflanschen axial positioniert. Dabei wird zusätzlicher Bauraum für zusätzliche Schwungmasse gewonnen, weil eine axiale Durchführung zu den Seitenscheiben oder zu anderen Bauteilen des Mehrflanschdämpfers nicht notwendig sind. Zugleich ist aber auch keine Abstützung an der Nabe notwendig. Eine Abstützung an der Nabe führt zu einer ungünstigen Axialkraftverkettung und damit zu einer ungünstigen Spielverkettung. In this embodiment, the center flange is axially positioned from the hub flanges. This creates additional installation space for additional flywheel mass because an axial passage to the side windows or to other components of the multi-flange damper is not necessary. At the same time, no support on the hub is necessary. A support on the hub leads to an unfavorable chain of axial forces and thus to an unfavorable chain of play.
Eine solche Axialkraftverkettung ist besonders nachteilig, wenn eine Hystereseeinrichtung zwischen zumindest einem der Nabenflansche und zumindest einem der Seitenbleche vorgesehen ist, welche an der Nabe axial abgestützt sind.Such an axial force linkage is particularly disadvantageous if a hysteresis device is provided between at least one of the hub flanges and at least one of the side plates, which are axially supported on the hub.
Mittels einer axialen Abstützung des Mittelflanschs an den Nabenflanschen ist zudem eine gewünschte Reibung für ein gewünschtes Hystereseverhalten des Mittelflanschs einstellbar.By means of an axial support of the middle flange on the hub flanges, a desired friction can also be set for a desired hysteresis behavior of the middle flange.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Mehrflanschdämpfers vorgeschlagen, dass ein reibungsarmes Zentrierelement vorgesehen ist, welches eine radiale und/oder axiale Kontaktfläche des Mittelflanschs bildet.It is further proposed in an advantageous embodiment of the multi-flange damper that a low-friction centering element is provided which forms a radial and / or axial contact surface of the center flange.
Bei dieser Ausführungsform ist ein Zusatzelement vorgesehen, welches hinsichtlich des Werkstoffs und/oder der Oberflächeneigenschaften separat von dem Mittelflansch gebildet ist. Ein solches Zentrierelement ist beispielsweise formschlüssig mit dem Mittelflansch verbunden. Alternativ ist das Zentrierelement eine Beschichtung, welche an dem Mittelflansch (hauptsächlich stoffschlüssig) haftet. In einer Ausführungsform ist das Zentrierelement zweiteilig ausgeführt, beispielsweise jeweils L-förmig, wobei jedes Teilelement bei der Montage von links und rechts auf den Mittelflansch aufgebracht, beispielsweise aufgeklickt wird.In this embodiment, an additional element is provided which is formed separately from the central flange with regard to the material and / or the surface properties. Such a centering element is, for example, positively connected to the central flange. Alternatively, the centering element is a coating that adheres (mainly cohesively) to the central flange. In one embodiment, the centering element is designed in two parts, for example in each case L-shaped, with each partial element being attached, for example clicked on, to the middle flange from left and right during assembly.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Drehmomentübertragungseinheit für einen Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - einen Mehrflanschdämpfer nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung;
- - eine Reibscheibe als Drehmomenteingang;
- - eine Anpressplatte, welche mit der Reibscheibe derart verpressbar ist, dass zwischen der Reibscheibe und der Anpressplatte ein Drehmoment reibschlüssig übertragbar ist,
- - A multi-flange damper according to an embodiment as described above;
- - A friction disc as a torque input;
- a pressure plate which can be pressed with the friction disk in such a way that a torque can be transmitted in a frictionally locking manner between the friction disk and the pressure plate,
Die Drehmomentübertragungseinheit ist dazu eingerichtet, eine Drehmomentübertragung unterbrechbar zu gestalten und zugleich einen hohen Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung sicherzustellen. Beispiele einer reibschlüssigen Drehmomentübertragungseinheit sind eine Reibkupplung, eine Rutschkupplung beziehungsweise ein Drehmomentbegrenzer, bevorzugt für eine elektrische Maschine in einem elektrifizierten Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise eines Hybrid-Fahrzeugs.The torque transmission unit is set up to make a torque transmission interruptible and at the same time to ensure a high efficiency of the torque transmission. Examples of a frictional torque transmission unit are a friction clutch, a slip clutch or a torque limiter, preferably for an electrical machine in an electrified drive train for a motor vehicle, for example a hybrid vehicle.
Eine Reibscheibe stellt im Zusammenwirken mit einer Gegenplatte unter einer axialen Vorspannung, beispielsweise mittels einer Tellerfeder und/oder einer axial bewegbaren Anpressplatte, eine Drehmomentübertragung bis zu einem auslegungsgemäß vorbestimmten maximalen Drehmoment sicher. Die Vorspannung ist im Falle einer Reibkupplung aktiv aufhebbar, beispielsweise mittels eines Kupplungspedals in einer Fahrerkabine eines Kraftfahrzeugs. Die Vorspannung einer Rutschkupplung beziehungsweise eines Drehmomentbegrenzers ist konstruktiv festgelegt und dient lediglich dem Schutz vor einer Überlast, die auslegungsgemäß nicht oder nur selten vorkommen soll, beispielsweise zu Sicherung gegen eine Beschädigung von Bauteilen oder ungewünschten Betriebszuständen beispielsweise Gangverspannungen bei einem Doppelschaltgetriebe.In cooperation with a counter plate under axial pretension, for example by means of a plate spring and / or an axially movable pressure plate, a friction disk ensures torque transmission up to a maximum torque which is predetermined according to the design. In the case of a friction clutch, the preload can be actively removed, for example by means of a clutch pedal in a driver's cabin of a motor vehicle. The preload of a slip clutch or a torque limiter is structurally defined and only serves to protect against an overload, which according to the design should not or only rarely occur, for example to protect against damage to components or undesired operating conditions, e.g. gear tension in a dual-speed transmission.
Der Mehrflanschdämpfer ist zum Dämpfen von Drehmomentschwingungen vorgesehen. In einer Ausführungsform soll zum einen im drehmomentübertragenden Betrieb eine Drehmomentschwingung gedämpft werden. Zum anderen oder alternativ soll eine durch eine (infolge eines sich wiederholt abhebenden Reibschlusses bei Überschreiten der auslegungsgemäßen Grenze des maximal übertragbaren Drehmoments) rupfende Drehmomentübertragung induzierte Reibschwingung von dem übrigen Antriebsstrang beziehungsweise ausgangsseitigen oder eingangsseitigen Antriebsstrang entkoppelt werden.The multi-flange damper is designed to dampen torque vibrations. In one embodiment, on the one hand, a torque oscillation is to be damped in torque-transmitting operation. On the other hand or alternatively, a torque transmission induced by a torque transmission (due to a repeated frictional engagement when the design limit of the maximum transmissible torque is exceeded) should be decoupled from the rest of the drive train or drive train on the output or input side.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Drehmomentübertragungseinheit vorgeschlagen, dass die Drehmomentübertragungseinheit als passiv lösbarer Drehmomentbegrenzer eingerichtet ist, wobei bevorzugt ein Reibbelag zwischen der Reibscheibe und der Anpressplatte lose angeordnet ist.It is further proposed in an advantageous embodiment of the torque transmission unit that the torque transmission unit is set up as a passively releasable torque limiter, a friction lining preferably being loosely arranged between the friction disk and the pressure plate.
Ein solcher passiver Drehmomentbegrenzer ist beispielsweise für einen Hybrid-Antriebsstrang für die Rotorwelle einer elektrischen Maschine besonders vorteilhaft, sodass die elektrische Maschine effizient vor Torsionsschwingungen geschützt ist, auf welche die elektrische Maschine unter Umständen empfindlich reagiert, beziehungsweise weil an der Rotorwelle anliegende Torsionsschwingungen die Blindleistung der elektrischen Maschine erhöhen und/oder Fehlströme mit schädigenden Überschlagspannungen auf Nachbarbauteile verursachen können. Der Drehmomentbegrenzer beziehungsweise dessen Mehrflanschdämpfer erfüllt bevorzugt die zuvor beschriebenen der Schwingungsdämpfung für zwei Betriebszustände, nämlich im normalen Betrieb, in welchem das Drehmoment ungestört mit einem hohen Wirkungsgrad mittels des Drehmomentbegrenzers übertragen wird, und im Überlast-Betrieb, bei welchem beispielsweise ein Rupfen auftritt.Such a passive torque limiter is particularly advantageous, for example, for a hybrid drive train for the rotor shaft of an electrical machine, so that the electrical The machine is efficiently protected against torsional vibrations to which the electrical machine may react sensitively, or because torsional vibrations on the rotor shaft increase the reactive power of the electrical machine and / or can cause residual currents with damaging flashover voltages on neighboring components. The torque limiter or its multi-flange damper preferably fulfills the vibration damping described above for two operating states, namely in normal operation, in which the torque is transmitted undisturbed with a high efficiency by means of the torque limiter, and in overload operation, in which, for example, chattering occurs.
Für einen Anwendungsfall, in welchem der Überlast-Betrieb lediglich als Funktionssicherheit, beispielsweise gegen ein Blockieren der Hinterachse eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist, ist ein loser Reibbelag, wie er zuvor beschrieben ist, vorteilhaft, sodass eine geringe axiale Bautiefe und/oder ein einfacher Aufbau erreicht ist.For an application in which the overload operation is provided only as functional safety, for example against blocking the rear axle of a motor vehicle, a loose friction lining, as described above, is advantageous, so that a small axial depth and / or a simple structure is reached.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Drehmomentübertragungseinheit vorgeschlagen, dass die Drehmomentübertragungseinheit als Kupplungsscheibe ausgeführt ist.It is further proposed in an advantageous embodiment of the torque transmission unit that the torque transmission unit is designed as a clutch disc.
Bei dieser Ausführungsform sind die Seitenscheiben mit einer Reibscheibe, bevorzugt aufweisend zumindest einen Reibbelag, dazu rotatorisch fixiert verbunden, bevorzugt eine der beiden Seitenscheiben mit der Reibscheibe einstückig gebildet. Diese Reibscheibe weist eine Fläche auf, gegen welche eine Anpressplatte, und bevorzugt (rückseitig) eine Gegenplatte, pressbar ist, beispielsweise eingebaut in einer Reibkupplung, wobei die Anpressplatte axial bewegbar ist und die (optionale) Gegenplatte axial fixiert ist. Die Anpressplatte ist in einem drehmomentübertragenden Zustand mittels einer Einrückkraft, aktiv von einer Kupplungsbetätigung oder passiv von einer Vorspanneinheit, beispielsweise einer Tellerfeder, gegen die Reibscheibe gepresst. In diesem Zustand ist also reibschlüssig ein Drehmoment von der Anpressplatte (und Gegenplatte) auf die Kupplungsscheibe übertragen. Sofern kein Durchrutschen von der Reibscheibe relativ zu der Anpressplatte stattfindet, sind also die Seitenscheiben zu der Anpressplatte synchronisiert, also rotieren mit der gleichen Drehzahl und leiten das anliegende Drehmoment (nahezu) verlustfrei an die Flansche weiter.In this embodiment, the side windows are connected in a rotationally fixed manner to a friction disk, preferably having at least one friction lining, and preferably one of the two side windows is formed in one piece with the friction disk. This friction disk has a surface against which a pressure plate, and preferably (on the back) a counter plate, can be pressed, for example built into a friction clutch, the pressure plate being axially movable and the (optional) counter plate being axially fixed. The pressure plate is pressed against the friction disk in a torque-transmitting state by means of an engagement force, actively from a clutch actuation or passively from a pretensioning unit, for example a plate spring. In this state, a torque is transmitted frictionally from the pressure plate (and counter plate) to the clutch disc. If the friction disk does not slip relative to the pressure plate, the side windows are synchronized with the pressure plate, i.e. they rotate at the same speed and transmit the applied torque (almost) without loss to the flanges.
Im Unterschied zu dieser Ausführungsform bildet bei einem losen Reibbelag gemäß vorhergehender Beschreibung eine der Seitenscheiben eine Gegenplatte und die andere Seitenscheibe das Widerlager für eine Anpressplatte. Die Seitenscheiben nehmen dann also Axialkräfte zum Verpressen eines losen Reibbelags auf.In contrast to this embodiment, in the case of a loose friction lining as described above, one of the side disks forms a counterplate and the other side disk forms the abutment for a pressure plate. The side windows then absorb axial forces for pressing a loose friction lining.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Hybrid-Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend eine elektrische Antriebsmaschine mit einer Rotorwelle, zumindest einen Verbraucher und eine als Drehmomentbegrenzer ausgeführte Drehmomentübertragungseinheit nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Rotorwelle zur Drehmomentübertragung mittels der Drehmomentübertragungseinheit mit dem zumindest einen Verbraucher schwingungsgedämpft und reibschlüssig begrenzt auf ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment verbunden ist.According to a further aspect, a hybrid drive train is proposed, comprising an electric drive machine with a rotor shaft, at least one consumer and a torque transmission unit designed as a torque limiter according to an embodiment according to the above description, the rotor shaft being vibration-damped for torque transmission by means of the torque transmission unit with the at least one consumer and frictionally connected to a predetermined maximum torque.
Der Hybrid-Antriebsstrang ist beispielsweise in einem Kraftfahrzeug als Vortriebseinrichtung einsetzbar. Der Hybrid-Antriebsstrang umfasst neben einer elektrischen Antriebsmaschine weiterhin eine Verbrennungskraftmaschine, welche seriell, also zum Erzeugen elektrischer Energie für die elektrische Antriebsmaschine, und/oder parallel, also zur Abgabe eines Drehmoments an den Verbraucher, beispielsweise das zumindest eine zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs eingerichteten Fahrzeugrad, eingesetzt ist.The hybrid drive train can be used, for example, in a motor vehicle as a propulsion device. In addition to an electric drive machine, the hybrid drive train further comprises an internal combustion engine, which is serial, that is to say for generating electrical energy for the electric drive machine, and / or parallel, that is to say to deliver a torque to the consumer, for example the at least one vehicle wheel set up to propel the motor vehicle , is used.
Der Drehmomentbegrenzer ist zwischen der Rotorwelle und dem Verbraucher, bevorzugt vor einem verbraucherseitigen Getriebe nah bei der elektrischen Antriebsmaschine, angeordnet und schützt die elektrische Antriebsmaschine vor einer verbraucherseitig eingetragenen Überlast. Zudem werden Torsionsschwingungen ausgehend von dem Verbraucher oder induziert durch ein Durchrutschen des Drehmomentbegrenzers bei einer Überlast gedämpft. Auch wird der Verbraucher vor Torsionsschwingungen der elektrischen Antriebsmaschine geschützt. In einer Ausführungsform stellt der Drehmomentbegrenzer zugleich einen elektrischen Überschlagschutz mittels eines Isolationselements dar, sodass verbraucherseitige Komponenten des Hybrid-Antriebsstrangs vor elektrischer Aufladung, und bevorzugt vor einem Lichtbogen-Überschlag, geschützt sind.The torque limiter is arranged between the rotor shaft and the consumer, preferably in front of a consumer-side transmission close to the electric drive machine, and protects the electric drive machine from an overload entered by the consumer. In addition, torsional vibrations are dampened starting from the consumer or induced by the torque limiter slipping in the event of an overload. The consumer is also protected against torsional vibrations of the electric drive machine. In one embodiment, the torque limiter also represents an electrical flashover protection by means of an insulation element, so that consumer-side components of the hybrid drive train are protected against electrical charging, and preferably against an arcing flashover.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Hybrid-Fahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Antriebsrad, welches mittels eines Hybrid-Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.According to a further aspect, a hybrid vehicle is proposed, comprising at least one drive wheel which can be driven by means of a hybrid drive train according to an embodiment as described above.
Ein Hybrid-Fahrzeug umfasst einen Hybrid-Antriebsstrang gemäß vorhergehender Beschreibung, und somit eine Verbrennungskraftmaschine und eine elektrische Antriebsmaschine. Die Drehmomentübertragungseinheit ist bevorzugt als Drehmomentbegrenzer im Teilstrang der elektrischen Antriebsmaschine eingesetzt. Weiterhin ist bevorzugt eine weitere Drehmomentübertragungseinheit als Kupplungsscheibe in einer Reibkupplung im Teilstrang der Verbrennungskraftmaschine eingesetzt.A hybrid vehicle includes a hybrid drive train as described above, and thus an internal combustion engine and an electric drive machine. The torque transmission unit is preferably used as a torque limiter in the branch of the electric drive machine. Furthermore, a further torque transmission unit is preferably used as a clutch disc in a friction clutch in the partial line of the internal combustion engine.
Das Hybrid-Fahrzeug ist beispielsweise ein Personenkraftwagen, beispielsweise ein Golf GTE, Audi Q5 Hybrid, ein Porsche Panamera S E-Hybrid. The hybrid vehicle is, for example, a passenger car, for example a Golf GTE, Audi Q5 Hybrid, a Porsche Panamera S E-Hybrid.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend ein Antriebsaggregat mit einer Antriebswelle, zumindest einen Verbraucher und eine Drehmomentübertragungseinheit nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Antriebswelle zur Drehmomentübertragung mittels der Drehmomentübertragungseinheit mit dem zumindest einen Verbraucher schwingungsgedämpft und reibschlüssig begrenzt auf ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment verbunden ist.According to a further aspect, a drive train is proposed, comprising a drive unit with a drive shaft, at least one consumer and a torque transmission unit according to an embodiment according to the above description, the drive shaft for torque transmission by means of the torque transmission unit with the at least one consumer being vibration-damped and frictionally limited to a predetermined one Maximum torque is connected.
Der (einfache) Antriebsstrang unterscheidet sich von dem Hybrid-Antriebsstrang, indem dort lediglich ein einziges Antriebsaggregat vorgesehen ist, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder eine elektrische Antriebsmaschine. Der Drehmomentbegrenzer erfüllt hierbei die oben genannten Funktionen und ist für eine frühzeitige Schwingungsdämpfung im Antriebsstrang bevorzugt ebenfalls möglichst nah an dem Antriebsaggregat angeordnet.The (simple) drive train differs from the hybrid drive train in that only a single drive unit is provided there, for example an internal combustion engine or an electric drive machine. The torque limiter fulfills the above-mentioned functions and is preferably also arranged as close as possible to the drive unit for early vibration damping in the drive train.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Antriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.According to a further aspect, a motor vehicle is proposed, comprising at least one drive wheel which can be driven by means of a drive train according to an embodiment as described above.
Das (einfache) Kraftfahrzeug unterscheidet sich von einem Hybrid-Fahrzeug dadurch, dass nur ein einziger Antriebsstrang zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs eingesetzt ist, wobei das Antriebsaggregat eine Verbrennungskraftmaschine oder eine elektrische Antriebsmaschine ist. Ausgeschlossen ist hierbei nicht, dass weitere Maschinen für weitere Funktionen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Pumpe für einen Kühlkreislauf, eine Servolenkung und anderes, vorgesehen sind. Die Drehmomentübertragungseinheit erfüllt hierbei die oben genannten Funktionen und ist für eine frühzeitige Schwingungsdämpfung, beispielsweise innerhalb einer Reibkupplung, im Antriebsstrang bevorzugt ebenfalls möglichst nah an dem Antriebsaggregat angeordnet.The (simple) motor vehicle differs from a hybrid vehicle in that only a single drive train is used to propel the motor vehicle, the drive unit being an internal combustion engine or an electric drive machine. It is not excluded here that further machines are provided for further functions of the motor vehicle, for example a pump for a cooling circuit, a power steering and others. The torque transmission unit fulfills the above-mentioned functions and is preferably also arranged as close as possible to the drive unit for early vibration damping, for example within a friction clutch, in the drive train.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
-
1 : ein Mehrflanschdämpfer in seitlicher Schnittansicht mit einem ersten Zentrierelement; -
2 : ein Mehrflanschdämpfer in Frontalansicht; -
3 : eine Drehmomentübertragungseinheit in seitlicher Schnittansicht; -
4 : ein Mehrflanschdämpfer in seitlicher Schnittansicht mit einem zweiten Zentrierelement; -
5 : ein Mehrflanschdämpfer in Frontalansicht mit einem zweiten Zentrierelement; -
6 : ein Mehrflanschdämpfer in seitlicher Schnittansicht ohne Zentrierelement; -
7 : ein Mehrflanschdämpfer in Frontalansicht ohne Zentrierelement; -
8 : eine Drehmomentübertragungseinheit in perspektivischer Ansicht; und -
9 : ein Hybrid-Antriebsstrang in einem Hybrid-Fahrzeug mit Drehmomentübertragungseinheit.
-
1 : A multi-flange damper in a sectional side view with a first centering element; -
2nd : a multi-flange damper in front view; -
3rd : a torque transmission unit in a sectional side view; -
4th : a multi-flange damper in a side sectional view with a second centering element; -
5 : a multi-flange damper in front view with a second centering element; -
6 : a multi-flange damper in side sectional view without centering element; -
7 : a multi-flange damper in front view without centering element; -
8th : a torque transmission unit in a perspective view; and -
9 : a hybrid powertrain in a hybrid vehicle with a torque transmission unit.
In
ein Ausschnitt eines Mehrflanschdämpfers
a section of a
In
Bei dem gezeigten Mehrflanschdämpfer
Bei dem hier beispielhaft gezeigten Mehrflanschdämpfer
In
In
In der Ausführungsform gemäß
In der Ausführungsform gemäß
In
In
Der hier vorgeschlagene Mehrflanschdämpfer ist kostengünstig fertigbar und ein Mittelflansch einfach zentrierbar und führbar.The multi-flange damper proposed here is inexpensive to manufacture and a center flange can be easily centered and guided.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- MehrflanschdämpferMulti-flange damper
- 22nd
- RotationsachseAxis of rotation
- 33rd
- DrehmomentübertragungseinheitTorque transmission unit
- 44th
- erster Nabenflanschfirst hub flange
- 55
- zweiter Nabenflanschsecond hub flange
- 66
- Nabehub
- 77
- erste Dämpfereinheitfirst damper unit
- 88th
- zweite Dämpfereinheitsecond damper unit
- 99
- dritte Dämpfereinheitthird damper unit
- 1010th
- vierte Dämpfereinheitfourth damper unit
- 1111
- MittelflanschMiddle flange
- 1212
- erstes Zentrierelementfirst centering element
- 1313
- zweites Zentrierelementsecond centering element
- 1414
- erste axiale Kontaktflächefirst axial contact surface
- 1515
- zweite axiale Kontaktflächesecond axial contact surface
- 1616
- radiale Kontaktflächeradial contact surface
- 1717th
- Hybrid-AntriebsstrangHybrid drivetrain
- 1818th
- ReibscheibeFriction disc
- 1919th
- DrehmomenteingangTorque input
- 2020th
- AnpressplattePressure plate
- 2121st
- erster Reibbelagfirst friction lining
- 2222
- zweiter Reibbelagsecond friction lining
- 2323
- elektrische Antriebsmaschineelectric prime mover
- 2424th
- RotorwelleRotor shaft
- 2525th
- Hybrid-FahrzeugHybrid vehicle
- 2626
- linkes Antriebsradleft drive wheel
- 2727th
- rechtes Antriebsradright drive wheel
- 2828
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 2929
- Verbrennerwelle Combustion shaft
- 3030th
- FahrerkabineDriver's cabin
- 3131
- LängsachseLongitudinal axis
- 3232
- InnenverzahnungInternal teeth
- 3333
- AußenverzahnungExternal teeth
- 3434
- UmfangsrichtungCircumferential direction
- 3535
- axiale Richtungaxial direction
- 3636
- erstes Seitenblechfirst side panel
- 3737
- zweites Seitenblechsecond side panel
- 3838
- ZentriernaseCentering nose
- 3939
- innere Zentrierlascheinner centering tab
- 4040
- äußere Zentrierlascheouter centering tab
- 4141
- EntspannungsöffnungRelaxation opening
- 4242
- TellerfederBelleville spring
- 4343
- GegenplatteCounter plate
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102015216356 A1 [0002]DE 102015216356 A1 [0002]
Claims (4)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018131344.6A DE102018131344A1 (en) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Multi-flange damper for a detachable torque transmission unit |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102018131344.6A DE102018131344A1 (en) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Multi-flange damper for a detachable torque transmission unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018131344A1 true DE102018131344A1 (en) | 2020-06-10 |
Family
ID=70776710
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018131344.6A Withdrawn DE102018131344A1 (en) | 2018-12-07 | 2018-12-07 | Multi-flange damper for a detachable torque transmission unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018131344A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11452252B2 (en) * | 2020-01-16 | 2022-09-27 | Cnh Industrial America Llc | Torque damper for agricultural harvester header |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015216356A1 (en) | 2015-08-27 | 2017-03-02 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Clutch disc with centrifugal pendulum |
-
2018
- 2018-12-07 DE DE102018131344.6A patent/DE102018131344A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015216356A1 (en) | 2015-08-27 | 2017-03-02 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Clutch disc with centrifugal pendulum |
Cited By (1)
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US11452252B2 (en) * | 2020-01-16 | 2022-09-27 | Cnh Industrial America Llc | Torque damper for agricultural harvester header |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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