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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Eingangselement und ein Ausgangselement, welche relativ zueinander über eine Energiespeichereinrichtung und um eine gemeinsame Drehachse drehbar sind und wobei eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung zwischen Eingangselement und Ausgangselement angeordnet ist, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet ist, unterhalb eines Drehmomentwerts ein Drehmoment zwischen Eingangselement und Ausgangselement zu übertragen und oberhalb des Drehmomentwerts zumindest teilweise, insbesondere vollständig kein Drehmoment zu übertragen.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen einer Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte
- • Bereitstellen eines Eingangselements,
- • Bereitstellen eines Ausgangselements,
- • Bereitstellen einer Energiespeichereinrichtung,
- • Bereitstellen einer Drehmomentbegrenzungseinrichtung, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet wird, unterhalb eines Drehmomentwerts ein Drehmoment zu übertragen und oberhalb des Drehmomentwerts zumindest teilweise kein Drehmoment zu übertragen,
- • Bereitstellen eines Deckelements,
- • Anordnen von Eingangselement und Ausgangselement relativ zueinander über die Energiespeichereinrichtung und um eine gemeinsame Drehachse drehbar, und
- • Anordnen der Drehmomentbegrenzungseinrichtung zwischen Eingangselement und Ausgangselement.
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Eine bekannte Drehmomentübertragungseinrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2012 211 990 A1 bekannt geworden. Die Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs, weist dabei ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil mit einer gemeinsamen Drehachse auf, um die das Eingangsteil und das Ausgangsteil zusammen drehbar und relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind, wenigstens einen zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil wirksamen Energiespeicher, der sich an dem Eingangsteil einerseits und an dem Ausgangsteil andererseits abstützt, und eine kinematisch zwischen dem wenigstens einen Energiespeicher und dem Eingangsteil oder dem Ausgangsteil angeordnete Drehmomentbegrenzungseinrichtung, bei der die Drehmomentbegrenzungseinrichtung einen Abstützabschnitt, an dem sich der wenigstens eine Energiespeicher abstützt und der an dem Eingangsteil oder an dem Ausgangsteil form- und kraftschlüssig anliegt und einen Federabschnitt, der eine vorgespannte Anlage des Abstützabschnitts an dem Eingangsteil oder an dem Ausgangsteil bewirkt und bei einer einen vorgegebenen Wert übersteigenden Abstützkraft des wenigstens einen Energiespeichers an dem Abstützabschnitt unter Einfederung ein Lösen des Abstützabschnitts von dem Eingangsteil oder von dem Ausgangsteil ermöglicht, aufweist.
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Nachteilig dabei ist jedoch die aufwendige Konstruktion und die teure Herstellung der Drehmomentübertragungseinrichtung, sowie die ungenau Funktion der Drehmomentbegrenzungseinrichtung.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Drehmomentübertragungsvorrichtung anzugeben, die eine Begrenzung von Drehmomentspitzen ermöglicht, gleichzeitig einfach in der Konstruktion und kostengünstig in der Herstellung ist, sowie sicher und genau funktioniert.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Drehmomentübertragungseinrichtung und ein alternatives Verfahren zum Herstellen einer Drehmomentübertragungseinrichtung anzugeben.
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Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben mit einer Ausführungsform in Form einer Drehmomentübertragungseinrichtung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Eingangselement und ein mit dem Eingangselement drehfest verbundenes Deckelement, sowie ein Ausgangselement, wobei das Ausgangselement und das Eingangselement relativ zueinander über eine Energiespeichereinrichtung und um eine gemeinsame Drehachse A drehbar sind und wobei eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung zwischen Eingangselement und Ausgangselement angeordnet ist, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet ist, ein Drehmoment zwischen Eingangselement und Ausgangselement bis zu einem Drehmomentgrenzwert zu übertragen und bei einem Überschreiten des Drehmomentgrenzwertes zumindest teilweise Drehmoment oder vollständig kein Drehmoment zu übertragen, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit der Energiespeichereinrichtung über eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung verbunden ist, und mit dem Eingangselement über eine erste reibschlüssige Verbindung und mit dem Deckelement über eine zweite reibschlüssige Verbindung verbunden ist, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ein axial vorgespanntes Element zur Bereitstellung der reibschlüssigen Verbindungen umfasst, wobei das Vorspannelement zwischen dem Eingangselement und dem Deckelement vorgespannt ist, wobei das Vorspannelement auf einem radial inneren Bereich zumindest zwei Kontaktelemente vorsieht, wobei die Kontaktelemente auf einem Radius vorgesehen sind und axial in Richtung des Eingangselements aus dem vorgespannten Element hervorstehen, wobei die Kontaktelemente zueinander mit einem Winkelabstand vorgesehen sind und wobei die Kontaktelemente mit dem Eingangselement die erste reibschlüssige Verbindung bilden.
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Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben mit einer Ausführungsform in Form eines Verfahrens zum Herstellen einer Drehmomentübertragungseinrichtung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend
- • Bereitstellen eines Eingangselements,
- • Bereitstellen eines Ausgangselements,
- • Bereitstellen einer Energiespeichereinrichtung,
- • Bereitstellen einer Drehmomentbegrenzungseinrichtung, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet wird, unterhalb eines Drehmomentwerts ein Drehmoment zwischen Eingangselement und Ausgangselement zu übertragen und oberhalb des Drehmomentwerts zumindest teilweise kein Drehmoment zu übertragen,
- • Bereitstellen eines Deckelements,
- • Anordnen von Eingangselement und Ausgangselement relativ zueinander über die Energiespeichereinrichtung und um eine gemeinsame Drehachse A drehbar,
- • Anordnen der Drehmomentbegrenzungseinrichtung zwischen Eingangselement und Ausgangselement, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet ist, unterhalb eines Drehmomentwerts ein Drehmoment zwischen Eingangselement und Ausgangselement zu übertragen und oberhalb des Drehmomentwerts zumindest teilweise kein Drehmoment zu übertragen,
- • Anordnen des Deckelements, so dass die Drehmomentbegrenzungseinrichtung zwischen dem Eingangselement und dem Deckelement mit einer definierten Einspannkraft eingespannt ist, wobei bei dem Vorhandensein der definierten Einspannkraft das Deckelement mit dem Eingangselement drehfest und axialfest verbunden wird, so dass die Drehmomentbegrenzungseinrichtung das Drehmoment zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement bis zu einem Grenzdrehmoment überträgt und bei einem Überschreiten des Grenzdrehmoments nur teilweise oder gar kein Drehmoment übertragen wird.
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Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine einfache und kostengünstige Herstellung und Konstruktion ermöglicht wird. Darüber hinaus wird eine alternative Drehmomentübertragungseinrichtung und ein Verfahren zum Herstellen einer Drehmomentübertragungseinrichtung angegeben.
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Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
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Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Kontaktelemente aus dem vorgespannten Element ausgeformt sind und/oder als Zusatzelemente an das Vorspannelement vorgesehen sind. Dabei kann das Vorspannelement vorzugsweise aus einem federelastischen Material, wie Federblech hergestellt werden. Dabei ist das Vorspannelement im Querschnitt gesehen L-förmig ausgeführt. Diese Form kann vorzugsweise durch einen Umformprozess erfolgen. Dabei kann bei diesem Umformprozess auch gleich vorgesehen werden, dass die Kontaktelemente aus dem Federblech mitausgeformt werden. Die Kontaktelemente können aber auch nachträglich als ein Zusatzteil an das Vorspannelement angebracht werden.
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Auch kann das axial Vorspannelement radial innen eine radiale Zentrierfläche vorsehen und wobei das Eingangselement zumindest drei korrespondierende und über dem Umfang gleichmäßig verteilte radiale Lagerelemente vorsieht. Dabei eignen sich drei umfangsmäßig gleichmäßig verteilte Lagerelemente besonders gut für eine radiale Zentrierung. Da die Drehmomentübertragungseinrichtung ein viskoses Medium zur Schmierung vorsieht kann das viskose Medium besonders gut zwischen der radialen Zentrierfläche des vorgespannten Elements und der Lagerelemente gelangen, da die Zentrierfläche durch die einzeln vorgesehenen Lagerelemente umfangsmäßig nicht durchgängig sondern unterbrochen ist und somit das viskose Medium immer wieder an die radiale Zentrierfläche gelangen kann.
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Dabei können die radialen Lagerelemente aus dem Eingangselement ausgeformt sein und/oder als Zusatzelemente an das Eingangselement angebracht sein.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
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Figurenliste
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- 1 im Querschnitt eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 einen Ausschnitt im Bereich der Kontaktelemente,
- 3 einen Ausschnitt im Bereich der Verbindung Eingangselement und Deckelement,
- 4 eine Draufsicht auf das Vorspannelement mit Kontaktelementen,
- 5 wie 1, nur im Hinblick auf das Einstellen der Vorspannkraft des vorgespannten Elements
- 6 Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt im Querschnitt eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail zeigt 1 eine Drehmomentübertragungseinrichtung 1 in Form eines Torsionsdämpfers mit einem Eingangsteil 2 in Form eines Primarschwungrads und einem hier genannten Ausgangsteil 3 in Form einer Nabenscheibe. Das Primärschwungrad 2 und die Nabenscheibe 3 sind relativ zueinander über eine Energiespeichereinrichtung 4 und um eine gemeinsame Drehachse A drehbar. Weiter ist eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung 10 zwischen Primärschwungrad 2 und Energiespeichereinrichtung 4 angeordnet, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung 10 ausgebildet ist, bis zum Erreichen eines Grenzdrehmoments das Drehmoment zwischen Primärschwungrad 2 und Nabenscheibe 3 zu übertragen und bei einem Überschreiten des Grenzdrehmoments zumindest teilweise kein Drehmoment zu übertragen. Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung 10 weist ein axial vorgespanntes, im wesentlichen topfenförmiges Element 5 auf, welches reibschlüssig durch eine axiale Vorspannung FA zwischen dem Eingangselement 2 und dem Deckelement 16 eingespannt ist. Dabei sind hier an dem Vorspannelement 5, hier mit Verweis schon auf die 2 und 4, über dem Umfang gleichmäßig verteilt Kontaktelemente 17, hier fünf Stück an der Zahl 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f vorgesehen. Diese Kontaktelemente 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f bilden zu dem Eingangselement 2 eine erste reibschlüssige Verbindung 9. Dabei sind hier die Kontaktelemente 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f durch einen Umformvorgang aus dem eigentlichen Vorspannelement 5 ausgeformt. An einem radial äußeren Bereich des Vorspannelements 5 wird mit dem Deckelement 16 eine zweite reibschlüssige Verbindung 14 gebildet. Radial innen an dem Vorspannelement 5 ist eine umfangsmäßig verlaufende radiale Zentrierfläche 19 vorgesehen, die sich an korrespondierenden radialen Lagerelementen 21 des Eingangselements 2 radial zentriert. Dabei wird auf diese Weise unterhalb eines vorgebbaren maximalen Drehmoments, bspw. durch Auswahl der Materialien und/oder der axialen Vorspannung ein Drehmoment zwischen dem Eingangselement 2 und dem Ausgangselement 3 übertragen. Oberhalb des vorgebbaren Drehmoments wird die durch die axiale Vorspannung bereitgestellte reibschlüssige Verbindung aufgehoben, es wird nur ein geringes bzw. kein Drehmoment mehr in die Energiespeichereinrichtung 4 eingeleitet. Dadurch können Beschädigungen der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 und auch weiter im nachfolgenden Antriebsstrang vermieden werden.
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Das Vorspannelement 5 wird hierbei mittels eines Deckelements 16 axial vorgespannt, welches abtriebsseitig neben dem Primärschwungrad 2 einen torusförmigen Zwischenraum 11 für die in Umlaufrichtung angeordnete Energiespeichereinrichtung 4 bildet. Weiter sieht das Vorspannelement 5 eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung 8 vor, um den Energiespeicher 4 anzusteuern.
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Die 2 zeigt einen Ausschnitt im Bereich der Kontaktelemente. Hier ist gut zu erkennen, dass hier das Kontaktelement 17 aus dem Vorspannelement 5 herausgeformt wurde und mit dem Eingangselement 2 die ersten reibschlüssige Verbindung bilden. Auch der radiale Zentrierfläche 19, die zu den radialen Lagerelementen 21 gerichten ist, ist hier gut zu erkennen.
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Die 3 zeigt einen Ausschnitt im Bereich der Verbindung von dem Eingangsment 3 und dem Deckelement 16. Hierbei ist zu erwähnen, dass an dem Eingangselement 3 eine Bund 24 vorgesehen ist, der sich axial erstreckt. Wird nun die das Vorspannelement 5, mit Bezug auf die 1, bei der Montage zwischen dem Eingangselement 2 und dem Deckelement 16 vorgespannt, so kann das Deckelement 16 in axialer Richtung entlang des Bundes 24 verschoben werden. Hierdurch kann eine genau definierte Vorspannkraft FA eingestellt werden. Dies ist besonders wichtig für die eigentliche Funktion des Durchrutschens des Vorspannelements 5. Ist die gewünschte Vorspannkraft FA erreicht, wird das Deckelement 16 vorteilhaft mittels einer Schweißnaht 30 mit dem Eingangselement verbunden.
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Die 4 zeigt eine Draufsicht auf das Vorspannelement 5 mit den Kontaktelementen 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f. Hierbei sind 6 Kontaktelemente gleichmäßig umfangsmäßig verteilt angeordnet. Zwischen den Kontaktelementen 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f ist ein Abstand mit einem Winkel α vorgesehen. Dies bedeutet, dass der Kontakt zwischen den Kontaktelementen 17a, 17b, 17c, 17d, 17e, 17f und dem Eingangselement 2 nicht durchgehend ist, sondern unterbrochen ist. Hierdurch kann sich ein vorhandenes viskoses Medium dazwischen setzen und eine dauerhafte Funktion des Durchrutschens bei einem Überschreiten eines Grenzdrehmoments gewährleisten. Dabei sei erwähnt, dass die Anzahl der Kontaktelemente variieren kann und dass auch der Abstand zwischen den Kontaktelementen ungleichmäßig sein kann.
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Die 5 zeigt eine Darstellung wie 1, nur im Hinblick auf das Einstellen der Vorspannkraft FA des Vorspannelements 5. Auf Grund von actio gleich reactio stellt sich mit an der ersten reibschlüssigen Verbindung 9 dieselbe Vorspannkraft FA ein wie an der zweiten reibschlüssigen Verbindung 14.
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Die 6 zeigt Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorangehenden Erfindung.
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Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte
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In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Bereitstellen eines Eingangselements.
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In einem weiteren Schritt S2 erfolgt ein Bereitstellen eines Ausgangselements.
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In einem weiteren Schritt S3 erfolgt ein Breitstellen einer Energiespeichereinrichtung.
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In einem weiteren Schritt S4 erfolgt ein Bereitstellen einer Drehmomentbegrenzungseinrichtung, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet wird, bis zu einem Drehmomentgrenzwert ein Drehmoment zu übertragen und bei Überschreiten des Drehmomentgrenzwertes zumindest teilweise oder gar kein Drehmoment zu übertragen.
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In einem weiteren Schritt S5 erfolgt die Bereitstellung des Deckelements.
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In einem weiteren Schritt S6 erfolgt ein Anordnen von Eingangselement und Ausgangselement relativ zueinander über die Energiespeichereinrichtung und um eine gemeinsame Drehachse drehbar.
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In einem weiteren Schritt S7 erfolgt ein Anordnen der Drehmomentbegrenzungseinrichtung zwischen Eingangselement und Ausgangselement.
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In den Schritten S1-S7 wird die Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit der Energiespeichereinrichtung über eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung und mit dem Eingangselement über eine reibschlüssige Verbindung verbunden.
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Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest einen der folgenden Vorteile auf:
- • Einfache Herstellung
- • Kostengünstige Herstellung
- • Einfach Konstruktion
- • Zuverlässige Drehmomentbegrenzung und -übertragung
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 2
- Primärschwungrad
- 3
- Ausgangselement
- 4
- Energiespeichereinrichtung
- 5
- Vorspannelement
- 8
- kraft- und/oder formschlüssige Verbindung
- 9
- reibschlüssige Verbindung
- 10
- Drehmomenbegrenzungseinrichtung
- 11
- torusförmiger Innenraum
- 13
- Vorsprung
- 16
- Deckelement
- 17
- Kontaktelement
- 19
- radiale Zentrierfläche
- 21
- radiale Lagerelemente
- 24
- Bund
- 30
- Schweißnaht
- S1-S7
- Verfahrensschritte
- A
- Drehachse
- FA
- Vorspannkraft
- R
- Radius
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012211990 A1 [0003]
