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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit Dämpfer und Drehmomentbegrenzer. Die Vorrichtung kann insbesondere in einem Kraftfahrzeug zwischen Motor und Getriebe eingesetzt werden, um einerseits Torsionsschwingungen zu dämpfen und andererseits das vom Motor auf das Getriebe übertragene Drehmoment zu begrenzen.
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Zur Dämpfung von Torsionsschwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs werden Dämpfer eingesetzt. Dafür sind insbesondere sogenannte Pendelwippendämpfer bekannt, beispielsweise aus der
WO 2019/196 978 A1 . Ein Pendelwippendämpfer ist ein Torsionsschwingungsdämpfer. Die Dämpfungswirkung wird dabei über Pendelwippen erreicht.
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Es ist auch bekannt, einen Dämpfer mit einem Drehmomentbegrenzer zu kombinieren. Dies gilt auch für Pendelwippendämpfer. Bekannte Lösungen dafür sind allerdings vergleichsweise komplex und teuer.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfachere und günstigere Vorrichtung mit Dämpfer und Drehmomentbegrenzer vorzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit der Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die in den Ansprüchen und in der Beschreibung dargestellten Merkmale sind in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung vorgestellt, welche umfasst:
- - einen Pendelwippendämpfer mit einer Mitnehmerscheibe und gegeneinander vorgespannten Wippenelementen zur Dämpfung von Torsionsschwingungen, und
- - eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung mit einer Reibscheibe und einer Gegenscheibe, wobei die Gegenscheibe axial derart federnd über Haken an der Mitnehmerscheibe des Pendelwippendämpfers gehalten ist, dass die Reibscheibe reibschlüssig zwischen der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe gehalten ist.
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Mit der beschriebenen Vorrichtung kann ein Drehmoment übertragen werden. Dabei können Torsionsschwingungen (welche auch als Drehschwingungen bezeichnet werden können) gedämpft und das übertragene Drehmoment begrenzt werden. Die Vorrichtung kann dazu insbesondere in den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integriert werden. Die beschriebene Vorrichtung ist daher vorzugsweise für ein Kraftfahrzeug eingerichtet. Insbesondere kann die Vorrichtung zwischen Motor und Getriebe eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Aufgrund der Drehmomentbegrenzung ist die Vorrichtung besonders gut für Hybridfahrzeuge geeignet. Es spricht aber auch nichts dagegen, die Vorrichtung außerhalb des technischen Gebiets von Kraftfahrzeugen in einer beliebigen anderen Anwendung zu verwenden, in welcher ein Drehmoment übertragen wird.
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Die Vorrichtung umfasst den Pendelwippendämpfer. Der Pendelwippendämpfer dient dazu, Torsionsschwingungen zu dämpfen. Ist die Vorrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen Motor und Getriebe angeordnet, kann das vom Motor erzeugte Drehmoment über die Vorrichtung auf das Getriebe übertragen werden, wobei der Pendelwippendämpfer Torsionsschwingungen dämpft. Zur Dämpfung der Torsionsschwingungen weist der Pendelwippendämpfer eine Mitnehmerscheibe und gegeneinander vorgespannte Wippenelemente zur Dämpfung von Torsionsschwingungen auf. Die Wippenelemente können insbesondere über Federn gegeneinander vorgespannt sein. Durch die Federn wird die Dämpfungswirkung erzielt. Der Pendelwippendämpfer kann so ausgebildet sein, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Eine weitere Beschreibung ist daher entbehrlich.
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Weiterhin weist die Vorrichtung die Drehmomentbegrenzungseinrichtung auf. Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung dient dazu, das über die Vorrichtung übertragene Drehmoment zu begrenzen. Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ist vorzugsweise nach Art eines Input-Torque-Limiters (ITL) ausgebildet. Ist die Vorrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen Motor und Getriebe angeordnet, kann das vom Motor erzeugte Drehmoment über die Vorrichtung auf das Getriebe übertragen werden, wobei die Drehmomentbegrenzungseinrichtung das Drehmoment begrenzt. Zur Begrenzung des Drehmoments weist die Drehmomentbegrenzungseinrichtung eine Reibscheibe auf, welche reibschlüssig gehalten ist. Sobald das über die Vorrichtung übertragene Drehmoment einen Grenzwert überschreitet, hält dieser Reibschluss nicht mehr. Insoweit wird das Drehmoment auf den Grenzwert begrenzt.
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Der Reibschluss wird dadurch erhalten, dass die Reibscheibe zwischen zwei Elementen eingeklemmt wird, welche über eine Kraft aufeinander zu gedrückt werden. Bei der beschriebenen Vorrichtung ist eines dieser beiden Elemente durch die Gegenscheibe der Drehmomentbegrenzungseinrichtung gebildet. Das zweite dieser beiden Elemente ist durch die Mitnehmerscheibe des Pendelwippendämpfers gebildet. Der Pendelwippendämpfer und die Drehmomentbegrenzungseinrichtung sind also nicht bloß funktional nacheinandergeschaltet. Vielmehr sind der Pendelwippendämpfer und die Drehmomentbegrenzungseinrichtung derart integriert, dass die Mitnehmerscheibe des Pendelwippendämpfer neben ihrer Funktion im Pendelwippendämpfer auch eine Funktion in der Drehmomentbegrenzungseinrichtung hat. Die Mitnehmerscheibe könnte daher auch als Teil der Drehmomentbegrenzungseinrichtung aufgefasst werden. Die Mitnehmerscheibe kann als eine Stützscheibe der Drehmomentbegrenzungseinrichtung bezeichnet werden. Die Vorrichtung weist also eine Scheibe auf, welche sowohl als Mitnehmerscheibe des Pendelwippendämpfers als auch als Stützscheibe der Drehmomentbegrenzungseinrichtung dient. Lediglich der sprachlichen Einfachheit halber wird die Mitnehmerscheibe hierin als Teil des Pendelwippendämpfers bezeichnet. Da der Pendelwippendämpfer und die Drehmomentbegrenzungseinrichtung über die Mitnehmerscheibe zusammenhängen, sind der Pendelwippendämpfer und die Drehmomentbegrenzungseinrichtung nicht voneinander unabhängig. Dass die beschriebene Vorrichtung den Pendelwippendämpfer und die Drehmomentbegrenzungseinrichtung aufweist, ist daher so zu verstehen, dass ein Teil der Vorrichtung wie ein Pendelwippendämpfer ausgebildet ist und ein Teil der Vorrichtung wie eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung. Die beiden Teile überlappen insbesondere hinsichtlich der Mitnehmerscheibe.
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Es hat sich herausgestellt, dass die Vorrichtung aufgrund der Verwendung der Mitnehmerscheibe des Pendelwippendämpfers in der Drehmomentbegrenzungseinrichtung besonders einfach und günstig erhalten werden kann. Insbesondere reduziert die doppelte Nutzung der Mitnehmerscheibe sowohl in dem Pendelwippendämpfer als auch in der Drehmomentbegrenzungseinrichtung die Anzahl der Teile der Vorrichtung.
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Die Gegenscheibe ist axial derart federnd über die Haken an der Mitnehmerscheibe des Pendelwippendämpfers gehalten, dass die Reibscheibe reibschlüssig zwischen der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe gehalten ist. Der beschriebene Reibschluss wird also erreicht, indem die Reibscheibe zwischen der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe eingeklemmt wird. Die Reibscheibe ist zwischen der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe eingeklemmt, wenn die Reibscheibe einerseits an der Gegenscheibe und andererseits an der Mitnehmerscheibe anliegt, wobei die Gegenscheibe und die Mitnehmerscheibe jeweils auf die Reibscheibe gedrückt werden. Die Gegenscheibe weist an ihrer der Reibscheibe zugewandten Seite vorzugsweise einen Reibbelag auf, mit welchem die Gegenscheibe mit der Reibscheibe in Kontakt gelangt. Die Mitnehmerscheibe weist an ihrer der Reibscheibe zugewandten Seite vorzugsweise einen Reibbelag auf, mit welchem die Mitnehmerscheibe mit der Reibscheibe in Kontakt gelangt. Durch die Reibbeläge kann ein besonders starker Reibschluss erhalten werden.
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Dass die Gegenscheibe axial federnd über die Haken an der Mitnehmerscheibe des Pendelwippendämpfers gehalten ist, bedeutet, dass die Gegenscheibe und die Mitnehmerscheibe über die Haken aneinander gehalten werden und nur innerhalb eines Bewegungsbereichs axial zueinander beweglich sind. Durch die Haken kann sich die Mitnehmerscheibe nicht über den Bewegungsbereich hinaus von der Gegenscheibe entfernen. Die Gegenscheibe ist insoweit axial federnd über die Haken mit der Mitnehmerscheibe verbunden, als dass die Mitnehmerscheibe und die Gegenscheibe aufeinander zu vorgespannt sind. Diese Vorspannung stellt die Kraft dar, über welche die Reibscheibe reibschlüssig gehalten wird. Die Gegenscheibe kann mittels eines Federelements axial federnd über die Haken an der Mitnehmerscheibe gehalten sein. Durch das Federelement ist die Mitnehmerscheibe kraftschlüssig über die Haken an der Gegenscheibe gehalten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Drehmomentbegrenzungseinrichtung nach Art einer Rutschkupplung ausgebildet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind die Haken der Drehmomentbegrenzungseinrichtung radial nach außen gebogen.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind die Haken radial innenliegend angeordnet. Dadurch begrenzen die Haken nicht den Rutschwinkel der Drehmomentbegrenzungseinrichtung. Zudem können die Haken durch diese Anordnung nicht aufgrund von Fliehkräften gelöst werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung erstreckt sich die Reibscheibe der Drehmomentbegrenzungseinrichtung radial nach außen über die Haken der Drehmomentbegrenzungseinrichtung hinaus.
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Über die Reibscheibe kann die Vorrichtung in dieser Ausführungsform besonders einfach beispielsweise in den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integriert werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind die Haken der Drehmomentbegrenzungseinrichtung radial außerhalb der Wippenelemente des Pendelwippendämpfers angeordnet.
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Diese Anordnung hat sich insbesondere vor dem Hintergrund des verfügbaren Bauraums als vorteilhaft herausgestellt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind die Haken der Drehmomentbegrenzungseinrichtung in Umfangsrichtung verteilt angeordnet.
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In dieser Ausführungsform sind die Mitnehmerscheibe und die Gegenscheibe sicher aneinander gehalten. Vorzugsweise sind die Haken der Drehmomentbegrenzungseinrichtung gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind die Haken der Drehmomentbegrenzungseinrichtung einteilig mit der Gegenscheibe der Drehmomentbegrenzungseinrichtung ausgebildet.
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Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache und günstige Herstellung.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist die Gegenscheibe der Drehmomentbegrenzungseinrichtung dadurch axial federnd über die Haken an der Mitnehmerscheibe des Pendelwippendämpfers gehalten, dass eine Tellerfeder zwischen der Mitnehmerscheibe und den Haken eingeklemmt ist.
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Zuvor wurde beschrieben, dass die Gegenscheibe mittels eines Federelements axial federnd über die Haken mit der Mitnehmerscheibe verbunden sein kann. In der vorliegenden Ausführungsform ist dieses Federelement durch die Tellerfeder gebildet. Die Tellerfeder ist koaxial zu der Mitnehmerscheibe und der Gegenscheibe angeordnet. Die Tellerfeder erzeugt eine axiale Kraft auf die Mitnehmerscheibe, durch welche die Mitnehmerscheibe und die Gegenscheibe aneinander gedrückt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung umfasst der Pendelwippendämpfer weiterhin eine Nabe, wobei die Wippenelemente des Pendelwippendämpfers in Paaren angeordnet sind, und wobei die Paare jeweils eines der Wippenelemente auf einer ersten Seite der Mitnehmerscheibe und der Nabe sowie eines der Wippenelemente auf einer zweiten Seite der Mitnehmerscheibe und der Nabe umfassen.
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Die Nabe kann auch als eine vollständige Nabe bezeichnet werden. Während die Reibscheibe vorzugsweise einen Eingang der Vorrichtung darstellt, stellt die Nabe vorzugsweise einen Ausgang der Vorrichtung dar. Die Wippenelemente sind beidseitig um die Nabe und um die Reibscheibe herum ausgebildet. Diese Konfiguration kann auch als eine 1-2-1-Konfiguration bezeichnet werden. Damit ist gemeint, dass es genau eine Mitnehmerscheibe gibt, dass die Wippenelemente paarweise angeordnet sind, also in Zweiergruppen, und dass es genau eine Nabe gibt. Eine Alternative zur 1-2-1-Konfiguration wäre eine 2-1-2-Konfiguration. Insbesondere im Vergleich zu einer solchen hat die 1-2-1-Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform den Vorteil, dass es genau eine Mitnehmerscheibe gibt, was die Kopplung mit der Drehmomentbegrenzungseinrichtung erleichtert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung jedoch nicht begrenzt ist. Die Figuren und die darin dargestellten Größenverhältnisse sind nur schematisch. Es zeigen:
- 1: eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer seitlichen Schnittdarstellung,
- 2: den Pendelwippendämpfer der Vorrichtung aus 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung,
- 3: die Drehmomentbegrenzungseinrichtung der Vorrichtung aus 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung, und
- 4: die Vorrichtung aus 1 in einer Draufsicht.
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1 zeigt eine Vorrichtung 1 umfassend einen Pendelwippendämpfer 2 und eine nach Art einer Rutschkupplung ausgebildete Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5. Der Pendelwippendämpfer 2 hat eine Mitnehmerscheibe 3 und gegeneinander vorgespannte Wippenelemente 4 zur Dämpfung von Torsionsschwingungen. Dazu ist eine Feder 11 vorgesehen. Weiterhin hat der Pendelwippendämpfer 2 eine vollständige Nabe 12. Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 hat eine Reibscheibe 6 und eine Gegenscheibe 7. Die Gegenscheibe 7 ist axial derart federnd über Haken 8 an der Mitnehmerscheibe 3 des Pendelwippendämpfers 2 gehalten, dass die Reibscheibe 6 reibschlüssig zwischen der Mitnehmerscheibe 3 und der Gegenscheibe 7 gehalten ist. Die Gegenscheibe 7 der Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 ist dadurch axial federnd über die Haken 8 an der Mitnehmerscheibe 3 des Pendelwippendämpfers 2 gehalten, dass eine Tellerfeder 9 zwischen der Mitnehmerscheibe 3 und den Haken 8 eingeklemmt ist. Der Reibschluss der Reibscheibe 6 zwischen der Gegenscheibe 7 und der Mitnehmerscheibe 3 des Pendelwippendämpfers 2 wird über Reibbeläge 10 der Mitnehmerscheibe 3 und der Gegenscheibe 7 erreicht.
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Die Haken 8 der Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 sind einteilig mit der Gegenscheibe 7 der Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 ausgebildet, radial nach außen gebogen und radial außerhalb der Wippenelemente 4 des Pendelwippendämpfers 2 angeordnet. Die Reibscheibe 6 der Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 erstreckt sich radial nach außen über die Haken 8 der Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 hinaus.
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Zu erkennen ist an 1 auch, dass die Wippenelemente 4 des Pendelwippendämpfers 2 in Paaren angeordnet sind. In 1 ist ein solches Paar zu erkennen. De Paare umfassen jeweils eines der Wippenelemente 4 auf einer ersten Seite der Mitnehmerscheibe 3 und der Nabe 12 sowie eines der Wippenelemente 4 auf einer zweiten Seite der Mitnehmerscheibe 3 und der Nabe 12.
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2 zeigt den Pendelwippendämpfer 2 der Vorrichtung 1 aus 1. Zu erkennen sind insbesondere die Mitnehmerscheibe 3, die Wippenelemente 4, die Feder 11 und die Nabe 12.
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3 zeigt die Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5 der Vorrichtung 1 aus 1. Zu erkennen sind insbesondere die Mitnehmerscheibe 3 des Pendelwippendämpfers 2, die Reibscheibe 6, die Gegenscheibe 7, einer der Haken 8, die Tellerfeder 9 und die Reibbeläge 10.
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4 zeigt die Vorrichtung 1 aus 1. Zu erkennen sind insbesondere die Mitnehmerscheibe 3, die Wippenelemente 4 und die Federn 11 des Pendelwippendämpfers 2 sowie die Reibscheibe 6, die Tellerfeder 9 und die Haken 8 der Drehmomentbegrenzungseinrichtung 5. Die Haken 8 sind in Umfangsrichtung verteilt angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Pendelwippendämpfer
- 3
- Mitnehmerscheibe
- 4
- Wippenelement
- 5
- Drehmomentbegrenzungseinrichtung
- 6
- Reibscheibe
- 7
- Gegenscheibe
- 8
- Haken
- 9
- Tellerfeder
- 10
- Reibbelag
- 11
- Feder
- 12
- Nabe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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