-
Die Erfindung betrifft eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung sowie eine Antriebsanordnung.
-
Aus dem Stand der Technik sind diverse Antriebsanordnungen bekannt, die Drehmoment-Übertragungseinrichtungen aufweisen.
-
Die
WO 2019 052 603 A1 , die
WO 2019 052 602 A1 , die
JP 2008 303 995 A sowie die
US 2018 021 6696 A1 offenbaren jeweils einen Drehmomentbegrenzer, der mit einer Drehmoment-Übertragungseinrichtungen verbindbar ist oder auch Bestandteil einer Drehmoment-Übertragungseinrichtung sein kann.
Bekannte Drehmomentbegrenzer umfassen eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite, die über mindestens einen Reibbelag und unter Vorspannung zumindest bis zur Erreichung eines Grenzdrehmoments miteinander drehmomentübertragend verbunden sind. Eine Abtriebsseite des Drehmomentbegrenzers bildet in den genannten Dokumenten bei Kopplung mit einem Torsionsdämpfer eine Eingangsseite des Torsionsdämpfers. Bekannte Drehmomentbegrenzer sind entsprechend in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs in Reihe mit einem Torsionsdämpfers angeordnet und dienen der Begrenzung eines zu übertragenden Drehmoments.
-
In der
EP 1 176 339 A3 ist eine Vorrichtung zum Dämpfen von Drehmomentschwankungen beschrieben, die einen Schwingungsdämpfer, einen Drehmomentbegrenzer und ein Schwungrad umfasst. Das Schwungrad, der Drehmomentbegrenzer und der Schwingungsdämpfer sind in der genannten Reihenfolge in Reihe geschaltet, wobei eine Eingangsseite des Schwungrads zur Verbindung mit einer Abtriebswelle einer Antriebseinheit ausgestaltet ist und die Ausgangsseite des Schwingungsdämpfers zur Verbindung mit einer Abtriebswelle ausgestaltet ist.
-
Die
EP 1 988 306 B1 offenbart eine Kupplungsscheibe einer ein- und auskuppelbaren Kupplung, wobei die Kupplungsscheibe eine Nabe und eine Dämpfungseinrichtung umfasst. Die Dämpfungseinrichtung verbindet dabei die Nabe drehelastisch mit Reibbelägen der Kupplungsscheibe. Die Dämpfungseinrichtung weist einen Hauptdämpfer und wenigstens einen, insbesondere zwei Vordämpfer auf, die bezüglich der Drehmomentübertragung in der Dämpfereinrichtung hintereinander geschaltet sind. Ein Vordämpferflansch ist drehfest mit der Nabe verbunden, wohingegen ein Hauptdämpferflansch eine Innenverzahnung umfasst, die in eine Außenverzahnung der Nabe eingreift. Dabei sind die Innenverzahnung und die Außenverzahnung derart ausgestaltet, dass ein definierter relativer Verdrehwinkel zwischen dem Hauptdämpferflansch und der Nabe ausgeführt werden kann, bis Zähne der Innenverzahnung an Zähnen der Außenverzahnung anliegen. Der Vordämpfer wirkt dabei zwischen Hauptdämpfer und Nabe bei einem relativen Verdrehwinkel, der kleiner ist als der definierte Verdrehwinkel zwischen dem Hauptdämpferflansch und der Nabe. Mit Überschreitung des definierten Verdrehwinkels wirkt als Dämpfer dann lediglich der Hauptdämpfer.
-
In der
DE 19 920 397 A1 wird ein Torsionsschwingungsdämpfer gelehrt, insbesondere für Kraftfahrzeugkupplungsscheiben. Der Torsionsschwingungsdämpfer umfasst einen Kraftspeicher und eine Reibeinrichtung mit einem Hauptdämpfer sowie einen Kraftspeicher und eine Reibeinrichtung mit einem Vordämpfer.
-
Die
DE 10 2013 203 694 A1 erläutert eine Fliehkraftpendeleinrichtung, insbesondere für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Kraftfahrzeugs. Das Fliehkraftpendel weist ein um eine Drehachse drehbares Pendelmassenträgerteil sowie wenigstens eine am Pendelmassenträgerteil unter Fliehkrafteinwirkung verlagerbar angeordnete Pendelmasse mit zwei Pendelmassenteilen auf.
-
In bekannten Antriebsanordnungen ist gefordert, dass insbesondere elektrische Aggregate der Antriebsanordnung vor Drehmoment-Überhöhung sowie vor schlagartiger Drehmoment-Änderung geschützt werden.
Bekannte Drehmoment-Übertragungseinrichtungen in Antriebsanordnungen sind entsprechend mit Drehmomentbegrenzern kombiniert, um die Aufgabe des Schutzes vor Drehmoment-Überhöhung zu erfüllen. Jedoch ist eine bauraumsparende Kombination mit einer Einheit zum Schutz vor schlagartiger Drehmoment-Änderung insbesondere bei kleinen Drehmomenten nicht bekannt.
Um einen Schutz vor einer derartigen Drehmoment-Änderung zu gewährleisten, müssen Drehmoment-Übertragungseinrichtungen Torsionsschwingungsdämpfer aufweisen. Dies führt jedoch üblicherweise zu einem hohen Bauraumbedarf und ist daher in einigen bestehenden Antriebsanordnungen nicht oder nur mit verhältnismäßig hohem konstruktivem Aufwand integrierbar.
-
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung sowie eine damit ausgestattete Antriebsanordnung zur Verfügung zu stellen, die bei geringem Bauraumbedarf und in konstruktiv einfacher Ausgestaltung eine Mehrfachfunktion der Drehmoment-Übertragungseinrichtung ermöglichen.
-
Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Drehmoment-Übertragungseinrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 angegeben. Ergänzend wird eine Antriebsanordnung, welche die Drehmoment-Übertragungseinrichtung aufweist, gemäß Anspruch 10 zur Verfügung gestellt.
-
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, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
-
Der Begriffe „axial“ und „radial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse der Drehmoment-Übertragungseinrichtung.
-
Die Erfindung betrifft eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung, umfassend eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen mit einem Nebendämpfer zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem ersten Betriebsbereich sowie mit einem Hauptdämpfer zur Dämpfung von Drehschwingungen in einem zweiten Betriebsbereich. Der Nebendämpfer und der Hauptdämpfer sind mechanisch miteinander gekoppelt, so dass Drehbewegungen zwischen dem Nebendämpfer und dem Hauptdämpfer übertragbar sind. Zudem weist die Drehmoment-Übertragungseinrichtung weiterhin eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung auf, die mit einem Eingang der Dämpfungseinrichtung mechanisch gekoppelt ist. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung sorgt dafür, dass ein der Dämpfungseinrichtung zugeleitetes Drehmoment einen definierten Schwellenwert nicht übersteigt, so dass eine Überlastung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung vermieden wird.
-
Von der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung wird das Drehmoment in die Dämpfungseinrichtung eingebracht, wobei Drehschwingungen in Betriebspunkten mit kleinem Verdrehwinkel bzw. niedrigem Drehmoment (z.B. wenn sich der Antriebsstrang, in dem die Drehmoment-Übertragungseinrichtung verbaut ist, im Leerlauf oder im Creeping/Kriechen bzw. sehr sanften Anfahren befindet) von dem Nebendämpfer verringert werden, und Drehschwingungen in Betriebspunkten mit größerem Verdrehwinkel bzw. größerem Drehmoment (z.B. wenn der Antriebsstrang, in dem die Drehmoment-Übertragungseinrichtung verbaut ist, das Kraftfahrzeug beschleunigt) von dem Hauptdämpfer reduziert werden. Somit kann der Nebendämpfer insbesondere dazu eingerichtet sein, bei Leerlauf einer angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine von dieser übertragene Schwingungen zu reduzieren, und/oder bei Langsam-Fahrt eines mit der Drehmoment-Übertragungseinrichtung ausgestatteten Kraftfahrzeugs auftretende Schwingungen zu reduzieren.
-
Insbesondere entspricht das maximale Dämpfermoment des Nebendämpfers weniger als 20% des maximalen Dämpfermoments des Hauptdämpfers und/oder ein maximaler Verdrehwinkel des Nebendämpfers weniger als 30% des maximalen Verdrehwinkels des Hauptdämpfers.
Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung kann auch als Rutschkupplung bezeichnet werden. Im Drehmoment-Übertragungspfad, ausgehend vom Verbrennungsmotor betrachtet, ist der Hauptdämpfer auf der Ausgangsseite der Rutschkupplung angeordnet.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Nebendämpfer mit einer Ausgangsseite des Hauptdämpfers drehfest mechanisch in Reihe verbunden. Das bewirkt, dass der Nebendämpfer in einem Drehmoment-Übertragungspfad zwischen dem Hauptdämpfer und einer Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung angeordnet ist, wodurch von dem Hauptdämpfer übertragene Drehschwingungen zunächst in den Nebendämpfer gelangen.
-
Die Drehschwingungen finden um einen Betriebspunkt statt, der sich auf der Kennlinie der Dämpfungseinrichtung befindet. Die Kennlinien ist abhängig vom Verdrehwinkel der Dämpfungseinrichtung, der auf der x-Achse aufgetragen ist, und vom Drehmoment, das auf der y-Achse aufgetragen ist. Ein Schwellenwert auf der Kennlinie definiert den Betätigungsübergang vom Nebendämpfer zum Hauptdämpfer, wobei der erste Betriebsbereich der Dämpfungsvorrichtung unterhalb des Schwellenwerts, d.h. bei kleinen Verdrehwinkeln und niedrigen Drehmomenten, und der zweite Betriebsbereich der Dämpfungsvorrichtung oberhalb des Schwellenwerts, d.h. bei größeren Verdrehwinkeln und höheren Drehmomenten liegt.
-
Liegt der momentane Betriebspunkt der Dämpfungseinrichtung klar innerhalb des ersten Betriebsbereichs, wird bei einer Drehschwingung nur der Nebendämpfer betätigt, da auch der Bereich um den Betriebspunkt, der beim periodischen Durchlaufen der Drehschwingung abgedeckt wird, d.h. Betriebspunkt plus/minus die Drehschwingungsamplitude, innerhalb des ersten Betriebsbereichs liegt. Liegt der momentane Betriebspunkt der Dämpfungseinrichtung am oberen Ende des ersten Betriebsbereichs in der Nähe des Schwellenwerts, wird bei einer Drehschwingung nicht ausschließlich der Nebendämpfer betätigt, sondern es wird, sobald bei positiver Schwingungsamplitude der Schwellenwert temporär überschritten wird und der zweite Betriebsbereich temporär erreicht wird, auch der Hauptdämpfer betätigt.
-
Liegt der momentane Betriebspunkt der Dämpfungseinrichtung am unteren Ende des zweiten Betriebsbereichs in der Nähe des Schwellenwerts, wird bei einer Drehschwingung nicht ausschließlich der Hauptdämpfer betätigt, sondern es wird, sobald bei negativer Schwingungsamplitude der Schwellenwert temporär unterschritten wird und der erste Betriebsbereich temporär erreicht wird, auch der Nebendämpfer betätigt. Liegt der momentane Betriebspunkt der Dämpfungseinrichtung klar innerhalb des zweiten Betriebsbereichs, wird bei einer Drehschwingung nur der Hauptdämpfer betätigt, da auch der Bereich um den Betriebspunkt, der beim periodischen Durchlaufen der Drehschwingung abgedeckt wird, d.h. Betriebspunkt plus/minus die Drehschwingungsamplitude, innerhalb des zweiten Betriebsbereichs liegt.
-
Der Schwellenwert kann anhand eines Verdrehwinkels und/oder eines Drehmoments definiert sein, und zwar insbesondere anhand eines Verdrehwinkels zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite des Nebendämpfers bzw. einer Ausgangsseite des Hauptdämpfers und einer Ausgangsseite des Nebendämpfers. Der Nebendämpfer kann in dieser Ausgestaltung auch als ein Vordämpfer bezeichnet werden.
-
Entsprechend ist hier vorzugsweise vorgehen, dass die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung einen Eingang der Drehmoment-Übertragungseinrichtung ausbildet, an den sich in Reihe der Hauptdämpfer anschließt, an den sich wiederum der Nebendämpfer in Reihe anschließt, der dann den Ausgang der Dämpfungseinrichtung bei geringen Drehwinkeln/Drehmomenten (erster Betriebsbereich) ausbildet und mit dem Ausgang der Drehmoment-Übertragungseinrichtung verbunden ist. Überschreiten Drehwinkel/Drehmoment einen bestimmten Schwellenwert (zweiter Betriebsbereich), dann bildet der Hauptdämpfer selbst den Ausgang der Dämpfungseinrichtung.
-
Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausgestaltung eingeschränkt, sondern der Nebendämpfer kann auch auf der Eingangsseite des Hauptdämpfers angeordnet sein. Die Eingangs- und Ausgangsseiten sind dabei auf die Ein- und Ausgänge der Dämpfer sowie auch der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung in Drehmoment-Übertragungsrichtung von einem mit der Drehmoment-Übertragungseinrichtung gekoppeltem Antriebsaggregat, wie z.B. einer Verbrennungskraftmaschine, zu einem Abtrieb, wie z.B. einem Getriebe oder auch Fahrwerk eines mit der Drehmoment-Übertragungseinrichtung ausgestatteten Fahrzeugs bezogen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Ausgangsseite des Nebendämpfers, insbesondere ausgebildet durch einen Nabenflansch des Nebendämpfers, drehfest mit der Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung verbunden ist und die Eingangsseite des Nebendämpfers, insbesondere ausgebildet durch einen Nebendämpfer-Käfig des Nebendämpfers, drehfest mit einer Ausgangsseite des Hauptdämpfers, insbesondere ausgebildet durch einen Nabenflansch des Hauptdämpfers, verbunden ist.
Zwischen dem Nabenflansch des Nebendämpfers und dem Nebendämpfer-Käfig des Nebendämpfers sind dabei Nebendämpfer-Federn angeordnet, so dass eine Relativ-Drehung zwischen Nebendämpfer-Käfig und Nabenflansch des Nebendämpfers unter Stauchung der Nebendämpfer-Federn eine Drehschwingungsdämpfung realisiert.
In einer derartigen Ausführungsform ist zwischen dem Nabenflansch des Hauptdämpfers und der Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung eine Verzahnung ausgebildet zwecks Drehmoment-Übertragung zwischen dem Hauptdämpfer und der Nabe. Der Nabenflansch des Hauptdämpfers weist dabei eine Innenverzahnung auf, wobei die Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung eine Außenverzahnung ausbildet.
Diese Verzahnung weist entlang der Drehrichtung derart große Freilassungen bzw. Zahnlücken auf, so dass die Übertragung von Drehmoment zwischen dem Nabenflansch des Hauptdämpfers und der Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung erst nach Erreichen eines Relativ-Verdrehwinkels zwischen Nabenflansch des Hauptdämpfers und Nabe realisierbar ist, wenn die Zähne der Verzahnungen aneinander zur Anlage gebracht werden.
Durch die drehfeste Verbindung der Eingangsseite des Nebendämpfers mit dem Nabenflansch des Hauptdämpfers und die drehfeste Verbindung der Ausgangsseite des Nebendämpfers mit der Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung wird eine Oszillation der Drehbewegung des Nabenflansches des Hauptdämpfers relativ zur Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung vom Nebendämpfer gedämpft.
Das bedeutet, dass ein über die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung in den Hauptdämpfer eingebrachtes Drehmoment zunächst die Eingangsseite und die Ausgangsseite des Hauptdämpfers gleichermaßen in Drehbewegung versetzt. Der Nabenflansch des Hauptdämpfers als dessen Ausgangsseite dreht dabei in der Freilassung bzw. Zahnlücke relativ zur Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung, so dass bei kleinen Drehwinkeln kein Drehmoment direkt vom Nabenflansch des Hauptdämpfers auf die Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung übertragen wird.
Die Relativ-Drehung des Nabenflanschs des Hauptdämpfers zur Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung realisiert eine Relativ-Drehung zwischen der Eingangsseite des Nebendämpfers und der Ausgangsseite des Nebendämpfers, so dass dieser unter Stauchung der Nebendämpfer-Federn eine Dämpfung von Drehschwingungen des Nabenflanschs des Hauptdämpfers in Bezug zur Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung realisiert. Es ist entsprechend ein Drehmoment-Übertragungspfad zwischen Hauptdämpfer und Nabe über den Nebendämpfer ausgebildet.
Findet bei Überschreitung eines definierten Drehwinkels ein Eingriff der Verzahnung zwischen dem Nabenflanschs des Hauptdämpfers und Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach Überwindung der Freilassung bzw. Zahnlücke statt, so wird das Drehmoment im Wesentlichen unabhängig vom Nebendämpfer direkt zwischen dem Hauptdämpfer und der Nabe übertragen. Der der Hauptdämpfer realisiert nun eine Dämpfungswirkung zwischen der Eingangsseite der Drehmoment-Übertragungseinrichtung und der Nabe als Ausgangsseite der Drehmoment-Übertragungseinrichtung.
Dabei ist insbesondere vorzusehen, dass ein erster Verdrehwinkel, welcher entsprechend der Freilassung bzw. Zahnlücke der Verdrehwinkel ist, um den der Nabenflansch des Hauptdämpfers zur Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung verdreht werden muss, bevor ein Drehmoment-Übertragungspfad zwischen dem Hauptdämpfer und der Nabe realisiert ist, kleiner ist als ein zweiter Verdrehwinkel zwischen Eingangsseite des Nebendämpfers und Ausgangsseite des Nebendämpfers, bei dem eine Beschädigung der Nebendämpfer-Federn auftreten würde. Damit ist gewährleistet, dass der Nebendämpfer vor Beschädigung geschützt ist.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Nebendämpfer mehrere Dämpferstufen, wobei eine jeweilige Dämpferstufe einen eigenen Nabenflansch aufweist, und wobei die Dämpferstufen hinsichtlich ihrer zwecks Drehschwingungsminderung realisierten Federwirkungen in Reihe gekoppelt sind.
Ein jeweiliger Nabenflansch ist mit einer jeweiligen Verzahnung mit einer Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung gekoppelt oder koppelbar, wobei die unterschiedlichen Dämpferstufen unterschiedliche Relativ-Winkelbewegungen der jeweiligen Nabenflansche in Bezug zur Nabe zulassen, bis eine Drehbewegung von einem jeweiligen Nabenflansch auf die Nabe übertragen wird.
Zu diesem Zweck können die Verzahnungen der Nabenflansche entlang der Drehrichtung mit entsprechend großen Freilassungen bzw. Zahnlücken ausgestaltet sein, so dass eine Mitnahme der Nabe in unterschiedlichen Winkelpositionen der Nabenflansche erfolgt.
Die einzelnen Dämpferstufen können dabei für die Dämpfung von Schwingungsbewegungen unterschiedlicher Drehmomente bzw. Drehwinkel eingerichtet sein.
-
Dabei umfasst der Nebendämpfer einen Nebendämpfer-Käfig, in dem mehrere, den einzelnen Dämpferstufen zugeordnete Nabenflansche angeordnet sind.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Nebendämpfer einen Nebendämpfer-Käfig, wobei der Nebendämpfer-Käfig drehfest mit einem Nabenflansch des Hauptdämpfers verbunden ist.
Der Nebendämpfer-Käfig kann dabei aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Beispielsweise kann der Nebendämpfer-Käfig einen ersten Nebendämpfer-Käfig-Teil und einen zweiten Nebendämpfer-Käfig-Teil umfassen, also zweiteilig ausgestaltet sein. Auch eine einteilige Ausgestaltung des Nebendämpfer-Käfigs ist nicht ausgeschlossen.
Die Verbindung des Nebendämpfer-Käfigs zum Nabenflansch des Hauptdämpfers ist vorzugsweise durch eine formschlüssige Verbindung, wie eine Steckverbindung, realisiert. Insbesondere weist zumindest ein Nebendämpfer-Käfig-Teil einen sich im Wesentlichen axial erstreckenden Vorsprung auf, der in eine komplementär ausgestaltete Aussparung im Nabenflansch des Hauptdämpfers formschlüssig eingesteckt werden kann.
Vorzugsweise ist der Nebendämpfer-Käfig aus Kunststoff ausgestaltet.
-
In einer ergänzenden Ausführungsform weist der Hauptdämpfer einen Hauptdämpfer-Käfig auf, der axial seitlich wenigstens ein Seitenblech aufweist, wobei das Seitenblech an einem seitlichen Begrenzungselement des Nebendämpfer-Käfigs anliegt und zwischen dem Seitenblech und dem seitlichen Begrenzungselement eine Relativ-Rotationsbewegung unter Reibung ausführbar ist.
Entsprechend wird dadurch eine Relativ-Rotationsbewegung zwischen dem Nebendämpfer-Käfig und dem Hauptdämpfer-Käfig ebenfalls zur Schwingungsminimierung genutzt, da bei der Reibung bei der Relativ-Rotationsbewegung mechanische Energie in Wärme umgesetzt wird.
Eine derartige Relativ-Rotationsbewegung zwischen dem Nebendämpfer-Käfig und dem Hauptdämpfer-Käfig tritt insbesondere lediglich bei Betätigung des Hauptdämpfers auf.
Zu diesem Zweck sind das betreffende Seitenblech und der betreffende Abschnitt des Nebendämpfer-Käfig mit jeweils einer Kontaktfläche ausgestaltet.
Das seitliche Begrenzungselement des Nebendämpfer-Käfigs kann dabei ein Teil des Nebendämpfer-Käfigs sein, der unmittelbar oder über zumindest einen weiteren Teil des Nebendämpfer-Käfigs mit dem Nabenflansch des Hauptdämpfers drehfest verbunden ist.
Der Hauptdämpfer-Käfig bildet zur Aufnahme und Positionierung bzw. Positionssicherung von Hauptdämpfer-Federn sogenannte Feder-Fenster auf, welche in Umfangsrichtung einen Anschlag für die Hauptdämpfer-Federn ausbilden. Diese Feder-Fenster können in ihren Eckbereichen mit sogenannten Entspannungsbohrungen ausgestaltet sein, die Spannungen im Seitenblech bzw. in den Seitenblechen des Hauptdämpfer-Käfigs verringern. Entspannungsbohrungen entsprechen dabei Bohrungen, die in axialer Richtung durch ein Seitenblech des Hauptdämpfer-Käfigs führen.
-
Dabei weist in einer Ausführungsform die Drehmoment-Übertragungseinrichtung an dem Seitenblech und einer Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung anliegend ein hohlkegelstumpfförmiges Reibelement auf, welches dazu eingerichtet ist, bei Relativ-Rotationsbewegung zwischen dem Seitenblech und der Nabe an dem Seitenblech und/oder der Nabe zu reiben.
-
Entsprechend ist das im Wesentlichen konusförmige Reibelement dazu ausgestaltet, bei der Relativ-Rotationsbewegung schwingungsminimierend mechanische Energie in Wärme umzuwandeln. Diese dienen auch als Versatzausgleich aufgrund ihrer Geom etrie.
-
Das Reibelement ist dabei vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt.
-
Gemäß einer konstruktiv vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Hauptdämpfer einen Hauptdämpfer-Käfig, der axial seitlich jeweils ein Seitenblech aufweist, wobei die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung zumindest abschnittsweise axial zwischen den Seitenblechen angeordnet ist und im radialen Bereich der Anordnung des Abschnitts der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung die Seitenbleche eine größere axiale Entfernung zueinander aufweisen als in dem radialen Bereich, in dem die Seitenbleche mechanisch zur Ausbildung des Hauptdämpfer-Käfigs verbunden sind.
Die Verbindung zwischen den Seitenblechen wird durch sogenannte Abstandsbolzen bzw. Abstandsbleche realisiert, wobei zumindest einige dieser Abstandsbolzen bzw. Abstandsbleche zudem als Anschläge für den Nabenflansch des Hauptdämpfers zwecks dessen Wegbegrenzung in seiner Rotationsbewegung dienen können.
In einer Ausführungsform der Drehmoment-Übertragungseinrichtung, in der der Hauptdämpfer z.B. zwei Nabenflansche umfasst, können die Abstandsbolzen bzw. Abstandsbleche als Anschlag für einen ersten Nabenflansch des Hauptdämpfers entlang einer ersten Drehrichtung dienen und als Anschlag für einen zweiten Nabenflansch des Hauptdämpfers entlang einer zweiten, der ersten Drehrichtung entgegengesetzten, zweiten Drehrichtung dienen.
Der Anschlag hat die Funktion, dass bei Überschreitung eines Drehwinkels Drehmoment im Hauptdämpfer direkt zwischen Seitenblechen und Nabenflansch übertragbar ist, so dass eine Überlastung der Federn des Hauptdämpfers vermieden wird, die zu einer Beschädigung des Hauptdämpfers führen könnte.
Es kann vorgesehen sein, die Abstandsbolzen bzw. Abstandsbleche auf unterschiedlichen radialen Positionen anzuordnen, so dass z.B. radial weiter außen angeordnete Abstandsbolzen bzw. Abstandsbleche nur zur Verbindung der Seitenbleche des Hauptdämpfer-Käfigs dienen, wohingegen die radial weiter innen angeordneten Abstandsbolzen bzw. Abstandsbleche zusätzlich oder vorranging zur Funktion der Verbindung der Seitenbleche die Funktion des Anschlags ausbilden.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Drehmoment-Übertragungseinrichtung des Weiteren mit der Dämpfungseinrichtung mechanisch gekoppelt ein Fliehkraftpendel.
Insbesondere kann das Fliehkraftpendel am Nabenflansch des Hauptdämpfers angeschlossen sein, zur Vorab-Tilgung von Drehschwingungen.
Das Fliehkraftpendel kann direkt mit einer Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung fest verbunden sein.
Es kann alternativ vorgesehen sein, dass das Fliehkraftpendel mittels sich axial erstreckender Verbindungsbolzen mit dem Nabenflansch des Hauptdämpfers verbunden ist. Diese axialen Verbindungsbolzen greifen dabei vorzugsweise durch Öffnungen im Hauptdämpfer-Käfig hindurch.
-
Die erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung weist den Vorteil auf, dass eine Einheit zur Verfügung gestellt wird, die bauraumsparend und in konstruktiv einfacher Weise eine Mehrfachfunktion realisiert.
Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung schützt die Dämpfungseinrichtung vor Drehmoment, welches einen definierten Schwellenwert übersteigt.
Zudem fungiert die Dämpfungseinrichtung als Drehschwingungsdämpfer zwischen dem Drehmomentbegrenzer und der Nabe, wobei der Nebendämpfer dabei die Funktion eines Vordämpfers zum Hauptdämpfer realisiert.
Außerdem ist zwischen dem Seitenblech des Hauptdämpfers und dem Nebendämpfer-Käfig bzw. dem hohlkegelstumpfförmigen Reibelement Reibung realisierbar, was bei Relativ-Rotationsbewegung zwischen Seitenblech und Nebendämpfer-Käfig bzw. dem hohlkegelstumpfförmigen Reibelement schwingungsminimierend mechanische Energie in Wärme umwandelt.
-
Des Weiteren wird erfindungsgemäß eine Antriebsanordnung zur Verfügung gestellt, die eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung und ein Antriebsaggregat, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine aufweist, wobei ein Ausgang des Antriebsaggregats mechanisch mit einem Eingang der Drehmoment-Übertragungseinrichtung gekoppelt ist zwecks Übertragung eines Drehmoments von dem Antriebsaggregat auf die Drehmoment-Übertragungseinrichtung. Entsprechend kann bei Ausgestaltung des Antriebsaggregats als Verbrennungskraftmaschine z.B. eine Kurbelwelle fest mit einem Eingangselement der Drehmoment-Übertragungseinrichtung gekoppelt sein.
-
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 in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
- 1: eine erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung in geschnittener Seitenansicht,
- 2: ein vergrößerter Ausschnitt der erfindungsgemäßen Drehmoment-Übertragungseinrichtung in geschnittener Seitenansicht,
- 3: die erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung in Vorderansicht und
- 4: ein vergrößerter Ausschnitt der erfindungsgemäßen Drehmoment-Übertragungseinrichtung in Vorderansicht.
-
In 1 ist eine erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in geschnittener Seitenansicht dargestellt.
Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 umfasst eine Dämpfungseinrichtung 10, eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 40 sowie eine Nabe 3. Die Dämpfungseinrichtung 10 weist einen Hauptdämpfer 20 und einen Nebendämpfer 30 auf. Die rotierbaren Bestandteile der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 drehen um eine Rotationsachse 2 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1.
Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 40 bildet den Eingang der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 und die Nabe 3 bildet den Ausgang der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1, wobei die Dämpfungseinrichtung 10 die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 40 mit der Nabe 3 zwecks Drehmomentübertragung zwischen Eingang und Ausgang der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 verbindet. Ein an die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 übertragenes Drehmoment geht dabei über ein Reibblech 44 der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 40 in diese ein. Das Reibblech 44 ist in axialer Richtung zwischen zwei Reibbelägen 41, 42 der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 40 gepresst, wobei die Anpresskraft dazu von einer Tellerfeder 43 der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 40 ausgeübt wird und damit bei einer Drehbewegung des Reibblechs 44 eine Mitnahme der Reibbeläge 41, 42 gewährleistet. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 40 bildet entsprechend einen dauerhaften Reibschluss des Reibblechs 44 mit den Reibbelägen 41, 42, wobei ein Drehmoment-Übertragungspfad zwischen dem Reibblech 44 und den Reibbelägen 41, 42 bei Übertragung eines Drehmoment oberhalb eines definierten Schwellenwerts unter Durchrutschen des Reibblechs 44 an den Reibbelägen 41, 42 geöffnet wird. Der zweite Reibbelag 42 ist drehfest mit einem ersten Seitenbleche 26 eines Hauptdämpfer-Käfigs 24 des Hauptdämpfers 20 verbunden, wobei ein zweites Seitenblech 27 des Hauptdämpfer-Käfigs 24 zur Abstützung der Tellerfeder 43 dient. Die Tellerfeder 43, der erste Reibbelag 41, das Reibblech 44 und der zweite Reibbelag 42 sind dabei in axialer Richtung in der genannten Reihenfolge nebeneinander zwischen radial äußeren Endbereichen der Seitenbleche 26, 27 des Hauptdämpfer-Käfigs 24 angeordnet. Der Hauptdämpfer-Käfig 24 bildet somit die Eingangsseite 21 des Hauptdämpfers 20 sowie einen Eingang 11 der Dämpfungseinrichtung 10.
Radial weiter innen als die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 40 ist ein Abstandselement 50 vorgesehen, welches die Seitenbleche 26, 27 fest miteinander verbindet. Im Bereich der Anordnung der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 40 weisen die Seitenbleche 26, 27 eine größere axiale Entfernung zueinander auf, als im radialen Bereich, in dem die Seitenbleche 26, 27 mechanisch zur Ausbildung des Hauptdämpfer-Käfigs 24 mittels des Abstandselements 50 verbunden sind.
-
Der Hauptdämpfer 20 umfasst neben dem Hauptdämpfer-Käfig 24 einen Nabenflansch 23 sowie Hauptdämpfer-Federn 25, wobei die Hauptdämpfer-Federn 25 eine Mitnahme des Nabenflanschs 23 in einer Drehbewegung des Hauptdämpfer-Käfigs 24 realisieren. Wird eine derartige Mitnahme realisiert, kann durch Stauchung der Hauptdämpfer-Federn 25 drehschwingungsgedämpft Drehmoment zwischen dem Hauptdämpfer-Käfig 24 und dem Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 übertragen werden.
Der Nabenflansch 23 erstreckt sich soweit nach radial außen, dass das Abstandselement 50 zwischen den Seitenblechen 26, 27 auch die Funktion eines Anschlags in Umfangsrichtung für den Nabenflansch 23 ausführt, so dass ein Drehmoment-Übertragungspfad zwischen dem Hauptdämpfer-Käfig 24 und dem Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 über das Abstandselement 50 realisiert ist, wenn ein definierter Verdrehwinkel des Nabenflanschs 23 des Hauptdämpfers 20 zum Hauptdämpfer-Käfig 24 ausgeführt ist. Die Hauptdämpfer-Federn 25 sind damit vor einer Überbelastung geschützt.
Der Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 fungiert als Ausgangsseite 22 des Hauptdämpfers 20 und ist an seinem radial inneren Endbereich mit einer Eingangsseite 31 des Nebendämpfers 31 verbunden.
Die Ausgangsseite 22 des Hauptdämpfers 20 sowie die Ausgangsseite 32 des Nebendämpfers 31 sind mit der Nabe 3 verbunden.
Der Nebendämpfer 30 fungiert dabei als Vordämpfer für den Hauptdämpfer 20.
-
2 zeigt ergänzend zu 1 einen vergrößerten Ausschnitt der erfindungsgemäßen Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in geschnittener Seitenansicht.
Der vergrößerte Ausschnitt zeigt dabei detaillierter den Nebendämpfer 30.
2 zeigt, dass der Nebendämpfer 30 einen Nebendämpfer-Käfig 34, einen Nabenflansch 33 sowie Nebendämpfer-Federn 35 umfasst. Äquivalent zur Funktionsweise des Hauptdämpfers 20 ist mittels des Nebendämpfers 30 drehschwingungsgedämpft Drehmoment zwischen dem Nebendämpfer-Käfig 34 und dem Nabenflansch 33 des Nebendämpfers 30 übertragbar.
-
Der Nebendämpfer-Käfig 34 umfasst ein erstes Nebendämpfer-Käfig-Teil 36 und ein zweites Nebendämpfer-Käfig-Teil 37, wobei die beiden Nebendämpfer-Käfig-Teile 36, 37 drehfest miteinander verbunden sind.
Das erste Nebendämpfer-Käfig-Teil 36 fungiert als ein seitliches Begrenzungselement 38 des Nebendämpfer-Käfigs 34 auf der dem Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 axial abgewandten Seite des Nebendämpfers 30. An dem seitlichen Begrenzungselement 38 des Nebendämpfer-Käfigs 34 liegt das erste Seitenblech 26 des Hauptdämpfer-Käfigs 24 derart an, dass zwischen dem ersten Seitenblech 26 und dem seitlichen Begrenzungselement 38 eine Relativ-Rotationsbewegung unter Reibung ausführbar ist. Entsprechend wird dadurch eine Relativ-Rotationsbewegung zwischen dem Nebendämpfer-Käfig 34 und dem Hauptdämpfer-Käfig 24 zur Schwingungsminimierung genutzt, da bei der Reibung bei der Relativ-Rotationsbewegung mechanische Energie in Wärme umgesetzt wird. Zum Zweck der Schwingungsminimierung des Hauptdämpfer-Käfigs 24 umfasst die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 weiterhin ein hohlkegelstumpfförmiges Reibelement 53.
Das Reibelement 53 ist auf der Nabe 3 angeordnet und das erste Seitenblech 26 des Hauptdämpfer-Käfigs 24 liegt am Reibelement 53 an. Entsprechend tritt hier bei Relativ-Rotationsbewegung zwischen dem erstem Seitenblech 26 und der Nabe 3 an dem erstem Seitenblech 26 und/oder der Nabe 3 Reibung auf.
Das zweite Nebendämpfer-Käfig-Teil 37 ist mit dem Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 fest verbunden, so dass das zweite Nebendämpfer-Käfig-Teil 37 der Eingangsseite 31 des Nebendämpfers 30 entspricht und Drehmoment vom Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 in den Nebendämpfer 30 über das zweite Nebendämpfer-Käfig-Teil 37 übertragen wird.
Außerdem zeigt 2, dass die Nabe 3 auf ihrer radialen Außenseite eine Verzahnung 4 ausbildet, mit welcher der Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 sowie der Nabenflansch 33 des Nebendämpfers 30 jeweils über eine Innenverzahnung verbunden sind. Die Verbindung zwischen dem Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 und der Nabe 3 ist dabei jedoch derart realisiert, dass zwischen den Zähnen der Innenverzahnung des Nabenflanschs 23 des Hauptdämpfers 20 und den Zähnen der Verzahnung 4 der Nabe 3 Freilassungen bzw. so große Zahnlücken realisiert sind, so dass eine Übertragung von Drehmoment mittels des Nabenflanschs 23 des Hauptdämpfers 20 und der Verzahnung 4 der Nabe 3 erst nach Überwindung eines entsprechend großen Relativ-Verdrehwinkels zwischen Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 und Nabe 3 realisierbar ist. Die Verbindung zwischen der Nabe 3 und dem Nabenflansch 33 des Nebendämpfers 30 weist kein derartig großes Spiel auf.
Wird Drehmoment über die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 40 in den Hauptdämpfer-Käfig 24 geleitet, überträgt sich das Drehmoment über die Hauptdämpfer-Federn 25 an den Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20. Der Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 beginnt nun sich aufgrund der Freilassungen bzw. großem Zahnlücken relativ zur Nabe 3 zu drehen. Der fest mit dem Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 verbundene Nebendämpfer-Käfig 34 wird in der Drehbewegung des Nabenflanschs 23 des Hauptdämpfers 20 mitgenommen. Der Nabenflansch 35 des Nebendämpfers 30 ist mit der Nabe 3 drehfest verbunden, wodurch unter Stauchung der Nebendämpfer-Federn 35 eine Relativ-Drehung zwischen dem Nebendämpfer-Käfig 34 und dem Nabenflansch 33 des Nebendämpfers 30 realisiert wird. Das Drehmoment wird somit über den Hauptdämpfer 20 an den Nebendämpfer 30 übertragen und durch den Nebendämpfer 30 anschließend drehschwingungsgedämpft an die Nabe 3 übertragen, wodurch der Nabenflansch 33 des Nebendämpfers 30 als Ausgang 12 der Dämpfungseinrichtung 10 fungiert, wenn nur ein geringer Verdrehwinkel ausgeführt wurde.
Liegt eine Verzahnung Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 nach Überwindung des geringen Relativ-Verdrehwinkels an der Verzahnung 4 der Nabe 3 an, wird das Drehmoment über den Hauptdämpfer 20 direkt an die Nabe 3 übertragen, wodurch dann der Nabenflansch 23 des Hauptdämpfers 20 als Ausgang 12 der Dämpfungseinrichtung 10 fungiert.
-
In 3 ist die erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in Vorderansicht gezeigt.
Zu sehen ist, dass das erste Seitenblech 26 mehrere Feder-Fenster 51 aufweist, in welchen die Hauptdämpfer-Federn 25 angeordnet sind.
Zudem zeigt 3, dass am Umfang verteilt mehrere Abstandselemente 50 angeordnet sind, wobei die Abstandselemente 50 dabei auf unterschiedlichen radialen Positionen angeordnet sind. Die Abstandselemente 50 sind aufgeteilt in eine erste Gruppe von Abstandselementen 50, die auf einer ideellen Kreisbahn radial weiter außen angeordnet sind, und eine zweite Gruppe von Abstandselementen 50, die auf einer ideellen Kreisbahn radial weiter innen angeordnet sind. Die Abstandselemente 50 radial weiter außen dienen dabei lediglich zur Verbindung der Seitenbleche 26 des Hauptdämpfer-Käfig 24, wohingegen die radial weiter innen angeordneten Abstandselemente 50 die Abstandselemente 50 sind, die einen Anschlag für den Nabenflansch (hier nicht dargestellt) des Hauptdämpfers 20 ausbilden.
Die rechteckige Form der Abstandselemente 50 zeigt zudem, dass die Abstandselemente 50 als Abstandsbleche ausgebildet sind.
-
In 4 ist ergänzend zu 3 ein vergrößerter Ausschnitt der erfindungsgemäßen Drehmoment-Übertragungseinrichtung in Vorderansicht dargestellt.
Daraus ist erkennbar, dass die Feder-Fenster 51 mit Entspannungsbohrungen 52 ausgestaltet sind, die Spannungen im Seitenblech 26 des Hauptdämpfer-Käfigs 24 verringern. Die Entspannungsbohrungen 52 sind dabei in Eckbereichen zweiter aneinanderstoßender Begrenzungskanten eines jeweiligen Feder-Fensters 51 ausgebildet.
-
Mit der erfindungsgemäßen Drehmoment-Übertragungseinrichtung sowie Antriebsanordnung lässt sich bei geringem Bauraumbedarf und in konstruktiv einfacher Ausgestaltung eine Mehrfachfunktion der Drehmoment-Übertragungseinrichtung ermöglichen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Drehmoment-Übertragungseinrichtung
- 2
- Rotationsachse
- 3
- Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung
- 4
- Verzahnung
- 10
- Däm pfungseinrichtung
- 11
- Eingang der Dämpfungseinrichtung
- 12
- Ausgang der Dämpfungseinrichtung
- 20
- Hauptdämpfer
- 21
- Eingangsseite des Hauptdämpfers
- 22
- Ausgangsseite des Hauptdämpfers
- 23
- Nabenflansch des Hauptdämpfers
- 24
- Hauptdämpfer-Käfig
- 25
- Hauptdämpfer-Feder
- 26
- erstes Seitenblech
- 27
- zweites Seitenblech
- 30
- Nebendämpfer
- 31
- Eingangsseite des Nebendämpfers
- 32
- Ausgangsseite des Nebendämpfers
- 33
- Nabenflansch des Nebendämpfers
- 34
- Nebendämpfer-Käfig
- 35
- Nebendämpfer-Feder
- 36
- erstes Nebendämpfer-Käfig-Teil
- 37
- zweites Nebendämpfer-Käfig-Teil
- 38
- seitliches Begrenzungselement des Nebendämpfer-Käfigs
- 40
- Drehmoment-Begrenzungseinrichtung
- 41
- erster Reibbelag
- 42
- zweiter Reibbelag
- 43
- Tellerfeder
- 44
- Reibblech
- 50
- Abstandselement
- 51
- Feder-Fenster
- 52
- Entspannungsbohrungen
- 53
- Reibelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 2019052603 A1 [0003]
- WO 2019052602 A1 [0003]
- JP 2008303995 A [0003]
- US 20180216696 A1 [0003]
- EP 1176339 A3 [0004]
- EP 1988306 B1 [0005]
- DE 19920397 A1 [0006]
- DE 102013203694 A1 [0007]
