DE102008057648A1

DE102008057648A1 - Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere zur Leistungsübertragung zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb

Info

Publication number: DE102008057648A1
Application number: DE102008057648A
Authority: DE
Inventors: Mario Degler; Thorsten Krause; Kai Schenck; Markus Werner; Dominique Engelmann
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2009-06-04
Also published as: CN101883933A; US20100236228A1; USRE49270E1; US8161739B2; CN101883933B; JP5675363B2; JP2011504986A; DE112008003168B4; DE112008003168A5; WO2009067987A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere zur Leistungsübertragung zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb, umfassend eine Dämpferanordnung mit zumindest zwei in Reihe schaltbaren Dämpfern und einem drehzahladaptiven Tilger. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger zumindest in einer Kraftflussrichtung über die Dämpferanordnung zwischen den Dämpfern angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere zur Leistungsübertragung zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb, umfassend einen Eingang und einen Ausgang und eine zwischen Eingang und Ausgang angeordnete Dämpferanordnung mit zumindest zwei in Reihe schaltbaren Dämpfern und einem drehzahladaptiven Tilger.
Kraftübertragungsvorrichtungen in Antriebssträngen zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb sind in unterschiedlichster Ausführung aus dem Stand der Technik bekannt. Wird als Antriebsmaschine eine Verbrennungskraftmaschine eingesetzt, tritt an der Kurbelwelle eine die Rotationsbewegung überlagernde Drehbewegung auf, deren Frequenz sich mit der Drehzahl der Welle ändert. Zur Reduzierung werden Tilgeranordnungen eingesetzt. Bei diesen handelt es sich um eine Zusatzmasse, die über ein Federsystem an das Schwingungssystem angekoppelt ist. Die Wirkungsweise des Schwingungstilgers beruht darauf, dass bei einer bestimmten Erregerfrequenz die Hauptmasse in Ruhe verbleibt, während die Zusatzmasse eine erzwungene Schwingung ausführt. Da sich die Erregerfrequenz mit der Drehzahl der Antriebsmaschine ändert, während die Eigenfrequenz des Tilgers konstant bleibt, tritt dieser Tilgungseffekt jedoch nur bei einer bestimmten Drehzahl ein. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 102 36 752 A1 vorbekannt. Bei dieser steht die Antriebsmaschine über mindestens ein Anfahrelement, insbesondere eine Kupplung oder einen hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler mit einem oder mehreren Getriebeteilen in Verbindung. Dabei ist ein schwingungsfähiges Feder-Masse-System nicht in Reihe mit dem Antriebsstrang verbunden, sondern befindet sich in Parallelschaltung zu diesem, wodurch die Elastizität des Antriebsstranges nicht beeinträchtigt wird. Dieses schwingungsfähige Feder-Masse-System fungiert als Tilger. Dieser ist gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung in Verbindung mit der Wandlerüberbrückungskupplung zur Vermeidung etwaiger Kraftstöße beim Schließen der Wandlerüberbrückungskupplung dieser zugeordnet. Gemäß einer Weiterbildung ist es ferner vorgesehen, dem Anfahrelement einen Torsionsdämpfer mit zwei Torsionsdämpferstufen nachzuschalten, wobei dieser sich im Kraftfluss des Antriebsstranges befindet. Dabei wird das Feder-Masse-System zwischen der ersten Torsionsdämpferstufe und der zweiten Torsionsdämpferstufe angeordnet, wodurch sich ein besonders gutes Übertragungsverhalten ergeben soll. Das Feder-Masse-System kann über eine veränderliche Eigenfrequenz zur Nutzung in einem breiteren Frequenzband verfügen, wobei diese über eine Steuerung oder Regelung beeinflussbar ist.
Aus der Druckschrift DE 197 81 582 T1 ist ferner eine Kraftübertragungsvorrichtung vorbekannt, die eine Flüssigkeitskupplung umfasst, und eine Einrichtung zur Überbrückung dieser, wobei eine Mechanismenanordnung vorgesehen ist, die der Steuerung der Relativverdrehung zwischen der Eingangs- und Ausgangseinrichtung der Leistungsübertragungseinrichtung dient.
Um die Wirkung einer Erregung über einen breiten, vorzugsweise den gesamten Drehzahlbereich einer Antriebsmaschine zu tilgen, werden entsprechend DE 198 31 160 A1 drehzahladaptive Schwingungstilger in Antriebssträngen vorgesehen, die über einen größeren Drehzahlbereich Drehschwingungen, idealerweise über den gesamten Drehzahlbereich der Antriebsmaschine tilgen können, indem die Eigenfrequenz proportional zur Drehzahl ist. Diese arbeiten nach dem Prinzip eines Kreis- beziehungsweise Fliehkraftpendels im Fliehkraftfeld, welches in bekannter Weise bereits zur Tilgung von Kurbelwellenschwingungen für Verbrennungskraftmaschinen genutzt wird. Bei diesem sind Trägheitsmassen um eine Rotationsachse pendelnd gelagert, die bestrebt sind, bei Einleitung einer Drehbewegung diese in größtmöglichem Abstand zu umkreisen. Die Drehschwingungen führen zu einer pendelnden Relativbewegung der Trägheitsmassen. Dabei sind unterschiedliche Systeme bekannt, bei denen sich die Trägheitsmassen relativ zur Drehmomenteinleitungsachse rein translatorisch auf einer kreisförmigen Bewegungsbahn bewegen oder aber wie gemäß DE 198 31 160 A1 , bei welcher die Bewegungsbahn einen Krümmungsradius aufweist, der sich mit zunehmender Auslenkung der Trägheitsmasse aus der mittleren Position wenigstens abschnittsweise ändert.
Eine Anfahreinheit, umfassend einen hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler sowie eine Einrichtung zur Überbrückung der Leistungsübertragung über den hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler ist aus der Druckschrift DE 199 26 696 A1 vorbekannt. Diese umfasst wenigstens eine Zusatzmasse, deren Schwerpunkt in Abhängigkeit von einer relativen Stellung der Getriebeelemente, bezogen auf eine Drehachse des Momentenübertragungswegs radial verlagerbar ist.
Aus der Druckschrift DE 10 2006 028 556 A1 ist eine Drehmomentübertragungsrichtung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zur Drehmomentübertragung zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb vorbekannt, die neben einer schaltbaren Kupplungseinrichtung mindestens eine Drehschwingungsdämpfungseinrichtung umfasst. Dieser ist eine Fliehkraftpendeleinrichtung zugeordnet, die mehrere Pendelmassen aufweist, die mit Hilfe von Laufrollen an der Pendelmassenträgereinrichtung relativ zu dieser bewegbar angelenkt sind.
Häufig finden Mehrfachdämpfer in Kraftübertragungseinheiten Verwendung, die insbesondere in einzelnen Drehzahlbereichen wirken und auf diese in optimaler Weise abstimmbar sind. Jedoch ist es auch mit diesen ohne erheblichen gesonderten Aufwand und zum Teil auch bauraumbedingt nicht möglich, den gesamten Drehzahlbereich einer Antriebsmaschine befriedigend hinsichtlich der Schwingungsdämpfung abzudecken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kraftübertragungsvorrichtung der eingangs genannten Art, insbesondere eine Kraftübertragungsvorrichtung mit einer Mehrfachdämpferanordnung, umfassend zumindest zwei in zumindest einer Kraftflussrichtung betrachtet in Reihe geschaltete Dämpfer weiterzuentwickeln, um Drehungleichförmigkeiten in der Kraftübertragungsvorrichtung über den gesamten Betriebsbereich der Antriebsmaschine zu verringern oder ganz abzubauen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine erfindungsgemäß ausgeführte Kraftübertragungsvorrichtung, insbesondere zur Leistungsübertragung zwischen einer Antriebsmaschine und einem Abtrieb, umfassend eine Dämpferanordnung mit zumindest zwei in Reihe schaltbaren Dämpfern und einem drehzahladaptiven Tilger ist dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger zumindest in einer Kraftflussrichtung über die Dämpferanordnung zwischen den Dämpfern angeordnet ist.
Unter einem drehzahladaptiven Tilger gemäß der Erfindung wird dabei eine Einrichtung verstanden, die kein Drehmoment überträgt, sondern geeignet ist, Erregungen über einen sehr breiten Bereich, vorzugsweise den vollständigen Drehzahlbereich einer Antriebsmaschine zu tilgen. Die Eigenfrequenz eines drehzahladaptiven Tilgers ist proportional zur Drehzahl, insbesondere der Drehzahl der anregenden Maschine.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht insbesondere in einer Kraftflussrichtung, welche vorzugsweise immer im Hauptarbeitsbereich genutzt wird, eine Reduzierung oder Vermeidung der Einleitung von Drehungleichförmigkeiten in den Antriebsstrang. Ferner kann das gesamte Dämpfungssystem besser an die zu tilgenden Drehschwingungen ohne erhebliche zusätzliche Modifikationen der einzelnen Dämpfer angepasst werden.
Die Kraftübertragungsvorrichtung kann verschiedenartig ausgeführt sein. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich um eine kombinierte Anfahreinheit, die auch als Multifunktionseinheit zum Einsatz gelangen kann. Diese umfasst eine hydrodynamische Komponente, mit zumindest einem als Pumpenrad fungierenden Primärrad und einem als Turbinenrad fungierenden Sekundärrad, die einen Arbeitsraum miteinander bilden, wobei das Turbinenrad wenigstens mittelbar drehfest mit dem Ausgang der Kraftübertragungsvorrichtung verbunden ist und die Kopplung über zumindest einen Dämpfer der Dämpferanordnung erfolgt, wobei der drehzahladaptive Tilger wenigstens mittelbar drehfest mit dem Sekundärrad verbunden ist. Der Begriff „wenigstens mittelbar" bedeutet, dass die Kopplung entweder direkt erfolgen kann, frei von der Zwischenschaltung weiterer Übertragungselemente oder aber indirekt durch Kopplung mit weiteren Übertragungselementen beziehungsweise über diese.
Durch die Zuordnung des drehzahladaptiven Tilgers zum Turbinenrad kann dieses aufgrund der Anbindung des Turbinenrades an den Antriebsstrang, insbesondere die Dämpferanordnung vorzugsweise in allen Betriebszuständen wirksam sein.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der drehzahladaptive Tilger direkt drehfest mit dem Sekundärrad verbunden. Dadurch sind Anordnungen möglich, die unabhängig von der Dämpferanordnung realisiert werden können, aufgrund der Kopplung des Sekundärrades mit der Dämpferanordnung wird jedoch die Wirkung nicht beeinträchtigt.
Gemäß einer weiteren Ausführung ist der drehzahladaptive Tilger mit einem Dämpfer der Dämpferanordnung verbunden. Durch diese Ausführung ist eine unmittelbare Zuordnung zum Dämpfungssystem möglich. Dabei kann die Kopplung direkt mit einem Element eines Dämpfers erfolgen, das direkt drehfest mit dem Sekundärrad verbunden ist oder aber einem Element des anderen Dämpfers, das mit dem drehfest mit dem Sekundärrad verbundenen Dämpferelement des einen Dämpfers verbunden ist. Dadurch ergeben sich verschiedene Anordnungsmöglichkeiten für den drehzahladaptiven Tilger, wobei in Abhängigkeit der Bauraumgegebenheiten die optimalste Anordnung auswählbar ist, ohne die Funktion zu beeinträchtigen.
Der drehzahladaptive Tilger kann als separat vormontierbares Bauteil ausgeführt werden. Der drehzahladaptive Tilger kann dadurch mit standardisierten Komponenten ohne die Erforderlichkeit von deren Modifizierung kombiniert werden. Ferner ist ein einfacher Austausch gegeben. Der drehzahladaptive Tilger kann ferner auf Halde vormontiert und gelagert werden.
Gemäß einer zweiten Ausführung wird der drehzahladaptive Tilger beziehungsweise Bestandteile von diesem, insbesondere der Trägheitsmassenträgereinrichtung als Bestandteil eines der Anschlusselemente ausgebildet, wobei das Anschlusselement entweder von einem Element eines Dämpfers der Dämpferanordnung oder aber bei direkter Ankopplung an das Sekundärrad beziehungsweise Turbinenrad vom Turbinenrad gebildet wird. Diese Ausführung ist zwar durch die erforderliche Modifikation der entsprechenden Anschlusselemente charakterisiert, jedoch wird dadurch insbesondere in axialer Richtung in Einbaulage, vom Eingang zum Ausgang betrachtet, Bauraum gespart, da der drehzahladaptive Tilger nicht mehr als separates Element zwischen anderen Elementen angeordnet werden muss.
Bei separater Ausführung des drehzahladaptiven Tilgers kann dieser bei der Integration über Befestigungselemente mit den Anschlusselementen verbunden werden, die ohnehin vorhanden sind, indem der Anschlussbereich des drehzahladaptiven Tilgers in den Befestigungsbereich zwischen Anschlusselementen gelegt wird und vorzugsweise die ohnehin erforderlichen Befestigungselemente zur Ankoppelung des Tilgers genutzt werden.
Bezüglich der Ausbildung der einzelnen Dämpfer selbst besteht eine Vielzahl von Möglichkeiten. Die Dämpferanordnung ist, wie bereits ausgeführt, zumindest in einer Kraftflussrichtung als Reihendämpfer ausgebildet. Die einzelnen Dämpfer der Dämpferanordnung können wiederum als einzelne Dämpfer oder aber als Reihen- oder Paralleldämpferteilanordnungen ausgeführt sein. Dadurch können die einzelnen realisierbaren Dämpfungsstufen hinsichtlich der mit diesen erzielbaren Dämpfungskennlinien weiter beeinflusst werden, und so gegebenenfalls auf bestimmte Erfordernisse optimaler abgestimmt werden.
Bezüglich der Anordnung der Dämpfer besteht eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Diese Möglichkeiten sind jedoch wiederum abhängig von der konkreten Ausgestaltung der einzelnen Dämpfer. Dabei wird zwischen der Anordnung in funktionaler und in räumlicher Richtung unterschieden. In räumlicher Richtung, insbesondere in axialer Richtung zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Kraftübertragungsvorrichtung betrachtet, kann die räumliche Anordnung der Dämpfer zueinander innerhalb der Dämpferanordnung in axialer und/oder radialer Richtung versetzt zueinander erfolgen. Vorzugsweise werden immer in radialer Richtung versetzte Anordnungen gewählt, da hier eine optimalere Bauraumausnutzung durch die überdeckte Anordnung möglich ist. Ferner entstehen durch die versetzte Anordnung in radialer Richtung im Bereich des Außenumfanges des einen Dämpfers in der Verlängerung in radialer Richtung des zweiten Dämpfers betrachtet, Zwischenräume, die idealerweise für die Anord nung des drehzahladaptiven Tilgers genutzt werden können und somit eine platzsparende Anordnung ermöglichen.
Rein funktional kann zumindest einer der Dämpfer konkret in einem der Leistungszweige angeordnet sein, ohne im anderen Leistungszweig als elastische Kupplung zu wirken. In diesem Fall fungiert der Dämpfer dann im anderen Leistungszweig als reiner Tilger. Diesbezüglich werden zwei Ausführungen unterschieden, wobei die erste durch die Anordnung des in Kraftflussrichtung ersten Dämpfers im Kraftfluss vom Eingang zum Ausgang betrachtet, im mechanischen Leistungszweig charakterisiert ist, während im zweiten Fall die Anordnung im hydrodynamischen Leistungszweig erfolgt. Der zweite Dämpfer der Dämpferanordnung ist dann beiden Zweigen funktional zwar in Reihe nachgeschaltet, jedoch als Tilger wirksam. Dadurch ist in Kraftflussrichtung vom Eingang zum Ausgang betrachtet, immer ein Dämpfer wirksam. Diesem wird, gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung auch der drehzahladaptive Tilger zugeordnet.
Die Ausführung des drehzahladaptiven Tilgers selbst kann vielgestaltig erfolgen. Allen Ausführungen gemeinsam ist, dass diese durch eine Trägheitsmassenträgereinrichtung charakterisiert sind, die sich in radialer Richtung erstreckt, wobei die Erstreckung als ebenes Scheibenelement oder aber als ein entsprechend geformtes Bauteil erfolgen kann. Dieses ist koaxial zur Rotationsachse der Kraftübertragungsvorrichtung angeordnet. Um diese sind an der Trägheitsmassenträgereinrichtung Trägheitsmassen pendelnd gelagert, wobei vorzugsweise jeweils beidseitig der Trägheitsmassenträgereinrichtung entsprechende Trägheitsmassen frei von Versatz zueinander angeordnet sind. Diese pendelnd gelagerten Trägheitsmassen erfahren unter dem Fliehkrafteinfluss eine Auslenkung in radialer Richtung. Das Grundprinzip des drehzahladaptiven Tilgers, welcher wie ein Fliehkraftpendel funktioniert, ist dabei durch die pendelnd gelagerten Massen an der Trägheitsmassenträgereinrichtung charakterisiert. Diese können durch Zusatzmaßnahmen weiter modifiziert werden, beispielsweise zur Verbesserung der Geräuschentwicklung oder Erweiterung ihres möglichen Wirkungsbereiches. Derartige Ausführungen sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt, weshalb hier im Einzelnen auf die Ausbildung von Fliehkraftpendeln nicht weiter eingegangen wird.
Drehzahladaptive Tilger können dabei räumlich vor der Dämpferanordnung, hinter der Dämpferanordnung zwischen den einzelnen Dämpfern der Dämpferanordnung angeordnet werden. Jede dieser Anordnungen kann im Hinblick auf die konkreten Gegebenheiten von besonderer Bedeutung sein. Anordnungen zwischen den beiden Dämpfern sind jedoch anzu streben, um hier ohnehin vorhandenen und unter Umständen nicht genutzten Bauraum optimal ausnutzen zu können.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführung ist der drehzahladaptive Tilger immer auf die Ordnung der Anregung der Antriebseinheit, insbesondere Antriebsmaschine ausgelegt. Dabei wird in Kraftübertragungsvorrichtungen mit hydrodynamischer Komponente der durch den Fliehöldruck verringerte Fliehkrafteinfluss auf die einzelne Trägheitsmasse mit berücksichtigt. Die Berücksichtigung erfolgt durch Ausbildung und Auslegung auf eine um einen Bereich zwischen 0,05 bis 0,5 höhere Ordnung als für Ausführungen frei von diesem, d. h. im Trockenen wirkenden Tilgern.
Die erfindungsgemäße Lösung wird nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:
1a–1d verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung mögliche Grundkonfigurationen von Kraftübertragungsvorrichtungen mit funktionaler Anordnung drehzahladaptiver Tilger;
2 verdeutlicht anhand eines Axialschnittes eine erste Ausführung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftübertragungsvorrichtung;
3 verdeutlicht anhand eines Axialschnittes eine zweite Ausführung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftübertragungsvorrichtung;
4 verdeutlicht beispielhaft eine Ausführung eines drehzahladaptiven Tilgers in einer Ansicht von rechts;
5 verdeutlicht eine Möglichkeit der direkten Kopplung des drehzahladaptiven Tilgers mit dem Turbinenrad;
6a–6d verdeutlichen mögliche Konfigurationen von Dämpferanordnung mit Angabe der Anbindungsmöglichkeiten für einen drehzahladaptiven Tilger;
7 verdeutlicht anhand eines Diagramms die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung gegenüber einer Ausführung frei von einem drehzahladaptiven Tilger.
Die 1a verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung den Grundaufbau einer erfindungsgemäß ausgeführten Kraftübertragungsvorrichtung 1 zur Leistungsübertragung in Antriebssträngen, insbesondere in Antriebssträngen von Fahrzeugen. Die Kraftübertragungsvorrichtung 1 dient dabei der Leistungsübertragung zwischen einer Antriebsmaschine 100, die beispielsweise als Verbrennungskraftmaschine ausgeführt sein kann, und einem Abtrieb 101. Die Kraftübertragungsvorrichtung 1 umfasst dazu zumindest einen Eingang E und zumindest einen Ausgang A. Der Eingang E ist dabei wenigstens mittelbar mit der Antriebsmaschine 100 verbunden, der Ausgang A wenigstens mittelbar mit den anzutreibenden Aggregaten 101, beispielsweise in Form eines Getriebes. „Wenigstens mittelbar" bedeutet dabei, dass die Kopplung entweder direkt, d. h. frei von weiteren zwischengeordneten Übertragungselementen oder indirekt über weitere Übertragungselemente erfolgen kann. Die Begriffe „Eingang" und „Ausgang" sind dabei in Kraftflussrichtung von einer Antriebsmaschine zu einem Abtrieb betrachtet in funktionaler Weise zu verstehen und nicht auf konstruktive Detailausführungen beschränkt.
Die Kraftübertragungsvorrichtung 1 umfasst eine Dämpferanordnung 2, welche zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A angeordnet ist. Die Dämpferanordnung 2 umfasst zumindest zwei in Reihe schaltbare Dämpfer 3 und 4, die Dämpferstufen bilden, sowie einen drehzahladaptiven Tilger 5. Unter einem drehzahladaptiven Tilger 5 wird dabei eine Vorrichtung zum Tilgen von Drehungleichförmigkeiten verstanden, über welche keine Leistungsübertragung erfolgt, sondern über die Drehschwingungen über einen größeren Drehzahlbereich, vorzugsweise den gesamten Drehzahlbereich, getilgt werden können, indem Trägheitsmassen fliehkraftbedingt bestrebt sind, eine Drehmomenteinleitungsachse mit maximalem Abstand zu umkreisen. Der drehzahladaptive Tilger 5 wird dabei von einer Fliehkraftpendelvorrichtung gebildet. Die Eigenfrequenz des Tilgers 5 ist proportional zur Drehzahl des anregenden Aggregates, insbesondere der Antriebsmaschine 100. Die Überlagerung der Drehbewegung durch Drehschwingungen führt zu einer pendelnden Relativbewegung der Trägheitsmassen. Erfindungsgemäß ist der drehzahladaptive Tilger 5 im Kraftfluss in zumindest einer der theoretisch möglichen Kraftflussrichtungen über die Dämpferanordnung 2 betrachtet zwischen den beiden Dämpfern 3 und 4 der Dämpferanordnung 2 zwischengeschaltet. Neben der Dämpfung von Schwingungen über die einzelnen Dämpfer 3 und 4 arbeitet der drehzahladaptive Tilger 5 dabei bei unterschiedlichen Frequenzen.
Für die Ausführung der Dämpfer 3, 4 der Dämpferanordnung 2 und deren Anbindung in Kraftübertragungsvorrichtungen 1 mit weiteren Komponenten bestehen eine Mehrzahl von Möglichkeiten. Dabei wird insbesondere bei Ausführungen mit hydrodynamischer Komponente 6 und Einrichtung 7 zu deren zumindest teilweisen Überbrückung zwischen Ausführungen mit einer Reihenschaltung der Dämpfer 3 und 4 in ihrer Funktion als elastische Kupplung, d. h. Drehmomentenübertragung und Dämpfung in beiden Leistungszweigen oder aber zumindest bei Leistungsübertragung über eine der Komponenten mit Reihenschaltung der Dämpfer 3, 4 als elastische Kupplungen und bei Leistungsübertragung über die andere Komponente mit Wirkung eines der Dämpfer 3 oder 4 als elastische Kupplung und Wirkung des anderen Dämpfers 4 oder 3 als Tilger unterschieden.
Die 1b verdeutlicht eine besonders vorteilhafte Ausführung der Kraftübertragungsvorrichtung 1 mit einer Dämpferanordnung 2 mit integriertem drehzahladaptiven Tilger 5, umfassend zumindest eine hydrodynamische Komponente 6 und eine Einrichtung 7 zur zumindest teilweisen Umgehung der Kraftübertragung über die hydrodynamische Komponente 6. Die hydrodynamische Komponente 6 umfasst zumindest ein bei Kopplung mit dem Eingang E und Kraftflussrichtung vom Eingang E zum Ausgang A als Pumpenrad P fungierendes Primärrad und ein wenigstens mittelbar mit dem Ausgang A drehfest gekoppeltes und bei Leistungsübertragung von Eingang E zum Ausgang A als Turbinenrad T fungierendes Sekundärrad, die einen Arbeitsraum AR bilden. Die hydrodynamische Komponente 6 kann als hydrodynamische Kupplung, welche mit Drehzahlwandlung arbeitet, ausgebildet sein oder aber in einer besonders vorteilhaften Ausführung als hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler, wobei bei Leistungsübertragung über den hydrodynamischen Drehzahl-/Drehmomentwandler immer gleichzeitig eine Drehmoment- und Momentenwandlung erfolgt. In diesem Fall umfasst die hydrodynamische Komponente 6 zumindest noch ein weiteres sogenanntes Leitrad L, wobei dieses je nach Ausführung entweder ortsfest oder aber drehbar gelagert sein kann. Das Leitrad L kann sich ferner über einen Freilauf abstützen. Die hydrodynamische Komponente 6 ist dabei zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A angeordnet. Diese beschreibt im Kraftfluss zwischen Eingang E und Ausgang A über die hydrodynamische Komponente 6 betrachtet einen ersten Leistungszweig I. Die Einrichtung 7 zur Umgehung der hydrodynamischen Komponente 6 ist vorzugsweise in Form einer sogenannten Überbrückungskupplung, bei welcher es sich im einfachsten Fall um eine schaltbare Kupplungseinrichtung handeln. Diese kann als synchron schaltbare Kupplungseinrichtung ausgeführt sein. In der Regel wird diese jedoch als reibschlüssige Kupplung, vorzugsweise in Scheibenbauweise ausgeführt. Die Kupplungseinrichtung ist ebenfalls zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A angeordnet und beschreibt bei Leistungsübertragung über diese einen zweiten Leistungszweig II, in wel chem die Leistungsübertragung mechanisch erfolgt. Dabei ist die Dämpferanordnung 2 der Einrichtung 7 in Kraftflussrichtung vom Eingang E zum Ausgang A nachgeordnet und des Weiteren der hydrodynamischen Komponente 6. Der drehzahladaptive Tilger 5 ist damit sowohl der hydrodynamischen Komponente 6 als auch der mechanischen Kupplung in Kraftflussrichtung vom Eingang E zum Ausgang A betrachtet nachgeordnet. Dies wird dadurch erreicht, dass der drehzahladaptive Tilger 5 in Form des Fliehkraftpendels wenigstens mittelbar drehfest mit dem als Turbinenrad T in zumindest einem Betriebszustand fungierenden Sekundärrad der hydrodynamischen Komponente 6 und ferner auch mit dem Ausgang der Einrichtung 7 verbunden ist.
Die 1a und 1b verdeutlichen lediglich in schematisiert stark vereinfachter Darstellung die Grundanordnung in einer erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung 1 mit einem drehzahladaptiven Tilger 5 zwischen zwei in Reihe schaltbaren Dämpfern 3 und 4, wobei die Dämpfer 3 und 4 zumindest in einer der Kraftflussrichtungen, hier in beiden in Reihe geschaltet sind und als Vorrichtungen zur Dämpfung von Schwingungen wirken, das heißt quasi als elastische Kupplung, unabhängig davon, wie die einzelnen Dämpfer 3 und 4 tatsächlich ausgeführt sind.
Die 1c und 1d verdeutlichen in schematisiert vereinfachter Darstellung entsprechend 1b in Analogie eine weitere erfindungsgemäße ausgestaltete Kraftübertragungsvorrichtung, wobei jedoch hier die beiden Dämpfer 3 und 4 jeweils nur in einer Kraftflussrichtung in einem Leistungszweig I oder II in ihrer Funktion als elastische Kupplung in Reihe geschaltet sind. Gemäß 1c ist dabei die Anordnung aus den beiden in Reihe geschalteten Dämpfern 3 und 4 im Kraftfluss in Kraftflussrichtung, zwischen Eingang E und Ausgang A betrachtet, immer dem mechanischen Leistungszweig II nachgeschaltet. Die Anbindung der hydrodynamischen Komponente 6, insbesondere dem Turbinenrad T, erfolgt hier zwischen den beiden Dämpfern 3 und 4. Der drehzahladaptive Tilger 5 ist dabei in Kraftflussrichtung auch hier der hydrodynamischen Komponente 6 nachgeordnet. Dieser ist ebenfalls zwischen den beiden Dämpfern 3 und 4 angeordnet, wobei die Anbindung entweder direkt am Turbinenrad T oder aber an der Verbindung beziehungsweise im Bereich der Anbindung des Turbinenrades T an den Dämpfer 4 erfolgt.
Demgegenüber verdeutlicht die 1d eine Ausführung, bei welcher die beiden Dämpfer 3 und 4 in Reihenschaltung im Kraftfluss vom Eingang E zum Ausgang A immer der hydrodynamischen Komponente 6 nachgeordnet sind, wobei bei mechanischer Leistungsübertragung der Dämpfer 3 als Tilger wirkt, während der Dämpfer 4 vollständig als Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen in Form einer elastischen Kupplung wirksam ist. Auch hier erfolgt die Anbindung des drehzahladaptiven Tilgers 5 entweder unmittelbar dem Dämpfer 4 vorgeschaltet, und ist damit bei Leistungsübertragung über die hydrodynamische Komponente 6 mit dem Turbinenrad T wenigstens mittelbar, hier indirekt über den Dämpfer 3 gekoppelt. Ferner ist in dieser Ausführung auch bei rein mechanischer Leistungsübertragung im zweiten mechanischen Leistungszweig II der drehzahladaptive Tilger 5 immer wirksam, da dieser mit dem Dämpfer 4 zusammengeschaltet ist.
Die 2 und 3 verdeutlichen beispielhaft zwei besonders vorteilhafte Ausführungen erfindungsgemäß ausgestalteter Kraftübertragungsvorrichtungen 1 einer Konfiguration gemäß 1c anhand eines Ausschnittes aus einem Axialschnitt durch diese.
Die 2 verdeutlicht dabei eine Ausführung mit separater Ausbildung des drehzahladaptiven Tilgers 5 und Anbindung an die Dämpferanordnung 2. Dieser ist als Fliehkraftpendeleinrichtung 8 ausgebildet und umfasst eine, vorzugsweise mehrere Trägheitsmassen 9.1, 9.2, die an einer Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 relativ gegenüber dieser bewegbar gelagert sind. Dabei erfolgt beispielsweise die Lagerung über Laufrollen 11. Die Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 ist hier als scheibenförmiges Element ausgeführt, welches einen Nabenteil 12 bildet, der in radialer Richtung bezogen auf die Rotationsachse R im radial inneren Bereich des scheibenförmigen Elementes ausgebildet ist oder aber auch mit einem derartigen Nabeteil 12 verbunden sein kann. Die Trägheitsmasseneinrichtung 10 ist vorzugsweise als ebenes scheibenförmiges Element oder zumindest ringscheibenförmiges Element ausgeführt. Denkbar sind auch Ausführungen mit im Querschnitt betrachtet ausgeformter Gestaltung, beispielsweise in Form von Blechformteilen. Vorzugsweise sind beidseits der Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 Trägheitsmassen 9.1 und 9.2 vorgesehen. Diese sind vorzugsweise im Bereich des radial äußeren Durchmessers der Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 über die Laufbahn 11 an dieser pendelnd gelagert. Aufgrund des Fliehkrafteinflusses stellen sich die Trägheitsmassen 9.1, 9.2 zumindest in radialer Richtung nach außen, ferner kann wenigstens eine Trägheitsmasse 9.1, 9.2 ausgehend von einer mittleren Position, in der sich der größte Abstand ihres Schwerpunktes S von der Mittenachse M, die der Rotationsachse R der Kraftübertragungsvorrichtung 1 entspricht, einstellt, relativ zum Nabenteil 12 entlang einer Bewegungsbahn in Auslenkungsposition hin und her bewegen, wobei sich der Abstand des Schwerpunktes S der wenigstens eine Trägheitsmasse 9.1, 9.2 gegenüber der mittleren Position verändert. Die Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 wird hier von einem separaten Ele ment gebildet. Dadurch ist die gesamte Fliehkraftpendeleinheit 8 separat vormontierbar und kann als Baueinheit separat gelagert und gehandhabt werden.
Die Kraftübertragungsvorrichtung 1 umfasst eine hydrodynamische Komponente 6, wobei hier lediglich ein Ausschnitt des als Turbinenrad T fungierenden Sekundärrades dargestellt ist, welches wenigstens mittelbar drehfest mit dem Ausgang A gekoppelt ist. Der Ausgang A wird hier beispielsweise von einer lediglich angedeuteten Welle 29, welche gleichzeitig beim Einsatz in Antriebssträngen für Kraftfahrzeuge von einer Getriebeeingangswelle gebildet werden kann oder einem mit dieser drehfest koppelbaren Element, insbesondere Nabe 12, gebildet. Die Nabe 12 wird auch als Dämpfernabe bezeichnet. Die Kopplung des Turbinenrades T mit dem Ausgang A erfolgt hier über die Dämpferanordnung 2, insbesondere den zweiten Dämpfer 4. Die Dämpferanordnung 2 umfasst zwei in Reihe schaltbare Dämpfer 3 und 4, wobei diese jeweils eine Dämpferstufe bilden und die beiden Dämpferstufen in radialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind und somit eine erste äußere und eine zweite innere Dämpferstufe bilden. Die Dämpfer 3 und 4 sind hier als Einzeldämpfer ausgeführt. Denkbar ist jedoch auch eine Ausbildung dieser als Reihen- oder Paralleldämpfer. Dabei ist vorzugsweise zur Realisierung der platz- und bauraumsparenden Anordnung die erste radiale Dämpferstufe als radial äußere Dämpferstufe ausgeführt, das heißt, diese ist auf einem größeren Durchmesser angeordnet als die zweite radial innere Dämpferstufe. Die beiden Dämpfer 3 und 4 beziehungsweise die durch diese gebildeten Dämpferstufen sind im Kraftfluss zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A betrachtet über die Einrichtung 7 zur Umgehung der hydrodynamischen Komponente 6 in Form der Überbrückungskupplung in Reihe geschaltet. Die Einrichtung 7 zur Überbrückung in Form der Überbrückungskupplung umfasst dabei einen ersten Kupplungsteil 13 und einen zweiten Kupplungsteil 14, die wenigstens mittelbar miteinander drehfest in Wirkverbindung bringbar sind, das heißt direkt oder indirekt über weitere Übertragungselemente. Die Kopplung erfolgt hier über Reibpaarungen, die von den ersten und zweiten Kupplungsteilen 13 und 14 gebildet werden. Der erste Kupplungsteil 13 ist dabei wenigstens mittelbar drehfest mit dem Eingang E, vorzugsweise direkt mit diesen verbunden, während der zweite Kupplungsteil 14 wenigstens mittelbar drehfest mit der Dämpferanordnung 2 gekoppelt ist, insbesondere dem ersten Dämpfer 3, vorzugsweise direkt mit dem Eingang des ersten Dämpfers 3. Erster und zweiter Kupplungsteil 13 und 14 umfassen im dargestellten Fall ein Innenlamellenpaket und ein Außenlamellenpaket, wobei hier im dargestellten Fall das Innenlamellenpaket aus in axialer Richtung an einem Innenlamellenträger gelagerten Innenlamellen besteht, die in axialer Richtung ausgerichtete Flächenbereiche ausbilden, die mit dazu komplementären Flächenbereichen an den am Außenlamellenträger des ersten Kupplungsteiles 13 angeordneten Außenlamellen in Wirkverbindung bringbar sind. Zumindest ein Teil der Innen- und ein Teil der Außenlamellen sind dazu in axialer Richtung an dem jeweiligen Lamellenträger verschiebbar gelagert. Der zweite Kupplungsteil 14 ist hier mit einem in Kraftflussrichtung vom Eingang E zum Ausgang A als Eingangsteil des Dämpfers 3 fungierenden Element gekoppelt. Dieses wird als Primärteil 15 bezeichnet. Ferner umfasst der erste Dämpfer 3 einen Sekundärteil 16, wobei Primärteil 15 beziehungsweise Sekundärteil 16 über Mittel zur Drehmomentübertragung 17 und Mittel zur Dämpfungskopplung 18 miteinander gekoppelt sind, wobei die Mittel zur Dämpfungskopplung 18 von den Mitteln zur Drehmomentübertragung 17 und im einfachsten Fall von elastischen Elementen 19, insbesondere Federeinheiten 20, gebildet werden. Primärteil 15 und Sekundärteil 16 sind dabei in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbar. Dies gilt in Analogie auch für den zweiten Dämpfer 4, welcher hier als radial innen liegender Dämpfer und damit innerer Dämpfer ausgeführt ist. Dieser umfasst ebenfalls einen Primärteil 21 und einen Sekundärteil 22, die über Mittel zur Drehmomentübertragung 23 und Mittel zur Dämpfungskopplung 24 miteinander gekoppelt sind, wobei Primär- und Sekundärteil 21, 22 koaxial zueinander angeordnet sind und relativ zueinander begrenzt in Umfangsrichtung gegeneinander verdrehbar sind. Auch hier können die Mittel 23 zur Drehmomentübertragung von den Mitteln 24 zur Dämpfungskopplung gebildet werden beziehungsweise können diese in einem Bauelement funktional vereinheitlicht werden, vorzugsweise in Form von Federeinheiten 25. Primärteile und Sekundärteile 15, 16 beziehungsweise 21 und 22 der beiden Dämpfer 3 und 4 können dabei einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Vorzugsweise ist jeweils einer der beiden aus zwei miteinander drehfest gekoppelten Scheibenelementen ausgeführt, zwischen denen der jeweils andere Teil – Sekundärteil 22, 16 oder Primärteil 21, 15 – angeordnet ist.
Im dargestellten Fall fungieren hier jeweils der Primärteil 15 beziehungsweise 21 bei Leistungsübertragung zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A als Eingangsteil, während der Sekundärteil 16 beziehungsweise 22 als Ausgangsteil des jeweiligen Dämpfers 3, 4 fungiert. Der Eingangsteil und damit der Primärteil 15 des ersten Dämpfers 3 wird von einem scheibenförmigen Element in Form eines Mitnahmeflansches 32 gebildet. Der Sekundärteil 16 wird von zwei scheibenförmigen, auch als Mitnehmerscheiben 33 bezeichneten Elementen gebildet, die in axialer Richtung beidseitig des Primärteils 15 angeordnet und drehfest miteinander gekoppelt sind. Dabei ist der Sekundärteil 16 des ersten Dämpfers 3 mit dem Primärteil 21 des zweiten Dämpfers 4 drehfest verbunden oder bildet mit diesem eine bauliche Einheit, wobei auch eine integrale Ausführung zwischen Primärteil 21 und Sekundärteil 16 möglich ist. Der Primärteil 21 des zweiten Dämpfers 4 wird hier von zwei scheibenförmigen, auch als Mitnehmerscheiben 35 bezeichneten Elementen gebildet, während der Sekundärteil 22 von einem zwischen diesen in axialer Richtung angeordneten scheibenförmig Element, insbesonde re Flansch 34 gebildet wird, das heißt von einer Zwischenscheibe, die drehfest mit dem Ausgang A, hier insbesondere der Nabe 12, verbunden ist. Der Primärteil 21 des zweiten Dämpfers 4 ist ferner drehfest mit dem Turbinenrad T, insbesondere Sekundärrad der hydrodynamischen Komponente 6 verbunden. Die Kopplung 30 erfolgt im einfachsten Fall über kraft- und/oder formschlüssige Verbindungen. Im dargestellten Fall ist eine Verbindung in Form einer Nietverbindung gewählt, wobei die Nieten entweder als extrudierte Nieten oder als separate Nieten ausgeführt sein können. Ferner wird die Verbindung zwischen dem Sekundärteil 22 und dem Turbinenrad T genutzt, um die Kopplung 31 mit dem drehzahladaptiven Tilger 5 zu ermöglichen. Der drehzahladaptive Tilger 5, insbesondere die Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 in Form eines scheibenförmigen Elementes, ist hier in axialer Richtung zwischen dem von Mitnehmerscheiben 35 ausgebildeten Primärteil 21 des zweiten Dämpfers 4 und dem Turbinenrad T beziehungsweise einem drehfest mit diesem gekoppelten Element angeordnet und verbunden. Bei dieser Ausführung ist aufgrund der separaten Bauweise keine besondere Spezifikation in der Ausgestaltung der Dämpferanordnung 2 erforderlich. Hier können standardisierte Bauteile gewählt werden, die um den drehzahladaptiven Tilger 5 ergänzt werden können. Der drehzahladaptive Tilger 5 kann somit als separat händelbare Baueinheit vormontiert und auch ausgetauscht werden. Ferner kann dieser beziehungsweise können Teile von diesen, insbesondere die Trägheitsmassen 9.1, 9.2 unter Ausnutzung des Bauraumes in radialer Richtung über dem zweiten Dämpfer 4 angeordnet werden. Die Anordnung des Tilgers 5 erfolgt hier in axialer Richtung betrachtet räumlich zwischen Dämpferanordnung 2 und hydrodynamischer Komponente 6.
Demgegenüber verdeutlicht die 3 eine besonders vorteilhafte Weiterentwicklung gemäß der 2, bei welcher der drehzahladaptive Tilger 5 Bestandteil eines Elementes der Dämpferanordnung 2, insbesondere des Primärteils 21 des zweiten Dämpfers 4 ist. Bei dieser Ausführung bilden dabei zumindest eine Mitnehmerscheibe 35 des Primärteils 21 und die Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 eine bauliche Einheit beziehungsweise werden von einem Bauteil gebildet. Dazu ist die Mitnehmerscheibe 35 in radialer Richtung in Richtung des Innenumfanges 36 hin verlängert und erstreckt sich mit seiner Erstreckung bis in den Bereich des Außenumfanges 28 des ersten Dämpfers 3 in radialer Richtung oder darüber hinaus. Insbesondere bei der in der 3 dargestellten Anordnung der beiden Dämpfer 3 und 4 mit Versatz in axialer Richtung und in radialer Richtung kann somit der dadurch gewonnene beziehungsweise frei zur Verfügung stehende Bauraum optimal ausgenutzt werden.
Die Ausführung eines drehzahladaptiven Tilgers kann vielgestaltig erfolgen. Stellvertretend wird hier unter anderem auf die Druckschriften DE 10 2006 028 556 A1 sowie DE 198 31 160 A1 verwiesen. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften bezüglich der Ausführung drehzahladaptiver Schwingungstilger wird hiermit vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mit aufgenommen. Schwingungstilger sind dann drehzahladaptiv, wenn diese Drehschwingungen über einen großen Drehzahlbereich, idealerweise über den gesamten Drehzahlbereich der Antriebsmaschine tilgen können. Die Trägheitsmassen 9.1, 9.2 sind dabei fliehkraftbedingt bestrebt, sich in einem größtmöglichen Radius gegenüber der Drehmomenteinleitungsachse zu bewegen. Durch die Überlagerung der Drehbewegung durch die Drehschwingungen kommt es zu einer pendelnden Relativbewegung der Trägheitsmassen 9.1, 9.2. Diese stellen sich in ihrer Lage alleine aufgrund der Fliehkraft beziehungsweise ihres Gewichtes ein, dies gilt auch für die Rückstellung. Keine separate Rückstellkraft ist vorhanden. Ferner ist die Eigenfrequenz proportional zur Drehzahl, so dass die Drehschwingungen mit Frequenzen, die der Wellendrehzahl n in gleicher Weise proportional sind, über einen großen Drehzahlbereich tilgbar sind. Dabei bewegen sich bei Tilgern 5 die Trägheitsmassen 9.1, 9.2 relativ zum Nabenteil rein translatorisch auf einer kreisförmigen Bewegungsbahn. Aus der Druckschrift DE 198 31 160 A1 ist eine Ausführung bekannt, bei welcher die Bewegungsbahn beispielsweise ferner durch einen Krümmungsradius charakterisiert ist, der mit zunehmender Auslenkung der Trägheitsmassen 9.1, 9.2 aus der mittleren Position sich wenigstens abschnittsweise ändert. Dies gilt auch für die Ausführung aus DE 10 2006 028 556 A1 . Eine derartige Ausführung ist in einer Seitenansicht beispielhaft als eine Ausführung eines drehzahladaptiven Tilgers 5 in der 4 wiedergegeben. Dies ist ein Beispiel. Andere Ausführungen sind denkbar. Erkennbar ist hier die Ausgestaltung eines ringscheibenförmigen Elementes als Trägheitsmassenträgereinrichtung 10 und die daran in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten einzelnen Trägheitsmassen 9.1 bis 9.n. Im dargestellten Fall sind vier Trägheitsmassen in Form von Pendelmassen 9.11 bis 9.14 bewegbar angebracht. Diese werden mit Hilfe von ummantelten Stufenbolzen 26 und mit Hilfe von Laufrollen 27 bewegbar an der Pendelmassenträgereinrichtung 10 gehalten.
Verdeutlichen die 2 und 3 besonders vorteilhafte Einsatzmöglichkeiten in einer Kraftübertragungsvorrichtung 1, sind ferner weitere Anordnungen denkbar. Die 5 verdeutlicht in schematisiert vereinfachter Darstellung die direkte Kopplung des drehzahladaptiven Tilgers 5 mit dem Turbinenrad T der hydrodynamischen Komponente 6. Da das Turbinenrad T der hydrodynamischen Komponente drehfest mit dem Primärteil 21 des zweiten Dämpfers 4 verbunden ist, entweder direkt oder über weitere Zwischenelemente, ist auch hier im Kraftfluss zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A eine Zwischenschaltung des Tilgers 5 zwischen die beiden Dämpfer 3 und 4 gegeben. Die Anordnung am Turbinenrad T kann dabei im Bereich des radialen Außenumfanges 37 des Turbinenrades T erfolgen, dabei kann die Anordnung auf einem Radius gleich oder größer der radialen Erstreckung des Turbinenrades T erfolgen oder kleiner und in axialer Richtung quasi neben diesem.
Weitere Anbindungen sind in schematisiert vereinfachter Darstellung in den 6a bis 6d beschrieben. Bei der Ausführung gemäß 6a ist beispielhaft der erste Dämpfer 3 in Analogie zu dem in den 2 und 3 beschriebenen Ausführungen aufgebaut. Der zweite Dämpfer 4 ist dadurch charakterisiert, dass der Primärteil 21 von der Zwischenscheibe gebildet wird und der Sekundärteil 22, welcher mit dem Ausgang A drehfest gekoppelt ist, von zwei in axialer Richtung neben der Zwischenscheibe 34 angeordneten Seitenscheiben 35 gebildet wird. In diesem Fall ist der drehzahladaptive Tilger 5 drehfest mit der Verbindung zwischen dem Sekundärteil 16 des ersten Dämpfers 3 in Form der Mitnehmerscheiben 33 und der Zwischenscheibe 34 in Form des Sekundärteiles 22 des zweiten Dämpfers angeordnet, vorzugsweise drehfest mit der Mitnehmerscheibe 33 verbunden. Dies gilt in Analogie auch für das Turbinenrad T.
In einer weiteren Ausführung, bei welchen die Dämpferanordnung 2 einen ersten Dämpfer 3 umfasst, bei welchem der Primärteil 15 beispielsweise von zwei Mitnehmerscheiben 33 gebildet wird, die wenigstens mittelbar mit dem Eingang E gekoppelt sind, und der Sekundärteil 16 von einer Zwischenscheibe in Form eines Flansches 32 gebildet wird, kann die Kopplung des Sekundärteiles 16 entweder mit dem als Mitnehmerscheibe 35 ausgebildeten Primärteil 21 oder von einer Zwischenscheibe beziehungsweise Flansch 34 gebildeten Primärteil 21 des zweiten Dämpfers 4 erfolgen. Gemäß 6b ist der Primärteil 21 des zweiten Dämpfers 4 in Analogie zu den Ausführungen gemäß 2 und 3 ausgestaltet, das heißt wird von zwei beziehungsweise einer Mitnehmerscheibe 35 gebildet. Der Sekundärteil 22 wird vom Flansch 34 gebildet. Der Primärteil 15 des ersten Dämpfers 3 wird von zwei drehfest miteinander gekoppelten Mitnehmerscheiben 33 und der Sekundärteil 16 von einem Flansch 32 gebildet. Der Sekundärteil 16, in Form des Flansches 32 bildet dabei eine bauliche Einheit mit den Mitnehmerscheiben 35 beziehungsweise einer der Mitnehmerscheiben 35 und damit des Primärteiles 21 des zweiten Dämpfers 4. Denkbar ist auch, diese Bauteile von separaten Elementen zu bilden und drehfest miteinander zu koppeln. Auch sind die Mitnehmerscheiben 33, 35 sowohl des ersten als auch des zweiten Dämpfers 3, 4, jeweils drehfest miteinander gekoppelt, wobei die Kopplung verschiedenartig erfolgen kann. Das Turbinenrad T der hydrodynamischen Komponente 6 ist bei dieser Ausführung mit dem Primärteil 21, insbesondere den Mitnehmerscheiben 35 gekoppelt. Bezüglich der Anordnung des drehzahladaptiven Tilgers 5 bestehen auch hier eine Vielzahl von Möglichkeiten. Dieser kann entweder direkt mit dem Turbinenrad T, dem Primärteil 21 des zweiten Dämpfers 4, insbesondere einer der Mitnehmerscheiben 35, gekoppelt sein oder aber mit dem Flansch 32 des ersten Dämpfers 3. Die einzelnen Anordnungsmöglichkeiten sind hier in strichpunktierter Darstellung wiedergegeben.
Demgegenüber verdeutlicht die 6c eine Ausbildung des ersten Dämpfers 3 gemäß 6b und allerdings wird hier der Primärteil 21 des zweiten Dämpfers 4 vom Flansch 34 gebildet. Der Sekundärteil 22 wird von den Mitnehmerscheiben 35 gebildet. Die Anbindung des Turbinenrades T erfolgt in diesem Fall an den Flansch 34. Der drehzahladaptive Tilger 5 wird dann entweder direkt mit dem Turbinenrad T oder dem Flansch 34 gekoppelt, welcher gleichzeitig den Flansch 32 des ersten Dämpfers 3 bildet.
In der 6c wirkt dabei der zweite Dämpfer 4 im hydrodynamischen Leistungszweig I als elastische Kupplung, der erste Dämpfer 3 als Tilger. Dies gilt in Analogie auch für die Ausführung gemäß den 6a und 6b.
Verdeutlichen die 6a und 6b Ausführungen, bei denen die Anordnung der beiden Dämpfer in axialer Richtung räumlich vom Eingang E zum Ausgang A der Kraftübertragungsvorrichtung 1 betrachtet, versetzt zueinander angeordnet sind, verdeutlicht die 6c eine Ausführung mit Anordnung der beiden Dämpferstufen in einer axialen Ebene.
Die 6a bis 6c verdeutlichen ferner Ausführungen mit Wirkung des Dämpfers 3 bei hydrodynamischer Leistungsübertragung als Tilger. Im Gegensatz dazu zeigt 6d eine Ausführung mit Funktion beider Dämpfer 3, 4 in beiden Leistungszweigen als elastische Kupplung. Bei dieser werden die Primärteile 15 und 21 der beiden Dämpfer 3 und 4 sowie die Sekundärteile 16 und 22 der Dämpfer 3 und 4 jeweils von den gleichen Bauelementen gebildet. Die Reihenschaltung wird durch Freiwinkel in den Dämpfern in Umfangsrichtung realisiert. Beispielsweise sind die die Mittel zur Drehmomentübertragung abstützenden und in Umfangsrichtung Anschläge bildenden Öffnungen des äußeren Dämpfers 3 mit einem Freiwinkelbereich im unbelasteten Zustand versehen, während die Öffnungen am inneren Dämpfer 4 derart ausgeführt sind, dass die Mittel zur Drehmomentübertragung, insbesondere die Federelemente 35 immer anliegen. Im dargestellten Fall werden beispielsweise die Primärteile 15 und 21 von zwei Mitnehmerscheiben 33 beziehungsweise 35 gebildet, die Sekundärteile 16, 22 von einem zwischen diesen angeordneten Flansch 34 beziehungsweise 32, der mit dem Ausgang A drehfest gekoppelt ist. Die Anbindung sowohl der Einrichtung 7 als auch des Turbinenrades T erfolgt dabei jeweils an einer der Mitnehmerscheiben 33, 35, wobei die Dämpferanordnung 2 in axialer Richtung räumlich betrachtet zwischen der Einrichtung 7 und der hydro dynamischen Komponente 6 angeordnet ist. Die Anbindung des drehzahladaptiven Tilgers 5 erfolgt hier an einer der Mitnehmerscheiben 33, 35, vorzugsweise an die turbinenradseitige Mitnehmerscheibe.
Die räumliche Anordnung zwischen dem Eingang E und dem Ausgang A erfolgt bei nahezu allen Ausführungen gemäß 6a bis 6c in Abhängigkeit der Anordnungen der einzelnen Dämpfer 3, 4 mit Versatz in axialer und in radialer Richtung. Ist der Versatz gegeben, kann der Zwischenraum in radialer Richtung in optimaler Weise für die Anordnung des drehzahladaptiven Tilgers 5 genutzt werden. Anderenfalls erfolgt die Anordnung in axialer Richtung benachbart zu den einzelnen Dämpfern.
Bei den in den 1 bis 6 dargestellten Dämpferanordnungen 2 werden die einzelnen Dämpfer 3 und 4 beispielsweise von sogenannten Einzeldämpfern in Form von mechanischen Dämpfern gebildet, die als Druckfeder oder Bogenfederdämpfer ausgeführt sind, das heißt die Mittel 17, 13 zur Drehmomentübertragung und zur Dämpfungskopplung 18, 24 werden von Federeinheiten 20, 25 in Form von Bogenfedern oder Druckfedern ausgebildet. Denkbar sind jedoch auch andere Dämpferkonzepte, beispielsweise kombinierte mechanisch-hydraulische Dämpfer.
Es ist ferner auch denkbar, die erfindungsgemäße Lösung in Mehrfachdämpferanordnungen einzusetzen, bei welchen die einzelnen Dämpfer 3 und 4 bereits selbst eine Dämpferstufe bilden und als Mehrfachdämpfer in Form eines Parallel- oder Reihendämpfers ausgeführt sind.
7 verdeutlicht anhand eines Diagramms, in welchem die Drehungleichförmigkeit im Antriebsstrang über die Motordrehzahl n aufgetragen ist, einander gegenübergestellt, eine Ausführung einer Kraftübertragungsvorrichtung 1 frei von einem drehzahladaptiven Tilger 5 mit unterbrochener Linie und einer Kraftübertragungsvorrichtung 1 mit drehzahladaptiven Tilger 5 mit durchgezogener Linie die Drehungleichförmigkeiten im Antriebsstrang. Daraus ersichtlich ist, dass diese bei einer konventionellen Lösung erheblich größer sind, während bei Leistungsübertrag in einer Ausführung gemäß beispielsweise 3 erheblich geringere Drehungleichförmigkeiten auftreten, insbesondere in kritischen Drehzahlbereichen.

1: Kraftübertragungsvorrichtung
2: Dämpferanordnung
3: Dämpfer
4: Dämpfer
5: drehzahladaptiver Tilger
6: hydrodynamische Komponente
7: Einrichtung zur Überbrückung der hydrodynamischen Komponente
8: Fliehkraftpendel
9: Trägheitsmasse
9.1, 9.2, 9.11
9.12, 9.13, 9.14: Trägheitsmasse
10: Trägheitsmassenträgereinrichtung
11: Laufrollen
12: Nabenteil
13: erster Kupplungsteil
14: zweiter Kupplungsteil
15: Primärteil
16: Sekundärteil
17: Mittel zur Drehmomentübertragung
18: Mittel zur Dämpfungskopplung
19: elastisches Element
20: Federeinheit
21: Primärteil
22: Sekundärteil
23: Mittel zur Drehmomentübertragung
24: Mittel zur Dämpfungskopplung
25: Federeinrichtung
26: Stufenbolzen
27: Laufrolle
28: Außenumfang
29: Welle
30: Kopplung
31: Kopplung
32: Mitnehmerflansch
33: Mitnehmerscheiben
34: Mitnehmerflansch
35: Mitnehmerscheiben
36: Innenumfang
37: Außenumfang
100: Antriebsmaschine
101: Abtrieb
E: Eingang
A: Ausgang
P: Pumpenrad
T: Turbinenrad
AR: Arbeitsraum
L: Leitrad
I: erster Leistungszweig
II: zweiter Leistungszweig
R: Rotationsachse
S: Schwerpunkt
M: Mittenachse
N: Motordrehzahl

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10236752 A1 [0002]
- DE 19781582 T1 [0003]
- DE 19831160 A1 [0004, 0004, 0046, 0046]
- DE 19926696 A1 [0005]
- DE 102006028556 A1 [0006, 0046, 0046]

Claims

Kraftübertragungsvorrichtung (1), insbesondere zur Leistungsübertragung zwischen einer Antriebsmaschine (100) und einem Abtrieb (101), umfassend eine Dämpferanordnung (2) mit zumindest zwei in Reihe schaltbaren Dämpfern (3, 4) und einem drehzahladaptiven Tilger (5), dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (5) zumindest in einer Kraftflussrichtung über die Kraftübertragungsvorrichtung (1) zwischen den Dämpfern (3, 4) angeordnet ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine hydrodynamische Komponente (6) mit zumindest einem als Pumpenrad (P) fungierenden Primärrad und einem als Turbinenrad (T) fungierenden Sekundärrad, die einen Arbeitsraum (AR) miteinander bilden, umfasst, wobei das Turbinenrad (T) wenigstens mittelbar drehfest mit dem Ausgang (A) der Kraftübertragungsvorrichtung (1) verbunden ist und die Kopplung über zumindest einen der Dämpfer (4) der Dämpferanordnung (2) erfolgt, wobei der drehzahladaptive Tilger (5) wenigstens mittelbar drehfest mit dem Sekundärrad verbunden ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (5) direkt drehfest mit dem Sekundärrad (SR) verbunden.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (5) mit einem drehfest mit dem Sekundärrad der hydrodynamischen Komponente (6) verbundenen Element der Dämpferanordnung (2) verbunden ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (5) mit einem drehfest direkt mit dem Sekundärrad der hydrodynamischen Komponente (6) verbundenen Element eines Dämpfers (4) der Dämpferanordnung (2) verbunden ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (5) mit einem Element eines Dämpfers (5), welches mit dem mit dem Sekundärrad der hydrodynamischen Komponente (6) direkt verbundenen Element des anderen Dämpfers (4) der Dämpferanordnung (2) verbunden ist, gekoppelt ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Einrichtung (7) zur zumindest teilweisen Überbrückung der Leistungsübertragung über die hydrodynamische Komponente (6) umfasst, wobei die Einrichtung (7) über zumindest einen Dämpfer (3, 4) der Dämpferanordnung (2) mit dem Ausgang (A) der Kraftübertragungsvorrichtung (1) verbunden ist.
Kraftübertragungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferanordnung (2) im Kraftfluss zwischen Eingang (E) und Ausgang (A) in Reihe zur hydrodynamischen Komponente (6) und zur Einrichtung (7) zur Überbrückung der hydrodynamischen Komponente (6) angeordnet ist.
Kraftübertragungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferanordnung (2) ausgestattet ist, um im Kraftfluss zumindest in Reihe zur hydrodynamischen Komponente (6) angeordnet zu sein.
Kraftübertragungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpferanordnung (2) ausgestattet ist, um im Kraftfluss zumindest in Reihe zur Einrichtung (7) zur Überbrückung der hydrodynamischen Komponente (6) angeordnet zu sein.
Kraftübertragungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils andere Komponente – Einrichtung (7) oder hydrodynamische Komponente (6) – mit der Verbindung der beiden Dämpfer (3, 4) mit der Dämpferanordnung (2) gekoppelt ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfer (3, 4) der Dämpferanordnung (2) als Reihen- oder Paralleldämpfer ausgebildet sind, umfassend Dämpferteilanordnungen.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Dämpferteilanordnungen eines Dämpfers (3, 4) auf einem gemeinsamen Durchmesser angeordnet sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Dämpferteilanordnungen eines Dämpfers (3, 4) auf unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Dämpfer (3, 4) als Einzeldämpfer ausgebildet ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Dämpfer (3, 4) in radialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Dämpfer (3, 4) in axialer Richtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (5) als Fliehkraftpendeleinrichtung ausgebildet ist, umfassend zumindest eine Trägheitsmassenträgereinrichtung (10) und zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von Trägheitsmassen (9.1, 9.2, 9.11, 9.12, 9.13, 9.14), die in radialer Richtung an der Trägheitsmassenträgereinrichtung (10) relativ zu dieser bewegbar, insbesondere pendelnd gelagert sind.
Kraftübertragungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (5) in axialer Richtung räumlich zwischen Eingang (E) und Ausgang (A) der Kraftübertragungseinrichtung (1) betrachtet, zwischen Dämpferanordnung (2) und hydrodynamischer Komponente (6) angeordnet ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (5) in axialer Richtung räumlich zwischen den zwei Dämpfern (3, 4) erfolgt.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger (5) in axialer Richtung räumlich zwischen Eingang (E) und Ausgang (A) der Kraftübertragungseinrichtung (1) betrachtet, vor den zwei Dämpfern (3, 4) der Dämpferanordnung (2) angeordnet ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Trägheitsmassen (9.1, 9.2, 9.11, 9.12, 9.13, 9.14) in radialer Richtung im Bereich der Erstreckung der Dämpferanordnung (2) angeordnet sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Dämpfer (3, 4) zumindest einen Primärteil (15, 21) und einen Sekundärteil (22, 16) umfasst, wobei Primärteil (15, 21) oder Sekundärteil (16, 22) entweder von einem Flanschelement (32, 34) oder beidseits des Flanschelementes (32, 34) angeordneten Mitnehmerscheiben (33, 35) gebildet werden, koaxial zueinander angeordnet sind, in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind und über Mittel (17, 23) zur Drehmomentübertragung und Mittel (18, 24) zur Dämpfungskopplung miteinander gekoppelt sind.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass Bestandteile des drehzahladaptiven Tilgers (5) eine bauliche Einheit mit Bestandteilen eines Anschlusselementes, insbesondere eines Dämpfers (3, 4) der Dämpferanordnung (2) oder dem Sekundärrad bildet oder einstückig mit diesem ausgebildet ist.
Kraftübertragungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Dämpfer (3, 4) der Dämpferanordnung (2) als mechanische Dämpfer ausgebildet ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Dämpfer (3, 4) der Dämpferanordnung (2) als kombinierter mechanisch hydraulischer Dämpfer ausgebildet ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrodynamische Komponente (6) als hydrodynamischer Drehzahl-/Drehmomentwandler, umfassend zumindest ein Leitrad (L) ausgebildet ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrodynamische Komponente (6) als hydrodynamische Kupplung frei von einem Leitrad (L) ausgebildet ist.
Kraftübertragungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der drehzahladaptive Tilger auf die Ordnung der Anregung der Antriebseinheit, insbesondere Antriebsmaschine ausgelegt ist, wobei der durch den Fliehöldruck verringerte Fliehkrafteinfluss auf die einzelne Trägheitsmasse (9.1, 9.2, 9.11, 9.12, 9.13, 9.14) durch Auslegung auf eine um einen Bereich von > 0,05 bis 0,5 höhere Ordnung als für Ausführungen frei von diesem berücksichtigt ist.