DE102009042838B4 - Drehschwingungsdämpfer - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer insbesondere in Verbindung mit einer Nasskupplung in einem hybridischen Antriebsstrang gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Nasskupplungen sind beispielsweise aus der
EP 822 350 A2 - Im Drehmomentfluss vor oder nach der Nasskupplung kann in bekannter Weise weiterhin ein Drehschwingungsdämpfer vorgesehen sein, der von der Antriebseinheit, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, in den Antriebsstrang eingetragene Drehmomentschwingungen dämpft. Drehschwingungsdämpfer bestehen aus einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil, die entgegen der Wirkung von in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeichern gegeneinander begrenzt verdrehbar sind. Dabei nehmen bei Auftreten von Drehmomentspitzen die Energiespeicher kinetische Energie auf und geben diese in den Tälern der Drehmomentspitzen wieder an den Antriebsstrang ab. Um eine Hysterese dieses Vorgangs gezielt einzuführen, werden zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil Reibeinrichtungen vorgesehen, die während einer Relativverdrehung von Ein- und Ausgangsteilen ein Reibmoment aufbauen. Reibeinrichtungen können aus jeweils einer eingangsseitig und ausgangsseitig zugeordneten Reibfläche gebildet sein, deren Reibeingriff mittels eines axial wirksamen Energiespeichers festgelegt wird.
- Insbesondere bei der Anwendung von Drehschwingungsdämpfern in hybridischen Antrieben, bei denen der Rotor einer Elektromaschine an den Drehschwingungsdämpfer gekoppelt ist und der Drehschwingungsdämpfer radial innerhalb des Rotors bei kleinen Durchmessern angeordnet ist, kann eine Reibeinrichtung nach dem Stand der Technik überlastet sein.
- Es ergibt sich daher die Aufgabe insbesondere für einen hybridischen Antriebsstrang einen Drehschwingungsdämpfer vorzuschlagen, der eine verbesserte Reibeinrichtung insbesondere mit höherer Kapazität aufweist.
- Die Aufgabe wird durch einen Drehschwingungsdämpfer gemäß einem der Patentansprüche 1, 7 und 8 gelöst, wobei der Drehwschingungsdämpfer mit einem Eingangsteil und einem gegenüber diesem entgegen der Wirkung zumindest eines in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeichers verdrehbaren Ausgangsteil mit einer ersten Reibeinrichtung verehen ist, die zwischen dem Eingangsteil und dem Ausgangsteil ein Reibmoment ausbildet, gelöst, wobei parallel zu der Reibeinrichtung außerhalb des Drehschwingungsdämpfers eine zweite Reibeinrichtung wirksam ist. Die Anordnung einer zweiten Reibeinrichtung außerhalb des Drehschwingungsdämpfers eignet sich insbesondere für Drehschwingungsdämpfer, die radial innerhalb eines Rotors einer Elektromaschine angeordnet sind. Auf diese Weise kann eine infolge der Anordnung auf dem kleineren Durchmesser weniger effektive Reibeinrichtung mittels der zusätzlichen Reibeinrichtung ergänzt werden, so dass zur Dämpfung notwendige Reibmomente in ausreichender Weise zur Verfügung gestellt werden können. Insbesondere eignet sich ein Drehschwingungsdämpfer mit einer zusätzlichen Reibeinrichtung für Antriebsstränge, bei denen der Rotor der Elektromaschine direkt mit dem Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise mit dessen Eingangsteil gekoppelt ist, so dass durch die hohe schwingfähige Masse des Rotors notwendige Reibmomente zu deren Dämpfung bereitgestellt werden können.
- In vorteilhafter Weise wird der Drehschwingungsdämpfer seriell zu einer Nasskupplung angeordnet, wobei beide in einem gemeinsamen Gehäuse, das in vorteilhafter Weise radial innerhalb des Rotors angeordnet ist, untergebracht sind.
- Die erste Reibeinrichtung kann dabei radial außerhalb der bei der Verdrehung von Ein- und Ausgangsteil gegeneinander in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeicher angeordnet sein, so dass ein vergleichsweise großer Reibradius ermöglicht wird. Beispielsweise kann der Drehschwingungsdämpfer aus zwei das Eingangsteil bildenden Scheibenteilen gebildet sein, die miteinander fest verbunden sind und zwischen denen das Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers angeordnet ist. Dabei kann die Reibeinrichtung zwischen einem Scheibenteil und dem Ausgangsteil in Form einer Tellerfeder oder eines anderen axial wirksamen Energiespeichers verspannt sein.
- Die zweite Reibeinrichtung kann radial innerhalb der in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeicher angeordnet sein und parallel zu der ersten Reibeinrichtung zwischen einem mit dem Eingangsteil verbundenen Bauteil und dem Ausgangsteil verspannt sein, so dass die zweite Reibeinrichtung axial beabstandet zum Drehschwingungsdämpfer angeordnet ist. Um einen Reibkontakt zu dem zwischen den beiden Scheibenteilen des Eingangsteils angeordneten Ausgangsteil ausbilden zu können, kann dabei ein Scheibenteil am Innenumfang radial verkürzt sein und im Bereich des Innenumfangs mit dem Bauteil, mit dem die Reibeinrichtung ausgebildet werden soll, drehfest verbunden, beispielsweise vernietet sein.
- Eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers kann eine Reibeinrichtung enthalten, bei dem das mit dem Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers in Reibeingriff tretende beziehungsweise die zweite Reibeinrichtung bildende Bauteil das Ausgangsteil der Nasskupplung ist. Hierzu kann in einfacher Weise die zweite Reibeinrichtung durch einen zwischen den beiden Ausgangsteilen verspannten, axial wirksamen Energiespeicher, beispielsweise eine Tellerfeder, gebildet sein.
- Alternativ kann an einem der beiden Ausgangsteile zumindest eine Reiblamelle drehfest eingehängt sein, die zwischen den beiden Ausgangsteilen mittels eines axial wirksamen Energiespeichers wie Tellerfeder verspannt wird. Es hat sich dabei als vorteilhaft gezeigt, wenn eine Reiblamelle beispielsweise in über den Umfang verteilte Bolzen oder Nieten zur Verbindung des Ausgangsteils der Nasskupplung, beispielsweise den radial inneren Lamellenträger, und dem Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers eingehängt werden, wobei die Reiblamelle einen Reibeingriff in den Lamellenträger ausübt und dabei von einer Tellerfeder oder einem anderen axial wirksamen Energiespeicher beaufschlagt wird, die sich am Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers abstützen. Zwischen dem Energiespeicher und der Reiblamelle können weitere, beispielsweise abwechselnd dem einen und anderen Ausgangsteil zugeordnete Reiblamellen angeordnet sein. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, weiterhin zumindest eine an einem Ausgangsteil vorgesehene Reibfläche mit einem Reibbelag zu versehen, der beispielsweise aus einem Papierbelag gebildet oder durch Oberflächenbeschichtung aufgebracht sein kann, so dass gegenüber einem Reibungskoeffizienten von Stahl/Stahl ein erhöhter Reibkoeffizient einer Paarung Stahl/Reibbelag erzielt werden kann. In vergleichbarer Weise können zwischen einer reinen Stahl/Stahl-Paarung Reibringe aus Kunststoff verwendet werden oder eine Reiblamelle zumindest einseitig mit einem Reibbelag ausgestattet werden. Weiterhin können den Ausgangsteilen zugeordnete und jeweils abwechselnd von diesen mitgenommene Reiblamellen vorgesehen sein, die beispielsweise von einem Ausgangsteil radial außen und vom anderen Ausgangsteil radial innen mitgenommen werden, wobei diese von einem weiteren Bauteil beispielsweise dem Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers axial mittels eines Energiespeichers wie Tellerfeder beaufschlagt werden.
- Die Erfindung wird anhand der in den
1 bis5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen: -
1 einen Drehschwingungsdämpfer mit einer Nasskupplung im Teilschnitt mit einer ersten und zweiten Reibeinrichtung und -
2 bis5 Details verschiedener Ausführungsformen von zweiten Reibungseinrichtungen. -
1 zeigt eine um eine Drehachse2 angeordnete Drehmomentübertragungseinrichtung100 im Teilschnitt. Der Drehschwingungsdämpfer1 und die Nasskupplung3 sind zueinander axial benachbart in dem Gehäuse4 untergebracht. Das Gehäuse4 ist in einem Bauraum zwischen einer nicht dargestellten, das Gehäuse4 antreibenden Antriebseinheit wie Brennkraftmaschine und einem Getriebe, von dem lediglich das Getriebegehäuse5 und die darin verdrehbare Getriebeeingangswelle6 dargestellt sind, angeordnet. Das Gehäuse4 fügt sich zudem in den radial begrenzten Bauraum innerhalb eines Rotors7 ein. - Das Gehäuse
4 ist einerseits mit der auf der Getriebeeingangswelle6 verdrehbar gelagerten Gehäusenabe8 dicht verbunden wie geschweißt und einer mittels des Wälzlagers9 an dem Getriebegehäuse5 verdrehbar aufgenommenen und zentrierten Getriebenabe10 verdrehbar aufgenommen und mittels des Dichtrings11 abgedichtet. Die Getriebenabe10 nimmt zudem drehfest und axial beabstandet zu der Wandung12 des Gehäuses4 das als Scheibenteil ausgebildete und mit dem Rotor7 fest verbundene Antriebsteil13 auf, so dass der Rotor7 ebenfalls auf der Getriebenabe10 zentriert ist. - Das aus dem ersten Scheibenteil
14 und dem mit diesem fest und axial beabstandet angeordneten zweiten Scheibenteil15 gebildete Eingangsteil16 ist mittels einer Verzahnung17 mit der Getriebenabe10 drehfest und axial verbunden. Das Ausgangsteil18 des Drehschwingungsdämpfers1 ist einteilig mit der Dämpfernabe19 verbunden. Die Dämpfernabe19 ist mittels des Festlagers20 verdrehbar an der Gehäusenabe8 aufgenommen und mittels einer Verzahnung21 mit der Getriebeeingangswelle6 drehfest verbunden. Die Getriebenabe10 greift mittels eines axialen Ansatzes in eine ringförmige Ausnehmung22 der Dämpfernabe19 ein. - Das Eingangsteil
16 und das Ausgangsteil18 des Drehschwingungsdämpfers1 sind begrenzt gegeneinander entgegen der Wirkung der in Umfangsrichtung wirksamen, über den Umfang verteilten Energiespeicher23 , die hier als ineinander geschachtelte Schraubenfedern gebildet sind, verdrehbar. - Radial außerhalb der Energiespeicher
23 ist die erste Reibeinrichtung24 angeordnet, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem axial wirksamen Energiespeicher25 wie Tellerfeder gebildet ist, der sich an jeweils einer Kontaktfläche des ersten Scheibenteils14 eingangsseitig und des Ausgangsteils18 ausgangsseitig abstützt. Bei einer Verdrehung von Eingangsteil16 gegenüber dem Ausgangsteil18 entwickelt sich ein Reibmoment, das gegebenenfalls Drehschwingungen dämpft, indem das Zurückdrehen des entgegen der Wirkung der Energiespeicher23 verdrehten Ein- und Ausgangsteils mit einer Hysterese beaufschlagt wird. - Der Drehschwingungsdämpfer
1 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Nasskupplung3 nachgeschaltet, so dass das Ausgangsteil26 der Nasskupplung3 durch den radial inneren Lamellenträger27 gebildet wird und mittels der über den Umfang verteilten Abstandsbolzen33 mit dem Eingangsteil16 - hier in Form des zweiten Scheibenteils15 - des Drehschwingungsdämpfers1 fest verbunden wie vernietet ist. In dem Übergangsbereich zwischen dem Ausgangsteil26 der Nasskupplung3 und dem Eingangsteil16 des Drehschwingungsdämpfers1 ist die zweite Reibeinrichtung28 axial beabstandet zum Drehschwingungsdämpfer1 und außerhalb der von diesem umrissenen Bauraum angeordnet. Die Reibeinrichtung28 ist zwischen dem mit dem zweiten Scheibenteil15 drehenden Ausgangsteil26 und dem Ausgangsteil18 des Drehschwingungsdämpfers1 wirksam, so dass der Drehschwingungsdämpfer1 auf entsprechend engem Bauraum untergebracht werden kann. Die zweite Reibeinrichtung28 ist dabei in einem von der Nasskupplung3 freigelassenen Raum untergebracht. Um einen Zugriff der Reibeinrichtung28 auf das Ausgangsteil18 freizugeben, ist der Innenumfang des zweiten Scheibenteils15 radial erweitert und das Ausgangsteil18 weist einen entsprechenden Knick29 auf, der eine Anlagefläche30 für die zweite Reibeinrichtung28 der eingangsseitigen Anlagefläche31 , die durch das radial nach innen erweiterten Ausgangsteils26 in Form des Lamellenträgers27 gebildet ist, näher bringt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die zweite Reibeinrichtung28 durch einen axial wirksamen Energiespeicher32 in Form einer Tellerfeder gebildet. -
2 zeigt die zweite Reibeinrichtung28 der1 im Detail. Der axial wirksame Energiespeicher32 stützt sich jeweils zwischen der Anlagefläche31 des Lamellenträgers27 und der Anlagefläche30 des Ausgangsteils18 ab. Durch die Verbindung des Lamellenträgers27 mit dem zum Eingangsteil des Drehschwingungsdämpfers gehörigen zweiten Scheibenteil15 über die Abstandsbolzen33 entspricht die Verdrehung des Lamellenträgers27 dem Verdrehwinkel von Ein- und Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers , so dass der Reibeingriff des Energiespeichers32 ein Reibmoment über den gesamten Verdrehwinkel von Ein- und Ausgangsteil bereitstellt. Zur Festlegung der Verdrehung des Energiespeichers32 kann diese durch ein im Ausgangsteil18 eingebrachtes Radialprofil34 eingehängt sein. Hierzu weist der Energiespeicher entsprechende Ausnehmungen auf. Eine Relativverdrehung erfolgt dann nur noch zwischen dem Energiespeicher32 und der Anlagefläche31 des Lamellenträgers27 . -
3 zeigt eine alternative, zu der zweiten Reibeinrichtung28 der1 und2 ähnliche zweite Reibeinrichtung28a für die Drehmomentübertragungseinrichtung100 der1 . Zwischen dem Lamellenträger27 und dem Ausgangsteil sind Reiblamellen35 ,36 , die jeweils am das Ausgangsteil der Nasskupplung bildenden Lamellenträger27 beziehungsweise dem Ausgangsteil18 eingehängt sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Reiblamelle35 drehfest an den Abstandsbolzen33 eingehängt. Hierzu sind in der Reiblamelle entsprechende Ausnehmungen37 vorgesehen. Die axial um diese Reiblamelle35 angeordneten Reiblamellen36 sind an dem Radialprofil34 drehfest aufgenommen und weisen hierzu komplementäre Ausnehmungen38 auf. Die Reiblamellen35 ,36 werden gegeneinander mittels des axial wirksamen und sich an der Abstützfläche30 des Ausgangsteils abstützenden Energiespeichers32 gegenüber der Anlagefläche31 des Lamellenträgers27 beaufschlagt und weisen durch die Ausbildung einer vergrößerten Gesamtreibfläche mit wahlweise anderen Reibpaarungen als Stahl/Stahl ein hohes Reibmoment auf. -
4 zeigt eine leicht gegenüber der Reibeinrichtung28a veränderte Variante einer zweiten Reibeinrichtung28b mit jeweils nur einer Reiblamelle35 ,36 . Dabei wird die in dem Radialprofil34 des Ausgangsprofils18 eingehängte Reiblamelle36 zwischen der Anlagefläche31 des Lamellenträgers27 und der an den Abstandsbolzen33 eingehängten Reiblamelle35 verspannt. Die Reiblamelle35 wird durch den Energiespeicher32 axial verspannt. Zur Bildung eines drehenden Reibeingriffs und damit einer zusätzlichen Reibfläche zwischen dem Energiespeicher32 und der Reiblamelle35 ist der Energiespeicher32 ebenfalls am Radialprofil34 eingehängt. -
5 zeigt eine Ausführungsform einer zweiten Reibeinrichtung28c , die bezüglich der Verteilung und Anordnung der Reiblamellen35 ,36 der zweiten Reibeinrichtung28a der3 entspricht. Im Unterschied hierzu ist der Energiespeicher32 nicht zwischen den Ausgangsteilen26 verspannt sondern beaufschlagt die äußere, dem Ausgangsteil18 zugeordnete Reiblamelle36 und stützt sich dabei am Eingangsteil16 des Drehschwingungsdämpfers in Form des zweiten Scheibenteils15 radial innerhalb der Abstandsbolzen33 ab. Ein zusätzlich drehender Reibeingriff zwischen der Reiblamelle36 und dem Energiespeicher32 kann erzielt werden, wenn dieser drehfest am Scheibenteil15 oder den Abstandsbolzen33 eingehängt wird. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Drehachse
- 3
- Nasskupplung
- 4
- Gehäuse
- 5
- Getriebegehäuse
- 6
- Getriebeeingangswelle
- 7
- Rotor
- 8
- Gehäusenabe
- 9
- Wälzlager
- 10
- Getriebenabe
- 11
- Dichtring
- 12
- Wandung
- 13
- Antriebsteil
- 14
- erstes Scheibenteil
- 15
- zweites Scheibenteil
- 16
- Eingangsteil
- 17
- Verzahnung
- 18
- Ausgangsteil
- 19
- Dämpfernabe
- 20
- Festlager
- 21
- Verzahnung
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Energiespeicher
- 24
- erste Reibeinrichtung
- 25
- Energiespeicher
- 26
- Ausgangsteil
- 27
- Lamellenträger
- 28
- zweite Reibeinrichtung
- 28a
- zweite Reibeinrichtung
- 28b
- zweite Reibeinrichtung
- 28c
- zweite Reibeinrichtung
- 29
- Knick
- 30
- Anlagefläche
- 31
- Anlagefläche
- 32
- Energiespeicher
- 33
- Abstandsbolzen
- 34
- Radialprofil
- 35
- Reiblamelle
- 36
- Reiblamelle
- 37
- Ausnehmung
- 38
- Ausnehmung
- 100
- Drehmomentübertragungseinrichtung
Claims (9)
- Drehschwingungsdämpfer (1) mit einem Eingangsteil (16) und einem gegenüber diesem entgegen der Wirkung zumindest eines in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeichers (23) verdrehbaren Ausgangsteil (18) mit einer ersten Reibeinrichtung (24), die zwischen dem Eingangsteil (16) und dem Ausgangsteil (18) ein Reibmoment ausbildet, wobei parallel zu der ersten Reibeinrichtung (24) außerhalb des Drehschwingungsdämpfers (1) eine zweite Reibeinrichtung (28, 28a, 28b, 28c) wirksam ist, wobei der Drehschwingungsdämpfer (1) seriell zu einer Nasskupplung (3) angeordnet ist und die zweite Reibeinrichtung (28, 28a, 28b, 28c) zwischen einem Ausgangsteil (26) der Nasskupplung (3) und dem Ausgangsteil (18) des Drehschwingungsdämpfers (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reibeinrichtung (28) durch einen zwischen den beiden Ausgangsteilen (26, 18) verspannten, axial wirksamen Energiespeicher (32) gebildet ist.
- Drehschwingungsdämpfer (1) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer (1) radial innerhalb eines Rotors (7) einer Elektromaschine angeordnet ist. - Drehschwingungsdämpfer (1) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (1) an das Eingangsteil (16) des Drehschwingungsdämpfers (1) gekoppelt ist. - Drehschwingungsdämpfer (1) nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschwingungsdämpfer (1) in einem Gehäuse (4) der Nasskupplung (3) angeordnet ist. - Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Reibeinrichtung (24) radial außerhalb der in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeicher (23) angeordnet ist. - Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reibeinrichtung (28, 28a, 28b, 28c) radial innerhalb der in Umfangsrichtung wirksamen Energiespeicher (23) angeordnet ist. - Drehschwingungsdämpfer (1) nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an einem der beiden Ausgangsteile (18, 26) zumindest eine Reiblamelle (35, 36) drehfest eingehängt ist, die zwischen den beiden Ausgangsteilen (18, 26) mittels eines axial wirksamen Energiespeichers (31) verspannt wird. - Drehschwingungsdämpfer (1) nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zumindest eine Reiblamelle (35, 36) drehfest in ein Ausgangsteil (18, 26) eingehängt ist, die von einem axial wirksamen Energiespeicher (31) zwischen einem der Ausgangsteile (18, 26) und dem Eingangsteil (16) des Drehschwingungsdämpfers (1) verspannt sind. - Drehschwingungsdämpfer (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass der axial wirksame Energiespeicher (31) eine Tellerfeder ist.
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2009
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Patent Citations (6)
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