DE102011104968A1

DE102011104968A1 - Antriebsanordnung,insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102011104968A1
Application number: DE201110104968
Authority: DE
Inventors: Eugen Kremer; Andreas Triller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2012-03-08

Abstract

Eine Antriebsanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, weist eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von Drehmomenten von wenigstens einem ersten Bauteil auf wenigstens ein zweites Bauteil und eine Tilgungseinrichtung zum Tilgen von Torsionsschwingungen auf, wobei die Tilgungseinrichtung wenigstens ein Tilgungselement mit einer Hauptmasse und einer Tilgungsmasse aufweist, um ein Tilgungsmoment zu erzeugen, um wenigstens teilweise und/oder zeitweise Drehzahländerungen dieses zweiten und/oder dieses ersten Bauteils entgegenzuwirken, wobei das Tilgungsmoment wenigstens teilweise veränderbar, insbesondere steuer- und/oder regelbar ist. In einer Ausführung sind die Haupt- und die Tilgermasse durch eine Getriebeeinrichtung mit einem – vorzugsweise kontinuierlich – veränderbaren Übersetzungsverhältnis gekoppelt. Die Getriebeeinrichtung kann dabei ein Wälzplanetengetriebe aufweisen. Ebenfalls wird ein Verfahren zur Regelung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung angegeben, welche ein Tachometer, ein Tensometer, einen Regler und einen Aktor aufweist, sowie eine Formel zur Bestimmung des Soll-Übersetzungsverhältnisses der Getriebeeinrichtung durch den Regler. Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung und das Verfahren zu dessen Regelung eignen sich vorzugsweise zur Tilgung von polyharmonischen Torsionsschwingungen der Drehmomentübertragungsvorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Tilgungseinrichtung zum Tilgen von Torsionsschwingungen in der Antriebsanordnung sowie ein Verfahren zur Regelung der Antriebsanordnung mit der Tilgungseinrichtung.
Die Antriebswellen von Kraftfahrzeugen, insbesondere, wenn sie von Verbrennungsmotoren angetrieben werden, neigen zu Torsionsschwingungen, welche beispielsweise durch die zeitlich diskrete Beaufschlagung der Antriebswelle mit einem Drehmoment während der einzelnen Takte des Verbrennungsmotors oder durch Drehzahländerungen des Motors erzeugt werden. Solche Torsionsschwingungen können die Haltbarkeit der Antriebsanordnung beeinträchtigen und sich in Form von Vibrationen im Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs bemerkbar machen und somit den Fahrkomfort herabsetzen.
Für die Reduzierung von Torsionsschwingungen in der Antriebsanordnung stehen prinzipiell zwei Möglichkeiten zur Verfügung, nämlich die Dämpfung, d. h. die Verringerung der Schwingungsamplitude durch Umwandlung der Schwingungsenergie in eine andere Energieform, etwa Wärme, sowie die Tilgung, d. h. die gezielte teilweise Auslöschung der Schwingungen durch einen zusätzlichen Schwinger in der Antriebsanordnung, dessen Schwingmasse gegenläufig zu den zu tilgenden Schwingungen schwingt. Im Falle der Tilgung wird die Schwingungsenergie periodisch von dem zusätzlichen Schwinger aufgenommen, dort zwischengespeichert und gegenphasig in die Antriebsanordnung rückgespeist, wodurch die zu tilgenden Schwingungen dort ganz oder teilweise eliminiert werden.
Bei einer Schwingungstilgung ist es vorteilhaft, wenn die Eigenfrequenz des zusätzlichen Schwingers mit der Anregungsfrequenz der Schwingungen übereinstimmt. Die Eigenfrequenz des Schwingers entspricht – unter Vernachlässigung der Dämpfung – seiner Resonanzfrequenz, wodurch er bei dieser Frequenz besonders große Auslenkungen ausführen und somit besonders viel Schwingungsenergie aufnehmen kann. Die Anregungsfrequenz, die zu den Schwingungen in der Antriebsanordnung führt und die sich beispielsweise aus den oben genannten Effekten im Motor und in der Antriebsanordnung ergeben, hängt von der Drehzahl ab. Daher ist es vorteilhaft, wenn auch die Eigenfrequenz des zusätzlichen Schwingers von der Drehzahl abhängt. Typischerweise soll die Eigenfrequenz eine Ordnung der Drehzahl entsprechen, d. h. sie soll proportional zur Drehzahl steigen.
Im Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen für Tilger für Torsionsschwingungen in einer Antriebsanordnung bekannt: Aus der DE 103 10 831 A1 ist beispielsweise die Verwendung eines Fliehkraftpendels in Kombination mit einem Zweimassenschwungrad bekannt, welche vorteilhaft ist, wenn es eine dominante Ordnung der Torsionsschwingungen bezüglich der Drehzahl gibt. Weiterhin sind Tilger mit einer variablen Steifigkeit bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Tilger für Torsionsschwingungen in einer Antriebsanordnung zu schaffen, der eine gute Tilgung der Torsionsschwingungen gewährleistet, die auch von mehreren Anregungsfrequenzen erzeugt werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Antriebsanordnung mit einer Tilgungseinrichtung zum Tilgen von Torsionsschwingungen gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren zur Regelung einer solchen Antriebsanordnung gemäß Anspruch 9, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung in den Unteransprüchen enthalten sind.
Die Erfindung wird in einer Antriebsanordnung, insbesondere in einer Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug, angewendet, welche wenigstens teilweise und/oder zeitweise durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird. Hierunter fallen beispielsweise reine Benzin- oder Dieselantriebe, aber auch Hybridantriebe, die einen Verbrennungs- und einen Elektromotor aufweisen. Die Antriebsanordnung umfasst hierbei alle Komponenten, die zur Erzeugung, Übertragung und Abgabe des Antriebsdrehmoments, im Falle eines Kraftfahrzeugs beispielsweise über die Räder auf die Fahrbahn, vorgesehen sind. Bei diesen Komponenten kann es sich beispielsweise um einen Motor, eine Antriebswelle, eine Kupplung, ein Schaltgetriebe, ein Differenzialgetriebe, ein Gelenk, eine Radwelle oder ein Rad handeln.
Die Antriebsanordnung weist eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von Drehmomenten von wenigstens einem ersten Bauteil auf wenigstens ein zweites Bauteil auf, d. h. eine Vorrichtung, aus der ein an einer Stelle eingeleitetes Drehmoment an anderer Stelle wieder entnommen werden kann, beispielsweise eine Welle. Dabei kann das erste Bauteil beispielsweise eine Kurbelwelle eines Motors und das zweite Bauteil eine Kupplung oder ein Gelenk sein.
Die Übertragungseinrichtung weist wenigstens eine Tilgungseinrichtung zum Tilgen von Torsionsschwingungen auf, wobei Torsionsschwingungen sich aus periodischen Verwindungen der Übertragungseinrichtung, beispielsweise der Welle, in einander entgegengesetzten Drehrichtungen ergeben. Unter dem Tilgen solcher Schwingungen wird das eingangs erwähnte Prinzip zur Schwingungsreduzierung verstanden. Die Tilgungseinrichtung kann dabei neben dem zusätzlichen Schwinger selbst noch weitere Komponenten wie Mess-, Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtungen zum Betrieb der Tilgungseinrichtung umfassen.
Die Tilgungseinrichtung weist wenigstens ein Tilgungselement auf. Unter dem Tilgungselement wird eine Einrichtung verstanden, die eine oder mehrere mechanische Komponenten aufweist, welche zur Ausführung des Tilgungsvorgangs vorgesehen sind, beispielsweise diejenigen Komponenten, die den zusätzlichen Schwinger realisieren. Das Tilgungselement kann dabei beispielsweise direkt auf der Übertragungsvorrichtung für Drehmomente angeordnet sein, im Falle einer Welle beispielsweise in koaxialer Anordnung, und mit der Übertragungsvorrichtung durch geeignete Komponenten im Eingriff stehen.
Das Tilgungselement weist wiederum wenigstens eine Hauptmasse und eine Tilgermasse auf, welche teilweise und/oder zeitweise Drehzahländerungen des zweiten und/oder des ersten Bauteils entgegenwirken und dabei ein Tilgungsmoment erzeugen. Unter einer Hauptmasse und einer Tilgermasse werden zwei massenbehaftete Komponenten, beispielsweise in der Form von starren, rotationssymmetrischen Körpern, verstanden, welche auf geeignete Weise miteinander und/oder mit den übrigen Komponenten des Tilgungselements verbunden sein können. Ein Tilgungsmoment ist diesem Zusammenhang ein Drehmoment, das dazu vorgesehen ist, Torsionsschwingungen in der Übertragungsvorrichtung ganz oder teilweise zu tilgen. Die Haupt- und die Tilgermasse können gegeneinander drehbar gelagert sein.
Die erfindungsgemäße Antriebsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Tilgungsmoment wenigstens teilweise veränderbar ist. Durch eine Veränderung des Tilgungsmoments kann die gewünschte Abhängigkeit des Tilgungsmoments von der Drehzahl der Übertragungsvorrichtung hergestellt werden, wobei dies nicht notwendigerweise eine proportionale Abhängigkeit ist. Dies hat den Vorteil, dass nicht nur die Tilgung von Rotationsschwingungen, die von einer einzigen Anregungsfrequenz erzeugt werden, sondern auch solche, die von einer Vielzahl von Anregungsfrequenzen erzeugt werden (sogenannte ”polyharmonische Anregungen”) gewährleistet ist. Gleichzeitig lässt sich auf diese Weise eine ausreichende Tilgungswirksamkeit über einen großen Bereich von Drehzahlen erreichen, speziell auch im Bereich von niedrigen Drehzahlen, in welchem die Tilgungswirksamkeit bekannter Tilger stark abnimmt.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Veränderung des Tilgungsmoments wenigstens teilweise steuer- und/oder regelbar, d. h. sie kann, vorzugsweise durch eine Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtung in der Tilgungseinrichtung, gezielt und möglicherweise unter Einbeziehung von gemessenen Größen, geändert werden und auf diese Weise vorzugsweise an eine Drehzahländerung des ersten und/oder zweiten Bauteils angepasst werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Hauptmasse und die Tilgermasse durch eine Getriebeeinrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis gekoppelt. Die Hauptmasse ist vorzugsweise fest mit der Übertragungsvorrichtung verbunden und rotiert somit mit der gleichen Drehzahl wie die Übertragungsvorrichtung, während die Tilgermasse auf Grund der Getriebeeinrichtung mit einer anderen Drehzahl rotieren kann, wobei das Verhältnis der Drehzahlen der Haupt- und der Tilgermasse durch das Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung gegeben ist. Durch die Änderung der Übersetzung der Getriebeeinrichtung ändert sich somit auch die Wirksamkeit des Massenträgheitsmoments der Tilgermasse und damit das Tilgungsmoment, das von der Tilgermasse erzeugt wird. Auf diese Weise kann die gewünschte, vorzugsweise nicht-proportionale Abhängigkeit der Eigenfrequenz des Tilgers von der Drehzahl des ersten und/oder zweiten Bauteils verwirklicht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung kontinuierlich veränderbar. Da auch die Drehzahl des ersten Bauteils, bei dem es sich vorzugsweise um einen Motor handelt, in vielen Fällen kontinuierlich veränderbar ist, kann auf diese Weise die gewünschte Abhängigkeit der Eigenfrequenz des Tilgungselements von dieser Drehzahl exakt und stufenlos verwirklicht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Getriebeeinrichtung ein Wälzplanetengetriebe auf, worunter ein Planetengetriebe verstanden wird, bei dem die Drehmomentübertragung durch Reibkontakt von Getriebeelementen zustande kommt und bei dem das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich veränderbar ist. Wälzplanetengetriebe stehen somit im Gegensatz zu Zahnradplanetengetriebe, bei denen die Getriebeelemente miteinander verzahnt sind und das Übersetzungsverhältnis lediglich in diskreten Gangstufen veränderbar ist. Planetengetriebe haben den Vorteil, dass die Antriebs- und die Abtriebswelle sowie alle wesentlichen Getriebeelemente wie Sonnenräder, Planetenträger mit Planeten und Hohlräder koaxial angeordnet sind und sich somit für die Anordnung auf einer im Wesentlichen rotationssymmetrischen Übertragungsvorrichtung für Drehmomente wie einer Welle gut eignen. Ein Wälzplanetengetriebe ist beispielsweise aus der DE 10 2008 058 074 A1 bekannt.
Die Getriebeeinrichtung zur Kopplung von Haupt- und Tilgermasse kann in dieser bevorzugten Ausführung noch eine oder mehrere weitere Getriebeeinrichtungen aufweisen, vorzugsweise ein weiteres Planetengetriebe, welches vorzugsweise ein Zahnradplanetengetriebe ist. Das Wälzplanetengetriebe und die wenigstens eine weitere Getriebeeinrichtung sind dabei vorzugsweise hintereinander geschaltet, wobei die wenigstens eine weitere Getriebeeinrichtung vorzugsweise einen konstantes Übersetzungsverhältnis aufweist und/oder eine Umkehr der Drehrichtung zwischen Haupt- und Tilgermasse bewirkt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das Wälzplanetengetriebe Planeten auf, welche auf Planetenschaften gelagert sind, wobei wenigstens ein Planetenschaft kippbar ist. Das Kippen eines Planetenschaftes erfolgt dabei vorzugsweise um eine Achse in radialer Richtung des Tilgungselementes. Auf diese Weise wird vorzugsweise die Eingriffsposition zwischen dem betreffenden Planeten und dem Hohlrad im Wälzplanetengetriebe verändert und somit aufgrund eines veränderten für diesen Eingriff wirksamen Radius des Hohlrades das Übersetzungsverhältnis des Wälzplanetengetriebes kontinuierlich geändert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt das Kippen eines Planetenschaftes durch das Verschieben mindestens eines Teils des Planetenschaftes in einer Nut in einem Steuerrad, vorzugsweise einem Steuerzahnrad. Dadurch kann durch Drehen des Steuerrades von außerhalb der Getriebeeinrichtung, vorzugsweise durch einen geeigneten Aktor und vorzugsweise kontrolliert durch eine Steuer- und/oder Regelungseinrichtung, die Lage der Planeten und damit das Übersetzungsverhältnis des Wälzplanetengetriebes auf einfache Weise kontinuierlich geändert werden. Der Planetenträger der Planeten und das Steuerrad sind dabei vorzugsweise nicht drehbar gegenüber dem Tilgungselement, vorzugsweise am Gehäuse der Antriebsanordnung, gelagert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Antriebsanordnung weiterhin einen Aktor zur Steuerung des Übersetzungsverhältnisses der Getriebeeinrichtung, einen Motor, ein Tachometer, ein Tensometer und einen Regler auf. Durch diese zusätzlichen Komponenten ist eine Steuerung und/oder eine Regel eingerichtet, durch welche die gewünschte Abhängigkeit der Eigenfrequenz des Tilgungselements von der Drehzahl der Übertragungseinrichtung herbeigeführt werden kann.
Ein Verfahren zur Regelung einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung umfasst wenigstens einen der Vorgänge:

– Messung der Drehzahl der Hauptmasse durch das Tachometer,
– Messung des motorseitigen Eingangsdrehmoments der Hauptmasse durch das Tensometer,
– Bestimmung des Soll-Übersetzungsverhältnisses der Getriebeeinrichtung durch den Regler in Abhängigkeit von der gemessenen Drehzahl und/oder dem gemessenen Eingangsdrehmoment,
– Steuerung des Übersetzungsverhältnisses der Getriebeeinrichtung durch den Aktor gemäß des bestimmten Soll-Übersetzungsverhältnisses.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Hierzu zeigen, teilweise schematisiert:
1 ein schematisches Schaubild einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung,
2 ein Diagramm mit Simulationsergebnissen für die Tilgungswirksamkeit einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung im Vergleich zu einem konventionellen Schwungrad,
3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Tilgungselement, auch kurz als Tilger bezeichnet,
4 einen Querschnitt durch das Wälzplanetengetriebe innerhalb des Tilgers aus 3,
5 ein Steuerzahnrad zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Wälzplanetengetriebes in dem Tilger aus 3 und
6 einen Querschnitt durch das Steuerzahnrad aus 5 und dessen Lagerung.
In der schematischen Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in 1 wird die Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von Drehmomenten durch die Antriebswelle 10 gebildet, wobei durch die Darstellung der Antriebswelle 10 als Spiralfeder angedeutet wird, dass diese zu Torsionsschwingungen neigt. Die erfindungsgemäße Tilgungseinrichtung zum Tilgen von Torsionsschwingungen wird durch die Hauptmasse 1 und die Tilgermasse 2, welche durch eine Getriebeeinrichtung gekoppelt sind (angedeutet durch den schräg nach rechts oben verlaufenden Pfeil zwischen der Hauptmasse 1 und der Tilgermasse 2), sowie das Tensometer 3 zur Messung des motorseitigen Eingangsdrehmoments der Hauptmasse, das Tachometer 4 zur Messung der Drehzahl der Hauptmasse und den Regler 5 zur Bestimmung des Soll-Übersetzungsverhältnisses der Getriebeeinrichtung gebildet. Das erfindungsgemäße Tilgungselement wird durch die Hauptmasse 1 und die mit der Hauptmasse 1 durch eine Getriebeeinrichtung gekoppelte Tilgermasse 2 sowie durch weitere, in 1 nicht dargestellte mechanische Komponenten gebildet.
Das von dem Tensometer 3 fortlaufend gemessene Drehmoment M sowie die von dem Tachometer 4 fortlaufend gemessene Drehzahl Ω werden kontinuierlich an den Regler 5 weitergeleitet. Der Regler 5 berechnet aus den beiden genannten Größen das Soll-Übersetzungsverhältnis i für die Getriebeeinrichtung und gibt dieses an einen Aktor weiter (in 1 nicht dargestellt), der das Übersetzungsverhältnis i an der Getriebeeinrichtung einstellt. Die Berechnung des Soll-Übersetzungsverhältnisses i durch den Regler 5 geschieht dabei in Echtzeit, d. h. dass die Dauer der Berechnung selbst vernachlässigbar ist.
Das Soll-Übersetzungsverhältnis i durch den Regler 5 wird durch folgende Formel bestimmt:
Hierbei bezeichnet i₀ mit i₀ ≥ 0 ein frei gewähltes durchschnittliches Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung, beispielsweise i₀ = 1. Die Berechnung des Soll-Übersetzungsverhältnisses i lässt sich als Berechnung einer Abweichung von der durchschnittlichen Übersetzung i₀ auffassen, wobei das Korrekturglied durch das Integral unter der Wurzel mit dem Faktor 2 gegeben ist, denn falls das integral den Wert 0 hat, gilt i = i₀. Die Werte des zeitabhängigen Drehmoments M = M(t) werden von dem Regler 5 jeweils für ein gleitendes Zeitfenster konstanter Länge gespeichert und über dieses Zeitfenster gemittelt.
Dieser Mittelwert wird mit (M) bezeichnet. Bei der Berechnung des Soll-Übersetzungsverhältnisses i zu einem Zeitpunkt t₀ wird dann der Mittelwert verwendet, der zu dem Zeitfenster gehört, das im Zeitpunkt t₀ endet. Auch die Grenzen des bestimmten Integrals unter der Wurzel entsprechen dem Anfang und dem Ende des genannten Zeitfensters. Weiterhin bezeichnet J₂ das Massenträgheitsmoment der Tilgermasse 2.
In 2 sind Simulationsergebnisse für die Tilgungswirksamkeit eines erfindungsgemäßen Tilgers im Vergleich zu einem konventionellen Schwungrad für einen gegebenen Motordrehmomentverlauf angegeben. Dafür ist der jeweilige zeitliche Verlauf des ursprünglichen und des teilweise getilgten Moments in einem Zeitintervall von 0 bis ca. 5 s aufgetragen. Das Motordrehmoment weist Schwingungen mit einer Auslenkung von ca. –1.500 Nm bis ca. +2.000 Nm auf. Es hat sowohl eine zweite als auch eine dritte Drehzahlordnung von gleicher Amplitude, die etwa mit dem Faktor 2 das Mittelmoment übersteigen, so dass hier polyharmonische Schwingungen vorhanden sind. Die Tilgung solcher Schwingungen ist sowohl für einen passiven Isolator wie ein Zweimassenschwungrad als auch für ein konventionelles Fliehkraftpendel sehr schwierig.
Man erkennt, dass des Ausgangsdrehmoment eines konventionellen Schwungrades eine Auslenkung von ca. –400 Nm bis ca. +1.300 Nm hat, während das Ausgangsdrehmoment des erfindungsgemäßen Tilgers in der Simulation lediglich eine Auslenkung von 0 bis ca. +600 Nm besitzt. Nach einer kurzen Einschwingphase Von ca. 0,5 s liegt das Ausgangsdrehmoment des erfindungsgemäßen Tilgers sogar nahezu konstant bei ca. +500 Nm, was dem in der Simulation vorgegebenen (schwingungsfreien) Motordrehmoment entspricht. Man erkennt daher in 2, dass der erfindungsgemäße Tilger die Aufgabe der Tilgung von Torsionsschwingungen in nahezu idealer Weise erfüllt.
In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Tilgers ist die Antriebswelle 10 mit dem Hohlrad 30 eines Zahnradplanetengetriebes über das Verbundblech 20 fest verbunden, wobei diese Verbindung fest oder elastisch sein kann. Der Planetenträger 40 des Zahnradplanetengetriebes ist mit dem Gehäuse der Antriebsanordnung (in der Figur nicht dargestellt), welches beispielsweise ein Teil der Fahrzeugkarosserie bildet, fest verbunden und bewegt sich somit relativ zu der gesamten Antriebsanordnung nicht.
Das Drehmoment der Antriebswelle 10 wird zunächst durch das Zahnradplanetengetriebe über das Sonnenrad 50 des Zahnradplanetengetriebes zu den mit diesem fest verbundenen ersten Sonnenrad 60 eines Wälzplanetengetriebes übertragen. Sowohl das Zahnradplanetengetriebe als auch das Wälzplanetengetriebe sind auf der Antriebswelle 10 durch die beiden Nadellager 140 gelagert. Das in 3 und im Detail auch in 4 gezeigte Wälzplanetengetriebe wird auch in der DE 10 2008 058 074 A1 ausführlich beschrieben.
Das Drehmoment wird dann vom ersten Sonnenrad 60 über die Planeten 70 auf das Hohlrad 80 des Wälzplanetengetriebes übertragen. Die Planeten 70 haben die Form von Rollen mit kugelkappenförmigen Seitenflächen und dazwischen liegenden umlaufenden Einschnürungen, welche im Querschnitt aus jeweils zwei Kreisbogenabschnitten bestehen. Mit diesen Einschnürungen sind die Planeten 70 mit der Innenseite des Hohlrades 80 im Eingriff, wobei das Hohlrad 80 die Form der inneren Hälfte eines aufgeschnittenen Torus besitzt.
Die Planeten 70 sind auf Planetenschaften 130 kugelgelagert. Die Planetenschafte 130 sind auf beiden Seiten außerhalb der Planeten 70 jeweils in radial verlaufenden Langlöchern im Planetenträger 90 gelagert. Die Enden der Planetenschafte 130 können sich somit radial bewegen und damit auch gegenüber der Drehachse der Antriebswelle 10 gekippt werden, wobei die Planeten stets mit dem ersten und zweiten Sonnenrad 60 bzw. 100 wie auch mit dem Hohlrad 80 des Wälzplanetengetriebes im Eingriff bleiben.
Das zweite Sonnenrad 100 ist dabei über das Kegellager 160 und die Mutter 150 vorgespannt, so dass die Planeten 70 stets gegen die Innenseite des Hohlrades 80 gepresst werden. Ändert sich nun durch das Kippen eines Planetenschaftes 130 die relative Lage des zugehörigen Planeten 70 zum Hohlrad 80, so ändert sich auch der für den Abrollvorgang zwischen diesen beiden Teilen wirksame Radius des Hohlrades 80, wodurch sich ebenfalls das Übersetzungsverhältnis des Wälzplanetengetriebes ändert. Je weiter der Planetenschaft 130 gegenüber der Drehachse der Antriebswelle 10 gekippt wird, desto weiter bewegt sich der Planet 70 unter dem Hohlrad 80 hervor nach außen und desto größer wird auch der wirksame Radius für den Eingriff der beiden Teile und damit das Übersetzungsverhältnis des Wälzplanetengetriebes. Auch der Planetenträger 90 des Wälzplanetengetriebes ist mit dem Gehäuse der Antriebsanordnung verbunden und bewegt sich daher relativ zu der gesamten Antriebsanordnung nicht.
In der Detaildarstellung in 4 ist weiterhin zu sehen, dass die Verlängerung eines Planetenschaftes 130 am linken Ende in einer Steuernut 200 in dem Steuerzahnrad 110 verläuft.
Die Seitenansicht des Steuerzahnrades 110 in 5 zeigt, dass die Steuernuten 200 die Form von gebogenen, radial nach außen verlaufenden Langlöchern haben. Wird nun das Steuerzahnrad 110 durch ein mit seiner Verzahnung im Eingriff stehendes weiteres Zahnrad (in den Figuren nicht dargestellt) in Drehung versetzt, so verschieben sich die in den Steuernuten 200 gelagerten Enden der Planetenschafte 130 radial nach innen oder nach außen. Dadurch lässt sich die gewünschte Kippung der Planetenschafte 130 und auf diese Weise das Übersetzungsverhältnis des Wälzplanetengetriebes stufenlos einstellen. Das Steuerzahnrad 110 ist durch zwei Gleitringe 120, die wiederum mit dem Gehäuse der Antriebsanordnung fest verbunden sind, gelagert. Durch die Verdrehung des Steuerzahnrades 110 ändert sich somit das Übersetzungsverhältnis der gesamten Getriebeanordnung und damit auch das Tilgungsmoment des Tilgers.
Bezugszeichenliste

1: Hauptmasse
2: Tilgermasse
3: Tensometer
4: Tachometer
5: Regler
6: Motor
10: Antriebswelle
20: Verbundblech
30: Hohlrad des Zahnradplanetengetriebes
40: Planetenträger des Zahnradplanetengetriebes
50: Sonnenrad des Zahnradplanetengetriebes
60: Erstes Sonnenrad des Wälzplanetengetriebes
70: Planet des Wälzplanetengetriebes
80: Hohlrad des Wälzplanetengetriebes
90: Planetenträger des Wälzplanetengetriebes
100: Zweites Sonnenrad des Wälzplanetengetriebes
110: Steuerzahnrad
120: Gehäusegleitring
130: Planetenschaft
140: Nadellager
150: Mutter
160: Kegellager
200: Steuernut

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10310831 A1 [0005]
DE 102008058074 A1 [0017, 0038]

Claims

Antriebsanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, welches wenigstens teilweise und/oder zeitweise durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, wobei die Antriebsanordnung eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen von Drehmomenten von wenigstens einem ersten Bauteil auf wenigstens ein zweites Bauteil aufweist, die mit wenigstens einer Tilgungseinrichtung zum Tilgen von Torsionsschwingungen versehen ist, wobei die Tilgungseinrichtung wenigstens ein Tilgungselement aufweist, wobei das Tilgungselement wenigstens eine Hauptmasse und eine Tilgermasse aufweist, um ein Tilgungsmoment zu erzeugen, um wenigstens teilweise und/oder zeitweise Drehzahländerungen des zweiten und/oder des ersten Bauteils entgegenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass das Tilgungsmoment wenigstens teilweise veränderbar ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des Tilgungsmoments steuer- und/oder regelbar ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptmasse und die Tilgermasse durch eine Getriebeeinrichtung mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis gekoppelt sind.
Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung kontinuierlich veränderbar ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinrichtung ein Wälzplanetengetriebe aufweist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzplanetengetriebe Planeten aufweist, welche auf Planetenschaften gelagert sind, und dass wenigstens ein Planetenschaft kippbar ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kippen eines Planetenschaftes durch das Verschieben mindestens eines Teils des Planetenschaftes in einer Nut in einem Steuerrad, insbesondere einem Steuerzahnrad, erfolgt.
Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, die einen Aktor zur Steuerung der Übersetzung der Getriebeeinrichtung, einen Motor, ein Tachometer, ein Tensometer und einen Regler aufweist.
Verfahren zur Regelung einer Antriebsanordnung nach Anspruch 8 mit wenigstens einem der Vorgänge: – Messung der Drehzahl der Hauptmasse durch das Tachometer, – Messung des motorseitigen Eingangsdrehmoments der Hauptmasse durch das Tensometer, – Bestimmung des Soll-Übersetzungsverhältnisses der Getriebeeinrichtung durch den Regler in Abhängigkeit von der gemessenen Drehzahl und/oder dem gemessenen Eingangsdrehmoment, – Steuerung der Übersetzung der Getriebeeinrichtung durch den Aktor gemäß des bestimmten Soll-Übersetzungsverhältnisses.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung durch die Formel
bestimmt wird, wobei i das Soll-Übersetzungsverhältnis der Getriebeeinrichtung, i₀ eine frei gewählte durchschnittliche Übersetzung der Getriebeeinrichtung, M das motorseitige Eingangsdrehmoment der Hauptmasse, 〈M〉 der Mittelwert des Eingangsdrehmoments M über ein Zeitintervall unmittelbar vor dem aktuellen Zeitpunkt, Ω die Drehzahl der Hauptmasse und J₂ das Massenträgheitsmoment der Tilgermasse ist.