DE102014202554A1

DE102014202554A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE102014202554A1
Application number: DE102014202554.0A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Bossecker
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-08-13

Abstract

Bei Drehmomentübertragungseinrichtung umfassend eine Primärseite und eine Sekundärseite, die gegen die Kraft eines Energiespeichers relativ zueinander verdrehbar sind, wobei Primärseite und Sekundärseite über eine fliehkraftgesteuerte Kupplung drehfest miteinander verbindbar sind, wobei die fliehkraftgesteuerte Kupplung eine Tellerfederbaugruppe mit einer Tellerfeder sowie Tellerfederlaschen umfasst, an denen Kupplungselemente angeordnet sind, die durch die Tellerfeder in eine geschlossene Stellung gedrückt werden und durch die Tellerfederlaschen drehzahlgesteuert gegen die Kraft der Tellerfeder in eine geöffnete Stellung bewegbar sind, wird eine negative Beeinflussung der Federkennlinie durch die Befestigung der Tellerfeder vermieden, indem die Tellerfeder an Haltearmen befestigt ist, die im Wesentlichen tangential zur neutralen Faser der Tellerfeder verlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung umfassend eine Primärseite und eine Sekundärseite, die gegen die Kraft eines Energiespeichers relativ zueinander verdrehbar sind, wobei Primärseite und Sekundärseite über eine fliehkraftgesteuerte Kupplung drehfest miteinander verbindbar sind, wobei die fliehkraftgesteuerte Kupplung eine Tellerfederbaugruppe mit einer Tellerfeder sowie Tellerfederlaschen umfasst, an denen Kupplungselemente angeordnet sind, die durch die Tellerfeder in eine geschlossene Stellung gedrückt werden und durch die Tellerfederlaschen drehzahlgesteuert gegen die Kraft der Tellerfeder in eine geöffnete Stellung bewegbar sind sowie ein Halteblech zur Verwendung in einer solchen Drehmomentübertragungseinrichtung.
Gattungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtungen sind als Zweimassenschwungräder (ZMS) im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen bekannt. Das Zweimassenschwungrad wird üblicherweise im Antriebsstrang zwischen Verbrennungsmotor und Fahrzeugkupplung angeordnet, die Primärseite oder Primärmasse ist folglich mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden, die Sekundärseite oder Sekundärmasse ist Teil der Fahrzeugkupplung oder zumindest mit dieser verbunden. Das Zweimassenschwungrad kann zusätzlich mit einem Fliehkraftpendel versehen sein.
Die fliehkraftgesteuerte Kupplung überbrückt das Zweimassenschwungrad im Anlauf der Drehmomentübertragungseinrichtung, beispielsweise beim Anlassen des Verbrennungsmotors im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges.
Die Federkennlinie der Tellerfeder kann unerwünscht beeinflusst werden durch die Befestigung der Tellerfeder beispielsweise mittels eines Halteblechs, wenn dieses Kräfte in die Tellerfeder einleitet, die eine Wirkung in Kraftrichtung der Tellerfeder entfalten.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Drehmomentübertragungseinrichtung anzugeben, bei der die Federkennlinie der Tellerfeder nicht oder nur vernachlässigbar durch dessen Befestigung beeinflusst wird.
Dieses Problem wird durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung umfassend eine Primärseite und eine Sekundärseite, die gegen die Kraft eines Energiespeichers relativ zueinander verdrehbar sind, wobei Primärseite und Sekundärseite über eine fliehkraftgesteuerte Kupplung drehfest miteinander verbindbar sind, wobei die fliehkraftgesteuerte Kupplung eine Tellerfederbaugruppe mit einer Tellerfeder sowie Tellerfederlaschen umfasst, an denen Kupplungselemente angeordnet sind, die durch die Tellerfeder in eine geschlossene Stellung gedrückt werden und durch die Tellerfederlaschen drehzahlgesteuert gegen die Kraft der Tellerfeder in eine geöffnete Stellung bewegbar sind, wobei die Tellerfeder an Haltearmen befestigt ist, die im Wesentlichen tangential zur neutralen Faser der Tellerfeder verlaufen. Die Haltearme sind in einer Ausführungsform der Erfindung an einem Halteblech angeordnet. Das Halteblech ist mit der Primärseite bzw. Sekundärseite verbunden, je nachdem, welche Seite die Bauteile der fliehkraftgesteuerten Kupplung trägt. Alternativ sind die Haltearme direkt mit der Primärseite bzw. Sekundärseite verbunden, beispielsweise vernietet oder verschraubt.
Die neutrale Faser wird auch als Kraftrand der Tellerfeder bezeichnet. Als neutrale Faser, auch Nulllinie genannt, bezeichnet man in der technischen Mechanik im Rahmen der Elastostatik die Schicht eines Querschnitts, insbesondere Balkenquerschnitts, deren Länge sich bei einem Biegevorgang nicht ändert. Dort verursacht die Biegung keine Zug- oder Druckspannungen. Entsprechend ist die neutrale Faser bei einer Tellerfeder der Kreisring, um den sich die radial inneren und äußeren Fasern, diese haben die Form von Kreisringen, der Tellerfeder in axialer Richtung bewegt werden und sich entsprechend in Umfangsrichtung verformen. Durch die Verformung ändert sich auch die Umfangslänge. Nur bei der neutralen Faser bleibt diese bei Verformung der Tellerfeder konstant. Unter einer Tellerfeder wird hier allgemein unabhängig von der Geometrie der Feder eine Feder mit über den Federweg nach Art einer Tellerfeder veränderlicher Federkennlinie verstanden. Unter drehzahlgesteuert wird hier verstanden, dass die fliehkraftgesteuerte Kupplung bei Rotation der Drehmomentübertragungseinrichtung um eine Drehachse abhängig von deren Drehzahl geöffnet bzw. geschlossen wird. Die Tellerfeder hat in einer Ausführungsform der Erfindung eine degressiv-konstant-progressive und bevorzugt eine degressiv-negativ-progressive Federkennlinie. Die Federkraft bleibt über den Federweg im konstanten Kennlinienbereich gleich oder lässt im negativen Kennlinienbereich nach. Insbesondere eine in einem Bereich leicht negative Federkennlinie ermöglicht es, dass die Drehzahl (Auskuppeldrehzahl, Öffnungsdrehzahl), bei der die geschlossene fliehkraftgesteuerte Kupplung öffnet bzw. auskuppelt, höher ist als die Drehzahl (Einkuppeldrehzahl), bei der die fliehkraftgesteuerte Kupplung schließt bzw. einkuppelt. Die Drehzahl, bei der die fliehkraftgesteuerte Kupplung ein- bzw. auskuppelt, weist folglich eine Hysterese auf. Weist die Tellerfeder eine Federkennlinie mit einem degressiven Bereich, einem negativen Bereich und einem progressiven Bereich auf, so liegen die Drehzahlen, bei der die fliehkraftgesteuerte Kupplung ein- bzw. auskuppelt, beiderseits eines lokalen Minimums der Federkennlinie. Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung stellt eine Lösung des oben genannten Problems für den Startvorgang eines Verbrennungsmotors dar mit einer Koppelvorrichtung bei einem Schwingungsdämpfer, der zudem mit einem Fliehkraftpendel versehen sein kann, die leicht und platzsparend ausfällt und Dämpferkonstruktionen mit einstufiger Rückstellkennlinie ermöglicht, bei denen vorzugsweise der Bogenfederkanal radial innen und das Fliehkraftpendel radial außen angeordnet werden kann.
Unter Haltearmen, die im Wesentlichen tangential zur neutralen Faser der Tellerfeder verlaufen, wird insbesondere verstanden, dass eine Längsachse des jeweiligen Haltearmes leicht, beispielsweise maximal 10°, von der Tangentialen abweichen darf, aber deutlich von der radialen Richtung abweicht.
Die erfindungsgemäße Lösung nutzt aus, dass ein Verbrennungsmotor beim Starten kurzzeitig meist auf ca. 1200 1/min hochdreht, um anschließend auf Leerlaufdrehzahl abzufallen. Die erfindungsgemäße Lösung umfasst eine fliehkraftgesteuerte Kupplung mit einer Masse und einem Federelement, bei welcher der Abkoppelvorgang (Auskuppeln) nach dem Start bei einer wesentlich höheren Drehzahl, vorzugsweise oberhalb der Leerlaufdrehzahl, z. B. bei 1100 1/min eingeleitet wird. Der Abkoppelvorgang (Einkuppeln), beispielsweise beim Ausschalten des Motors, erfolgt bei einer Drehzahl, die unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegt z. B. bei 650 1/min. Ein weiterer Vorteil dabei ist, dass aufgrund, der höheren Abkoppeldrehzahl die Fliehkraftmassen um ein Vielfaches kleiner ausgeführt werden können.
In einer Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung eine Dämpferkonstruktion mit radial innen angeordnetem Bogenfederkanal und einem radial darüber angeordnete Fliehkraftpendel, wobei die Koppelvorrichtung eine Tellerfeder umfasst, die so stark aufgestellt ist (h0/s > 1,5), dass deren Federkennlinie einen fallenden Bereich aufweist, aber auch noch keine Schnappfeder ist. Die Tellerfeder ist so angeordnet, dass sich der Arbeitsbereich der Koppelvorrichtung ausschließlich dem fallenden Bereich der Tellerfederkennlinie bedient. Die beiden unterschiedlichen Schaltdrehzahlen werden durch die (im Arbeitsbereich) fallende Federkennlinie der entsprechend stark aufgestellten Tellerfeder ermöglicht.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst das Halteblech einen umlaufenden Ring. Von diesem stehen Haltearme ab, die der Befestigung der Tellerfeder dienen. Die Haltearme weisen auf einem Bohrungskreis angeordnete Bohrungen zur Aufnahme von Nieten auf, mit denen das Halteblech und die Tellerfeder vernietet sind.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Tellerfederbaugruppe Fliehkraftlaschen umfassend Reiblaschen, die die eigentlichen Kuppelelemente der fliehkraftgesteuerten Kupplung zusammen mit einer korrespondierenden Reibfläche der Gegenseite bilden, auf. Die Reiblaschen gehen vorzugsweise über in Fliehkraftmassen, deren wesentlicher Zweck die Erhöhung der Masse der Reiblaschen ist.
In einer Ausführungsform umfasst weisen die Haltearme Befestigungsteller zur Befestigung der Tellerfeder an ihren freien Enden auf. In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Haltearme über den Umfang des Halteblechs verteilt angeordnet. Die Haltearme können leicht an dem als Stanz-Biege-Blechteil ausgeführten Halteblech angeformt werden. Da das Halteblech im Bereich der Haltearme nicht als vollständig umlaufender Ring ausgeführt ist, wird zudem Gewicht eingespart.
In einer Ausgestaltung der Erfindung lässt das Halteblech eine Kippbewegung der Tellerfederbaugruppe senkrecht zur Rotationsachse zu und ermöglicht so einen Ausgleich bei einer Kippbewegung zwischen Primärseite und Sekundärseite. Vorzugsweise ist dazu die Länge der Haltearme größer ist als deren Breite, vorzugsweise deutlich größer. Dadurch ist die Steifigkeit der Haltearme bei Biegung in axialer Richtung bezogen auf die Drehachse der Drehmomentübertragungseinrichtung gering, was eine axiale Verschiebung der Tellerfeder sowie ein Kippen derselben zum Ausgleich eines Kippspiels zwischen Primär- und Sekundärseite ermöglicht. Zudem wird dadurch die Steifigkeit der Haltearme bei einer Verdrehung um deren eigene Längsachse verringert, wodurch nur ein geringes Moment bei Betätigung der Tellerfeder, was ja eine Verdrehung der Haltearme und damit ein Moment im Befestigungspunkt zwischen Tellerfeder und Haltearm nach sich zieht, in die Tellerfeder eingeleitet wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die Haltearme eine in Längsrichtung verlaufende Sicke. Dies erhöht die Steifigkeit der Haltearme gegenüber einer Biegung, ohne die Steifigkeit gegenüber einer Torsion um die eigene Längsachse deutlich zu erhöhen.
Das Halteblech ist in einer Ausführungsform der Erfindung sekundärseitig angeordnet, beispielsweise fest mit einer Gegendruckscheibe bzw. Schwungscheibe einer Fahrzeugkupplung verbunden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Halteblech zwischen der Gegendruckscheibe und einem Pendelflansch eines Fliehkraftpendels eingeklemmt. Dies ermöglicht eine einfache Montage, da am Pendelflansch oder der Gegendruckscheibe keine weiteren Befestigungsmittel wie etwa Bohrungen zur Aufnahme von Nieten, mit denen das Halteblech am Pendelflansch oder der Gegendruckscheibe befestigt wird, benötigt werden.
Wird der Reibbelag nicht auf die Laschen sondern z. B. auf den Deckel umlaufend aufgebracht ist es vorteilhaft, wenn zumindest die Endbereiche der Laschenreibfläche in Umfangsrichtung so ausgeführt sind, dass diese sich gegenüber dem eigentlichen Reibdurchmesser abheben, also von der gegenüberliegenden Kontaktfläche aus gesehen nach oben bzw. konvex gebogen. So werden eventuelle Beschädigungen des Reibbelages durch sonst möglichen scharfkantigen Kontakt bei nicht angewinkelten Laschenenden vermieden.
Alternativ zur sekundärseitigen Befestigung ist das Halteblech primärseitig angeordnet. Die Befestigung erfolgt dann vorzugseise direkt an dem primärseitigen Schwungrad bzw. primärflansch. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Halteblech mit einer Schnapp- oder Clipsverbindung an der Primärseite befestigt. Bei Schnappverbindungen verformt sich ein Fügeteil elastisch und verhakt anschließend lösbar oder unlösbar. Es liegt also ein Formschluss vor. Die Schnappverbindung umfasst vorzugswiese Hinterschneidungen am primärseitigen Schwungrad und federelastische Finger am Halteblech. In der montierten Stellung hintergreifen die federelastischen Finger die Hinterschneidungen und legen das Halteblech formschlüssig an der Primärseite fest.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Kupplungselement keilförmig ausgebildet und kann in eine keilförmige umlaufende Nut an der Sekundärseite eingreifen. Dies vergrößert die Reibfläche.
In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Drehmomentübertragungseinrichtung ein Fliehkraftpendel mit einem Pendelflansch. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umgreifen die Tellerfederlaschen den Pendelflansch. Dies ermöglicht eine besonders platzsparende Bauweise.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Halteblech für eine Drehmomentübertragungseinrichtung, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung eine Primärseite und eine Sekundärseite, die gegen die Kraft eines Energiespeichers relativ zueinander verdrehbar sind, umfasst und wobei Primärseite und Sekundärseite über eine fliehkraftgesteuerte Kupplung drehfest miteinander verbindbar sind, wobei die fliehkraftgesteuerte Kupplung eine Tellerfederbaugruppe mit einer Tellerfeder sowie Tellerfederlaschen umfasst, an denen Kupplungselemente angeordnet sind, die durch die Tellerfeder in eine geschlossene Stellung gedrückt werden und durch die Tellerfederlaschen drehzahlgesteuert gegen die Kraft der Tellerfeder in eine geöffnete Stellung bewegbar sind, wobei die Tellerfederbaugruppe an einem Halteblech befestigt ist und wobei das Halteblech Haltearme umfasst. Erfindungsgemäß verlaufen die Haltearme im Wesentlichen tangential zu einem Bohrungskreis mit Bohrungen in den Haltearmen zur Befestigung einer Tellerfeder.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung bei geschlossener fliehkraftgesteuerter Kupplung in einer Schnittdarstellung;
2 das Ausführungsbeispiel der 1 bei geschlossener fliehkraftgesteuerter Kupplung in einer Schnittdarstellung;
3 eine räumliche Darstellung von Halteblech und Tellerfeder einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung in einer ersten Ansicht;
4 eine räumliche Darstellung von Halteblech und Tellerfeder einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung in einer zweiten Ansicht;
5 eine räumliche Schnittdarstellung durch Halteblech und Tellerfeder einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung;
6 einen Ausschnitt aus Halteblech und Tellerfeder einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung in der Draufsicht;
7 eine räumliche Ansicht eines Ausschnitts aus einem erfindungsgemäßen Halteblech;
8 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung bei geschlossener fliehkraftgesteuerter Kupplung in einer Schnittdarstellung;
9 einen vergrößerten Ausschnitt aus 8;
10 eine räumliche Darstellung eines Ausschnitts aus Halteblech und Tellerfeder einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß zweitem Ausführungsbeispiel;
11 eine räumliche Darstellung eines Ausschnitts aus dem Halteblech gemäß zweitem Ausführungsbeispiel.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung im Schnitt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 umfasst eine Primärseite 2 sowie eine Sekundärseite 3, die gegen die Kraft eines als Federspeicher ausgeführten Energiespeichers 4 relativ zueinander verdrehbar sind. Eine derartige Anordnung ist auch als Zweimassenschwungrad (ZMS) bekannt. Das Zweimassenschwungrad umfasst also im Wesentlichen die Primärseite 2, die Sekundärseite 3 sowie den zwischen diesen angeordneten Energiespeicher 4. An der Sekundärseite 3 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ist zusätzlich eine Fliehkraftpendeleinrichtung, kurz als Fliehkraftpendel 5 bezeichnet, angeordnet.
Die Primärseite 2 umfasst einen Primärmassenflansch 6, der einen im Wesentlichen tellerförmigen Flanschteil 6a sowie in seinem radial äußeren Bereich einen sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden topfförmigen Hohlzylinder 6b umfasst. Im Übergang zwischen dem Flanschteil 6a und dem Hohlzylinder 6b ist ein Anlasserzahnkranz 7 an der Primärseite 2 angeordnet. Der Anlasserzahnkranz 7 weist in seinem radial äußeren Bereich eine Verzahnung auf, die mit einem Ritzel eines Anlassers eingespurt werden kann, um den Verbrennungsmotor durch ein seitens des Anlassers aufgebrachtes äußeres Drehmoment zu starten.
Der Flanschteil 6a ist mit Schrauben 8 mit einer Kurbelwelle 9 eines ansonsten nicht dargestellten Verbrennungsmotors verbunden. Mit R ist die Rotationsachse der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 sowie der damit verbundenen drehbaren Elemente, wie z. B. der Kurbelwelle 9 und der später beschriebenen Getriebeeingangswelle, bezeichnet. Die axiale Richtung ist parallel zur Rotationsachse R, die radiale Richtung senkrecht dazu, die Umfangsrichtung entspricht einer Drehung um die Rotationsachse R.
An der der Kurbelwelle 9 abgewandten Seite des Flanschteils 6a ist dieses mit einer Bogenfederaufnahme 10 versehen. Die Bogenfederaufnahme 10 ist ein Blech-Stanzbiegebauteil und umfasst einen Befestigungsring 11, der nach radial innen in einen in der Schnittdarstellung bogenförmigen Bereich 12 übergeht. Der Befestigungsring 11 ist mit dem Flanschteil 6a des Primärmassenflansches 6 verschweißt, was durch eine Schweißnaht 13 in 1 dargestellt ist. Der bogenförmige Bereich 12 bildet zusammen mit dem Flanschteil 6a einen torusförmig umlaufenden Hohlraum, der nach radial innen eine umlaufende Öffnung aufweist. In dem umlaufenden Hohlraum 14 sind mehrere Bogenfedern 15 angeordnet, die jeweils äußere Bogenfedern 15a und koaxial zu diesen angeordneten Bogenfedern 15b umfassen. Die Bogenfedern 15 stützen sich mit einem ihrer Federenden an einem nicht dargestellten Stützblech, das fest mit dem Primärmassenflansch 6 bzw. dem Flanschteil 6a oder dem Befestigungsring 11 verbunden ist, ab und stützen sich mit ihrem anderen Federende jeweils an einem Sekundärflansch 16 ab, der mittels Nietbolzen 17 mit einer Gegendruckplatte 18 einer ansonsten nicht dargestellten Fahrzeugkupplung verbunden ist. Die Gegendruckplatte 18 ist in Einbaulage mittels gestrichelt dargestellter Schrauben 19 mit einem ebenfalls gestrichelt angedeuteten Kupplungsgehäuse 20 verbunden. Das Kupplungsgehäuse 20 bildet eine Abstützung für eine nicht dargestellte Kupplungstellerfeder, die eine nicht dargestellte Druckplatte in Richtung der Gegendruckplatte 18 presst und so eine nicht dargestellte Kupplungsscheibe, die mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Nabe mit einer Steckverzahnung 21 einer Getriebeeingangswelle 22 drehfest verbunden ist. Durch Einklemmen der Kupplungsscheibe zwischen Gegendruckplatte 18 und der nicht dargestellten Druckplatte wird die Fahrzeugkupplung geschlossen, sodass die Getriebeeingangswelle 22 über die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 zur Übertragung eines Drehmomentes mit der Kurbelwelle 9 verbunden ist, bei geöffneter Fahrzeugkupplung ist diese Verbindung entsprechend geöffnet. Da die Elemente der Fahrzeugkupplung und der Kupplungsbetätigung für das Verständnis der vorliegenden Erfindung bedeutungslos sind, wurde auf deren Darstellung hier der besseren Übersichtlichkeit halber verzichtet.
Die Getriebeeingangswelle 22 stützt sich über ein Rollenlager 23 als eine mögliche Ausgestaltung eines Wälzlagers an der Kurbelwelle 9 ab und wird so gegenüber der Kurbelwelle 9 zentriert. Die Rollen des Rollenlagers 23 laufen in einem Lagerkäfig 24, der gleichzeitig einen Dichtungsring 25 trägt. Die Gegendruckplatte 18 stützt sich mit einem Lagerschuh 26 und einem Kugellager 27 an der Kurbelwelle 9 ab.
Das Fliehkraftpendel 5 umfasst einen Pendelflansch 28, der aus einem im Wesentlichen hohlzylindrischen Befestigungsbereich 28a sowie einem im Wesentlichen lochscheibenförmigen Pendelhalter 28b besteht. Befestigungsbereich 28a und Pendelhalter 28b sind einstückig zum Beispiel als Stanzbiegebauteil gefertigt. Der Befestigungsbereich 28a umgreift axial außen eine beiderseits angefasste Verzahnung 29 der Gegendruckplatte 18. Beiderseits des Pendelhalters 28b sind Pendelteilmassen 30a und 30b angeordnet, die durch mehrere Pendelbolzen 31 fest miteinander verbunden sind. Ein Pendelbolzen 31 ist in 1 gestrichelt dargestellt. Die Pendelteilmassen 30a, 30b und Pendelbolzen 31 bilden jeweils Pendelmassen 32. Die Pendelbolzen 31 sind in Langlöchern des Pendelhalters 28b gelagert. Die Langlöcher bilden zusammen mit den Pendelbolzen 31 Kulissenführungen für die Pendelmassen 32, wobei die Pendelmassen 32 so auf Pendelbahnen schwingen können, dass sowohl eine relative Drehbewegung gegenüber dem Pendelflansch 28 um die Rotationsachse R als auch eine mit der Pendelbewegung verbundene Abstandsänderung zur Rotationsachse R möglich ist. Der Aufbau und die Wirkungsweise eines solchen Fliehkraftpendels sind beispielsweise in der DE 10 2006 028 556 dargestellt. Zum Verständnis von Aufbau und Wirkungsweise des Fliehkraftpendels 5 sei daher auf diese Schrift verwiesen.
Zwischen der Primärseite 2 und der Sekundärseite 3 ist eine fliehkraftgesteuerte Kupplung 33 angeordnet, die eine reibschlüssige Verbindung bezüglich der Relativverdrehung zwischen der Primärseite 2 und der Sekundärseite 3 drehzahlabhängig öffnen und schließen kann. Die fliehkraftgesteuerte Kupplung 33 umfasst im Wesentlichen ein Halteblech 34, welches eine Tellerfederbaugruppe 37 mit einer Tellerfeder 35 und daran angeordneten Fliehkraftlaschen 36 umfasst. Die Tellerfederbaugruppe 37 ist einstückig beispielsweise als Stanz-Biegebauteil gefertigt. Die Tellerfeder 35 weist Bohrung auf, die zur Aufnahme von Nieten 38 dient, mit denen die Tellerfeder 35 mit dem Halteblech 34 vernietet sind. Die Fliehkraftlaschen 36 umfassen eine Reiblasche 39, die in eine dieser gegenüber nach radial außen abgewinkelte Fliehkraftmasse 40 übergeht. An der Reiblasche 39 ist ein Reibbelag 41 angebracht. Zwischen den einzelnen Fliehkraftlaschen 36 verbleibt ein Spalt, die einzelnen Fliehkraftlaschen 36 berühren sich also nicht. Das Halteblech 34, siehe dazu 3 bis 5, umfasst einen Ring 42, von dem sich radial nach innen Haltearme 43 erstrecken, die in einen Befestigungsteller 44 mit einer Bohrung 45 zur Aufnahme der Niete 38 übergehen. Der Ring 42 weist in seinem radialen äußeren Umfang eine Vielzahl von sich im Wesentlichen axial erstreckender Klemmfahnen 46 auf. Die Klemmfahnen 46 weisen an ihrem freien Ende jeweils Abkantungen 47, die nach außen gerichtet sind, auf und umfassen jeweils zwei Sicken 48, siehe dazu 4 und 5. In die Sicken 48 ragen jeweils Zähne der Verzahnung 29 am Außenumfang der Gegendruckplatte 18.
Die Haltearme 43 können auch einzeln direkt mit beispielsweise der Gegendruckplatte 18 vernietet oder verschraubt sein, wobei auf den Ring 42 und die Klemmfahnen 46 verzichtet werden kann.
Die Klemmfahnen 46 werden zwischen der Verzahnung 29 der Gegendruckplatte 18 und dem Befestigungsbereich 28a des Pendelflansches 28 eingeklemmt und sind so fest mit diesen und damit mit der Sekundärseite 3 verbunden. Die Fliehkraftlaschen 36 werden durch die Tellerfeder 35 in die in den 1 und 2 dargestellte Stellung gedrückt. Die in den 1 und 2 dargestellte Stellung der Fliehkraftlaschen 36 ist die geschlossene Stellung der fliehkraftgesteuerten Kupplung 33, bei der also die Reibbeläge 41 der Fliehkraftlaschen 36 an dem Befestigungsring 11 anliegen und so eine reibschlüssige Verbindung zwischen Primärseite 2 und Sekundärseite 3 herstellen. Bei einer Rotation der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 wirkt eine radial nach außen gerichtete Kraft unter anderem auch auf die Fliehkraftlaschen 36. Dies erzeugt ein in der Darstellung der 1 und 2 im Uhrzeigersinn wirkendes Moment, um den durch den Niet 38 definierten Befestigungspunkt der Fliehkraftlasche 36. Die Tellerfeder 35 bewirkt eine entsprechende Gegenkraft bzw. ein Gegenmoment auf die Fliehkraftlasche 36 und drückt diese in die geschlossene Stellung. Bei einer als Öffnungsdrehzahl bezeichneten Rotationsgeschwindigkeit der Drehmomentübertragungseinrichtung wird die Schließkraft der Tellerfeder 35 überwunden, sodass die Fliehkraftlasche 36 mit dem Reibbelag 41 von der Bogenfederaufnahme 10 abhebt und die fliehkraftgesteuerte Kupplung 33 öffnet. Die Federkennlinie der Tellerfeder 35 ist dabei so ausgelegt, dass dieser Öffnungsbereich in einen degressiven Federbereich übergeht, wie dies nachfolgend näher beschrieben wird, sodass die Schließkraft nunmehr geringer ist als im Moment der Öffnung. Dies bewirkt, dass die Drehzahl, bei der die fliehkraftgesteuerte Kupplung 33 wieder schließt, geringer ist als die Drehzahl, bei der diese öffnet.
In den Zeichnungen zu den Ausführungsbeispielen sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Für das Verständnis der Erfindung weniger bedeutende Elemente sind in den Zeichnungen teilweise nicht oder nur im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben oder bezeichnet.
2 zeigt das Ausführungsbeispiel der 1 bei geöffneter Fliehkraftkupplung. In der geöffneten Stellung sind die Reibbeläge 41 von der Bogenfederaufnahme 10 abgehoben, sodass keine reibschlüssige Verbindung mehr in Umfangsrichtung zwischen der Primärseite 2 und der Sekundärseite 3 über die fliehkraftgesteuerte Kupplung 33 besteht. Die Reiblaschen 39 der Fliehkraftlaschen 36 liegen an dem nach radial innen gerichteten freien Ende des Pendelhalters 28a des Pendelflansches 28 an.
Anhand der 3 bis 5 werden Halteblech 34 und Tellerfederbaugruppe 37 näher beschrieben. Die Fliehkraftlaschen 36 sind über den Umfang verteilt auf der einen Seite der als im Wesentlichen umlaufender Ring ausgebildeten Tellerfeder 35 angeordnet, das Halteblech 34 ist auf der in axialer Richtung gesehen anderen Seite der Tellerfeder 35 angeordnet.
Die Fliehkraftlaschen 36 umfassen die zuvor genannten sich im Wesentlichen radial nach außen erstreckenden Laschenenden in Form der Fliehkraftmassen 40, die in eine im Wesentlichen im Schnitt axial verlaufende Reiblasche 48 übergehen. Die Reiblaschen 48 wiederum gehen in die sich im Wesentlichen radial nach innen erstreckenden Befestigungsfahnen 50 über. Die Umfangslänge L1 der Befestigungsfahnen 50 ist geringer als die Umfangslänge L2 der Reiblaschen 48. Im Bereich des Übergangs zwischen der Reiblasche 48 auf die Befestigungsfahne 50 verläuft ein abgeschrägter Bereich 49 der Befestigungsfahne 37 in axialer Richtung gegenüber der Umfangsrichtung geneigt.
Die Haltearme 43 umfassen eine Sicke 51, die in Längsrichtung der Haltearme 43 verlaufen und sich von dem Ring 42 bis hin zu den Befestigungstellern 44 erstrecken. In den 4 und 5 ist die Längsrichtung für einen der Haltearme 43 als Doppelpfeil dargestellt und mit dem Bezugszeihen L bezeichnet, die Querrichtung in der in radialer Richtung aufgespannten Ebene ist mit dem Bezugszeichen B bezeichnet. Die Längsrichtung L und die Querrichtung B sind jeweils auf den einzelnen Haltearm 43 bezogen, Längsrichtung L und Querrichtung B sind also für jeden Haltearm 43 gesondert definiert. Die Sicke 51 geht im Bereich des Befestigungstellers 44 in eine ringförmige Vertiefung 52 über.
Die Haltearme 43 sind jeweils mit Nieten 38 mit der Tellerfeder 35 vernietet. Bei einer Betätigung der Tellerfeder erfolgt eine Klappbewegung der Tellerfeder um eine neutrale Faser N, wie diese in den 5 und 6 als strichpunktierte Linie eingezeichnet ist. Die neutrale Faser N wird auch als Kraftrand bezeichnet. Die neutrale Faser N der Tellerfeder 35 verläuft entlang eines Bohrungskreises, auf dem die Bohrungen 45 angeordnet sind, so dass die neutrale Faser N jeweils durch die Niete 38 verläuft. Wird beispielsweise in der Darstellung der 5 der radial äußere Rand der Tellerfeder 35 in Richtung des Pfeils P1 bewegt, dies entspricht in Einbaulage einer Bewegung in Richtung auf die Kurbelwelle zu, so wird der radial innere Rand der Tellerfeder 35 in die Gegenrichtung, das ist in Richtung des Pfeils P2, bewegt. Dies bewirkt eine Drehbewegung der Fliehkraftlaschen 36 um die neutrale Faser N herum, so dass der äußere Rand der Fliehkraftmassen 40 in Richtung des Pfeils P3 bewegt wird.
Die Längsrichtung L der Haltearme 43 ist so angeordnet, dass diese jeweils tangential zur neutralen Faser N verlaufen. Diese geometrische Beziehung ist in 6 dargestellt. Dort ist die Längsrichtung L für einen Haltearm 43 dargestellt. Die Längsrichtung L wird in dem Verbindungspunkt des Haltearms 43 mit der Tellerfeder 35, diese wird durch das Niet 38 definiert, tangential zur neutralen Faser N verläuft. Die Tangente ist in 6 gestrichelt eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen T versehen. Diese geometrische Anordnung hat zur Folge, dass bei einer Betätigung der Tellerfeder 35 der Haltearm 43 um eine Achse, die durch die Tangente T definiert wird, gedreht wird. Es findet also eine reine Torsionsbelastung bzw. -verformung um eine in Längsrichtung L bzw. in Richtung der Tangente T verlaufende Drehachse der Haltearme 43 statt. In 7 ist ein Ausschnitt aus einem Halteblech 34 dargestellt. Der Ausschnitt zeigt zwei der Haltearme 43.
8 zeigt eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung im Schnitt, 9 zeigt einen Ausschnitt aus 8 im Bereich der fliehkraftgesteuerten Kupplung 33. Bei dem Ausführungsbeispiel der 8 und 9 ist die fliehkraftgesteuerte Kupplung 33 an der Primärseite festgelegt. Das Halteblech ist dazu mit radial äußeren Haltefingern 53 an dem Hohlzylinder 6b des Primärmassenflansches 6 befestigt und mit radial inneren Haltefingern 54 an der Bogenfederaufnahme 10 befestigt. An der Bogenfederaufnahme 10 ist dazu ein umlaufender Ring 55 angeordnet, der eine Hinterschneidung bildet, die von den radial inneren Haltefingern 54 nach Art einer Schnappverbindung umgriffen wird. In den Hohlzylinder 6b ist an der Innenseite eine umlaufende Nut 56 eingebracht, die für die radial äußeren Haltefinger 53 eine Hinterschneidung bildet und so eine weitere Schnappverbindung bildet. Das Halteblech kann daher während der Montage in axialer Richtung in seine Einbaulage gedrückt werden, wobei die Haltefinger 54 und 54 jeweils in radialer Richtung verformt werden und nach Hintergreifen des umlaufenden Rings 55 bzw. der Nut 56 nach innen bzw. außen schnappen und so die Schnappverbindung herstellen.
An dem Halteblech 34 ist die Tellerfederbaugruppe 37 befestigt, wobei die Fliehkraftlaschen 36 den Pendelflansch 28 des Fliehkraftpendels 5 außen umgreifen. Die Fliehkraftlaschen 36 tragen jeweils ein Kupplungselement 57, das in der geschlossenen Kupplungsstellung in eine umlaufende Außennut 58 der Gegendruckplatte 18 eingreift. Die Kontur der Außennut 58 ist im Wesentlichen keilförmig, wobei die Kontur des Kupplungselements 57 der Keilform entsprechend angepasst ist. Die Kupplungselemente 57 können in dem Bereich, in dem diese mit der Außennut 58 bei geschlossener fliehkraftgesteuerter Kupplung 33 in Kontakt kommen, mit Reibbelägen entsprechend den Reibbelägen 41 im ersten Ausführungsbeispiel versehen sein.
10 zeigt einen Ausschnitt aus dem Halteblech 34 mit daran angeordneter Tellerfederbaugruppe 37. Das Halteblech 34 umfasst einen im wesentlichen scheibenförmigen Halteblechring 59, der radial nach außen ragende über den Umfang verteilt angeordnete Haltearmflansche 60 umfasst, wobei die Haltearmflansche 60 jeweils im Wesentlichen einen dreieckigen Querschnitt aufweisen und radial nach außen in radiale Fahnen 61 übergehen, die zum einen die Haltearme 43 tragen, und zum anderen die radial äußeren Haltefinger 53 tragen. In die radialen Fahnen 61 sind jeweils radial verlaufende Sicken 62 zur Erhöhung der Steifigkeit eingebracht.
An seinem radialen Rand geht der Halteblechring 59 in einen im Wesentlichen axial verlaufenden Hohlzylinder 63 über, an den sich eine im Wesentlichen radial verlaufende Befestigungsscheibe 64 anschließt, die die radial inneren Haltefinger 54 trägt. Sowohl die radial inneren Haltefinger 54 als auch die radial äußeren Haltefinger 53 sind jeweils als Blechfahnen ausgelegt, die zunächst radial nach innen bzw. außen verlaufen und deren freie Enden in axialer Richtung abgewinkelt sind.
Die Anordnung und Wirkungsweise der Haltearme 43 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 8 bis 11 vergleichbar mit der Anordnung bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verlaufen die Längsachsen der Haltearme 43 nahezu (also nicht identisch) tangential zur neutralen Faser N.
Bezugszeichenliste

1: Drehmomentübertragungseinrichtung
2: Primärseite
3: Sekundärseite
4: Energiespeicher
5: Fliehkraftpendel
6: Primärmassenflansch
6a: radial verlaufender Flanschteil
6b: Hohlzylinder
7: Anlasserzahnkranz
8: Schraube
9: Kurbelwelle
10: Bogenfederaufnahme
11: Befestigungsring
12: bogenförmiger Bereich
13: Schweißnaht
14: umlaufender Hohlraum
15: Bogenfeder
15a: äußere Bogenfeder
15b: innere Bogenfeder
16: Sekundärflansch
17: Nietbolzen
18: Gegendruckplatte
19: Schraube
20: Kupplungsgehäuse
21: Steckverzahnung
22: Getriebeeingangswelle
23: Rollenlager
24: Lagerring
25: Dichtungsring
26: Lagerschuh
27: Kugellager
28: Pendelflansch
28a: Befestigungsbereich
28b: Pendelhalter
29: Verzahnung
30a: Pendelteilmasse
30b: Pendelteilmasse
31: Pendelbolzen
32: Pendelmassen
33: fliehkraftgesteuerte Kupplung
34: Halteblech
35: Tellerfeder
36: Fliehkraftlasche
37: Tellerfederbaugruppe
38: Niet
39: Reiblasche
40: Fliehkraftmasse
41: Reibbelag
42: Ring
43: Haltearm
44: Befestigungsteller
45: Bohrung
46: Klemmfahne
47: Abkantung
48: Reiblasche
49: abgeschrägter Bereich
50: Befestigungsfahne
51: Sicke
52: ringförmige Vertiefung
53: radial äußerer Haltefinger
54: radial innerer Haltefinger
55: umlaufender Ring
56: Nut
57: Kupplungselement
58: Außennut
59: Halteblechring
60: Haltearmflansch
61: radiale Fahnen
62: radial verlaufende Sicken
63: Hohlzylinder
64: Befestigungsscheibe
N: neutrale Faser
L: Längsrichtung
B: Querrichtung
P1, P2, P3: Richtungspfeile
T: Tangente

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006028556 [0040]

Claims

Drehmomentübertragungseinrichtung (1) umfassend eine Primärseite (2) und eine Sekundärseite (3), die gegen die Kraft eines Energiespeichers (4) relativ zueinander verdrehbar sind, wobei Primärseite (2) und Sekundärseite (3) über eine fliehkraftgesteuerte Kupplung (33) drehfest miteinander verbindbar sind, wobei die fliehkraftgesteuerte Kupplung (33) eine Tellerfederbaugruppe (37) mit einer Tellerfeder (35) sowie Tellerfederlaschen (36) umfasst, an denen Kupplungselemente (41) angeordnet sind, die durch die Tellerfeder (35) in eine geschlossene Stellung gedrückt werden und durch die Tellerfederlaschen (36) drehzahlgesteuert gegen die Kraft der Tellerfeder (35) in eine geöffnete Stellung bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (35) an Haltearmen (43) befestigt ist, die im Wesentlichen tangential (T) zur neutralen Faser (N) der Tellerfeder verlaufen.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Haltearme (43) an einem Halteblech (34) angeordnet sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass die Haltearme (43) eine in Längsrichtung (L) verlaufende Sicke (51) umfassen.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet dass Haltearme (43) über den Umfang des Halteblechs (34) verteilt angeordnet sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass das Halteblech (34) sekundärseitig angeordnet sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet dass das Halteblech (34) primärseitig angeordnet sind.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass das Halteblech (34) mit einer Schnappverbindung an der Primärseite (2) befestigt ist.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet dass das Kupplungselement (41) keilförmig ausgebildet ist und in eine keilförmige umlaufende Nut (58) an der Sekundärseite (3) eingreifen kann.
Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass die Drehmomentübertragungseinrichtung (1) ein Fliehkraftpendel (5) mit einem Pendelflansch (28) umfasst und dass die Tellerfederlaschen (36) den Pendelflansch (28) umgreifen.
Halteblech (34) für eine Drehmomentübertragungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteblech (34) Haltearme (43) umfasst, die im Wesentlichen tangential (T) zu einem Bohrungskreis mit Bohrungen (45) in den Haltearmen (43) zur Befestigung einer Tellerfeder (35) verlaufen.