DE102014204907A1

DE102014204907A1 - Drehschwingungsdämpfungsanordnung für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014204907A1
Application number: DE102014204907.5A
Authority: DE
Inventors: Tobias Dieckhoff; Thomas Dögel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2015-09-17
Also published as: WO2015139912A1

Abstract

Drehschwingungsdämpfungsanordnung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen zur Drehung um eine Drehachse (A) anzutreibenden Eingangsbereich und einen Ausgangsbereich und einen ersten Drehmomentübertragungsweg und parallel dazu einen zweiten Drehmomentübertragungsweg, die beide von dem Eingangsbereich ausgehen und eine mit dem Ausgangsbereich in Verbindung stehende Koppelanordnung zur Überlagerung der über die Drehmomentübertragungswege geleiteten Drehmomente, wobei die Koppelanordnung ein Planetengetriebe mit einem Planetenradträger, ein an dem Planetenradträger auf einem Befestigungsdurchmesser schwenkbar gelagertes erstes Planetenradelement, ein Antriebshohlrad und ein Antriebssonnenrad umfasst, wobei das erste Planetenradelement einen ersten Umfangsbereich, der mit dem Antriebshohlrad kämmt und einen zweiten Umfangsbereich, der mit dem Antriebssonnenrad kämmt, umfasst, sowie eine Phasenschieberanordnung für den ersten Drehmomentübertragungsweg zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von über den ersten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten bezüglich der, über den zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten, wobei zumindest ein zweites Planetenradelement auf dem Befestigungsdurchmesser schwenkbar gelagert ist, wobei das zweite Planetenradelement einen ersten Umfangsbereich, der mit dem Antriebshohlrad kämmt und einen zweiten Umfangsbereich, der mit dem Antriebssonnenrad kämmt, umfasst, sowie, dass das zweite Planetenradelement zu dem ersten Planetenradelement so auf dem Befestigungsdurchmesser beabstandet ist, dass das erste Planetenradelement und das zweite Planetenradelement eine Planetenradelementgruppe bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung, für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend einen zur Drehung um eine Drehachse anzutreibenden Eingangsbereich und einen Ausgangsbereich, wobei zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich ein erster Drehmomentübertragungsweg und parallel dazu ein zweiter Drehmomentübertragungsweg sowie eine Koppelanordnung zur Überlagerung der über die Drehmomentübertragungswege geleiteten Drehmomente vorgesehen sind, wobei im ersten Drehmomentübertragungsweg eine Phasenschieberanordnung zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von über den ersten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten bezüglich über den zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten vorgesehen ist.
Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2011 007 118 A1 ist eine gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung bekannt, welche das in einen Eingangsbereich beispielsweise durch eine Kurbelwelle eines Antriebsaggregates eingeleitete Drehmoment in einen über einen ersten Drehmomentübertragungsweg übertragenen Drehmomentenanteil und einen über einen zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehmomentenanteil aufteilt. Bei dieser Drehmomentenaufteilung wird nicht nur ein statisches Drehmoment aufgeteilt, sondern auch die, im zu übertragenen Drehmoment enthaltenen Schwingungen bzw. Drehungleichförmigkeiten, beispielsweise generiert durch die periodisch auftretenden Zündungen in einer Antriebsaggregat, werden anteilig auf die beiden Drehmomentübertragungswege aufgeteilt. In einer Koppelanordnung, die als Planetengetriebe mit einem Planetenrad, einem Antriebselement und einem Abtriebselement ausgeführt ist, werden die, über die beiden Drehmomentübertragungswege übertragenen Drehmomentenanteile wieder zusammengeführt und dann als ein Gesamtdrehmoment in den Ausgangsbereich, beispielsweise eine Reibkupplung oder dergleichen, eingeleitet.
In zumindest einem der Drehmomentübertragungswege ist eine Phasenschieberanordnung vorgesehen, welche nach Art eines Schwingungsdämpfers, also mit einer Primärseite und einer durch die Kompressibilität einer Federanordnung bezüglich dieser verdrehbaren Sekundärseite, aufgebaut ist. Insbesondere dann, wenn dieses Schwingungssystem in einen überkritischen Zustand übergeht, also mit Schwingungen angeregt wird, die über der Resonanzfrequenz des Schwingungssystems liegen, tritt eine Phasenverschiebung von bis zu 180° auf. Dies bedeutet, dass bei maximaler Phasenverschiebung die vom Schwingungssystem abgegebenen Schwingungsanteile bezüglich der vom Schwingungssystem aufgenommenen Schwingungsanteile um 180° phasenverschoben sind. Da die über den anderen Drehmomentübertragungsweg geleiteten Schwingungsanteile keine oder ggf. eine andere Phasenverschiebung erfahren, können die in den zusammengeführten Drehmomentenanteilen enthaltenen und bezüglich einander dann phasenverschobenen Schwingungsanteile einander destruktiv überlagert werden, so dass im Idealfall das in den Ausgangsbereich eingeleitete Gesamtdrehmoment einem ein im Wesentlichen keine Schwingungsanteile enthaltenes statisches Drehmoment ist.
Ausgehend vom erläuterten Stand der Technik ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung zu entwickeln, die bevorzugt bei axial schmalen Bauräumen eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung, welche zusätzlich das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 umfasst, gelöst.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen zur Drehung um eine Drehachse (A) anzutreibenden Eingangsbereich und einen Ausgangsbereich und einen ersten Drehmomentübertragungsweg und parallel dazu einen zweiten Drehmomentübertragungsweg, die beide von dem Eingangsbereich ausgehen und eine mit dem Ausgangsbereich in Verbindung stehende Koppelanordnung zur Überlagerung der über die Drehmomentübertragungswege geleiteten Drehmomente, wobei die Koppelanordnung ein Planetengetriebe mit einem Planetenradträger, ein an dem Planetenradträger auf einem Befestigungsdurchmesser schwenkbar gelagertes erstes Planetenradelement, ein Antriebshohlrad und ein Antriebssonnenrad umfasst, wobei das erste Planetenradelement einen ersten Umfangsbereich, der mit dem Antriebshohlrad kämmt und einen zweiten Umfangsbereich, der mit dem Antriebssonnenrad kämmt, umfasst, sowie eine Phasenschieberanordnung für den ersten Drehmomentübertragungsweg zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von über den ersten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten bezüglich der, über den zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten, wobei zumindest ein zweites Planetenradelement auf dem Befestigungsdurchmesser schwenkbar gelagert ist und wobei das zweite Planetenradelement einen ersten Umfangsbereich, der mit dem Antriebshohlrad kämmt und einen zweiten Umfangsbereich, der mit dem Antriebssonnenrad kämmt, umfasst, sowie, dass das zweite Planetenradelement zu dem ersten Planetenradelement so auf dem Befestigungsdurchmesser beabstandet ist, dass das erste Planetenradelement und das zweite Planetenradelement eine Planetenradelementgruppe bilden.
Da bei axial schmal bauenden Bauräumen, wie beispielsweise bei Front-Quer Bauweisen im Automobilbau, sowie auch bei der Verwendung eines Drehmomentwandlers kann der zur Verfügung stehende Bauraum in axialer Richtung sehr kurz ausgeführt sein. Eine bereits bekannte Ausführungsform, bei der die Koppelanordnung und die Phasenschieberanordnung axial nebeneinander liegen, würde axial zu breit bauen. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, die Phasenschieberanordnung und die Koppelanordnung axial überlappend anzuordnen. Aus diesem Grund kann auch oftmals nur eine einreihige Federanordnung im Phasenschieber verbaut werden. Für eine sichere Drehmomentübertragung ist die Federanordnung mit einer relativ hohen Steifigkeit ausgeführt. Auch bei einer Ausführung, bei der der Planetenradträger einen Ausgang der Drehschwingungsdämpfungsanordnung bildet, liegt oftmals ein sehr geringes Massenträgheitsmoment am Planetenradträger vor, was für eine schlechte Entkoppelung der Phasenschieberanordnung sorgt. Aus diesem Grund ist die Koppelanordnung so auszulegen, dass ein hoher Anteil des Drehmoments über den zweiten Drehmomentübertragungsweg, also über einen direkten Übertragungsweg, geleitet wird, damit sich in dem ersten Drehmomentübertragungsweg und in dem zweiten Drehmomentübertragungsweg möglichst gleich große Amplituden bilden, um eine bestmögliche Überlagerung und damit auch eine bestmögliche Auslöschung zu erzielen. Durch den höheren Drehmomentanteil, der über den zweiten, also starren Drehmomentübertragungsweg geleitet wird, werden die Planetenradelemente, sowie das Antriebssonnenrad höher belastet. Um die Belastung der Planetenradelemente und des Antriebssonnenrads zu reduzieren, kann die Kontaktfläche vergrößert werden. Eine Verbreiterung der Planetenradelemente und des Sonnenrades scheitert jedoch an dem axial schmalen Bauraum. Um dies auszugleichen werden mehrere Planetenradelemente verbaut. Werden beispielsweise statt bisher 3 Planetenradelemente nunmehr 6 Planetenradelemente verbaut, um die Belastung zu reduzieren, nehmen die 6 Planetenradelemente mehr Bauraum ein. Um wieder Bauraum zu gewinnen, werden die Planetenradelemente in sogenannte Planetenradelementgruppen angeordnet. Das bedeutet, dass die einzelnen Planetenradelemente auf dem Befestigungsdurchmesser in Gruppen zu 2 oder mehr Planetenradelementen in einem geringen Abstand zueinander angeordnet sind. Dabei ist der Abstand der Planetenradelemente der einen Planetenradelementgruppe geringer, als der Abstand der Planetenradelementgruppen zueinander. Durch diese Anordnung kann ein Bauraum zwischen den Planetenradelementgruppen gewonnen werden, der für andere Bauteile, wie beispielsweise dem Ausgangselement oder dem Antriebshohlradträger genutzt werden kann. Diese vorteilhafte und axial schmal bauende Anordnung kann auch als eine verschachtelte Anordnung bezeichnet werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
In einer vorteilhaften Ausführung umfasst die Koppelanordnung ein erstes und ein zweites Eingangsteil, in die über den ersten und den zweiten Drehmomentübertragungsweg geführte Drehmomente eingeleitet werden, sowie eine Überlagerungseinheit, in der die eingeleiteten Drehmomente wieder zusammengeführt werden und ein Ausgangsteil, das das zusammengeführt Drehmoment zum Beispiel an eine Reibkupplung weiterführt. Das erste Eingangsteil ist in seiner Wirkrichtung auf der einen Seite mit der Phasenschieberanordnung und auf der anderen Seite mit der Überlagerungseinheit verbunden. Das zweite Eingangsteil ist in seiner Wirkrichtung auf der einen Seite mit dem Eingangsbereich und auf der anderen Seite mit der Überlagerungseinheit verbunden. Die Überlagerungseinheit wiederum ist in ihrer Wirkrichtung auf der einen Seite sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Eingangsteil und auf der anderen Seite mit dem Ausgangsteil verbunden. Das Ausgangsteil bildet den Ausgangsbereich und kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Reibkupplung aufnehmen.
Um in einfacher Art und Weise die Phasenverschiebung in einem der Drehmomentübertragungswege erlangen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Phasenschieberanordnung ein Schwingungssystem mit einer Primärmasse und einer gegen die Wirkung einer Federanordnung bezüglich der Primärmasse um die Drehachse A drehbares Zwischenelement umfasst. Ein derartiges Schwingungssystem kann also nach Art eines an sich bekannten Schwingungsdämpfers aufgebaut sein, bei dem insbesondere durch Beeinflussung der primärseitigen Masse und der sekundärseitigen Masse bzw. auch der Steifigkeit der Federanordnung die Resonanzfrequenz des Schwingungssystems definiert eingestellt werden kann und damit auch festgelegt werden kann, bei welcher Frequenz ein Übergang in den überkritischen Zustand auftritt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass auf dem Befestigungsdurchmesser zumindest zwei Planetenradelementgruppen angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den Planetenradelementgruppen größer ist, als der Abstand der Planetenradelemente einer der Planetenradelementgruppe. Wie schon bereits ausgeführt, ist die Anordnung in Planetenradelementgruppen besonders vorteilhaft, da sich zwischen den Planetenradelementgruppen größere freie Bauräume bilden, die für andere Bauteile genutzt werden können. Dabei kann die Planetenradelementgruppe aus zwei oder mehreren Planetenradelementen bestehen. Um den möglichst großen freien Bauraum zwischen den Planetenradelementgruppen zu erhalten, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Planetenradelemente der jeweiligen Planetenradelementgruppe nahe beieinander auf dem Befestigungsdurchmesser angeordnet sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Abstand der Planetenradelementgruppen zueinander größer ist, als der Abstand der Planetenradelemente einer Planetenradelementgruppe. Dabei sind die Planetenradelemnte einer Planetenradelementgruppe so auf dem Befestigungsdurchmesser zueinander anzuordnen, dass die Planetenradelemente frei um eine jeweilige Lagerstelle auf dem Befestigungsdurchmesser schwenken können. Dabei wird ein Schwenkwinkel der Planetenradelemente von einem Grad der relativen Verdrehung zwischen dem Antriebshohlrad und dem Antriebssonnenrad bestimmt, da die Planetenradelemente einerseits mit dem ersten Umfangsbereich mit dem Antriebshohlrad kämmen und andererseits mit dem zweiten Umfangsbereich mit dem Antriebssonnenrad kämmen.
Eine weitere günstige Ausführungsform sieht vor, dass der erste Umfangsbereich des Planetenradelements als ein erster Segmentbereich ausgebildet ist, der mit dem Antriebshohlrad kämmt und dass der zweite Umfangsbereich des Planetenradelements als ein zweiter Segmentbereich ausgebildet ist, der mit dem Antriebssonnenrad kämmt, sowie dass das Planetenradelement einen ersten Aussparungsbereich und einen zweiten Aussparungsbereich umfasst. Um die Planetenradelemente auf dem Befestigungsdurchmesser noch näher zueinander positionieren zu können ist es vorteilhaft, die Planetenradelemente so auszuführen, dass lediglich der Umfangsbereich, der einerseits mit dem Antriebshohlrad kämmt und andererseits mit dem Antriebssonnenrad kämmt, als Segmentbereich ausgeführt ist. Das bedeutet, das ein Verzahnungsbereich des Planetenradelements in Umfangsrichtung nur soweit ausgeführt ist, dass bei einem maximalen Verdrehwinkel zwischen dem Antriebshohlrad und dem Antriebssonnenrad die Verzahnungen des Planetenradelements mit einer korrespondierenden Verzahnung des Antriebshohlrades und des Antriebssonnenrades in Eingriff sind. Die Umfangsbereiche des Planetenradelements, die nicht mit dem Antriebshohlrad oder dem Antriebssonnenrad in Eingriff stehen, werden vorteilhaft ausgespart. Diese Aussparungsbereiche können genutzt werden, um die Planetenradelemente der jeweiligen Planetenradelementgruppe noch näher zueinander auf dem Befestigungsdurchmesser zu positionieren. Durch diese Ausführungsvariante kann bei dem Schwenken der Planetenradelemente beispielsweise der erste Segmentbereich des ersten Planetenradelements in den Aussparungsbereich des zweiten Planetenradelements einschwenken. Durch diese Ausgestaltung ist eine vorteilhafte Bauraumausnutzung möglich. Der hierdurch gewonnene freie Bauraum zwischen den Planetenradelementgruppen kann für andere Bauteile genutzt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Planetenradelemente einer der Planetenradelementgruppe so auf dem Befestigungsdurchmesser beabstandet sind, dass bei einem Schwenken der Planetenradelemente in eine gleiche Richtung zumindest einer der Segmentbereiche in zumindest einen der Aussparungsbereiche schwenkt. Wie bereits vorangehend beschrieben, können, durch das Schwenken des einen Segmentbereiches des, beispielsweise ersten Planetenradelements in den Aussparungsbereich des zweiten Planetenradelements die Planetenradelemente einer Planetenradelementgruppe näher zusammen auf dem Befestigungsdurchmesser positioniert werden, um Bauraum zwischen den Planetenradelementgruppen für andere Bauteile zu gewinnen.
Eine weiter günstige Ausführungsform sieht vor, dass der Bereich des Antriebssonnenrad, der mit den Planetenradelementen kämmt als ein Segmentbereich ausgebildet ist. Da die Planetenradelemente nur eine Schwenkbewegung machen und nicht vollumfänglich mit dem Antriebssonnenrad kämmen, kann der Umfangsbereich des Antriebssonnenrades, der mit den Planetenradelementen kämmt als Segmentbereich ausgeführt sein. Der Umfangsbereich des Antriebssonnenrades, der nicht mit den Planetenradelementen kämmt, kann ausgespart werden, um einen zusätzlichen freien Bauraum für andere Bauteile der Drehschwingungsdämpfungsanordnung zu erhalten. Weiter kann diese Ausführungsform eine Reduzierung der Produktionskosten darstellen, da nur die Umfangsbereiche mit einer Verzahnung versehen werden müssen, die auch mit der korrespondierenden Verzahnung der Planetenradelemente in Eingriff stehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass der Bereich des Antriebshohlrades, der mit den Planetenradelementen kämmt als ein Segmentbereich ausgebildet ist. Wie auch bei dem gerade beschriebenen Antriebssonnenrad kann auch hier der Umfangsbereich des Antriebshohlrades, der mit den Planetenradelementen kämmt als Segmentbereich ausgeführt sein. Der Umfangsbereich des Antriebshohlrades, der nicht mit den Planetenradelementen kämmt, kann ausgespart werden, um einen zusätzlichen freien Bauraum für andere Bauteile der Drehschwingungsdämpfungsanordnung zu erhalten. Weiter kann diese Ausführungsform eine Reduzierung der Produktionskosten darstellen, da nur die Umfangsbereiche mit einer Verzahnung versehen werden müssen, die auch mit der korrespondierenden Verzahnung der Planetenradelemente in Eingriff stehen.
Eine weitere günstige Ausführungsform sieht vor, dass das Antriebssonnenrad mit einem Ausgangselement einer Kupplungsanordnung drehfest und axial verschiebbar verbunden ist. Hintergrund hierfür ist die Schaffung eines Axialausgleiches für eine Kompensation von einer Kupplungsbewegung und oder einer Blähbewegung bei der Verwendung eines Drehmomentwandlers. Infolge einer Fliehkraft bei hoher Drehzahl kann es zu einem Anstieg eines Öldrucks vor allem in einem radial äußeren Bereich des Drehmomentwandlers kommen. Dies führt zu einer Aufweitung oder auch zu einer Verformung des Gehäuses, dem sogenannten Blähen. Auch kann bei einer geöffneten Kupplungsanordnung eine Kupplungsscheibe in axialer Richtung sich bewegen. Beide Effekte haben einen Einfluss auf die Koppelanordnung, da zum einen eine axiale Position des Planetenradträgers als Abtrieb der Koppelanordnung über Axiallager definiert wird, die sich an dem Pumpengehäuse abstützen. Zum anderen erfolgt die Drehmomentübertragung in dem zweiten Drehmomentübertragungsweg, also dem starren Übertragungsweg, ausgehend von der Kupplungsscheibe über das damit drehfest verbundene Ausgangselement. Die Position der Kupplungsscheibe wird also bei einer geschlossenen Kupplungsanordnung bestimmt. Um dadurch entstehende Zwangskräfte und Fehlstellungen in der Koppelanordnung zu vermeiden und damit die Entkopplungsgüte negativ zu beeinflussen kann durch die Verwendung beispielsweise einer Steckverzahnung, zwischen dem Ausgangselement und dem Antriebssonnenrad ein axialer Längenausgleich zwischen den Bauteilen erreicht werden.
Eine weitere günstige Ausführungsform sieht vor, dass das Antriebssonnenrad radial außen eine Steckverzahnung umfasst, die in eine korrespondierende Steckverzahnung des Ausgangselements greift. Wie bereits vorangehend beschrieben eignet sich die Steckverzahnung zwischen dem Ausgangselement und dem Antriebssonnenrad als axialer Längenausgleich vorteilhaft, da hier Drehmomente übertragen werden können, in axialer Richtung aber ein Ausgleich stattfinden kann.
Eine weitere vorteilhafte, zu der vorangehend beschriebenen Ausführungsform besteht darin, dass die Steckverzahnung des Antriebssonnenrades und die Steckverzahnung des Ausgangselements segmentiert ausgeführt sind. Durch diese Ausgestaltung kann in vorteilhafter Weise ein zusätzlicher Bauraum für andere Bauteile gewonnen werden und eine verschachtelte Bauweise weiter vorteilhaft ausgestaltet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Antriebssonnenrad mit einem Ausgangselement einer Kupplungsanordnung drehfest und axialfest verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung kann ein möglicher axialer Längenausgleich im Bereich der Verzahnung zwischen dem Antriebssonnenrad und den Planetenradelementen ausgeführt werden. Der axiale Längenausgleich kann erforderlich sein, da beispielsweise durch ein Blähen des Drehmomentwandlers eine axiale Verschiebung der Planetenradelemente zu dem Antriebssonnenrad verursacht werden kann, da der Planetenradträger in axialer Richtung mit dem Drehmomentwandler gesichert ist, wohingegen das Antriebssonnenrad in axialer Richtung von einer axialen Position der Kupplungsscheibe abhängt. Der axiale Längenausgleich erfolgt hier über eine Verzahnung des Antriebssonnenrades, die mit einer Verzahnung der Planetenradelemente kämmt. Dabei ist das Antriebssonnenrad vorteilhaft über eine Schweißverbindung mit dem Ausgangselement verbunden, wobei das Ausgangselement wiederum mit der Kupplungsscheibe drehfest und axialfest verbunden ist. Dabei ist das Antriebssonnenrad radial fliegend gelagert. Die bedeutet hier, dass die radiale Position des Antriebssonnenrades und damit auch die radiale Position des Ausgangselements und der Kupplungsscheibe durch die Verzahnungen mit dem Planetenradelementen bestimmt wird. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführung des axialen Längenausgleichs und der radialen Lagerung zwischen dem Antriebssonnenrad und den Planetenradelementen, da potentielle Reibstellen entfallen, was auch vorteilhaft bezüglich eines Verschleißes und auch hinsichtlich einer Funktion der Drehschwingungsdämpfungsanordnung ist. Ein weiterer Vorteil ist eine kostengünstigere Produktion, da die Steckverzahnung zwischen dem Antriebssonnenrad und dem Ausgangselement entfällt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass das Ausgangselement einen in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmungsbereich umfasst, in den ein Vorsprungelement des Antriebshohlrades eingreift und dadurch eine relative Verdrehbarkeit des Ausgangselements zu dem Antriebshohlrad begrenzt. Durch diese Ausführungsform lässt sich in vorteilhafter Weise eine Begrenzung der relativen Verdrehbarkeit der Primärmasse und der Sekundärmasse der Phasenschieberanordnung erreichen. Dieser sogenannte Anschlag ist in vorteilhafter Weise möglichst weit radial außen angeordnet um die Auftretenden Kräfte auf den Ausnehmungsbereich und auf das Vorsprungelement wegen des größeren Hebelarmes möglichst gering zu halten.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Antriebshohlrad drehfest mit einem Antriebshohlradträger verbunden ist, wobei der Antriebshohlradträger in einem radial inneren Bereich eine Öldurchtrittsöffnung umfasst, wobei die Öldurchtrittsöffnungen, bei der Verwendung eines Drehmomentwandlers, einen Ölstrom vorbei an den Axiallagern zwischen dem Planetenradträger, dem Antriebshohlradträger und dem Leitrad führt.
Eine weitere günstige Ausführungsform sieht vor, dass das erste Planetenradelement und das zweite Planetenradelement zueinander zumindest teilweise axial überlappend in Richtung der Drehachse (A) angeordnet sind. Um in axialer Richtung kompakt zu bauen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Planetenradelemente möglichst auf einer axialen Ebene liegen.
In einer weiteren günstigen Ausführungsform sind die Phasenschieberanordnung, das Antriebshohlrad, der Antriebshohlradträger, das Ausgangselement, die Planetenradelementgruppe und das Antriebssonnenrad zumindest teilweise axial überlappend in Richtung der Drehachse (A) angeordnet sind. Für einen axial schmal bauenden Bauraum ist es besonders vorteilhaft, wenn möglichst viele Bauteile der Dehschwingungsanordnung nicht axial gestaffelt, sondern axial überlappend angeordnet sind. Wie bereits beschrieben, ist eine geschachtelte Anordnung besonders vorteilhaft für den axial schmal bauenden Bauraum und unterstützt die Ausführungsform der axial überlappenden Anordnung.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Drehschwingungsdämpfungsanordnung einen Drehmomentwandler umfasst, wobei der Drehmomentwandler zumindest ein Pumpenrad und ein Turbinenrad umfasst und wobei das Turbinenrad drehfest mit dem Antriebshohlrad verbunden ist. Der Drehmomentwandler überträgt dabei bei einer geöffneten Wandlerkupplung das Drehmoment von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich. Da das Turbinenrad drehfest mit dem Antriebshohlrad verbunden ist, wird das Drehmoment von dem Eingangsbereich über das Wandlergehäuse, über das Pumpenrad in das Turbinenrad geleitet. Über das Antriebshohlrad gelangt ein Drehmomentanteil an die Planetenradelemente. Der zweite Drehmomentanteil wird über den Federsatz der Phasenschieberanordnung und über die Lasche in die Kupplungsscheibe geleitet. Das mit der Kupplungsscheibe drehfest verbundene Ausgangselement überträgt den zweiten Drehmomentanteil an das damit drehfest verbundenen Antriebssonnenrad, das wiederum mit den Planetenradelementen kämmt. An den Planetenradelementen vereinen sich die beiden Drehmomentanteile wieder und mittels des Planetenradträgers gelangt das zusammengeführte Drehmoment an den Ausgangsbereich, beispielsweise an eine Getriebewelle. Bei einer geschlossenen Überbrückungskupplung läuft der Drehmomentwandler mit ohne ein nennenswertes Drehmoment zu übertragen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass die Drehschwingungsdämpfungsanordnung von einem Gehäuseelement umschlossen wird und dass sich innerhalb des Gehäuseelements ein viskoses Medium befindet. Durch die Anordnung der Drehschwingungsdämpfungsanordnung in einem Nassraum, der mit einem viskosen Medium wie Öl oder Fett befüllt ist, kann eine in der Drehschwingungsdämpfungsanordnung entstehende Reibung reduziert und damit eine Lebensdauer der Bauteile erhöht werden. Auch ist es vorteilhaft, da die Bauteile mit dem viskosen Medium gekühlt werden können.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigt in:
1 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit einem Planetengetriebe und mit einem Drehmomentwandler,
2 ein Planetengetriebe wie in 1 beschrieben mit einer Planetenradelementgruppe,
3 ein Ausgangselement, das eine Verbindung zwischen einer Kupplungsanordnung und einem Antriebssonnenrad herstellt,
4 das Ausgangselement, wie in 3 beschrieben, in einem Querschnitt,
5 einen Planetenradträger, der in der Drehschwingungsdämpfungsanordnung, wie in 1 beschrieben, verwendet wird,
6 den Planetenradträger, wie in 5 beschrieben, in einem Querschnitt,
7 einen Planetenradträgerstützring, der in der Drehschwingungsdämpfungsanordnung, wie in 1 beschrieben, verwendet wird.
8 den Planetenradträgerstützring, wie in 7 beschrieben, in einem Querschnitt,
9 einen Antriebshohlradträger, der in der Drehschwingungsdämpfungsanordnung, wie in 1 beschrieben, verwendet wird.
10 den Antriebshohlradträger, wie in 9 beschrieben, in einem Querschnitt,
11 ein Antriebshohlrad, das in der Drehschwingungsdämpfungsanordnung, wie in 1 beschrieben, verwendet wird.
12 das Antriebshohlrad, wie in 11 beschrieben, in einem Querschnitt,
13 ein Antriebssonnenrad, das in der Drehschwingungsdämpfungsanordnung, wie in 1 beschrieben, verwendet wird.
14 das Antriebssonnenrad, wie in 13 beschrieben, in einem Querschnitt,
15 einen Ausschnitt einer Phasenschieberanordnung, wie bereits unter 1 beschrieben, jedoch mit einem Anschlagelement der Federanordnung,
16 das Anschlagelement aus 15 in der einer geschnittenen Draufsicht,
17 einen Ausschnitt einer Phasenschieberanordnung, wie bereits unter 1 beschrieben, jedoch mit einer weiteren Variante eines Anschlagelements der Federanordnung,
18 das Anschlagelement aus 17 in einem Querschnitt,
19 das Anschlagelement aus 18 in der Draufsicht als Ausschnitt.
20 einen Drehschwingungsdämpfer, bei dem das Ausgangselement mit dem Antriebssonnenrad verschweißt ist.
In 1 ist eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 mit einer Planetenradelementgruppe 84 und einem Drehmomentwandler 64 dargestellt, welche nach dem Prinzip der Leistungs- bzw. Drehmomentenaufzweigung arbeitet. Die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 kann in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs zwischen, beispielsweise einem Antriebsaggregat, das hier den Eingangsbereich 50 bilden würde, hier nicht dargestellt und dem folgenden Teil des Antriebsstrangs, also beispielsweise ein Getriebe, das hier den Ausgangsbereich 55 bilden würde, hier nicht dargestellt, angeordnet werden. Die Drehschwingungsdämpfungsanordnung ist für einen axial schmalen Bauraum ausgelegt, wie er beispielsweise für Anwendungsfälle in einer sogenannten Front-Quer Bauweise vorkommt.
Die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 umfasst einen allgemein mit 50 bezeichneten Eingangsbereich. Dieser Eingangsbereich 50 kann beispielsweise durch eine Flexplate, hier nicht dargestellt, die an eine Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, beide hier nicht dargestellt, angebunden ist, gebildet werden. Der Drehmomentweg vom Eingangsbereich 50 zum Ausgangsbereich 55 ist davon abhängig, ob eine Kupplungsanordnung 25, die hier auch als eine Überbrückungskupplung 26 bezeichnet werden kann, geschlossen oder geöffnet ist.
Für den Fall, dass die Überbrückungskupplung 26 geschlossen ist verläuft der Drehmomentübertragungsweg von dem Eingangsbereich 50 zu dem Ausgangsbereich 55 wie folgt.
Ausgehend von einem Wandlergehäuse 24, das drehfest mit der Verbrennungskraftmaschine, hier nicht dargestellt, verbunden ist, wird ein Gesamtdrehmoment in die Überbrückungskupplung 26 eingeleitet. Von einer Kupplungsscheibe 27 der Überbrückungskupplung 26 wird das Gesamtdrehmoment in einen ersten Drehmomentanteil und in einen zweiten Drehmomentanteil aufgeteilt. Der erste Drehmomentanteil wird über einen ersten Drehmomentübertragungsweg 47 und der zweite Drehmomentanteil über einen zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 weiter geleitet.
Im ersten Drehmomentübertragungsweg 47 wird der erste Drehmomentanteil über Laschen 28, die vorteilhaft am Außenbereich der Kupplungsscheibe 27 angeformt sind, in einen Phasenschieber 43 eingeleitet. Der Phasenschieber 43 besteht dabei vornehmlich aus einer Primärmasse 1, die vorwiegend aus der Kupplungsscheibe 27 und dem über Reibschluss verbundenen Wandlergehäuse 24 gebildet wird, und einer gegen eine Federanordnung 4 verdrehbaren Sekundärmasse 2, die hier als ein Zwischenelement 57 ausgeführt ist und drehfest mit einem Antriebshohlrad 83 verbunden ist. Der in den Federsatz 4 eingeleitete erste Drehmomentanteil wird von dem Federsatz 4 an das Zwischenelement 57 und an das damit drehfest verbundene Antriebshohlrad 83 eines Planetegetriebes 61 weiter geleitet. Das Planetengetriebe 61 umfasst dabei das schon benannte Antriebshohlrad 83, zumindest eine Planetenradelementgruppe 84, wobei hier drei symmetrisch verteilte Planetenradelementgruppen 84, 94, 104, vorhanden sind, wie in 2 dargestellt, ein Antriebssonnenrad 90 und einen Planetenradträger 9 mit einem mit dem Planetenradträger 9 drehfest, vornehmlich mittels einer Schweißverbindung, verbundenen Stützring 5, der als ein Ausgangsteil des Planetengetriebes 61 ausgebildet ist. Mittels des Antriebshohlrades 83 wird der erste Drehmomentanteil an die Planetenradelementgruppen, 84, 94, 104 weiter geleitet. Da die Planetenradelementgruppen 84, 94, 104 vom Aufbau gleich sind soll an der Planetenradelementgruppe 84 der Aufbau exemplarisch erläutert werden. Die Planetenradelementgruppe 84 umfasst ein erstes Planetenradelement 45 und ein zweites Planetenradelement 46. Dabei umfassen beiden Planetenradelemente 45, 46 jeweils einen ersten Segmentbogen 71; 76 und einen zweiten Segmentbogen 72; 77, sowie einen ersten Aussparungsbereich 73; 78 und einen zweiten Aussparungsbereich 74; 79. Der erste Segmentbogen 71; 76 kämmt dabei mit einem Segmentbereich 85 des Antriebshohlrades 83. Der zweite Segmentbogen 72; 77 kämmt mit einem Segmentbereich 91 des Antriebssonnenrades 90. Beiden Planetenradelemente 45; 46 sind auf einem Befestigungsdurchmesser 70 an dem Planetenradträger 9 schwenkbar gelagert. Um einen kompakten Bauraum zu erhalten sind die Planetenradelemente 45; 46 so voneinander beabstandet angeordnet, dass bei einem Schwenken der Planetenradelemente 45; 46 in eine gleiche Richtung der eine Segmentbogen, beispielsweise der Segmentbogen 77, des zweiten Planetenradelements 46 in den Aussparungsbereich 74 des ersten Planetenradelements 45 schwenkt. Durch diese Ausführungsform können die Planetenradelemente 45; 46 mit einem sehr geringen Abstand zueinander angeordnet werden, so dass zwischen den einzelnen Planetenradelementgruppen 84; 94; 104 ein freier Bauraum entsteht, der für andere Bauteile genutzt werden kann, obwohl eine gesamte Kontaktfläche der Kämmeingriffe der Planetenradelementgruppen 84; 94; 104 mit dem Antriebshohlrad 83 und dem Antriebssonnenrad 90 gleich groß ist wie bei einer gleichmäßigen Verteilung der Planetenradelemente auf dem Befestigungsdurchmesser 70. Hier nicht abgebildet, können beispielsweise die Planetenradelemente 45; 46 auch so angeordnet werden, dass diese auch bei einer Schwenkbewegung nur nahe nebeneinander in Form einer Planetenradelementgruppe angeordnet sind. Dabei kann es sein, dass sich die jeweiligen Segmentbereiche und Aussparungsbereiche nicht überschneiden.
Weiter können die Planetenradelementgruppen (84, 94, 104) auch mehr als 2 Planetenradelemente, beispielsweise drei oder vier Planetenradelemente umfassen. Hervorzuheben ist, dass die Planetenradelemente aber in Planetenradelementgruppen angeordnet sind um bei einer gleichen Kontaktfläche mit dem Antriebshohlrad 83 und dem Antriebssonnenrad 90, wie es bei einer symmetrischen Verteilung der Planetenradelemente der Fall wäre, möglichst viel freien Bauraum zwischen den einzelnen Planetenradelementgruppen zu erhalten. Dabei erstrecken sich die Segmentbereiche 71; 72; 76; 77 der Planetenradelemente 45 und 46 umfangsmäßig nur so weit, wie das Kämmen mit dem Antriebshohlrad 83 und dem Antriebssonnenrad 90 es notwendig machen. Bestimmt wird dies durch einen maximalen relativen Verdrehwinkel zwischen dem Antriebshohlrad 83 und dem Antriebssonnenrad 90 um die Drehachse A.
Der zweite Drehmomentübertragungsweg 48 verläuft von der Kupplungsscheibe 9 über ein, mit der Kupplungsscheibe 27 drehfest verbundenes Ausgangselement 8, das wiederum radial innen, vornehmlich mittels einer Steckverzahnung 14, mit dem Antriebssonnenrad 90 drehfest verbunden ist. Das Antriebssonnenrad 90 kämmt mit den Planetenradelementgruppen 84; 94; 104 und überträgt somit das Drehmoment an das Planetengetriebe 61.
Somit werden in dem Planetengetriebe 61 der erste Drehmomentanteil, der über den ersten Drehmomentübertragungsweg 47 übertragen wird und der zweite Drehmomentanteil, der über den zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 übertragen wird, wieder zusammen geführt. Dabei wird der erste Drehmomentanteil, der auch über den Federsatz 4 verläuft mit einer Phasenverschiebung in das Planetengetriebe 61 geleitet. In einem Idealfall liegt eine Phasenverschiebung von 180° vor. Der zweite Drehmomentanteil wird ohne eine Phasenverschiebung an in das Planetengetriebe 61 eingeleitet. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn der zweite Drehmomentübertragungsweg 48 möglichst starr ausgeführt ist. In dem Planetengetriebe 61 werden der erste Drehmomentanteil, der phasenverschoben ist, und der zweite Drehmomentanteil, der nicht phasenverschoben ist, überlagert. In dem genannten Idealfall, bei einer 180° Phasenverschiebung und bei einer gleichen Amplitude, überlagern sich die Drehungleichförmigkeiten, die von der Verbrennungskraftmaschine, wie beispielsweise ein Hubkolbenmotor ausgehen, destruktiv, so dass die Überlagerung des ersten und zweiten Drehmomentanteils ein Drehmoment ergibt, das frei von Drehungleichförmigkeiten ist und mittels des Planetenradträgers 9, der einen Ausgang des Planetengetriebes 61 darstellt, zu dem Ausgangsbereich 55 und damit beispielsweise an ein Getriebe, hier nicht dargestellt, geleitet wird.
Ein hier abgebildeter Drehmomentwandler 64, der ein Pumpenrad 65, das drehfest mit dem Gehäuseelement 21 verbunden ist, ein Leitrad 66 und ein Turbinenrad 67 umfasst, läuft bei der geschlossenen Überbrückungskupplung 26 leer mit. Dabei ist das Turbinenrad vorzugsweise mittels einer Schweißverbindung, einer Nietverbindung, einer Schraubverbindung oder einer anderen bekannten und geeigneten Verbindungsmethode mit dem Zwischenelement 57, das den Ausgang der Phasenschieberanordnung 43 darstellt, drehfest verbunden. Dabei kann weiter für eine Erhöhung der Sekundärmasse 2, die hier die Zwischenmasse 57 darstellt, eine Zusatzmasse 20 drehfest angebracht werden. Dies kann einen positiven Einfluss auf eine Entkopplungsgüte des Phasenschiebers 43 haben.
Weiter zeigen die 1 und 2, dass durch die kompakte Anordnung der Planetenradelemente 45; 46; 105; 106; 107; 108 in Planetenradelementgruppen 84; 94; 104 sich eine axial schmale Bauweise realisieren lässt. Dabei sind die Phasenschieberanordnung 4, das Planetengetriebe 61 mit dem Antriebshohlrad 83, das Ausgangselement 8, die Planetenradelementgruppe 84 und das Antriebssonnenrad 90 zumindest teilweise in einer axialen Ebene, in Richtung der Drehachse A gesehen, angeordnet.
Im Falle, dass die Überbrückungskupplung 26 geöffnet ist verläuft der Drehmomentübertragungsweg von dem Eingangsbereich 50 zu dem Ausgangsbereich 55 wie folgt. Das Drehmoment wird von dem Wandlergehäuse 24 in den Drehmomentwandler 64 geleitet. Über das Pumpenrad 65, das Leitrad 66 und das Turbinenrad 67 gelangt das Drehmoment an einen Antriebshohlradträger 80, der drehfest mit dem Antriebshohlrad 83 und dem das Zwischenelement 57 verbunden ist. Von hier teilt sich das Drehmoment in einen ersten Drehmomentanteil und in einen zweiten Drehmomentanteil auf. Der erste Drehmomentanteil wird von dem Zwischenelement 57 in den Federsatz 4 und von hier mittels der Laschen 28 an das mit den Laschen 28 drehfest verbundenen Ausgangselement 8 weiter geleitet. Das Ausgangselement 8 ist drehfest mit dem Antriebssonnenrad 90 verbunden und leitet folglich den ersten Drehmomentanteil über das Antriebssonnenrad 90 in das Planetengetriebe 61, hier an die Planetenradelementgruppen 84; 94; 104, weiter.
Der zweite Drehmomentanteil wird von dem Zwischenstück 57 direkt über das Antriebshohlrad 83 in das Planetengetriebe, hier an die Planetenradelementgruppen 84; 94; 104, weiter geleitet. Im Planetengetriebe 61 überlagern sich die beiden Drehmomentanteile und das überlagerte Drehmoment wird, wie bereits unter der Variante mit geschlossener Überbrückungskupplung 26 verdeutlicht, an beispielsweise ein Getriebe weiter geleitet.
Weiter zeigt 1 eine kompakte Ausführungsform eines Anschlages 62 zwischen dem Ausgangselement 8 und dem Antriebshohlrad 83. Das Ausgangselement 8 kann sich zu dem Antriebshohlrad 83 um die Drehachse A gegen die Kraft der Federanordnung 4 relativ verdrehen. Um zu verhindern, dass die Federanordnung 4 bei einem Überschreiten eines bestimmten Drehmoments auf Block gedrückt wird, wird die relative Verdrehbarkeit zwischen dem Ausgangselement 8 und dem Antriebshohlrad 83 durch den Anschlag 62 begrenz. Dabei umfasst das Ausgangselement 8 einen Ausnehmungsbereich 15 der in Umfangsrichtung verläuft. In diesen Ausnehmungsbereich 15 greift ein Vorsprungelement 86 des Antriebshohlrades 83. Durch diese Ausführungsform kann ein maximaler Verdrehwinkel zwischen dem Ausgangselement 8 und dem Antriebshohlrad 83 kompakt bauend realisiert werden.
In 3 in Verbindung mit 1 wird ein Ausgangselement 8 der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10, das die Kupplungsanordnung 25 und ein Antriebssonnenrad 90 miteinander drehfest verbindet, gezeigt. Dabei handelt es sich bei der genannten Kupplungsanordnung 25 um die bereits beschriebene Überbrückungskupplung 26. An einem radial äußeren Bereich des Ausgangselements 8 sind Befestigungsbereiche 13 vorgesehen, um das Ausgangselement 8 drehfest mit der Kupplungsscheibe 27 der Überbrückungskupplung zu verbinden. In einem radial inneren Bereich ist eine Steckverzahnung 14 angebracht, um eine drehfeste, aber axial verschiebbare Verbindung mit dem Antriebssonnenrad 90 herzustellen. Dabei ist die Steckverzahnung 14 segmentiert ausgeführt um zwischen den Steckverzahnungen einen Bauraum für andere Bauteile der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 zu schaffen und um eine axial kompakte Bauform zu gewährleisten. Die axiale Verschiebbarkeit zwischen dem Ausgangselement 8 und dem Antriebssonnenrad 90 ist besonders vorteilhaft, da in Folge einer geöffneten Überbrückungskupplung 26 die Kupplungsscheibe 27 axial in Richtung des Ausgangsbereiches 55 sich bewegen kann. Um dadurch entstehende Zwangskräfte und Fehlstellungen in dem Planetengetriebe 61 zu vermeiden, kann mittels der genannten Steckverzahnung 14 ein axialer Längenausgleich sichergestellt werden.
Weiter ist der Ausnehmungsbereich 15 dargestellt, in den das Vorsprungelement 86 des Antriebshohlrades 83 eingreift. Der Ausnehmungsbereich 15 ist dabei als ein umfangsmäßig verlaufendes Langloch 16 ausgeführt. Dabei bestimmt eine umfangsmäßige Länge des Langloches 16 die maximale relative Verdrehbarkeit zwischen dem Ausgangselement 8 und dem Antriebshohlrad 83 und dient folglich als Anschlag für die maximale relative Verdrehung zwischen dem Ausgangselement 8 und dem Antriebshohlrad 83. Weiter ist in einem radial inneren Bereich zu einem Montagezweck eine Aussparung 32 in Form einer Bohrung 33 angebracht, durch die ein Nietwerkzeug, hier nicht dargestellt, geführt wird, das eine Verbindung zwischen dem Kupplungskolben 29 und dem Wandlergehäuse 24 herstellt. Das Ausgangselement 8 kann dabei vorteilhaft als ein Blechpressteil hergestellt werden.
Die 4 zeigt einen Querschnitt des Ausgangselements 8 wie in der 3 bereits beschrieben. Dabei umfasst das Ausgangselement eine Ausnehmung 23. Diese Ausnehmung ist produktionstechnisch bedingt. Durch diese wird ein Nietwerkzeug, hier nicht dargestellt, eingeführt, um einen Kupplungskolben 29, in 1 dargestellt, mit dem Gehäuseelement 21 zu verbinden.
Die 5 in Verbindung mit der 1 zeigt den Planetenradträger 9 der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10, der hier auch den Ausgang des Planetengetriebes 61 darstellt. Dabei ist der Planetenradträger 9 radial innen vorteilhaft mittels einer Steckverzahnung 17 mit der Getriebeeingangswelle, hier nicht dargestellt, drehfest und axial verschiebbar verbunden. In einem radial äußeren Bereich sind auf dem Befestigungsdurchmesser 70 die Lagerstellen 18 für die Planetenradelemente, beispielsweise Planetenradelemente 45 und 46 angebracht. Weiter befindet sich in einem radial mittleren Bereich eine Ausnehmung 19 durch die ein Distanzniet 22 eingebracht wird und für eine Axiallagerung des Antriebssonnenrades in Richtung des Eingangsbereiches sorgt.
Die 6 zeigt einen Querschnitt des Planetenradträgers 9, wie in 5 bereits beschrieben. Dabei umfasst der Planetenradträger 9 weiter eine Radiallagerfläche 30 und eine Axiallagerfläche 31 für das Antriebssonnenrad 90.
Die 7 zeigt einen Planetenradträgerstützring 11 der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10. Wie dies auch in Verbindung mit der 1 gezeigt ist, dient der Planetenradträgerstützring 11 dazu, die Planetenradelemente, beispielsweise Planetenradelemente 45 und 46, beidseitig zu lagern und um damit ein Kippen der Planetenräder zu verhindern. Dabei umfasst der Planetenradträgerstützring 11 eine Lagerstelle 36, um die Planetenradelemente zu lagern. Dazu ist der Planetenradträgerstützring 11 vorteilhaft mittels einer Schweißverbindung 35 mit dem Planetenradträger 9 drehfest verbunden.
Die 8 zeigt den Planetenradträgerstützring 11 in einem Querschnitt, wie er bereits in 7 beschrieben wurde.
Die 9 zeigt den Antriebshohlradträger 80 der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10. Dabei ist, in Verbindung mit der 1 und 2, dargestellt, dass sich radial außen drei Segmentbereiche 37 befinden, an die das Antriebshohlrad 83 vornehmlich mittels einer Schraubverbindung oder einer Nietverbindung drehfest befestigt ist. Dies ist besonders vorteilhaft, da das Antriebshohlrad 83 auf Grund der Segmentbereiche 85, die mit den Planetenradelementen kämmen, aus einen härtbaren Stahl vorteilhaft gefertigt wird. Der Antriebshohlradträger kann dabei als Blechpressteil kostengünstig hergestellt werden. Zwischen den Segmentbereichen ist ein Ausnehmungsbereich 38 vorhanden. Hier ist eine Variante mit drei Ausnehmungsbereichen 38 gezeigt. In diesen Ausnehmungsbereichen 38 können teilweise die Planetenradelementgruppen 84; 94; 104 und der Planetenradträger 9 positioniert werden. Dies ist besonders vorteilhaft für eine axial kompakte Bauweise. In einem radial mittleren Bereich umfasst der Antriebshohlradträger 80 umfangsmäßig verteilte Ausnehmungen 40. Mittels dieser Ausnehmungen 40 kann der Antriebshohlradträger 80 vornehmlich mittels einer Nietverbindung an das Turbinenrad 67 drehfest befestigt werden. Weiter umfasst der Antriebshohlradträger 80 drei Ausnehmungsbereiche 39, in die Teile des Planetenradträgers 9 eingreifen. Dabei sind die Ausnehmungsbereiche 39 in einer umfangsmäßigen Erstreckung so ausgeführt, dass bis zu einem bestimmten Verdrehwinkel eine relative Verdrehung zwischen dem Antriebshohlradträger 80 und dem Planetenradträger 9 möglich ist. Es kann folglich mit der umfangsmäßigen Erstreckung ein Anschlag zwischen dem Antriebshohlradträger 80 und dem Planetenradträger 9 bestimmt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das Drehmoment von dem Eingangsbereich 50 über den Drehmomentwandler 64 zu dem Ausgangsbereich 55 geleitet wird. In einem radial inneren Bereich sind mehrere Öldurchtrittsöffnungen 82 angebracht, um einen Ölstrom von einer Seite zur anderen Seite des Antriebshohlradträgers zu ermöglichen.
Die 10 zeigt einen Querschnitt des Antriebshohlradträgers 80, wie er bereits unter der 9 beschrieben wurde. Dabei kann der Antriebshohlradträger vorteilhaft als ein Blechpressteil kostengünstig hergestellt werden.
11 zeigt das Antriebshohlrad 83 der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10, wie es bereits in 1 und 2 beschrieben wurde. Dabei befinden sich am radial äußeren Umfangsbereich Anschlagelemente 87, die bei einer relativen Verdrehung des Antriebshohlrades 83 zu der Primärmasse 1 auf die Federanordnung 4 eine Kraft ausüben. Wie schon beschrieben, befinden sich weiter radial innen drei umfangsmäßig verteilte Vorsprungelemente 86, die in die Ausnehmungsbereiche 15 eingreifen und einen Torsionsanschlag bewirken. Weiter umfasst das Antriebshohlrad 83 segmentierte Befestigungsbereiche 88. In diesem Bereich kann das Antriebshohlrad 83 mit dem Antriebshohlradträger 80 drehfest mittels einer Schraubverbindung, einer Nietverbindung oder einer Schweißverbindung befestigt werden. Wie bereits unter 1 und 2 beschrieben ist ein Bereich des Antriebshohlrades 83, der mit der Planetenradelementgruppe 84; 94; 104 kämmt, als Segmentbereich 85 ausgeführt. Dieser Segmentbereich 85 ist hier als eine Verzahnung 89 ausgeführt. Die Verzahnung ist vornehmlich mittels eines Härteverfahrens behandelt, um einen Verschleiß zu reduzieren.
Die 12 zeigt einen Querschnitt des in 11 beschriebenen Antriebshohlrades 83.
Die 13 zeigt das Antriebssonnenrad 90 der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10. In Verbindung mit der 1 und 2 ist gezeigt, dass dabei das Antriebssonnenrad 90 an einem radial äußeren Umfangsbereich einen Segmentbereich 91 umfasst, der mit den Planetenradelementen, beispielsweise mit den Planetenradelementen 45 und 46. kämmt. Dabei ist der Segmentbereich 91 als eine Verzahnung 93 ausgeführt. Hier in dem konkreten Ausführungsbeispiel sind drei Segmentbereich symmetrisch zur Drehachse A verteilt. Die Verteilung der Segmentbereiche kann aber unterschiedlich ausgestaltet sein. In einer umfangsmäßigen Angrenzung an den Segmentbereich 91 folgt eine Steckverzahnung 92, die in die korrespondierende Steckverzahnung 14 des Ausgangselements 8 eingreift und somit eine drehfeste aber axial verschiebbare Verbindung herstellt. Weiter befindet sich in einem radial mittleren Bereich ein Ausnehmungsbereich 100, der sich umfangsmäßig über einen bestimmten Bereich erstreckt und als ein in Umfangsrichtung verlaufendes Langloch 101 ausgebildet ist. Durch dieses Langloch 101 können Distanznieten von dem Planetenradträger 9 greifen, um das Antriebssonnenrad 90 axial zu lagern.
Die 14 zeigt einen Querschnitt des Antriebssonnenrades 90, wie bereits unter 13 beschrieben. Dabei umfasst das Antriebssonnenrad 90 eine Axiallagerfläche 99, die gegen eine korrespondierende Fläche des Planetenradträgers 9 gerichtet ist.
Die 15 zeigt einen Ausschnitt einer Drehschwingungsdämpferanordnung 10 im Bereich einer Phasenschieberanordnung 43, wie bereits in 1 beschrieben, jedoch mit einer geänderten Ausführungsvarianten für eine Ansteuerung der Federanordnung 4 der Phasenschieberanordnung 43 mittels eines Anschlagelements 75. Dabei ist das Anschlagelement 75 vorteilhaft mittels einer Nietverbindung 103 an dem Zwischenelement 57 drehfest verbunden. Die Verbindung kann aber auch mit jeder anderen geeigneten Verbindung wie eine Schweißverbindung oder eine Schraubverbindung erfolgen. Das Zwischenelement 57 ist weiter drehfest mit dem Antriebshohlrad 83 verbunden.
Die 16 zeigt eine Draufsicht im Bereich des Anschlagelements 75, wie bereits in der 15 beschrieben.
Die 17 zeigt einen Ausschnitt einer Drehschwingungsdämpferanordnung 10 im Bereich einer Phasenschieberanordnung 43, wie bereits in 1 beschrieben, jedoch mit einer geänderten Ausführungsvarianten für eine Ansteuerung der Federanordnung 4 der Phasenschieberanordnung 43 mittels eines Anschlagelements 110. Dabei ist das Anschlagelement 110 vorteilhaft aus Gründen der Stabilität als eine umlaufende Scheibe ausgeführt, wie dies in den 18 und 19 dargestellt ist. Dabei ist das Anschlagelement 110 so ausgeführt, dass das Anschlagelement 110 direkt mit dem Antriebshohlrad 83 drehfest mittels einer Nietverbindung 111 verbunden ist. Mit dem Zwischenelement 57 ist das Anschlagelement 110 mittels der Nietverbindung 103 ebenfalls drehfest verbunden. Dabei kann das Anschlagelement 110 vorteilhaft als ein kostengünstiges Umformteil hergestellt werden.
Die 20 zeigt einen Drehschwingungsdämpfer 10 mit einer alternative Ausführungsform für einen axialen Längenausgleich zwischen dem Antriebssonnenrad 90 und den Planetenradelementen, hier beispielhaft mit dem Planetenradelement 45 dargestellt. Der der axiale Längenausgleich kann erforderlich sein, da beispielsweise durch ein Blähen des Drehmomentwandlers eine axiale Verschiebung der Planetenradelemente, beispielsweise Planetenradelement 45, zu dem Antriebssonnenrad 90 verursacht werden kann, da der Planetenradträger 9 in axialer Richtung mit dem Drehmomentwandler gesichert ist, wohingegen das Antriebssonnenrad 90 in axialer Richtung von einer axialen Position der Kupplungsscheibe 27 abhängt. Der axiale Längenausgleich erfolgt hier über eine Verzahnung 93 des Antriebssonnenrades 90, die mit einer Verzahnung 102 des Planetenradelementes 45 kämmt. Dabei ist das Antriebssonnenrad 90 beispielsweise über eine Schweißverbindung 115 mit dem Ausgangselement 8 verbunden, wobei das Ausgangselement 8 wiederum mit der Kupplungsscheibe 27 drehfest und axialfest verbunden ist. Dabei ist das Antriebssonnenrad 90 radial fliegend gelagert. Die bedeutet hier, dass die radiale Position des Antriebssonnenrades 90 und damit auch die radiale Position des Ausgangselements 8 und der Kupplungsscheibe 27 durch die Verzahnungen 93, 102 mit dem Planetenradelementen, hier nur das Planetenradelement 45 zu sehen, bestimmt wird. Besser ist dies in 2 gezeigt. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführung des axialen Längenausgleichs und der radialen Lagerung zwischen dem Antriebssonnenrad 90 und den Planetenradelementen, hier beispielsweise Planetenradelement 45 gezeigt, da potentielle Reibstellen entfallen, was auch vorteilhaft bezüglich eines Verschleißes und auch hinsichtlich einer Funktion der Drehschwingungsdämpfungsanordnung ist. Ein weiterer Vorteil ist eine kostengünstigere Produktion, da die Steckverzahnung zwischen dem Antriebssonnenrad 90 und dem Ausgangselement 8 entfällt.
Bezugszeichenliste

1: Primärmasse
2: Sekundärmasse
4: Federanordnung
5: Stützring
7: Planetenradlagerelement
8: Ausgangselement
9: Planetenradträger
10: Drehschwingungsdämpfungsanordnung
11: Planetenradträgerstützring
12: Radiallagerfläche
13: Befestigungsbereich
14: Steckverzahnung
15: Ausnehmungsbereich
16: Langloch
17: Steckverzahnung
18: Lagerstelle
19: Ausnehmung
20: Zusatzmasse
21: Gehäuseelement
22: Distanzniet
23: Ausnehmung
24: Wandlergehäuse
25: Kupplungsanordnung
26: Überbrückungskupplung
27: Kupplungsscheibe
28: Laschen
29: Kupplungskolben
30: Radiallagerfläche
31: Axiallagerfläche
32: Aussparung
33: Bohrung
35: Schweißverbindung
36: Lagerstelle
37: Segmentbereich
38: Ausnehmungsbereich
39: Ausnehmungsbereich
40: Ausnehmung
41: Koppelanordnung
43: Phasenschieberanordnung
45: erstes Planetenradelement
46: zweites Planetenradelement
47: erster Drehmomentübertragungsweg
48: zweiter Drehmomentübertragungsweg
49: Ausgangsteil
50: Eingangsbereich
52: Überlagerungseinheit
53: erstes Eingangsteil
54: zweites Eingangsteil
55: Ausgangsbereich
56: Schwingungssystem
57: Zwischenelement
61: Planetengetriebe
62: Anschlag
64: Drehmomentwandler
65: Pumpenrad
66: Leitrad
67: Turbinenrad
70: Befestigungsdurchmesser
71: erster Segmentbogen
72: zweiter Segmentbogen
73: erster Aussparungsbereich
74: zweiter Aussparungsbereich
75: Anschlagelement
76: erster Segmentbogen
77: zweiter Segmentbogen
78: erster Aussparungsbereich
79: zweiter Aussparungsbereich
80: Antriebshohlradträger
81: radial innerer Bereich
82: Öldurchtrittsöffnung
83: Antriebshohlrad
84: Planetenradelementgruppe
85: Segmentbereich
86: Vorsprungelement
87: Anschlagelement
88: Befestigungsbereich
89: Verzahnung
90: Antriebssonnenrad
91: Segmentbereich
92: Steckverzahnung
93: Verzahnung
94: Planetenradelementgruppe
95: erster Umfangsbereich
96: zweiter Umfangsbereich
97: erster Umfangsbereich
98: zweiter Umfangsbereich
99: Axiallagerfläche
100: Ausnehmungsbereich
101: Langloch
102: Verzahnung
103: Nietverbindung
104: Planetenradelementgruppe
105: drittes Planetenradelement
106: viertes Planetenradelement
107: fünftes Planetenradelement
108: sechstes Planetenradelement
110: Anschlagelement
111: Nietverbindung
115: Schweißverbindung
A: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011007118 A1 [0002]

Claims

Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend – einen zur Drehung um eine Drehachse (A) anzutreibenden Eingangsbereich (50) und einen Ausgangsbereich (55) und – einen ersten Drehmomentübertragungsweg (47) und parallel dazu einen zweiten Drehmomentübertragungsweg (48), die beide von dem Eingangsbereich (50) ausgehen und – eine mit dem Ausgangsbereich (55) in Verbindung stehende Koppelanordnung (41) zur Überlagerung der über die Drehmomentübertragungswege (47; 48) geleiteten Drehmomente, wobei die Koppelanordnung (41) ein Planetengetriebe (61) mit einem Planetenradträger (9), ein an dem Planetenradträger (9) auf einem Befestigungsdurchmesser (70) schwenkbar gelagertes erstes Planetenradelement (45), ein Antriebshohlrad (83) und ein Antriebssonnenrad (90) umfasst, wobei das erste Planetenradelement (45) einen ersten Umfangsbereich (95), der mit dem Antriebshohlrad (83) kämmt und einen zweiten Umfangsbereich (96), der mit dem Antriebssonnenrad (90) kämmt, umfasst, sowie – eine Phasenschieberanordnung (43) für den ersten Drehmomentübertragungsweg (47) zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von über den ersten Drehmomentübertragungsweg (47) geleiteten Drehungleichförmigkeiten bezüglich der, über den zweiten Drehmomentübertragungsweg (48) geleiteten Drehungleichförmigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweites Planetenradelement (46) auf dem Befestigungsdurchmesser (70) schwenkbar gelagert ist, wobei das zweite Planetenradelement (46) einen ersten Umfangsbereich (97), der mit dem Antriebshohlrad (83) kämmt und einen zweiten Umfangsbereich (98), der mit dem Antriebssonnenrad (90) kämmt, umfasst, sowie, dass das zweite Planetenradelement (46) zu dem ersten Planetenradelement (45) so auf dem Befestigungsdurchmesser (70) beabstandet ist, dass das erste Planetenradelement (45) und das zweite Planetenradelement (46) eine Planetenradelementgruppe (84) bilden.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelanordnung (41) ein erstes Eingangsteil (53), ein zweites Eingangsteil (54), eine Überlagerungseinheit (52) und ein Ausgangsteil (49) umfasst, wobei das erste Eingangsteil (53) mit der Phasenschieberanordnung (43) und der Überlagerungseinheit (52) verbunden ist und das zweite Eingangsteil (54) mit dem Eingangsbereich (50) und der Überlagerungseinheit (52) verbunden ist und die Überlagerungseinheit (52) sowohl mit dem ersten Eingangsteil (53), als auch mit dem zweiten Eingangsteil (54) und dem Ausgangsteil (49) verbunden ist und wobei das Ausgangsteil (49) den Ausgangsbereich (55) bildet.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenschieberanordnung (43) ein Schwingungssystem (56) mit einer Primärmasse (1) und ein, gegen die Wirkung einer Federanordnung (4) bezüglich der Primärmasse (1) um die Drehachse (A) drehbares Zwischenelement (57) umfasst.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Befestigungsdurchmesser (70) zumindest zwei Planetenradelementgruppen (84; 94) angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den Planetenradelementgruppen (84; 94) größer ist, als der Abstand der Planetenradelemente (45; 46) einer der Planetenradelementgruppen (84; 94).
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Umfangsbereich (71; 76) des Planetenradelements (45; 46) als ein erster Segmentbereich (71; 76) ausgebildet ist, der mit dem Antriebshohlrad (83) kämmt und dass der zweite Umfangsbereich (72; 77) des Planetenradelements (45; 46) als ein zweiter Segmentbereich (72; 77) ausgebildet ist, der mit dem Antriebssonnenrad (90) kämmt, sowie dass das Planetenradelement (45; 46) einen ersten Aussparungsbereich (73; 78) und einen zweiten Aussparungsbereich (74; 79) umfasst.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenradelemente (45; 46) einer der Planetenradelementgruppe (84) so auf dem Befestigungsdurchmesser (70) beabstandet sind, dass bei einem Schwenken der Planetenradelemente (45; 46) in eine gleiche Richtung zumindest einer der Segmentbereiche (71; 72; 76; 77) in zumindest einen der Aussparungsbereiche (74; 78) schwenkt.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Antriebssonnenrades (90), der mit den Planetenradelementen (45; 46) kämmt als ein Segmentbereich (91) ausgebildet ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Antriebshohlrades (83), der mit den Planetenradelementen (45; 46) kämmt als ein Segmentbereich (83) ausgebildet ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssonnenrad (90) mit einem Ausgangselement (8) einer Kupplungsanordnung (25) drehfest und axial verschiebbar verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssonnenrad (90) radial außen eine Steckverzahnung (92) umfasst, die in eine korrespondierende Steckverzahnung (14) des Ausgangselements (8) greift.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverzahnung (92) des Antriebssonnenrades (90) und die Steckverzahnung (14) des Ausgangselements (8) segmentiert ausgeführt sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebssonnenrad (90) mit einem Ausgangselement (8) einer Kupplungsanordnung (25) drehfest und axialfest verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangselement (8) einen in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmungsbereich (15) umfasst, in den ein Vorsprungelement (86) des Antriebshohlrades (83) eingreift und dadurch eine relative Verdrehbarkeit des Ausgangselements (8) zu dem Antriebshohlrad (83) zu begrenzen.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebshohlrad (83) drehfest mit einem Antriebshohlradträger (80) verbunden ist, wobei der Antriebshohlradträger (80) in einem radial inneren Bereich eine Öldurchtrittsöffnung (82) umfasst.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetenradelement (45) und das zweite Planetenradelement (46) zueinander zumindest teilweise axial überlappend in Richtung der Drehachse (A) angeordnet sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenschieberanordnung (43), das Antriebshohlrad (83), der Antriebshohlradträger (80), das Ausgangselement (8), die Planetenradelementgruppe (84) und das Antriebssonnenrad (90) zumindest teilweise axial überlappend in Richtung der Drehachse (A) angeordnet sind.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) einen Drehmomentwandler (64) umfasst, wobei der Drehmomentwandler (64) zumindest ein Pumpenrad (65) und ein Turbinenrad (67) umfasst und wobei das Turbinenrad (67) drehfest mit dem Antriebshohlrad (83) verbunden ist.
Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) von einem Gehäuseelement (21) umschlossen wird und dass sich innerhalb des Gehäuseelements (21) ein viskosen Medium befindet.