-
Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer gemäß Patentanspruch 1.
-
Aus der
WO 2011/147 633 ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung bekannt, die beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs eingesetzt werden kann, um Drehungleichförmigkeiten zu dämpfen bzw. so weit wie möglich zu eliminieren. Dabei weist die Drehmomentübertragungseinrichtung einen zur Drehung um eine Drehachse anzutreibenden Eingangsbereich und einen Ausgangsbereich auf, 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 ist, wobei im ersten Drehmomentübertragungsweg eine ersten Phasenschieberanordnung zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von über dem ersten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten bezüglich über den zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten vorgesehen ist. Ein Turbinenrad eines hydrodynamischen Wandlers ist dabei an mit der Ausgangsseite der Drehmomentübertragungseinrichtung gekoppelt.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Drehschwingungsdämpfer bereitzustellen.
-
Diese Aufgabe wird mittels eines Drehschwingungsdämpfers gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbesserter Drehschwingungsdämpfer dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung wenigstens zwei zumindest teilweise parallel verlaufende Drehmomentübertragungswege zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite und eine Übersetzungseinrichtung (die) zur Verzweigung und/oder Zusammenfassung des mittels der Drehmomentübertragungswege übertragenen Drehmoments ausgebildet ist, aufweist. Die Übersetzungseinrichtung als Umlaufgetriebe ausgebildet ist, wobei die Übersetzungseinrichtung wenigstens ein Planetenrad und wenigstens ein erstes Getriebeteil umfasst, wobei das erste Getriebeteil wenigstens eine erste Aussparung aufweist, wobei die erste Aussparung eine erste Verzahnung und das Planetenrad eine zweite Verzahnung aufweist, wobei das Planetenrad zumindest teilweise in der Aussparung angeordnet und die erste Verzahnung einen Kämmeingriff mit der zweiten Verzahnung aufweist.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist das Planetenrad drehbar um eine Planetenradachse lagerbar, wobei die Planetenradachse parallel zur Drehachse angeordnet ist, wobei das Planetenrad eine dritte Verzahnung aufweist. Die zweite Verzahnung und die dritte Verzahnung sind in einer gemeinsamen Drehebene angeordnet. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass die zweite Verzahnung radial außenseitig zur Planetenradachse und die dritte Verzahnung radial innenseitig zur Planetenradachse angeordnet ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform weist das Planetenrad einen Masseschwerpunkt auf, wobei der Masseschwerpunkt beabstandet zu der Planetenradachse angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Masseschwerpunkt radial innenseitig zu der Planetenradachse angeordnet. Auf diese Weise kann ein Verzahnungsklappern durch eine geschickte Anordnung des Masseschwerpunkts des Planetenrads vermieden werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Wirkradius der dritten Verzahnung kleiner einem Wirkradius der zweiten Verzahnung.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist in Umfangsrichtung die zweite Verzahnung beabstandet zu der dritten Verzahnung angeordnet, wobei vorzugsweise zwischen der zweiten Verzahnung und der dritten Verzahnung in Umfangsrichtung ein Bogenabschnitt angeordnet ist, wobei insbesondere der Bogenabschnitt konkav ausgebildet ist. Dadurch kann das Planetenrad hinsichtlich der Bauteilfestigkeit optimiert werden. Alternativ ist auch denkbar, dass in Umfangsrichtung die zweite Verzahnung angrenzend an die dritte Verzahnung angeordnet ist.
-
Ferner ist von Vorteil, wenn die Übersetzungseinrichtung ein zweites Getriebeteil aufweist, wobei das zweite Getriebeteil axial angrenzend an das erste Getriebeteil angeordnet ist, wobei das zweite Getriebeteil eine vierte Verzahnung aufweist, wobei die vierte Verzahnung in die zweite oder dritte Verzahnung kämmend eingreift. Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn das zweite Getriebeteil eine zweite Aussparung aufweist, wobei vorzugsweise die zweite Aussparung die vierte Verzahnung aufweist.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist die Übersetzungseinrichtung mit der Eingangsseite gekoppelt, wobei eine mit der Ausgangsseite koppelbare Momentenkoppeleinrichtung vorgesehen ist. Zwischen der Übersetzungseinrichtung und der Momentenkoppeleinrichtung sind die beiden Drehmomentübertragungswege vorgesehen. In einem ersten Drehmomentübertragungsweg ist dabei eine Phasenschieberanordnung zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von über den ersten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehunförmigkeiten bezüglich über einen zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehunförmigkeiten vorgesehen. Die Momentenkoppeleinrichtung ist ausgebildet, die über die Drehmomentübertragungswege geleiteten Drehmomente zu überlagern.
-
Ferner ist von Vorteil, wenn die Übersetzungseinrichtung einen Planetenträger umfasst, wobei der Planetenträger ausgebildet ist, das Planetenrad zu lagern, wobei der Planetenträger mit der Momentenkoppeleinrichtung gekoppelt ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist zwischen der Momentenkoppeleinrichtung und der Ausgangsseite ein Federdämpfer vorgesehen, wobei der Federdämpfer eine zwischen der Momentenkoppeleinrichtung und der Ausgangsseite angeordnete Federanordnung umfasst, wobei der Federdämpfer ein Schwingsystem mit der Momentenkoppeleinrichtung und einer gegen die Wirkung der Federanordnung bezüglich der Momentenkoppeleinrichtung um die Drehachse drehbaren Ausgangsseite ausbildet. Dadurch können Drehunförmigkeiten, die in der Momentenkoppeleinrichtung nicht ausgelöscht wurden, nochmals durch den Federdämpfer getilgt werden, sodass ein besonders glattes Drehmoment an der Ausgangsseite bereitgestellt werden kann.
-
Besonders vorteilhaft ist, wenn eine Reibeinrichtung vorgesehen ist, wobei die Reibeinrichtung eine erste Reibfläche und eine zweite Reibfläche aufweist. Die erste Reibfläche und/oder die zweite Reibfläche ist mit wenigstens dem Planetenrad und/oder dem Zwischenmasse und/oder der Übersetzungseinrichtung und/oder der Momentenkoppeleinrichtung und/oder dem Planetenträger drehmomentschlüssig koppelbar, wobei die erste Reibfläche in Reibeingriff mit der zweiten Reibfläche steht, wobei die Reibeinrichtung vorzugsweise ausgebildet ist, den ersten Drehmomentübertragungsweg gegenüber dem zweiten Drehmomentübertragungsweg zu verspannen.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 ein Funktionsschaltbild eines Drehschwingungsdämpfers;
-
2 einen Halblängsschnitt einer konstruktiven Ausgestaltung des in 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfers gemäß einer ersten Ausführungsform;
-
3 einen Querschnitt entlang einer in 2 gezeigten Schnittebene A-A durch den in 2 gezeigten Drehschwingungsdämpfer;
-
3 einen Halblängsschnitt einer konstruktiven Ausgestaltung des in 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfers gemäß einer zweiten Ausführungsform;
-
4 einen Querschnitt entlang einer in 3 gezeigten Schnittebene B-B durch den in 3 gezeigten Drehschwingungsdämpfer;
-
5 einen Halblängsschnitt einer konstruktiven Ausgestaltung des in 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfers gemäß einer dritten Ausführungsform;
-
6 einen Halblängsschnitt einer konstruktiven Ausgestaltung des in 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfers gemäß einer vierten Ausführungsform;
-
7 einen Halblängsschnitt einer konstruktiven Ausgestaltung des in 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfers gemäß einer fünften Ausführungsform; und
-
8 einen Halblängsschnitt einer konstruktiven Ausgestaltung des in 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfers gemäß einer sechsten Ausführungsform.
-
1 zeigt ein Funktionsschaltbild eines Drehschwingungsdämpfers 10. In 1 werden Rotationsmassen 100, beispielsweise eine Nabe, ein Flansch, ein Trägerblech oder ein Gusseisen mit kastenförmigen Elementen symbolisiert. Eine besonders voluminöse Rotationsmasse 100, beispielsweise ein Turbinengehäuse oder eine besonders massereiche Rotationsmasse 100, kann durch einen verhältnismäßig großen Kasten dargestellt werden. Eine groß dargestellte Rotationsmasse 100 kann jedoch auch aus zeichnerischen Gründen dargestellt sein, beispielsweise um mehrere an der Rotationsmasse 100 eingreifende Kraftschlüsse bzw. Drehmomente M übersichtlich dazustellen. Eine strichförmige Verbindung in 1 stellt eine Drehmomentverbindung 30 dar. Der Drehschwingungsdämpfer 10 weist eine Eingangsseite 20 und eine Ausgangsseite 25 auf. Die Eingangsseite 20 kann beispielsweise mit einem Hubkolbenmotor eines Kraftfahrzeugs drehmomentschlüssig verbunden werden. Die Ausgangsseite 25 kann beispielsweise mit einem Getriebe des Fahrzeugs drehmomentschlüssig verbunden werden. Der Hubkolbenmotor stellt dabei ein Drehmoment M zum Antrieb des Fahrzeugs bereit, das Drehungleichförmigkeiten aufweist. Das Drehmoment M wird dabei über die Eingangsseite 20 in den Drehschwingungsdämpfer 10 eingeleitet.
-
Der Drehschwingungsdämpfer 10 umfasst eine Kupplungseinrichtung 50, einen hydrodynamischen Wandler 55, einen Federdämpfer 60, eine Übersetzungseinrichtung 65 und eine Momentenkoppeleinrichtung 70. Zwischen der Übersetzungseinrichtung 65 und der Momentenkoppeleinrichtung 70 ist ein erster Drehmomentübertragungsweg 75 und ein zweiter Drehmomentübertragungsweg 80 vorgesehen. Der erste Drehmomentübertragungsweg 75 ist dabei parallel zu dem zweiten Drehmomentübertragungsweg 80 angeordnet.
-
Die Kupplungseinrichtung 50 ist eine Einrichtung zur Drehmomentübertragung, die steuerbar ist, um zwischen ihren entgegengesetzten Enden ein Drehmoment M selektiv zu übertragen oder zu trennen. Die Kupplungseinrichtung 50 kann beispielsweise als Trockenkupplung, Mehrscheibenkupplung oder eine in einem Ölbad laufende Nasskupplung ausgebildet sein. Zur Betätigung der Kupplungseinrichtung 50 kann beispielsweise eine hydraulisch ausgebildete Betätigungseinrichtung vorgesehen sein. Selbstverständlich ist auch eine elektrische oder eine mechanische Betätigung der Kupplungseinrichtung 50 denkbar.
-
Der Wandler 55 stellt eine Drehmomentübertragung dar, die im hydrostatischen Zusammenspiel zwischen einem Pumpenrad 110 und einem Turbinenrad 115 herstellbar ist. Ein von dem Wandler 55 übertragenes Drehmoment M ist dabei abhängig von einem Drehzahlunterschied zwischen dem Turbinenrad 115 und dem Pumpenrad 110. Dabei kann aufgrund hydrostatischer Effekte eine Drehmomentüberhöhung auftreten, sodass der Wandler 55 im Wesentlichen als Drehzahluntersetzer arbeitet. Bei einer Angleichung der Drehzahlen des Turbinenrads 115 zu dem Pumpenrad 110 sinkt das mittels des Wandlers 55 übertragbare Drehmoment M.
-
Die Übersetzungseinrichtung 65 ist als Umlaufgetriebe, insbesondere als Planetengetriebe, ausgebildet.
-
Eine Federanordnung 120 kann beispielsweise als Bogenfeder oder Druckfeder ausgebildet sein. Dabei wird in 1 kein Unterschied zwischen einer Bogenfeder und einer Druckfeder gemacht. Die Federanordnung 120 ist dabei ausgebildet, eine schwingungsdämpfende Übertragung von Drehmoment M bereitzustellen.
-
Die Bogenfeder ist dabei ein elastisches Element zur Kraftübertragung, das tangential um eine Drehachse 15 verlaufend angeordnet ist. Die Druckfeder weist eine ähnliche Funktion wie die Bogenfeder auf. Abweichend davon ist die Druckfeder üblicherweise schraubenförmig ausgebildet und erstreckt sich nicht gebogen, sondern gerade entlang einer Tangente an einem Umkreis eines Kreissegments um die Drehachse 15. Die Federanordnung 120 kann eine oder mehrere Anordnungen der Bogenfeder und/oder der Druckfeder aufweisen. Dabei können die Bogenfedern oder Druckfedern parallel und/oder seriell miteinander verschaltet sein.
-
Im Rahmen der konstruktiven Ausgestaltung weist die Eingangsseite 20 eine erste Rotationsmasse 100.1 auf. Die Ausgangsseite 25 weist eine zweite Rotationsmasse 100.2 auf. Die erste Rotationsmasse 100.1 ist mittels der Kupplungseinrichtung 50 mit einer dritten Rotationsmasse 100.3 verbunden. Die erste Rotationsmasse 100.1 ist ferner mittels einer ersten Drehmomentverbindung 30.1 mit dem Pumpenrad 110 verbunden. Die dritte Rotationsmasse 100.3 ist mittels einer zweiten Drehmomentverbindung 30.2 mit der Übersetzungseinrichtung 65 drehmomentschlüssig verbunden.
-
Im ersten Drehmomentübertragungsweg 75 ist die Übersetzungseinrichtung 65 ist ausgangsseitig über eine dritte Drehmomentverbindung 30.3 mit einer vierten Rotationsmasse 100.4 im Wesentlichen starr verbunden. Die vierte Rotationsmasse 100.4 ist im ersten Drehmomentübertragungsweg 75 mittels einer ersten Federanordnung 120.1 mit der Momentenkoppeleinrichtung 70 verbunden. Die Momentenkoppeleinrichtung 70 bildet dabei eine fünfte Rotationsmasse 100.5 aus.
-
Die vierte Rotationsmasse 100.4 bildet in Verbindung mit der ersten Federanordnung 120.1 und der fünften Rotationsmasse 100.5 in ihrer Abstimmung eine Phasenschieberanordnung 130 aus. Die Phasenschieberanordnung 130 bildet ein Schwingsystem aus, bei dem die vierte Rotationsmasse 100.4 und die fünfte Rotationsmasse 100.5 gegen die erste Federanordnung 120.1 gegeneinander schwingen können.
-
Im zweiten Drehmomentübertragungsweg 80 ist ausgangsseitig die Übersetzungseinrichtung 65 mittels einer vierten Drehmomentverbindung 30.4 mit der Momentenkoppeleinrichtung 70 bzw. mit der fünften Rotationsmasse 100.5 im Wesentlichen starr verbunden.
-
Der Federdämpfer 60 weist eine zweite Federanordnung 120.2 auf, wobei die zweite Federanordnung 120.2 zwischen der Momentenkoppeleinrichtung 70 und der zweiten Rotationsmasse 100.2 (Ausgangsseite 20) angeordnet ist. Der Federdämpfer 60 bildet ein weiteres Schwingsystem mit der Momentenkoppeleinrichtung 70 und einer gegen die Wirkung der Federanordnung 120.2 bezüglich der Momentenkoppeleinrichtung 70 um die Drehachse 15 drehbaren Ausgangsseite 25 aus.
-
Wird ein mit einer Drehungleichförmigkeit beladenes Drehmoment M über die Eingangsseite 20 in den Drehschwingungsdämpfer 10 eingeleitet, so wird das Drehmoment M bei geschlossenem Zustand der Kupplungseinrichtung 50 von der ersten Rotationsmasse 100.1 auf die dritte Rotationsmasse 100.3 geleitet, die ihrerseits über die zweite Drehmomentverbindung 30.2 das Drehmoment M an die Übersetzungseinrichtung 65 weiterleitet. Die Übersetzungseinrichtung 65 verzweigt das Drehmoment M in die beiden Drehmomentübertragungswege 75, 80 in Abhängigkeit einer Übersetzung i, die die Übersetzungseinrichtung 65 aufweist. Das Drehmoment M wird über die dritte Drehmomentverbindung 30.3 im ersten Drehmomentübertragungsweg 75 an die vierte Rotationsmasse 100.4 und über die erste Federanordnung 120.1 an die fünfte Rotationsmasse 100.5 geleitet. Dabei ist die Phasenschieberanordnung 130 derart abgestimmt, dass die mit dem Drehmoment M beladene Drehungleichförmigkeit oberhalb einer Resonanzfrequenz der Phasenschieberanordnung 130 ist. Dies bewirkt, dass die Drehungleichförmigkeit phasenversetzt, vorzugsweise mit einem Phasenversatz von 180°, von der vierten Rotationsmasse 100.4 über die erste Federanordnung 120.1 an die fünfte Federanordnung 120.5 übertragen wird. Durch die starre Ausbildung des zweiten Drehmomentübertragungswegs 80 wird die Drehungleichförmigkeit im Wesentlichen ohne Phasenversatz über den zweiten Drehmomentübertragungsweg 80 an die fünfte Rotationsmasse 100.5 übertragen. Die fünfte Rotationsmasse 100.5 arbeitet hierbei als Momentenkoppeleinrichtung 70 und überlagert die über die beiden Drehmomentübertragungswege 75, 80 überlagernde Drehungleichförmigkeit miteinander. Durch den Phasenversatz der über den ersten Drehmomentübertragungsweg 75 übertragenen Drehungleichförmigkeit wird die über den zweiten Drehmomentübertragungsweg 80 übertragene Drehungleichförmigkeit zumindest teilweise ausgelöscht. Das Drehmoment M wird über die zweite Federanordnung 120.2 ggf. mit und mit einem nicht getilgten Anteil der Drehungleichförmigkeit an die Ausgangsseite 25 weitergeleitet.
-
2 zeigt einen Halblängsschnitt durch eine konstruktive Ausgestaltung des in 1 gezeigten Drehschwingungsdämpfers 10. Dabei wird aus Übersichtlichkeitsgründen auf die Darstellung der ersten Rotationsmasse 100.1 der ersten Drehmomentverbindung 30.1 sowie des Wandlers 55 verzichtet.
-
Die dritte Rotationsmasse 100.3 umfasst in der Ausführungsform einen Lamellenträger 200 einer nicht dargestellten nassen Reibkupplung und eine Scheibe 210. Der Lamellenträger 200 umfasst einen Lamellenträgerboden 205 und eine Verzahnung 206 zu drehmomentschlüssigen Verbindung von Reiblamellen mit dem Lamellenträger 200. Der Lamellenträgerboden 205 erstreckt sich im Wesentlichen in radialer Richtung. Axial angrenzend an dem Lamellenträgerboden 205 ist die Scheibe 210 angeordnet. Die Scheibe 210 ist dabei über eine erste Verbindung 215 drehmomentschlüssig mit dem Lamellenträgerboden 205 verbunden.
-
Die vierte Rotationsmasse 100.4 umfasst axial angrenzend an die Scheibe 210 auf einer zum Lamellenträgerboden 205 in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite eine als erstes Getriebeteil der Übersetzungseinrichtung 65 ausgebildete Zwischenmasse 220. Die Zwischenmasse 220 weist ein erstes Zwischenmassenteil 225 und ein zweites Zwischenmassenteil 230 auf. Das erste Zwischenmassenteil 225 erstreckt sich axial in Richtung dem Lamellenträger 200 radial außenseitig des Lamellenträgerbodens 205. Das zweite Zwischenmassenteil 230 ist mit dem ersten Zwischenmassenteil 225 über eine zweite Verbindung 235 drehmomentschlüssig verbunden. Das zweite Zwischenmassenteil 230 weist eine nicht dargestellte Ausnehmung auf, wobei in der Ausnehmung die erste Federanordnung 120.1 angeordnet ist. Dabei ist eine Stirnseite der Ausnehmung des zweiten Zwischenmassenteils 230 einer Stirnseite der ersten Federanordnung 120.1 zugeordnet.
-
Die erste Federanordnung 120.1 ist in der Ausführungsform mit zwei Bogenfedern ausgebildet 240, 245, wobei eine erste Bogenfeder 240 radial innenseitig einer zweiten Bogenfeder 245 angeordnet ist. Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen, wie oben erläutert, denkbar.
-
Die fünfte Rotationsmasse 100.5 umfasst eine Seitenscheibe 255. Die Seitenscheibe 255 umfasst eine erstes Seitenscheibenteil 250. Radial außenseitig wird die erste Federanordnung 120.1 durch das erstes Seitenscheibenteil 250 umgriffen. Das erste Seitenscheibenteil 250 ist im Wesentlichen topfförmig ausgestaltet und ist axial in 2 rechtsseitig, also gegenüberliegend zum ersten Zwischenmassenteil 225 an der ersten Federanordnung 120.1 vorbeigeführt.
-
Die Seitenscheibe 255 weist ferner ein zweites Seitenscheibenteil 260 auf, das mittels einer dritten Verbindung 265 mit dem ersten Seitenscheibenteil 250 drehmomentschlüssig verbunden ist. Gegenüberliegend in Umfangsrichtung zum zweiten Zwischenmassenteil 230 ist einer Stirnseite der ersten Federanordnung 120.1 eine Stirnseite des zweiten Seitenscheibenteils 260 zugeordnet.
-
Radial innenseitig zu der dritten Verbindung 265, die ihrerseits radial innenseitig zu der ersten Federanordnung 120.1 angeordnet ist, ist die zweite Federanordnung 120.2 vorgesehen. Die zweite Federanordnung 120.2 umfasst ebenso zwei Bogenfedern, wobei eine der beiden Bogenfedern radial innenseitig der anderen Bogenfeder angeordnet ist.
-
Die Ausgangsseite 25 bzw. die zweite Rotationsmasse 100.2 umfasst ein Ausgangsteil 270 und eine Nabe 275. Axial zwischen dem ersten Seitenscheibenteil 250 und dem zweiten Seitenscheibenteil 260 ist das Ausgangsteil 270 vorgesehen. Das Ausgangsteil 270 erstreckt sich im Wesentlichen in radialer Richtung und ist radial innenseitig mit der Nabe 275 drehmomentschlüssig verbunden. Die Nabe 275 ist dabei als Hohlwelle ausgebildet und weist innenseitig eine nicht dargestellte Welle-Nabe Verbindung 280 zu einer Getriebeeingangswelle 285 des Getriebes auf. Auf der Nabe 275 ist drehbar, jedoch in axialer Richtung gesichert der Lamellenträger 200, das zweite Zwischenmassenteil 225 sowie das zweite Seitenscheibenteil 250 drehbar gelagert.
-
Axial zwischen dem zweiten Seitenscheibenteil 260 und dem Lamellenträgerboden 205 ist die Übersetzungseinrichtung 65 angeordnet. Die Übersetzungseinrichtung 65 ist als Umlaufgetriebe ausgebildet und umfasst vorteilhafterweise in Umfangsrichtung mehrere Planetenräder 290. Das Planetenrad 290 ist drehbar um eine Planetenradachse 295 auf einem Planetenträger 300 der Übersetzungseinrichtung 65 mittels einer Lagerung 345 gelagert. In der Ausführungsform weist die Planetenradachse 295 zu der Drehachse 15 bezogen auf die in Umfangsrichtung angeordneten Planetenräder 290 den gleichen Abstand auf. Die Planetenradachse 295 ist parallel zur Drehachse 15 angeordnet. Der Planetenträger 300 ist drehmomentschlüssig mit dem zweiten Seitenscheibenteil 260 verbunden und ist somit Teil der fünften Rotationsmasse 100.5. Dabei bildet der Planetenträger 300 und das zweite Seitenscheibenteil 260 den zweiten Drehmomentübertragungsweg 80 aus. Die erste Seitenscheibe 265 bildet die Momentenkoppeleinrichtung 70 aus 1 aus.
-
In der Ausführungsform wird der Planetenträger 300 über die Seitenscheibe 255 auf der Nabe 275 in Umfangsrichtung verdrehbar gelagert. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der Planetenträger 300 auf der Nabe 275 direkt gelagert ist. Dazu kann zusätzlich ein Wälz- und/oder Gleitlager zur Lagerung des Planetenträgers 300 auf der Nabe 275 vorgesehen sein.
-
Das zweite Zwischenmassenteil 230 (vgl. 3) weist radial innenseitig zur zweiten Verbindung 235 eine erste Aussparung 305 auf. Die erste Aussparung 305 weist in der Ausführungsform eine Aussparungskontur 310 auf, die im Wesentlichen teilringförmig ist. Radial innenseitig weist die ersten Aussparung 305 eine erste Verzahnung 315 auf, so dass die erste Verzahnung 315 sonnenradartig ausgebildet ist. Das Planetenrad 290 durchgreift die ersten Aussparung 305.
-
Das Planetenrad 290 weist eine korrespondierend zur ersten Verzahnung 315 radial innenseitig zur Planetenradachse 295 angeordnete zweite Verzahnung 320 auf. Die zweite Verzahnung 320 weist mit der ersten Verzahnung 315 einen Kämmeingriff auf. Radial außenseitig zu der Planetenradachse 295 weist das Planetenrad 290 eine dritte Verzahnung 325 auf. Die zweite Verzahnung 320 weist dabei einen Wirkradius r2 auf, bezogen auf die Planetenradachse 295, der größer ist als ein Wirkradius r3 der dritten Verzahnung 325. Die zweite Verzahnung 320 und die dritte Verzahnung 325 sind dabei in einer gemeinsamen Drehebene bezogen auf die Planetenradachse 295 und auch bezogen auf die Drehachse 15 angeordnet. In Umfangsrichtung sind die zweite Verzahnung 320 und die dritte Verzahnung 325 beabstandet zueinander angeordnet. Dabei ist in Umfangsrichtung zwischen der zweiten Verzahnung 320 und der dritten Verzahnung 325 ein Bogenabschnitt 330 vorgesehen ist. Der Bogenabschnitt 330 ist dabei konkav ausgebildet und verbindet die zweite Verzahnung 320 mit der dritten Verzahnung 325. Selbstverständlich wäre auch denkbar, dass in Umfangsrichtung die zweite Verzahnung 320 angrenzend an die dritte Verzahnung 325 angeordnet ist.
-
Durch die Ausgestaltung des Planetenrads 290 mit zwei unterschiedlichen Wirkradien der Verzahnungen 320, 325 weist das Planetenrad 290 einen Masseschwerpunkt 335 auf, der bezogen auf die Planetenradachse 295 radial innenseitig zu der Planetenradachse 295 angeordnet ist. In einer Ruhelage ist dabei der Masseschwerpunkt 335 in einer Ebene aufgespannt durch die Drehachse 15 und die Planetenradachse 295 angeordnet.
-
Die Scheibe 210 ist als Hohlrad ausgebildet und weist an einer inneren Umfangfläche eine vierte Verzahnung 340 auf, die korrespondierend zur dritten Verzahnung 325 des Planetenrads 290 ausgebildet ist. Die vierte Verzahnung 340 weist einen Kämmeingriff mit der dritten Verzahnung 325 auf.
-
Wird ein Drehmoment M ggf. mit einer Drehschwingung beladen, über den Lamellenträger 200, der als dritte Rotationsmasse 100.3 fungiert, in den Lamellenträger 200 eingeleitet, so leitet der Lamellenträger 200 über die erste Verbindung 215 das Drehmoment M in die Scheibe 210 weiter. Die Scheibe 210 leitet das Drehmoment M über die vierte Verzahnung 340 in die dritte Verzahnung 325 ein. Aufgrund der unterschiedlichen Wirkradien r2, r3 der beiden Verzahnungen 320, 325 des Planetenrads 290 wird das über die dritte Verzahnung 325 eingeleitete Drehmoment M hin zu der zweiten Verzahnung 320 übersetzt. Die zweite Verzahnung 320 leitet das Drehmoment M über die erste Verzahnung 315 einen ersten Anteil des Drehmoments in die Zwischenmasse 220 ein. Über eine Lagerung des Planetenrads 290 leitet das Planetenrad 290 einen zweiten Anteil des Drehmoments M übersetzt in den Planetenträger 300 ein. Das Planetenrad 290 wirkt somit als Momentenverzweigungseinrichtung und splittet das zu übertragende Drehmoment M auf die beiden Drehmomentübertragungswege 75, 80 auf.
-
Im ersten Drehmomentübertragungsweg 75 wird das Drehmoment M von der ersten Verzahnung 315 über die Zwischenmasse 220 an die erste Federanordnung 120.1 weitergeleitet. Die erste Federanordnung 120.1 bildet in Verbindung mit der Zwischenmasse 220 und der Seitenscheibe 255 die Phasenschieberanordnung 130 aus 1 aus. Über den ersten Drehmomentübertragungsweg 75 wird somit die Drehschwingung durch die Abstimmung der Federanordnung 120.1 zu der Zwischenmasse 220 und der Seitenscheibe 255 phasenversetzt in die Seitenscheibe 255 weitergeleitet. In dem zweiten Seitenscheibenteil 265 wird, wie bereits in 1 erläutert, das Drehmoment M aus den beiden Drehmomentübertragungswegen 75, 80 überlagert. Das überlagerte Drehmoment M wird über die Seitenscheibe 255 in die zweite Federanordnung 120.2 stirnseitig eingekoppelt. Das überlagerte Drehmoment M wird aus der zweiten Federanordnung 120.2 an einem zweiten Ende über das Ausgangsteil 270 in die Nabe 275 weitergeleitet.
-
Durch die Anordnung des Planetenrads 290 in der ersten Aussparung 305 kann der Drehschwingungsdämpfer 10 in axialer Richtung besonders schlank ausgebildet werden. Ferner hat die Orientierung des Masseschwerpunkts 335 abseits der Planetenradachse 295 einen positiven Effekt auf eine Schwingungsisolierung des Drehschwingungsdämpfers 10. Insbesondere kann mittels einer Lageänderung des Masseschwerpunkts 335 durch die oben beschrieben konstruktiven Maßnahmen in der Gestaltung des Planetenrads 290, beispielsweise durch eine Verdickung oder Verdünnung des Planetenrads 290 zwischen den beiden Verzahnungen 320, 325, die Schwingungsisolation des Drehschwingungsdämpfers 10 auf einfache Art und Weise modifiziert werden. Dabei ist insbesondere eine auf das Planetenrad 290 wirkende Fliehkraft im Betrieb des Drehschwingungsdämpfers 10 bei der Auslegung des Planetenrads 290 hinsichtlich der Lage des Masseschwerpunkts 335 mitzuberücksichtigen. Insbesondere kann die Lage des Masseschwerpunkts 335 und die auf das Planetenrad 290 wirkenden Fliehkraft derart aufeinander abgestimmt werden, dass eine Vorspannkraft auf das Planetenrad 290 erzielt wird, sodass ein Verzahnungsspiel zwischen der ersten und zweiten Verzahnung 315, 320 und/oder der dritten und vierten Verzahnung 325, 340 durch ein einen fortwährenden Berührkontakt der Verzahnungen 315, 320, 325, 340 ausgeglichen wird, sodass ein Verzahnungsklappern vermieden werden kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Masseschwerpunkt 335 außerhalb einer Ebene, in der die Planetenradachse 295 und die Drehachse 15 angeordnet sind, liegt.
-
Um das Planetenrad 290 besonders kostengünstig herzustellen, kann das Planetenrad 290 beispielsweise aus dem Vollen gespant, insbesondere gefräst, werden. Alternativ ist denkbar, dass das Planetenrad 290 (fertig-)gesenkt geschmiedet wird. Auch ist denkbar, dass das Planetenrad 290 aus einem Blech gestanzt wird. Auch ist denkbar, dass das Planetenrad 290 in axialer Richtung mehrteilige Schichten aufweist, die beispielsweise form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
-
In der Ausführungsform ist das Planetenrad 290 mittels der Lagerung 345 gelagert. Die Lagerung 345 kann dabei, wie in 3 gezeigt, als Wälzlager ausgebildet sein. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Lagerung 345 als Gleitlager ausgebildet ist. In der Ausführungsform sind in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen verteilt Planetenräder 290 in regelmäßig korrespondierend zu den Planetenrädern 290 angeordneten Aussparungen 305 angeordnet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die erste Aussparung 305 und die entsprechenden Planetenräder 290 in unregelmäßigem Abstand angeordnet sind.
-
4 zeigt einen Halblängsschnitt durch einen Drehschwingungsdämpfer 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform. 5 zeigt einen Querschnitt entlang einer in 4 gezeigten Schnittebene B-B durch den in 4 gezeigten Drehschwingungsdämpfer 10. Der Drehschwingungsdämpfer 10 ist ähnlich zu dem in 2 und 3 gezeigten Drehschwingungsdämpfer 10 ausgebildet. Insbesondere ist der Drehmomentfluss zwischen dem Lamellenträger 200 und der Ausgangsseite 25 identisch. Abweichend dazu ist in radialer Richtung der Lamellenträgerboden 205 radial nach innen hin verkürzt ausgebildet. Die am Lamellenträgerboden 205 angeordnete als zweites Getriebeteil ausgebildete Scheibe 210 weist eine zweite Aussparung 400 auf. Die zweite Aussparung 400 weist eine zweite Aussparungskontur 405 auf, die ähnlich zu der ersten Aussparungskontur 310 der ersten Aussparung 305 ist. Die zweite Aussparung 400 weist dabei die vierte Verzahnung 340 auf. Die vierte Verzahnung 340 greift in die zweite Verzahnung 320 des Planetenrads 290 ein und ist somit bezogen auf die Planetenradachse 295 radial innenseitig zu der Planetenradachse 295 angeordnet.
-
Die Aussparungskonturen 405, 310 sind radial außenseitig zu dem Planetenrad 290 beabstandet angeordnet, sodass die zweite Verzahnung 320 keinen Berührkontakt radial außenseitig zu den Aussparungskonturen 405, 310 der beiden Aussparungen 305, 400 aufweist. Aus diesem Grunde könnte auch in einer besonders kostengünstigen Ausführungsform auf die zweite Verzahnung 320 des Planetenrads 290 verzichtet werden. Die Drehmomentübertragung erfolgt am Planetenrad 290 ausschließlich über die dritte Verzahnung 325.
-
Durch die in den 4 und 5 gezeigte Ausführungsform kann in axialer Richtung der Lamellenträger 200 besonders nah an der Zwischenmasse 220 angeordnet werden.
-
6 zeigt einen Halblängsschnitt durch einen Drehschwingungsdämpfer 10 gemäß einer dritten Ausführungsform. Der Drehschwingungsdämpfer 10 ist dabei im Wesentlichen identisch zu dem in den 4 und 5 gezeigten Drehschwingungsdämpfer 10 ausgebildet. Abweichend dazu ist die vierte Verzahnung 340 bezogen auf die Planetenradachse 295 radial außenseitig zu der Planetenradachse 295 bzw. zu dem Planetenträger 300 angeordnet. Somit weist die vierte Verzahnung 340 einen Kämmeingriff mit der dritten Verzahnung 325 des Planetenrads 290 auf. Um einen Kämmeingriff entsprechend zu gewährleisten, ist somit die vierte Verzahnung 340 korrespondierend zur dritten Verzahnung 325 ausgebildet. Die erste Verzahnung 315 ist nach wie vor, wie bereits in den 2 bis 5 gezeigt, radial innenseitig zur Planetenradachse 295 und zum Planetenrad 290 angeordnet und weist einen Kämmeingriff in die zweite Verzahnung 320 des Planetenrads 290 auf.
-
7 zeigt einen Halblängsschnitt durch einen Drehschwingungsdämpfer 10 gemäß einer vierten Ausführungsform. Der Drehschwingungsdämpfer 10 ist im Wesentlichen identisch zu den in 4 bis 6 zeigten Drehschwingungsdämpfern 10 ausgebildet. Abweichend dazu sind die erste Verzahnung 315 und die vierte Verzahnung 340 bezogen auf die Planetenradachse 295 radial außenseitig der Planetenradachse 295 an den inneren Umfangsflächen der Aussparungen 305, 400 angeordnet. Somit weist neben der vierten Verzahnung 340 auch die erste Verzahnung 315 einen Kämmeingriff mit der dritten Verzahnung 325 auf. In dieser Ausgestaltung kann auf die zweite Verzahnung 320 radial innenseitig zur Planetenradachse 295 verzichtet werden. Die Aussparungskonturen 405, 310 sind radial innenseitig an einer nach radial außen gewandten Umfangsfläche der Aussparungen 305, 400 beabstandet zu der zweiten Verzahnung 320 angeordnet.
-
8 zeigt einen Halblängsschnitt durch einen Drehschwingungsdämpfer 10 gemäß einer fünften Ausführungsform. Der Drehschwingungsdämpfer 10 ist im Wesentlichen identisch zu den in den 2 bis 7 gezeigten Drehschwingungsdämpfern 10 ausgebildet und ist insbesondere eine Kombination aus dem in 4 und 5 sowie 7 gezeigten Drehschwingungsdämpfer 10. Dabei ist die Scheibe 210 identisch zu der in 4 und 5 gezeigten Scheibe 210 ausgebildet, sodass die vierte Verzahnung 340 radial innenseitig zu der Planetenradachse 295 und zu dem Planetenrad 290 angeordnet ist. Radial außenseitig zu dem Planetenrad 290 ist die zweite Aussparung 400 mit ihrer Aussparungskontur 405 beabstandet zu der dritten Verzahnung 325 angeordnet. Die Zwischenmasse 220 ist identisch zu der in 7 gezeigten Zwischenmasse 220 ausgebildet, sodass die erste Verzahnung 315 radial außenseitig zu der Planetenradachse 295 angeordnet ist und einen Kämmeingriff mit der dritten Verzahnung 325 des Planetenrads 290 aufweist.
-
Durch die jeweils unterschiedlichen Kämmeingriffe der Verzahnungen 315, 320, 325, 340 kann jeweils das Übersetzungsverhältnis der Übersetzungseinrichtung 65 und somit die Verteilung der Drehmomente M auf die beiden Drehmomentübertragungswege 75, 80 auf einfache Weise festgelegt werden.
-
Zusätzlich kann, wie in 8 schematisch dargestellt, eine Reibeinrichtung 500 vorgesehen werden. Die Reibeinrichtung 500 weist dabei eine erste Reibfläche 505 und eine zweite Reibfläche 510 auf. Die erste Reibfläche 505 ist in der Ausführungsform an der Scheibe 210 stirnseitig angeordnet. Die zweite Reibfläche 510 ist stirnseitig an dem ersten Zwischenmassenteil 225 auf einer zum Lamellenträger 200 zugewandten Stirnseite angeordnet. Die Reibflächen 505, 510 werden mittels einer Spanneinrichtung (nicht dargestellt) aneinandergepresst, sodass die Reibflächen 505, 510 einen Reibeingriff aufweisen und über diesen Reibeingriff eine Drehmomentübertragung erfolgen kann. Durch die Übertragung des Drehmoments M über die zwei Drehmomentübertragungswege 75, 80 bewirkt die Reibeinrichtung 500 eine Verspannung der Zwischenmasse 220 zu dem Lamellenträger 200, eine Verspannung des Planetenrads 290 gegenüber dem Lamellenträger 200 und der Zwischenmasse 220 und eine Verspannung und somit auch eine Verspannung des ersten Drehmomentübertragungswegs 75 gegenüber dem zweiten Drehmomentübertragungsweg 80, sodass ein Verzahnungsspiel ausgeglichen wird und die Verzahnungen 315, 320, 325, 340 im Betrieb des Drehschwingungsdämpfers 10 aneinander anliegen, um ein Verzahnungsklappern zu vermeiden. Zusätzlich ist auch denkbar, dass wobei die erste Reibfläche 505 und/oder die zweite Reibfläche 510 mit wenigstens dem Planetenrad 290 und/oder der Zwischenmasse 220 und/oder der Übersetzungseinrichtung 65 und/oder der Momentenkoppeleinrichtung 70 und/oder dem Planetenträger 300 drehmomentschlüssig koppelbar sind.
-
Ferner wird durch die Verspannung beispielsweise auch ein Lagerspiel der Lagerung 345 des Planetenrads 290 ausgeglichen. Ferner kann durch die Reibeinrichtung 500 das Schwingungsverhalten und/oder das Dämpfungsverhalten des Drehschwingungsdämpfers 10 beeinflusst werden.
-
Als Verspanneinrichtung eignet sich insbesondere eine Tellerfeder oder eine Druckfeder. Selbstverständlich sind auch andere Ausgestaltungen der Verspanneinrichtung denkbar, beispielsweise wären zum Beispiel hierbei ringförmige Elemente, insbesondere Ausgleichsringe, möglich. Die Verspanneinrichtung kann beispielhaft axial zwischen der Zwischenmasse 220 und der ersten Seitenscheibe 250 angeordnet sein.
-
Die Reibflächen 505, 510 sind in der Ausführungsform ringförmig ausgebildet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Reibflächen 505, 510 andersartig, beispielsweise an einer Umfangsseite, angeordnet sind. Ferner ist denkbar, dass die Reibeinrichtung 500 durch für die Reibeinrichtung 500 geeignete Bauteile wie ein Reibbelag, Kunststoffteile und Beschichtungen ergänzt ist.
-
Ferner ist denkbar, dass die Reibeinrichtung 500 an anderen Komponenten des Drehschwingungsdämpfers 10 angeordnet ist. So ist beispielsweise denkbar, dass die Reibeinrichtung 500 an dem Planetenrad 290, dem Planetenträger 300, der Nabe 275 oder der Seitenscheibe 255 angeordnet ist.
-
Ferner wird darauf hingewiesen, dass die Verzahnungen 315, 320, 325, 340 auch an anderer Position angeordnet sind. Ferner ist auch denkbar, dass die Scheibe 210, die Zwischenmasse 220 und/oder die Seitenscheibe 255 zusätzliche Funktionen aufnehmen.
-
Ferner ist denkbar, dass wenigstens eine der Verzahnungen 315, 320, 325, 340 am Lamellenträger 200 und/oder Seitenscheibe 255 und/oder Nabe 275 oder weiteren nicht dargestellten Komponenten des Drehschwingungsdämpfers 10 angeordnet ist.
-
Ferner wird darauf hingewiesen, dass die in den 1 bis 8 gezeigten Merkmale miteinander kombiniert werden können.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Drehschwingungsdämpfer
- 15
- Drehachse
- 20
- Eingangsseite
- 25
- Ausgangsseite
- 30
- Drehmomentverbindung
- 50
- Kupplungseinrichtung
- 55
- Wandler
- 60
- Federdämpfer
- 65
- Übersetzungseinrichtung
- 70
- Momentenkoppeleinrichtung
- 75
- erster Drehmomentübertragungsweg
- 80
- zweiter Drehmomentübertragungsweg
- 100
- Rotationsmasse
- 110
- Pumpenrad
- 115
- Turbinenrad
- 120
- Federanordnung
- 130
- Phasenschieberanordnung
- 200
- Lamellenträger
- 205
- Lamellenträgerboden
- 210
- Scheibe / Getriebeteil
- 215
- erste Verbindung
- 220
- Zwischenmasse / Getriebeteil
- 225
- erstes Zwischenmassenteil
- 230
- zweites Zwischenmassenteil
- 235
- zweite Verbindung
- 240
- erste Bogenfeder
- 245
- zweite Bogenfeder
- 250
- erstes Seitenscheibenteil
- 255
- Seitenscheibe
- 260
- zweites Seitenscheibenteil
- 265
- dritte Verbindung
- 270
- Ausgangsteil
- 275
- Nabe
- 280
- Wellen-Nabe Verbindung
- 285
- Getriebeeingangswelle
- 290
- Planetenrad
- 295
- Planetenradachse
- 300
- Planetenträger
- 305
- erste Aussparung
- 310
- erste Aussparungskontur
- 315
- erste Verzahnung
- 320
- zweite Verzahnung
- 325
- dritte Verzahnung
- 330
- Bogenabschnitt
- 335
- Masseschwerpunkt
- 340
- vierte Verzahnung
- 345
- Lagerung
- 400
- zweite Aussparung
- 405
- zweite Aussparungskontur
- 500
- Reibeinrichtung
- 505
- erste Reibfläche
- 510
- zweite Reibfläche
- M
- Drehmoment
-
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
-