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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsübersetzer gemäß Patentanspruch 1.
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Es werden zur Dämpfung von Drehschwingungen aus einem Hubkolbenmotor üblicherweise Federn, freischwingende Massen und übersetzte Trägheitsmassen eingesetzt, um die Drehschwingungen zu dämpfen. Zusätzlich können dabei Koppelgetriebe vorgesehen sein, um Tilger mit dem Hubkolbenmotor zu verbinden. Diese Koppelgetriebe sind üblicherweise als mechanische Planetengetriebe ausgebildet.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Drehschwingungsübersetzer bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mittels eines Drehschwingungsübersetzers gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbesserter Drehschwingungsübersetzer dadurch bereitgestellt werden kann, dass der Drehschwingungsübersetzer drehbar um eine Drehachse zur Übersetzung einer Drehschwingung von einer Eingangsseite zu einer Ausgangsseite ist. Der Drehschwingungsübersetzer umfasst ein erstes Begrenzungsmittel, ein zweites Begrenzungsmittel und ein drittes Begrenzungsmittel. Das erste Begrenzungsmittel begrenzt mit dem zweiten Begrenzungsmittel radial außenseitig zum zweiten Begrenzungsmittel wenigstens eine erste Kammer. Das zweite Begrenzungsmittel begrenzt mit dem dritten Begrenzungsmittel radial innenseitig zum zweiten Begrenzungsmittel wenigstens eine zweite Kammer. Die beiden Kammern weisen eine unterschiedliche radiale Erstreckung auf und sind mittels einer ersten Verbindung fluidisch miteinander verbunden. Die beiden Kammern sind zumindest teilweise mit einem Fluid befüllbar. Wenigstens eines der Begrenzungsmittel ist mit der Eingangsseite und wenigstens eines der anderen Begrenzungsmittel ist mit der Ausgangsseite verbunden. Bei einer Verdrehung um einen ersten Verdrehwinkel eines der Begrenzungsmittel gegenüber den anderen Begrenzungsmitteln wird das Fluid zwischen den Kammern transportiert, um den ersten Verdrehwinkel in einen zweiten, zum ersten Verdrehwinkel unterschiedlichen Verdrehwinkel zu übersetzen.
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Dadurch kann ein besonders leiser Drehschwingungsübersetzer bereitgestellt werden, der besonders verschleißarm ist und einen besonders geringen radialen Bauraum benötigt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Begrenzungsmittel eine in radialer Richtung verlaufende Ausnehmung auf, wobei das zweite Begrenzungsmittel einen Begrenzungsring und einen am Begrenzungsring angeordneten ersten Begrenzungssteg aufweist, wobei der erste Begrenzungssteg zur Begrenzung der ersten Kammer zumindest teilweise in die Ausnehmung ragt, wobei das dritte Begrenzungsmittel einen zweiten Begrenzungssteg umfasst, wobei sich der zweite Begrenzungssteg radial in Richtung des zweiten Begrenzungsmittels erstreckt. Mittels der Begrenzungsstege kann eine besonders einfache Ausführungsform des Drehschwingungsübersetzers, der besonders wenige Bauteile aufweist, bereitgestellt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das zweite Begrenzungsmittel einen dritten Begrenzungssteg auf, wobei der dritte Begrenzungssteg radial nach innen gerichtet ist, wobei der zweite Begrenzungssteg mit dem dritten Begrenzungssteg zumindest teilweise die zweite Kammer in Umfangsrichtung begrenzt. Dadurch wird ein Drehschwingungsübersetzer bereitgestellt, der die eingangsseitig eingehenden Drehschwingungen in eine Seite ihrer Drehrichtung umkehren kann.
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In einer weiteren Ausführungsform ist in Längsrichtung wenigstens ein Deckelement vorgesehen, wobei das Deckelement die erste und/oder zweite Kammer in Längsrichtung begrenzt. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass das in den Kammern vorhandene Fluid nicht in Längsrichtung aus den Kammern austreten kann.
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In einer weiteren Ausführungsform begrenzt der erste Begrenzungssteg in der Ausnehmung zumindest teilweise eine dritte Kammer, wobei eine zweite Verbindung vorgesehen ist, wobei mittels der zweiten Verbindung die dritte Kammer mit einem Ausgleichsraum fluidisch verbunden ist. Der Ausgleichsraum ist vorzugsweise zumindest teilweise zwischen dem ersten Begrenzungsmittel und dem zweiten Begrenzungsmittel und/oder zwischen dem zweiten Begrenzungsmittel und dem dritten Begrenzungsmittel angeordnet. Dadurch kann eine Volumenänderung der ersten Kammer und/oder der zweiten Kammer ausgeglichen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eine Koppeleinrichtung vorgesehen, wobei die Koppeleinrichtung ausgebildet ist, ein Begrenzungsmittel mit einem der anderen Begrenzungsmittel zu koppeln. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Begrenzungsmittel nach der Drehung aus der ersten Position in die zweite Position diese wieder in ihre erste Position zurückgebracht werden, um weitere Drehschwingungen übersetzen zu können.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Koppeleinrichtung wenigstens ein Federmittel, wobei das Federmittel bei einer Verdrehung eines der Begrenzungsmittel gegenüber dem anderen Begrenzungsmittel aus einer Ursprungsposition heraus gespannt wird, wobei das Federmittel ausgebildet ist, durch eine Entspannung des Federmittels das Begrenzungsmittel in seine Ursprungsposition zurückzubewegen. Dies erlaubt eine besonders kostengünstige Ausgestaltung des Drehschwingungsübersetzers.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Koppeleinrichtung ausgebildet, das erste Begrenzungsmittel mit dem dritten Begrenzungsmittel zumindest in Umfangsrichtung zu koppeln. In einer alternativen Ausführungsform ist die Koppeleinrichtung ausgebildet, das zweite Begrenzungsmittel mit dem dritten Begrenzungsmittel zumindest in Umfangsrichtung zu koppeln. In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die Koppeleinrichtung ausgebildet, das erste Begrenzungsmittel mit dem zweiten Begrenzungsmittel zumindest in Umfangsrichtung zu koppeln. In einer weiteren alternativen Ausführungsform sind zwei Koppeleinrichtungen vorgesehen, wobei eine erste Koppeleinrichtung ausgebildet ist, das erste Begrenzungsmittel mit dem dritten Begrenzungsmittel zumindest in Umfangsrichtung zu koppeln und wobei eine zweite Koppeleinrichtung ausgebildet ist, das zweite Begrenzungsmittel mit dem ersten Begrenzungsmittel zumindest in Umfangsrichtung zu koppeln oder wobei eine erste Koppeleinrichtung ausgebildet ist, das zweite Begrenzungsmittel mit dem dritten Begrenzungsmittel zumindest in Umfangsrichtung zu koppeln und wobei eine zweite Koppeleinrichtung ausgebildet ist, das erste Begrenzungsmittel mit dem dritten Begrenzungsmittel zumindest in Umfangsrichtung zu koppeln. Diese Ausgestaltungen haben sich besonders bewährt, um die Begrenzungsmittel wieder in ihre Ursprungsposition zurückzubringen.
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Die Aufgabe wird aber auch durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Patentanspruch 9 gelöst.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine verbesserte Drehmomentübertragungseinrichtung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung zumindest einen Drehschwingungsübersetzer umfasst, der wie oben erläutert ausgebildet ist. Ferner umfasst die Drehmomentübertragungseinrichtung zumindest eine der folgenden Baugruppen: Wandler, Doppelkupplung, nasse Anfahrkupplung, Lastschaltkupplung. Diese Baugruppen sind besonders günstig, um mit dem oben beschriebenen Drehschwingungsübersetzer gekoppelt zu werden, um ein verbessertes Dämpferverhalten im Antriebsstrang bereitzustellen.
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Auch kann mittels des oben beschriebenen Drehmomentübersetzers eine Eigenfrequenz der Drehmomentübertragungseinrichtung verändert werden, so dass die Drehmomentübertragungseinrichtung ein verbessertes Schwingungsverhalten aufweist.
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Dabei zeigen:
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1 einen Drehschwingungsübersetzer in einer ersten Position gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 eine Schnittansicht durch den in 1 gezeigten Drehschwingungsübersetzer in einer zweiten Position;
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3 eine Schnittansicht durch einen Drehschwingungsübersetzer gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer ersten Position;
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4 eine Schnittansicht durch den in 3 gezeigten Drehschwingungsübersetzer in einer zweiten Position;
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5 einen Längsschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer gemäß einer dritten Ausführungsform;
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6 einen Längsschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer gemäß einer vierten Ausführungsform;
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7 einen Längsschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer gemäß einer fünften Ausführungsform;
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8 einen Längsschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer gemäß einer sechsten Ausführungsform; und
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9 einen Längsschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer gemäß einer siebten Ausführungsform.
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1 zeigt einen Querschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer 10 in einer ersten Position. 2 zeigt den in 1 gezeigten Drehschwingungsübersetzer 10 in einer zweiten Position. Der Drehschwingungsübersetzer 10 ist um eine Drehachse 15 drehbar und Teil einer Drehmomentübertragungseinrichtung 16. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 16 umfasst beispielsweise wenigstens eine der folgenden Baugruppen: Wandler, Doppelkupplung, nasse Anfahrkupplung, nasse Lastschaltkupplung.
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Der Drehschwingungsübersetzer 10 weist ein erstes Begrenzungsmittel 20, ein zweites Begrenzungsmittel 25 und ein drittes Begrenzungsmittel 30 auf. Das erste Begrenzungsmittel 20 ist hohlzylindrisch ausgebildet. Das erste Begrenzungsmittel 20 umfasst eine Ausnehmung 35, die sich radial von einer inneren Umfangsfläche 36 nach außen erstreckt. Die radiale Erstreckung der Ausnehmung 35 ist dabei derart gewählt, dass die Ausnehmung 35 nutartig nach innen geöffnet ist, und eine äußere Umfangsfläche 37 des ersten Begrenzungsmittels 20 nicht durchbricht. Dadurch wird eine Dichtheit in radialer Richtung des ersten Begrenzungsmittels 20 gewährleistet. Dabei sind in der Ausführungsform zwei gegenüberliegende Ausnehmungen 35 vorgesehen. Selbstverständlich ist auch eine andere Anzahl und/oder Anordnung der Ausnehmung 35 denkbar. Die erste Ausnehmung 35 erstreckt sich dabei im Wesentlichen über einen Großteil der radialen Breite des ersten Begrenzungsmittels 20.
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Radial innenseitig zu dem ersten Begrenzungsmittel 20 ist das zweite Begrenzungsmittel 25 angeordnet. Das zweite Begrenzungsmittel 20 wird somit umfangsseitig durch das erste Begrenzungsmittel umgriffen. Das zweite Begrenzungsmittel 25 ist dabei ringartig ausgebildet und umfasst einen Begrenzungsring 40 und einen ersten Begrenzungssteg 45. Der erste Begrenzungssteg 45 erstreckt sich in radialer Richtung. Dabei überlappt eine radiale Erstreckung des ersten Begrenzungsstegs 45 mit dem Begrenzungsring 40, so dass der erste Begrenzungssteg einen radial außenseitig des Begrenzungsrings 40 angeordneten ersten Abschnitt 50 und einen radial innenseitig des Begrenzungsrings 40 angeordneten zweiten Abschnitt 106 umfasst. Der erste Abschnitt 50 ragt in die Ausnehmung 35. Dabei begrenzt der erste Abschnitt 50 in der Ausnehmung 35 in Umfangsrichtung eine erste Kammer 55. Die erste Kammer 55 wird in Umfangsrichtung ferner durch eine erste Seitenfläche 60 des ersten Begrenzungsmittels 20 begrenzt. Die erste Kammer 55 wird radial außenseitig durch das erste Begrenzungsmittel 20 und radial innenseitig durch den Begrenzungsring 40 begrenzt.
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Das erste Begrenzungsmittel 20 weist radial innenseitig angrenzend an die erste Ausnehmung 35 einen Vorsprung 65 auf, der sich radial von außen nach innen hin erstreckt. Der erste Vorsprung 65 weist dabei eine erste Aufnahme 70 auf, wobei in der ersten Aufnahme 70 ein erstes Dichtelement 75 vorgesehen ist. Ferner ist radial außenseitig zwischen dem ersten Begrenzungssteg 45 und dem ersten Begrenzungsmittel 20 ein zweites Dichtelement 80 vorgesehen. Das erste Dichtelement 75 und das zweite Dichtelement 80 sind ausgebildet, die erste Kammer 55 fluidisch abzudichten.
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Angrenzend an den ersten Begrenzungssteg 45 auf Höhe der ersten Kammer 55 weist der Begrenzungsring 40 eine Durchgangsöffnung 85 auf. Die erste Durchgangsöffnung 85 ist mit der ersten Kammer 55 verbunden.
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Radial innenseitig zu dem Begrenzungsring 40 ist das dritte Begrenzungsmittel 30 angeordnet. Damit wird das dritte Begrenzungsmittel 30 durch den Begrenzungsring 40 umfangsseitig umgriffen. Das dritte Begrenzungsmittel 30 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Selbstverständlich ist insbesondere auch eine hohlzylindrische Ausgestaltung denkbar.
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Das dritte Begrenzungsmittel 30 weist radial außenseitig an einer äußeren Umfangsfläche 90 einen zweiten Begrenzungssteg 95 auf, der sich radial von der äußeren Umfangsfläche 90 in Richtung des Begrenzungsrings 40 erstreckt. Der zweite Begrenzungssteg 95 umfasst eine zweite Aufnahme 100. In der zweiten Aufnahme 100 ist ein drittes Dichtelement 105 angeordnet. Das dritte Dichtelement 105 liegt radial innenseitig an dem Begrenzungsring 40 an. Ferner ist radial innenseitig des zweiten Abschnitts 106 des ersten Begrenzungsstegs 45 ein viertes Dichtelement 110 vorgesehen. Das vierte Dichtelement 110 liegt dabei radial außenseitig an der äußeren Umfangsfläche 90 des dritten Begrenzungsmittels 30 an.
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In der Ausführungsform sind der zweite Begrenzungssteg 95 und der erste Abschnitt 50 diagonal bezogen auf die erste Durchgangsöffnung 85 bzw. x-förmig bezogen auf den ersten Vorsprung 65 und den zweiten Abschnitt 106 angeordnet.
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Die äußere Umfangsfläche 90 und der Begrenzungsring 40 begrenzen radial eine zweite Kammer 115. In Umfangsrichtung wird die zweite Kammer 115 durch den ersten Begrenzungssteg 45 und dessen zweiten Abschnitt 106 sowie durch den zweiten Begrenzungssteg 95 begrenzt. Fluidisch wird mittels des dritten Dichtelements 105 bzw. dem vierten Dichtelement 110 die zweite Kammer 115 abgedichtet. Die zweite Kammer 115 ist über die erste Durchgangsöffnung 85 mit der ersten Kammer 55 verbunden.
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In Umfangsrichtung gegenüberliegend auf einer in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seite des ersten Begrenzungsstegs 45 ist in der Ausnehmung 35 eine dritte Kammer 120 vorgesehen, die fluidisch von der ersten bzw. zweiten Kammer 55, 115 getrennt ist. Die dritte Kammer 120 wird von dem ersten Abschnitt 50 des ersten Begrenzungsstegs 45 und einer zur ersten Seitenwand 60 in Umfangsrichtung gegenüberliegend angeordneten zweiten Seitenwand 121 begrenzt. Ferner erstreckt sich zwischen dem Begrenzungsring 40 radial nach außen hin und der inneren Umfangsfläche 36 des ersten Begrenzungsmittels 20 ein als Ausgleichsraum ausgebildeter erster Hohlraum 125 und zwischen dem Begrenzungsring 40 und der äußeren Umfangsfläche 90 des dritten Begrenzungsmittels 30 ein als weiterer Ausgleichsraum ausgebildeter zweiter Hohlraum 130. Der erste Hohlraum 125 und der zweite Hohlraum 130 sind über eine zweite Durchgangsöffnung 135 sowohl mit der dritten Kammer 120 als auch untereinander verbunden.
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Zumindest die erste Kammer 55, die zweite Kammer 115 und die erste Durchgangsöffnung 85 sind mit einem Fluid 116, vorzugsweise einer Hydraulikflüssigkeit, vollständig geflutet. In der dritten Kammer 120 sowie in den Hohlräumen 125, 130 kann ein abweichendes Fluid 116 gegenüber dem in der ersten Kammer 55 und der zweiten Kammer 115 angeordneten Fluid 116 vorgesehen sein. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Kammern 55, 115, 120 und die Hohlräume 125, 130 mit dem gleichen Fluid 116, vorzugsweise mit der gleichen Hydraulikflüssigkeit, geflutet sind.
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Zum erleichterten Verständnis wird im Folgenden nur auf die Übersetzung einer Drehschwingung und eine Drehmomentübertragung durch den Drehschwingungsübersetzer 10 außer Acht gelassen. Es wird darauf hingewiesen, dass der Drehschwingungsübersetzer 10 selbstverständlich geeignet ist, ein Antriebsdrehmoment der Drehmomentübertragungseinrichtung 16 zu übertragen. Dabei kann das Antriebsdrehmoment drehschwingungsfrei sein oder eine Drehschwingung aufweisen. Im Folgenden wird dabei unter einer ersten Position bei einem Betrieb des Drehschwingungsübersetzers 10, in dem das Antriebsdrehmoment übertragen wird, die Position verstanden, in die sich die Komponenten des Drehschwingungsübersetzers 10 verdrehen, um ein konstantes Antriebsdrehmoment über den Drehschwingungsübersetzer 10 zu übertragen. Wird kein Antriebsdrehmoment über den Drehschwingungsübersetzer 10 übertragen, stellt die erste Position die Ursprungsposition des Drehschwingungsübersetzers 10 dar. Ferner ist der Fluidstrom des Fluids 116 in 2 mittels Pfeilen symbolisch dargestellt.
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In 1 ist der Drehschwingungsübersetzer 10 in der ersten Position gezeigt. Die zweite Position, die in 2 gezeigt ist, entspricht dabei einer Position, wobei in 2 eine Drehschwingung in den Drehschwingungsübersetzer (mit und ohne Übertragung eines Antriebsdrehmoments) eingeleitet wurde. Die zweite Position ist unterschiedlich zur ersten Position.
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Da der Drehschwingungsübersetzer 10 in seiner Funktionsweise, die im Folgenden erläutert wird, einem Planetengetriebe ähnelt, können die Begrenzungsmittel 20, 25, 30, je nachdem, wie der Drehschwingungsübersetzer 10 mit weiteren Komponenten der Drehmomentübertragungseinrichtung 16 gekoppelt wird, eingangsseitig oder ausgangsseitig verbunden sein. Im Folgenden soll beispielhaft angenommen werden, dass eine Eingangsseite 140 des Drehschwingungsübersetzers 10 mit dem zweiten Begrenzungsmittel 25 verbunden ist. Eine Ausgangsseite 145 ist dabei mit dem dritten Begrenzungsmittel 30 gekoppelt. Andersartige Kopplungen der Begrenzungsmittel 20, 25, 30 mit der Eingangsseite 140 und/oder der Ausgangsseite 145 werden in den 5 bis 9 beispielhaft erläutert.
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Das erste Begrenzungsmittel 20 kann beispielsweise über nicht dargestellte Halterungen mit einer Fahrzeugkarosserie oder anderen Komponenten/ Baugruppen der Drehmomentübertragungseinrichtung 16 verbunden sein. Dies bedeutet, dass in der Ausführungsform das erste Begrenzungsmittel 20 festgehalten wird und keine Rotationsbewegung um die Drehachse 15 durchführt. Es wird betont, dass selbstverständlich die Begrenzungsmittel 20, 25, 30 eingangsseitig und ausgangsseitig andersartig verschaltet bzw. gekoppelt werden können. Auch ist denkbar, dass der Drehschwingungsübersetzer 10 zwei Eingangsseiten 140 und eine Ausgangsseite 145 oder zwei Ausgangsseiten 145 und eine Eingangsseite 140 aufweist.
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Im Betrieb wird über das zweite Begrenzungsmittel 25 eine Drehschwingung in den Begrenzungsring 40 eingeleitet. Der Begrenzungsring 40 verdreht sich bei einer Drehschwingung gegenüber dem ersten Begrenzungsmittel 20 aus der ersten Position (vgl. 1) in eine korrespondierend zum Drehmoment der Drehschwingung in die zweite Position (vgl. 2). Dies führt dazu, dass der erste Begrenzungssteg 45 auf die erste Seitenfläche 60 des ersten Begrenzungsmittels 20 zu bewegt wird, so dass ein Volumen der ersten Kammer 55 reduziert wird. Das in der ersten Position in der ersten Kammer 55 befindliche Fluid wird über die erste Durchgangsöffnung 85 aus der ersten Kammer 55 in die zweite Kammer 115 gepresst. Da in der Ausführungsform als Fluid eine Hydraulikflüssigkeit verwendet wird, die im Wesentlichen inkompressibel ist, bewirkt eine Volumenreduktion der ersten Kammer 55, und durch die Verdrehbarkeit des dritten Begrenzungsmittels 30 gegenüber dem ersten und dem zweiten Begrenzungsmittel 20, 25, dass sich das dritte Begrenzungsmittel 30 gegenüber dem zweiten Begrenzungsmittel 25 verdreht. In der Ausführungsform weist die erste Kammer 55 eine größere radiale Erstreckung auf als die zweite Kammer 115. Dies bewirkt, dass bei einem Verdrehen des zweiten Begrenzungsmittels 25 gegenüber dem ersten Begrenzungsmittel 20 oder dem dritten Begrenzungsmittel 30 ein erster Verdrehwinkel durch die geringere radiale Erstreckung der zweiten Kammer 115 im Vergleich zur ersten Kammer 55 in einen zweiten Verdrehwinkel übersetzt wird, wobei der zweite Verdrehwinkel größer ist als der erste Verdrehwinkel. Dabei wird eine Drehrichtung der Drehschwingung aufrecht erhalten. Dabei wird ein Übersetzungsverhältnis des Drehschwingungsübersetzers 10 anhand der radialen Erstreckung der ersten Kammer 55 und der zweiten Kammer 115 zueinander festgelegt.
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Die Übersetzung des Verdrehwinkels bzw. der Drehschwingung hat den Vorteil, dass ausgangsseitig an den Drehschwingungsübersetzer 10 weitere Komponenten, beispielsweise ein Fliehkraftpendel, andersartig und ggf. für die Drehmomentübertragungseinrichtung positiv adaptiert werden können. So ist beispielsweise denkbar, dass bei einer Erhöhung der Amplitude der Drehschwingung die Pendelmassen eines Fliehkraftpendels in ihrer Masse reduziert werden können. Dadurch kann eine besonders leichte Drehmomentübertragungseinrichtung durch den Drehschwingungsübersetzer 10 ausgebildet werden. Ferner hat der Drehschwingungsübersetzer 10 den Vorteil, dass gegenüber einem Planetengetriebe keine weiteren Komponenten, insbesondere Zahnräder, die ein Verzahnungsspiel aufweisen, vorzusehen sind. Dadurch können potenzielle Geräusche und Verschleißquellen zusätzlich ausgeschlossen werden. Ferner kann durch die Hydraulikflüssigkeit sichergestellt werden, dass der Drehschwingungsübersetzer 10 selbstschmierend ist und somit wartungsfrei ist.
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Um einen Ausgleich des in der dritten Kammer 120 befindlichen Volumens zu ermöglichen, findet ein Volumenaustausch zwischen den Hohlräumen 125, 130 und der dritten Kammer 120 über die zweite Durchgangsöffnung 135 statt. Der Volumenausgleich entspricht dabei dem aus der ersten Kammer 55 verdrängten Volumen.
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Oben wurde erläutert, dass das Fluid 116 aus der ersten Kammer 55 gedrückt wird. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der Drehschwingungsübersetzer 10 im Schubbetrieb betrieben wird, wobei hierbei dann das Fluid 116 aus der ersten Kammer 55 gesaugt wird.
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3 zeigt einen Querschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer ersten Position und 4 zeigt einen Querschnitt durch den in 3 gezeigten Drehschwingungsübersetzer 200 in einer zweiten Position.
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Der Drehschwingungsübersetzer 200 ist im Wesentlichen identisch zu dem in den 1 und 2 gezeigten Drehschwingungsübersetzer 10 ausgebildet. Abweichend dazu weist das zweite Begrenzungsmittel 25 zwei Begrenzungsstege 45, 205 auf. Der erste Begrenzungssteg 45 ist in seiner Ausgestaltung auf den in 1 und 2 gezeigten ersten Abschnitt 50 reduziert und erstreckt sich vom Begrenzungsring 40 ausschließlich radial von innen nach außen durch die erste Ausnehmung 35 zur Begrenzung der ersten und dritten Kammer 55, 120. Radial innenseitig ist auf einer in Umfangsrichtung gegenüberliegender Seite des ersten Begrenzungsstegs bezogen auf die erste Durchgangsöffnung 85 ein dritter Begrenzungssteg 205 vorgesehen. Der dritte Begrenzungssteg 205 übernimmt dabei die Aufgabe des in den 1 und 2 gezeigten zweiten Abschnitts 106. Der zweite Begrenzungssteg 95 ist somit bezogen auf die erste Durchgangsöffnung 85 in Umfangsrichtung auf der gleichen Seite wie der erste Begrenzungssteg 45 angeordnet. Der zweite Begrenzungssteg 95 und der dritte Begrenzungssteg 205 begrenzen zusammen in Umfangsrichtung die zweite Kammer 115.
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Wird eine Drehschwingung im Uhrzeigersinn beispielhaft in das zweite Begrenzungsmittel 25 eingeleitet, so wird das Volumen der ersten Kammer 55 reduziert und das in der ersten Kammer 55 befindliche Fluid 116 über die erste Durchgangsöffnung 85 in die zweite Kammer 115 gepresst. Aufgrund der getauschten Anordnung des zweiten Begrenzungsstegs 95 zur ersten Durchgangsöffnung 85 und dem dritten Begrenzungssteg 205 im Vergleich zu der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform wird der zweite Begrenzungssteg 95 umfangsseitig in entgegensetzter Drehrichtung bezogen auf die Drehrichtung der in das zweite Begrenzungsmittel 25 eingeleiteten Drehschwingung gedrückt. Dadurch wird zum einen eine Übersetzung des ersten Verdrehwinkels des zweiten Begrenzungsmittels 25 in den zweiten Verdrehwinkel erreicht, zum anderen wird die Drehrichtung der Drehschwingung umgekehrt. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise der Drehschwingungsübersetzer ausgangsseitig mit einem Torsionsschwingungsdämpfer gekoppelt sein kann, wobei beispielsweise der Torsionsschwingungsdämpfer eine vorgegebene Drehrichtung aufweist. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass der Torsionsschwingungsdämpfer in seiner Konstruktion umgestaltet werden muss, um den Torsionsschwingungsdämpfer auf eine andersartige Drehrichtung umzukonstruieren. Dadurch kann eine besonders kostengünstige Ausgestaltung einer Drehmomentübertragungseinrichtung 16 bereitgestellt werden.
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5 zeigt einen Längsschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer 300 gemäß einer dritten Ausführungsform. Der Drehschwingungsübersetzer 300 ist hinsichtlich der Begrenzungsmittel 20, 25, 30 identisch zu dem in den 1 und 2 gezeigten Drehschwingungsübersetzer 10 ausgebildet. Alternativ kann der Drehschwingungsübersetzer hinsichtlich der Begrenzungsmittel 20, 25, 30, wie in den 3 und 4 gezeigt, ausgebildet werden.
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Abweichend dazu ist die Eingangsseite 140 des Drehschwingungsübersetzers 300 hierbei mit dem ersten Begrenzungsmittel 20 verbunden. Die Ausgangsseite 145 ist mit dem dritten Begrenzungsmittel 30 verbunden. Zur Begrenzung der Kammern 55, 115, 120 sowie der Hohlräume 125, 130 in axialer Richtung ist ein erstes Deckelement 305 linksseitig der Begrenzungsmittel 20, 25, 30 und rechtsseitig ein zweites Deckelement 310 vorgesehen, um einen Austritt des in dem Drehschwingungsübersetzer 300 angeordneten Fluids 116, insbesondere der Hydraulikflüssigkeit, zu verhindern. Das zweite Deckelement 310 ist dabei stegförmig ausgebildet und sorgt zusätzlich mittels einer Lagerstelle 315 für eine radiale Ausrichtung des zweiten Begrenzungsmittels 25. Die Lagerung 315 erfolgt dabei auf einer Welle 320 der Ausgangsseite 145.
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Um den Drehschwingungsübersetzer 300 von der zweiten Position wieder zurück in die erste Position zurückzuführen, ist eine Koppeleinrichtung 325 vorgesehen. Die Koppeleinrichtung 325 umfasst wenigstens ein als Federmittel ausgebildetes Federelement 330, das in der Ausführungsform beispielhaft als Bogenfeder, die in Umfangsrichtung verlaufend ausgerichtet ist, dargestellt ist. Selbstverständlich sind auch anders ausgebildete Federelemente 330 denkbar. Die Koppeleinrichtung 325 verbindet dabei das erste Begrenzungsmittel 20 mit der Ausgangsseite 145 bzw. mit dem dritten Begrenzungsmittel 30. Die Koppeleinrichtung 325 kann beispielhaft ähnlich einem Torsionsdämpfer ausgebildet sein, um den Drehschwingungsübersetzer 300 aus der zweiten Position wieder in die erste Position nach einer Drehschwingung zurückzuführen.
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Wird der Drehschwingungsübersetzer 300 aus der ersten Position in die zweite Position verdreht, so wird das Federelement 330 verspannt. Um ein Anschlagen des Begrenzungsstegs 45 an der ersten Seitenflächen 60 zu vermeiden, ist zum einen die erste Ausnehmung 35 in Umfangsrichtung derart gewählt, dass der erste Verdrehwinkel kleiner ist als ein Winkel, den die erste Ausnehmung 35 einschließt. Ferner ist eine Federsteifigkeit bzw. eine Federkapazität des Federelements 330 derart gewählt, dass das Drehschwingungsdrehmoment einen maximalen Verdrehwinkel, der durch die erste Ausnehmung 35 begrenzt wird, nicht überschreiten kann.
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Schwillt die Drehschwingung nach Erreichen des maximalen Drehschwingungsdrehmoments ab, so drückt das verspannte Federelement 330 das erste Begrenzungsmittel 20 von der zweiten Position zurück in die erste Position. Dabei erfolgt ein Volumenausgleich zwischen den Kammern 55, 115, wobei die erste Kammer 55 das Fluid 116 aus der zweiten Kammer 115 ansaugt und so auch das dritte Begrenzungsmittel 30 zurück in die erste Position gesaugt wird. Dadurch wird gewährleistet, dass eine weitere, auf eine erste Drehschwingung folgende zweite Drehschwingung durch den Drehschwingungsübersetzer 300 von der Eingangsseite 140 übersetzt zu der Ausgangsseite 145 geleitet werden kann.
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6 zeigt einen Längsschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer 400 gemäß einer vierten Ausführungsform. Der Drehschwingungsübersetzer 400 ist im Wesentlichen identisch zu dem in 5 gezeigten Drehschwingungsübersetzer 300 ausgebildet. Abweichend dazu stellt die Koppeleinrichtung 325 eine Kopplung des zweiten Begrenzungsmittels 25 mit dem dritten Begrenzungsmittel 30 bereit. Auch auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Drehschwingungsübersetzer 400 von der zweiten Position zurück in die Ursprungsposition durch ein Entspannen des Federelements 330 bewegt werden kann.
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Ferner ist zur einfachen Montage des Drehschwingungsübersetzers 400 das zweite Deckelement 310 mit der Welle 320 der Ausgangsseite 145 gekoppelt.
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7 zeigt einen Längsschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer 500 gemäß einer fünften Ausführungsform. Der Drehschwingungsübersetzer 500 ist im Wesentlichen identisch zu dem in den 5 und 6 gezeigten Drehschwingungsübersetzer 300, 400 ausgebildet. Abweichend dazu ist die Koppeleinrichtung 325 mit dem ersten Begrenzungsmittel 20 und dem zweite Begrenzungsmittel 25 gekoppelt. Auch auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Drehschwingungsübersetzer 500 aus der zweiten Position wieder zurück in die erste Position gebracht werden kann.
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Die Kopplung ist hierbei besonders einfach, da hierbei das erste Begrenzungsmittel 20 mit dem Deckelement 310 des zweiten Begrenzungsmittels 25 gekoppelt wird. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Koppeleinrichtung 325 zwischen dem ersten Deckelement 305 und dem zweiten Begrenzungsmittel 25, insbesondere dem Begrenzungsring 40 angeordnet ist.
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8 zeigt einen Längsschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer 600 gemäß einer sechsten Ausführungsform. Der Drehschwingungsübersetzer 600 ist im Wesentlichen identisch zu dem in den 5 bis 7 gezeigten Drehschwingungsübersetzer 300, 400, 500 ausgebildet. Dabei ist der Drehschwingungsübersetzer 600 eine Kombination aus dem in 5 gezeigten Drehschwingungsübersetzer 300 und dem in 7 gezeigten Drehschwingungsübersetzer 500. Der Drehschwingungsübersetzer 600 weist zwei Koppeleinrichtungen 605, 610 auf. Eine erste Koppeleinrichtung 605 koppelt das erste Begrenzungsmittel 20 mit dem zweiten Begrenzungsmittel 25. Eine zweite Koppeleinrichtung 610 koppelt das erste Begrenzungsmittel 20 mit dem dritten Begrenzungsmittel 30 bzw. mit der Welle 320. Die beiden Koppeleinrichtungen 605, 610 weisen jeweils als Federmittel ausgebildete Federelemente 615, 620 auf, die, wie bereits in den 5 bis 7 erläutert, beispielhaft bogenförmig in Umfangsrichtung verlaufend ausgebildet sind und dafür sorgen, dass der Drehschwingungsübersetzer 600 von der zweiten Position wieder zurück in die erste Position gebracht wird. Anstatt der bogenförmigen Ausgestaltung ist auch eine geradlinige Ausgestaltung in Umfangsrichtung denkbar. Durch das Vorsehen von zwei Koppeleinrichtungen 605, 610 kann auf eine Verbindung eines der Begrenzungsmittel 20, 25, 30 mit einer Fahrzeugkarosserie und/oder einem Gehäuse einer Drehmomentübertragungseinrichtung 600 verzichtet werden, da bei einer unterschiedlichen Wahl von Federsteifigkeiten in Abhängigkeit zu einem Übersetzungsverhältnis des Drehschwingungsübersetzers 600 diese in Kombination eine Festlegung der Begrenzungsmittel 20, 25, 30 gegenüber einander ermöglichen. Dadurch kann ein besonders einfacher Drehschwingungsübersetzer 600 bereitgestellt werden.
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9 zeigt einen Längsschnitt durch einen Drehschwingungsübersetzer 700 gemäß einer siebten Ausführungsform. Der Drehschwingungsübersetzer 700 ist im Wesentlichen identisch zu dem in der 8 gezeigten Drehschwingungsübersetzer 600 ausgebildet. Abweichend dazu ist das zweite Begrenzungsmittel 25 mittels der ersten Koppeleinrichtung 605 mit der Welle 320 der Ausgangsseite 145 verbunden. Gleichzeitig stellt die zweite Koppeleinrichtung 610 eine Kopplung des ersten Begrenzungsmittels 20 mit der Welle 320 der Ausgangsseite 15 bereit. Auch auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Begrenzungsmittel 20, 25, 30 in Verbindung mit dem durch die Begrenzungsmittel 20, 25, 30 festgelegten Übersetzungsverhältnis des Drehschwingungsübersetzers 700 in Verbindung mit den Federsteifigkeiten der Federelemente 615, 620 der Koppeleinrichtungen 605, 610 eine Festlegung des Drehschwingungsübersetzers 700 in seinen Freiheitsgraden gewährleisten.
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Die in den 1 bis 9 gezeigten Ausführungsformen können selbstverständlich miteinander kombiniert werden. Die in den 1 bis 9 gezeigten Drehschwingungsübersetzer 10, 200, 300, 400, 500, 600, 700 haben den Vorteil, dass in der Auslegung vier Freiheitsgrade und somit ein Freiheitsgrad mehr als beim herkömmlichen Planentengetriebe (drei Freiheitsgrade) bereitgestellt werden. Auch wird ein mechanischer Verschleiß gegenüber einem herkömmlichen Planetengetriebe vermieden. Zusätzlich können durch die hydraulische Ausgestaltungen hohe Drehmomente bei einem besonders geringen radialen Bauraum übertragen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehschwingungsübersetzer
- 15
- Drehachse
- 16
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 20
- Erstes Begrenzungsmittel
- 25
- Zweites Begrenzungsmittel
- 30
- Drittes Begrenzungsmittel
- 35
- Erste Ausnehmung
- 36
- Innere Umfangsfläche des ersten Begrenzungsmittels
- 37
- Äußere Umfangsfläche des ersten Begrenzungsmittels
- 40
- Begrenzungsring
- 45
- Erster Begrenzungssteg
- 50
- Erster Abschnitt
- 55
- Erste Kammer
- 60
- Erste Seitenfläche
- 65
- Erster Vorsprung
- 70
- Erste Aufnahme
- 75
- Erstes Dichtelement
- 80
- Zweites Dichtelement
- 85
- Erste Durchgangsöffnung
- 90
- Äußere Umfangsfläche des dritten Begrenzungsmittels
- 95
- Zweiter Begrenzungssteg
- 100
- Zweite Aufnahme
- 105
- Drittes Dichtelement
- 106
- Zweiter Abschnitt
- 110
- Viertes Dichtelement
- 115
- Zweite Kammer
- 116
- Fluid
- 120
- Dritte Kammer
- 121
- Zweite Seitenfläche
- 125
- Erster Hohlraum
- 130
- Zweiter Hohlraum
- 135
- Zweite Durchgangsseite
- 140
- Eingangsseite
- 145
- Ausgangsseite
- 200
- Drehschwingungsübersetzer
- 205
- Dritter Begrenzungssteg
- 300
- Drehschwingungsübersetzer
- 305
- Erstes Deckelement
- 310
- Zweites Deckelement
- 315
- Lagerung
- 320
- Welle
- 325
- Koppeleinrichtung
- 330
- Federelement
- 400
- Drehschwingungsübersetzer
- 500
- Drehschwingungsübersetzer
- 600
- Drehschwingungsübersetzter
- 605
- Erste Koppeleinrichtung
- 610
- Zweite Koppeleinrichtung
- 615
- Erstes Federelement
- 620
- Zweites Federelement
- 700
- Drehmomentübertragungseinrichtung
