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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung, umfassend eine Schwingungsdämpfungseinrichtung, einen zumindest abschnittsweise innerhalb eines Gehäuses der Drehmomentübertragungseinrichtung angeordneten Drehmomentwandler mit einem Pumpenrad, einem Turbinenrad und einem Leitrad, eine Getriebeeingangswelle und eine Leistungsverzweigungseinrichtung, die zwischen dem Drehmomentwandler und der Getriebeeingangswelle angeordnet ist.
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Derartige Drehmomentübertragungseinrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt, bei denen beispielsweise ein Torsionsdämpfer in Kombination mit einer Leistungsverzweigung verwendet wird. Beispielsweise ist aus der Druckschrift
US 8 939 860 B2 eine Drehmomentübertragungseinrichtung bekannt, die eine solche Kombination aus Torsionsdämpfer und Leistungsverzweigung aufweist. Dabei ist eine Schwingungsdämpfungseinrichtung innerhalb des Gehäuses des Drehmomentwandlers angeordnet, wobei eine beispielsweise über die Lock-up-Kupplung eingetragene Leistung mittels eines Planetengetriebes verzweigt wird. Durch die Anordnung der Schwingungsdämpfungseinrichtung innerhalb des Drehmomentwandlers bzw. des Gehäuses des Drehmomentwandlers unterliegt die Schwingungsdämpfungseinrichtung den Randbedingungen, die innerhalb des Gehäuses des Drehmomentwandlers vorliegen. Die Schwingungsdämpfungseinrichtung erfährt daher eine absolute Drehzahl und unterliegt den Einflüssen der Fliehkraft. Ferner wird die Schwingungsdämpfungseinrichtung innerhalb desselben Mediums betrieben, das innerhalb des Gehäuses des Drehmomentwandlers vorliegt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde eine Drehmomentübertragungseinrichtung anzugeben, die einen Betrieb der Schwingungsdämpfungseinrichtung unabhängig von den Randbedingungen des Drehmomentwandlers ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung außerhalb des Gehäuses der Drehmomentübertragungseinrichtung und die Leistungsverzweigungseinrichtung innerhalb des Gehäuses der Drehmomentübertragungseinrichtung angeordnet ist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass das Anordnen der Schwingungsdämpfungseinrichtung innerhalb des Gehäuses der Drehmomentübertragungseinrichtung bzw. des Gehäuses des Drehmomentwandlers zur Folge hat, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung die absolute Drehzahl erfährt und somit die negativen Einflüsse, wie beispielsweise Reibungshystere, Einflüsse auf die Dauerhaltbarkeit und die Kennliniengestaltung, bei der Auslegung der Schwingungsdämpfungseinrichtung in Kauf genommen werden müssen. Demgegenüber schlägt die Erfindung vor, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung außerhalb des Gehäuses der Drehmomentübertragungseinrichtung bzw. des Drehmomentwandlers angeordnet ist. Dadurch kann die Schwingungsdämpfungseinrichtung, die beispielsweise als Torsionsdämpfer ausgebildet ist, unabhängig von den Randbedingungen der übrigen Drehmomentübertragungseinrichtung bzw. des Drehmomentwandlers betrieben werden.
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Besonders bevorzugt ist es dabei möglich, die Schwingungsdämpfungseinrichtung gezielt, beispielsweise gekapselt, mit einem anderen Schmierstoff zu betreiben, als das Fluid innerhalb des Drehmomentwandlers.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung ist vorgesehen, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung getriebeseitig angeordnet ist. Die Schwingungsdämpfungseinrichtung ist sonach bei der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung getriebeseitig angeordnet und nicht, wie im Stand der Technik üblich, im Gehäuse des Drehmomentwandlers. Durch die getriebeseitige Anordnung ist es möglich, die Schwingungsdämpfungseinrichtung unabhängig vom Gehäuse des Drehmomentwandlers bzw. der Drehmomentübertragungseinrichtung abzustützen, so dass diese losgelöst von den beschriebenen Randbedingungen betrieben werden kann.
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Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung direkt oder mittels eines Aktors an einem Getriebegehäuse abgestützt ist. Erfindungsgemäß ist die Schwingungsdämpfungseinrichtung gegenüber dem Getriebegehäuse abgestützt, so dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung sich nicht mit dem Drehmomentwandler dreht, sondern eine Seite der Schwingungsdämpfungseinrichtung letztlich zusammen mit dem Getriebegehäuse feststeht. Ferner kann dabei vorgesehen sein, dass alternativ zu der direkten Abstützung der Schwingungsdämpfungseinrichtung an dem Getriebegehäuse eine „aktive“ Abstützung der Schwingungsdämpfungseinrichtung an dem Getriebegehäuse ausgebildet ist. Dazu kann bevorzugt ein Aktor verwendet werden, so dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung indirekt am Getriebegehäuse abgestützt und über den Aktor beeinflusst werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorbeschriebenen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung kann vorgesehen sein, dass eine Federrate oder eine Kennlinie der Schwingungsdämpfungseinrichtung mittels des Aktors veränderbar ist. Demnach ist der Aktor derart gezielt ansteuerbar bzw. die Schwingungsdämpfungseinrichtung ist über den Aktor derart schaltbar, dass die Federrate oder die Kennlinie der Schwingungsdämpfungseinrichtung veränderbar ist. Somit kann in Abhängigkeit des vorliegenden Betriebspunktes der Drehmomentübertragungseinrichtung die Federrate bzw. die Kennlinie der Schwingungsdämpfungseinrichtung eingestellt werden. Vorteilhafterweise ist es damit möglich, in jedem Betriebszustand der Drehmomentübertragungseinrichtung die Schwingungsdämpfungseinrichtung derart zu verändern, dass eine möglichst effiziente Dämpfung auftretender Schwingungen erfolgen kann.
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Die vorbeschriebene Weiterbildung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung kann ferner vorsehen, dass die Federrate oder die Kennlinie der Schwingungsdämpfungseinrichtung derart mittels des Aktor einstellbar ist, dass Schwingungen des einen Leistungszweigs der Leistungsverzweigungseinrichtung mit Schwingungen des anderen Leistungszweigs destruktiv interferieren.
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Die Leistungsverzweigungseinrichtung teilt dabei eine eingehende Leistung bzw. ein eingehendes Drehmoment auf zwei Leistungszweige auf, wobei einer der beiden Leistungszweige mittels der Schwingungsdämpfungseinrichtung gedämpft wird. Die auf die beiden Leistungszweige aufgeteilten Schwingungen werden anschließend in dem Punkt, in dem die Leistungszweige wieder zusammengeführt werden, überlagert. In Abhängigkeit des Betriebszustands kann, wie zuvor beschrieben, mittels des Aktors die Kennlinie bzw. die Federrate der Schwingungsdämpfungseinrichtung verändert werden, sodass die Schwingungen des gedämpften Leistungszweigs destruktiv mit den Schwingungen im ungedämpften Leistungszweig interferieren können. Die dadurch entstehende Antiresonanz bewirkt ein besonders effektives Bedämpfen bzw. Tilgen der auftretenden Schwingungen, so dass möglichst wenige der ursprünglich auftretenden Schwingungen in die Getriebeeingangswelle eingeleitet werden.
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Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die Leistungsverzweigungseinrichtung als Planetengetriebe ausgebildet ist oder ein solches aufweist. Demzufolge ist es möglich einen Leistungszweig der Leistungsverzweigungseinrichtung durch ein Hohlrad des Planetengetriebes und den anderen Leistungszweig durch ein Sonnenrad des Planetengetriebes zu führen, so dass diese mittels des Planetengetriebes, insbesondere durch die beiden Einträge auf die Planeten, wieder zusammengeführt werden können. Einer der beiden Leistungszweige ist, wie zuvor beschrieben, mit der Schwingungsdämpfungseinrichtung gekoppelt, so dass der eine Leistungszweig gedämpft und der andere Leistungszweig ungedämpft sein kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung kann ferner vorgesehen sein, dass ein Leitradstutzen des Drehmomentwandlers mit einem Sonnenrad des Planetengetriebes oder dass der Leitradstutzen des Drehmomentwandlers mit dem Sonnenrad des Planetengetriebes und der Schwingungsdämpfungseinrichtung verbunden ist. Einer der beiden Leistungszweige verläuft dabei durch das Leitrad in das Sonnenrad und der andere Leistungszweig durch das Turbinenrad und/oder die Lock-up-Kupplung über das Hohlrad in das Planetengetriebe. Die an dem Leitrad abgestützte Kraft bzw. das in dieses eingeleitete Drehmoment wird sonach auf das Sonnenrad übertragen und in das Planetengetriebe eingeleitet. Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das Sonnenrad des Planetengetriebes, das mit dem Leitradstutzen verbunden ist, gleichzeitig mit der Schwingungsdämpfungseinrichtung verbunden ist, so dass der über das Leitrad geführte Leistungszweig der gedämpfte Leistungszweig ist. In das Leitrad eingeleitete Schwingungen können somit an die Schwingungsdämpfungseinrichtung übertragen und von dieser gedämpft werden.
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Dazu ist das Sonnenrad und der Leitradstutzen bzw. das Leitrad auf einer gemeinsamen Statorwelle angeordnet. Das Leitrad ist gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung nicht fest mit dem Gehäuse des Drehmomentwandlers verbunden, sondern relativ dazu verdrehbar. Dadurch ist eine Relativbewegung zwischen dem Leitrad und dem Gehäuse des Drehmomentwandlers möglich, so dass Schwingungen in der Drehmomentübertragungseinrichtung, die auf das Leitrad übertragen werden, über die gemeinsame Statorwelle geführt und mittels der Schwingungsdämpfungseinrichtung gedämpft werden können. Die Statorwelle dreht sich dabei nicht absolut mit der Drehzahl des Drehmomentwandlers, sondern erfährt lediglich eine „Schwingleistung“, die sie an die Schwingungsdämpfungseinrichtung bzw. von dieser gedämpft an das Sonnenrad überträgt.
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Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass das Sonnenrad und/oder die Schwingungsdämpfungseinrichtung direkt mit dem Leitradstutzen oder mit einem Leitradfreilaufinnenring verbunden ist. Das Leitrad weist dabei einen Freilaufinnenring auf, mittels dem die freie Drehbarkeit gewährleistet ist, sofern die Lock-up-Kupplung geschlossen ist. D.h., dass ab einer gewissen Drehzahl, sobald die Lock-up-Kupplung geschlossen wird, gewährleistet wird, dass das Leitrad sich frei mit dem Turbinenrad drehen kann.
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Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die Getriebeeingangswelle mit einem Planetenträger des Planetengetriebes verbunden ist. Die beiden Leistungszweige, die, wie zuvor beschrieben, zum einen über den Leitradstutzen in das Sonnenrad und zum anderen über das Turbinenrad in das Hohlrad eingeleitet werden, werden durch das Planetengetriebe zusammengeführt, so dass die beiden überlagerten Drehmomente der beiden Leistungszweige durch den Planetenträger an die Getriebeeingangswelle übertragen werden. Dabei findet, wie ebenfalls zuvor beschrieben, eine Überlagerung der Schwingungen der Leistungszweige statt, so dass im besonders bevorzugten Fall der Antiresonanz eine destruktive Interferenz zwischen den Schwingungen der beiden Leistungszweige vorliegt und somit eine nahezu vollständige Auslöschung der Schwingungen bewirkt werden kann. Dadurch wird erreicht, dass die über den Planetenträger in die Getriebeeingangswelle weitergegebenen Schwingungen nahezu vollständig eliminiert werden können.
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Ferner kann bei der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung vorgesehen sein, dass das Hohlrad des Planetengetriebes mit einem Ausgang einer Lock-up-Kupplung und dem Turbinenrad verbunden ist, wobei der Eingang der Lock-up-Kupplung mit dem Antrieb verbunden ist. Die Leistungsverzweigung erfolgt sonach in Abhängigkeit des Öffnungs- bzw. Schließzustands der Lock-up-Kupplung über die Lock-up-Kupplung in das Hohlrad oder über das Turbinenrad in das Hohlrad, wobei in das Sonnenrad, wie zuvor beschrieben, der zweite Leistungszweig über das Leitrad bzw. über den Leitradstutzen geführt ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und zeigt eine erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung.
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Die einzige Figur zeigt eine Drehmomentübertragungseinrichtung 1, umfassend eine Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 sowie einen Drehmomentwandler 3 mit einem Pumpenrad 4, einem Turbinenrad 5 und einem Leitrad 6. Der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ist ferner eine Getriebeeingangswelle 7 und eine Leistungsverzweigungseinrichtung 8 zugeordnet.
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Die Leistungsverzweigungseinrichtung 8 umfasst ein Hohlrad 9, das mit einer Lock-up-Kupplung 10 und dem Turbinenrad 5 gekoppelt bzw. verbunden ist. Die Leistungsverzweigungseinrichtung 8 weist ferner mehrere von einem Planetenträger 11 getragene Planeten 12 auf, die zum einen mit dem Hohlrad 9 und zum anderen mit einem Sonnenrad 13 kämmen. Der Planetenträger 11 ist mit der Getriebeeingangswelle 7 verbunden. Das Sonnenrad 13 ist an einem Ende einer Statorwelle 14 angeordnet, wobei die Statorwelle 14 an deren dem Sonnenrad 13 gegenüberliegenden Ende mit der Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 gekoppelt ist. Die Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 ist beispielsweise als Torsionsdämpfer ausgebildet. Ersichtlich ist die Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 mit einer Seite 15 mit der Statorwelle 14 und mit einer Seite 16 mit einem Getriebegehäuse 17 verbunden. Die Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 ist sonach außerhalb eines Gehäuses 18 des Drehmomentwandlers 3 angeordnet.
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Ein über einen Antrieb 19 in die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 eingeleitetes Drehmoment wird über das Pumpenrad 4 auf das Turbinenrad 5 übertragen. Durch die Leistungsverzweigung wird das Drehmoment im ersten Leistungszweig über das mit dem Hohlrad 9 gekoppelte Turbinenrad 5 auf das Hohlrad 9 übertragen und im anderen Leistungszweig wird das Drehmoment über das Leitrad 6 über einen Leitradstutzen 20 auf die Statorwelle 14 übertragen. Die beiden Leistungszweige werden sonach in der Leistungsverzweigungseinrichtung 8, die ersichtlich als Planetengetriebe ausgebildet ist, zusammengeführt, da die Planeten 12 sowohl mit dem Hohlrad 9, als auch mit dem Sonnenrad 13 kämmen. Falls die Lock-up-Kupplung 10 geschlossen ist, wird das von dem Antrieb 19 induzierte Drehmoment über die Lock-up-Kupplung 10 in das Hohlrad 9 eingeleitet.
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Es ergeben sich folglich zwei Leistungszweige, wobei der eine Leistungszweig, der über das Leitrad 6 bzw. den Leitradstutzen 20 führt, mittels der Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 gedämpft wird. In der Leistungsverzweigungseinrichtung 8 werden die beiden Leistungszweige zusammengeführt, so dass die in den einzelnen Leistungszweigen auftretenden Schwingungen überlagert werden. Durch eine geeignete Wahl bzw. Auslegung der Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 kann sonach insbesondere erreicht werden, dass die im einen Leistungszweig auftretenden Schwingungen destruktiv mit den im anderen Leistungszweig auftretenden Schwingungen überlagert werden können. Dazu kann die Schwingungsdämpfungseinrichtung 2 insbesondere mittels eines Aktors (nicht dargestellt) derart verändert werden, dass die Federrate oder die Kennlinie eingestellt werden kann, so dass die in dem gedämpften Leistungszweig auftretenden Schwingungen antiresonant zu den Schwingungen des ungedämpften Leistungszweigs schwingen und daher destruktiv mit diesen überlagert werden können. Dadurch können die letztlich in die Getriebeeingangswelle 7 eingeleiteten Schwingungen aufgrund der Antiresonanz nahezu ausgeglichen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 2
- Schwingungsdämpfungseinrichtung
- 3
- Drehmomentwandler
- 4
- Pumpenrad
- 5
- Turbinenrad
- 6
- Leitrad
- 7
- Getriebeeingangswelle
- 8
- Leistungsverzweigungseinrichtung
- 9
- Hohlrad
- 10
- Lock-up-Kupplung
- 11
- Planetenträger
- 12
- Planeten
- 13
- Sonnenrad
- 14
- Statorwelle
- 15
- Seite
- 16
- Seite
- 17
- Getriebegehäuse
- 18
- Gehäuse
- 19
- Antrieb
- 20
- Leitradstutzen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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