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Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine und einem Getriebe mit nachgeschalteten Antriebsrädern sowie einer zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe angeordneten Drehschwingungsisolationseinrichtung mit zumindest einem Drehschwingungsdämpfer, zumindest einem drehzahladaptiven Drehschwingungstilger und zumindest einem Festfrequenztilger.
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Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine bedürfen einer Drehschwingungsisolationseinrichtung, um das Kraftfahrzeug komfortabel antreiben zu können und Schwingungsanregungen der Karosserie zu vermeiden beziehungsweise zumindest zu vermindern. Hierzu sind Drehschwingungsisolationseinrichtungen bekannt, bei denen entweder die Komponenten Drehschwingungsdämpfer und Drehschwingungstilger einzeln oder in Kombination angewendet werden. Dabei ist ein Drehschwingungsdämpfer in den Drehmomentpfad eingebunden und enthält eine Federeinrichtung zur Aufnahme und Abgabe von kinetischer Energie gegebenenfalls gekoppelt mit einer Reibhystereseeinrichtung. Drehschwingungstilger sind entweder als Festfrequenztilger auf eine feste Tilgerfrequenz abgestimmt und enthalten zumindest eine entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung in Umfangsrichtung verlagerbare Tilgermasse, die nicht in den Drehmomentpfad eingebunden ist, oder als drehzahladaptive Drehschwingungstilger, beispielsweise Fliehkraftpendel ausgebildet, wobei im Fliehkraftfeld entlang Pendelbahnen Pendelmassen verschwenkbar angeordnet sind.
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Aus der Druckschrift
DE 10 20212 214 680 A1 sind eine Vielzahl von Antriebssträngen bekannt, bei denen ausschließlich Drehschwingungsdämpfer und Festfrequenztilger miteinander zu entsprechenden Drehschwingungsisolationseinrichtungen kombiniert sind. Aus der Druckschrift
WO 2015/149803 A1 ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung bekannt, bei der auf einer Turbinennabe wenigstens ein drehzahladaptiver Drehschwingungstilger und wenigstens ein Massetilger wie Festfrequenztilger angeordnet sind. Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug zu einer weiteren Verbesserung der Drehschwingungsisolation.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem, abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Der vorgeschlagene Antriebsstrang dient der Drehschwingungsisolation in einem Kraftfahrzeug mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine und einem Getriebe mit nachgeschalteten Antriebsrädern und kann konventionell mit ausschließlich einer Brennkraftmaschine oder hybridisch mit einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine ausgebildet sein. Zur Drehschwingungsisolation ist in dem Antriebsstrang eine zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe wirksam angeordnete Drehschwingungsisolationseinrichtung vorgesehen.
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Die vorgeschlagene Drehschwingungsisolationseinrichtung enthält zumindest einen ein- oder mehrstufigen Drehschwingungsdämpfer gegebenenfalls mit Zweimassenschwungeffekt. Zwischen zwei koaxial um eine Drehachse verdrehbar zueinander angeordneten Dämpferteilen des zumindest einen Drehschwingungsdämpfers ist eine Federeinrichtung vorgesehen, die in Umfangsrichtung wirksam ist und jeweils von den Dämpferteilen beaufschlagt wird. Die Federeinrichtung kann kurze Schraubendruckfeder und/oder auf einen Einsatzdurchmesser vorgebogene Bogenfedern enthalten, die je nach Ausbildung des Drehschwingungsdämpfers auf einem einzigen oder mehreren Durchmessern angeordnet sein können.
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Weiterhin enthält die Drehschwingungsisolationseinrichtung zumindest einen drehzahladaptiven Drehschwingungstilger, bevorzugt zumindest ein auf eine oder mehrere Erregerfrequenzen der Brennkraftmaschine abgestimmtes Fliehkraftpendel. Das Fliehkraftpendel enthält einen beispielsweise aus einem Dämpferteil gebildeten oder an diesem aufgenommenen, an einem um eine Drehachse verdrehbaren Bauteil, beispielsweise einer Nabe oder dergleichen aufgenommenen Pendelmassenträger. An dem Pendelmassenträger sind über den Umfang verteilt mittels Pendellagern entlang einer vorgegebenen, von der Erregerfrequenz abhängigen Pendelbahn im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers Pendelmassen verschwenkbar aufgenommen. Der Pendelmassenträger kann als Pendelflansch ausgebildet sein, an dem beidseitig Pendelmassenteile aufgenommen sind, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassenteile jeweils mittels Verbindungsmitteln jeweils zu Pendelmassen verbunden sind. Alternativ kann der Pendelmassenträger des zumindest einen Fliehkraftpendels aus zwei Seitenteilen gebildet sein, welche zwischen sich einen axialen Aufnahmeabschnitt aufweisen, in dem über den Umfang verteilt die Pendelmassen aufgenommen sind.
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Weiterhin enthält die Drehschwingungsisolationseinrichtung zumindest zwei Festfrequenztilger. Die Festfrequenztilger weisen ein Trägerteil, beispielsweise ein um eine Drehachse der Drehschwingungsisolationseinrichtung verdrehbar angeordnetes Bauteil wie Nabe, Schwungmassenteil oder dergleichen sowie zumindest eine um die Drehachse angeordnete Tilgermasse auf, die mittels einer in Umfangsrichtung wirksamen Federeinrichtung mit dem Trägerteil verbunden ist. Die Federeinrichtung kann aus über den Umfang verteilt angeordneten kurzen Schraubendruckfedern oder auf einen Einsatzdurchmesser vorgebogenen Bogenfedern gebildet sein. Alternativ kann die Federeinrichtung zumindest eine Spiralfeder, Blattfedern, zwischen Trägerteil und Tilgermasse abgestützte Federbalken oder dergleichen enthalten. Die Festfrequenztilger können auf dieselbe oder unterschiedliche Festfrequenzen einer Tilgerfrequenz oder Erregerfrequenz der Brennkraftmaschine abgestimmt sein. Die Frequenztoleranzen zweier auf unterschiedliche Festfrequenzen abgestimmter Festfrequenztilger können einander überlappend ausgebildet sein.
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Die zumindest zwei Festfrequenztilger sind auf unterschiedlichen Antriebsstrangpositionen vorgesehen. Unter Antriebsstrangpositionen sind im Drehmomentpfad von der Brennkraftmaschine zum Getriebe unterschiedliche Positionen zu verstehen, die von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine selbst bis zu einzelnen Getriebewellen des Getriebes reichen und in bevorzugter Weise jeweils im Drehmomentpfad hintereinander angeordneten Antriebsstrangeinrichtungen oder Teilen dieser zugeordnet sind.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können zumindest ein drehzahladaptiver Drehschwingungstilger und zumindest ein Festfrequenztilger auf einem gemeinsamen Trägerteil aufgenommen sein.
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Beispielsweise kann zumindest ein Festfrequenztilger in einer Riemenscheibenebene der Brennkraftmaschine vorgesehen sein. Beispielsweise kann das Trägerteil des zumindest einen Festfrequenztilgers in den Zahn- oder Keilriemenstrang drehend eingebunden sein und die zugehörige zumindest eine Tilgermasse entgegen der Federeinrichtung relativ gegenüber dem Trägerteil verlagerbar sein. Beispielsweise kann das Trägerteil direkt auf der Kurbelwelle fest aufgenommen sein und das Antriebsrad des Zahn- beziehungsweise Keilriemenstrangs bilden.
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Alternativ oder zusätzlich können zumindest zwei als Trägerteile dienende Zwischenmassen mittels einer in Umfangsrichtung wirksamen Federeinrichtung miteinander drehelastisch verbunden sein, wobei zumindest eine Zwischenmasse zumindest einen Festfrequenztilger aufweist. Hierbei kann an zumindest einer Zwischenmasse ein drehzahladaptiver Drehschwingungstilger vorgesehen sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann in einem Drehmomentfluss von der Brennkraftmaschine zum Getriebe zumindest ein Festfrequenztilger nach zumindest einem Drehschwingungsdämpfer und zumindest einem drehzahladaptiven Drehschwingungstilger angeordnet sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des vorgeschlagenen Antriebsstrangs kann zwischen der Brennkraftmaschine und dem Getriebe ein hydrodynamischer Drehmomentwandler mit einem Pumpenrad und ein von diesem angetriebenes Turbinenrad vorgesehen sein, wobei dem Turbinenrad zumindest ein Festfrequenztilger drehschlüssig zugeordnet ist. Hierbei kann eine erste Zwischenmasse das Turbinenrad enthalten und eine im Drehmomentpfad von der Brennkraftmaschine zum Getriebe nachgeschaltete zweite Zwischenmasse mittels einer in Umfangsrichtung wirksamen Federeinrichtung mit der ersten Zwischenmasse drehelastisch verbunden sein und an der ersten und an der zweiten Zwischenmasse zumindest ein Festfrequenztilger angeordnet sein. An zumindest einer der beiden Zwischenmassen kann zumindest ein drehzahladaptiver Drehschwingungstilger angeordnet sein.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs mit zwei einzelnen, an unterschiedlichen Antriebsstrangpositionen angeordneten Festfrequenztilgern,
- 2 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs mit jeweils zwei an unterschiedlichen Antriebsstrangpositionen angeordneten Festfrequenztilgern,
- 3 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs mit an drei unterschiedlichen Anriebsstrangpositionen angeordneten Festfrequenztilgern,
- 4 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs mit jeweils zwei an drei unterschiedlichen Antriebsstrangpositionen angeordneten Festfrequenztilgern
und
- 5 einen gegenüber dem Antriebsstrang der 3 abgeänderten Antriebsstrang mit veränderter Anordnung des Fliehkraftpendels in schematischer Darstellung.
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Die 1 zeigt den Antriebsstrang 100 mit der Brennkraftmaschine 101 und dem Getriebe 102 und der Drehschwingungsisolationseinrichtung 103 in schematischer Darstellung. Der Antriebsstrang 100 gliedert sich in die Antriebsstrangpositionen A, B, C, wobei in der Antriebsstrangposition A die Brennkraftmaschine 101, in der Antriebsstrangposition B die Antriebsstrangeinrichtung 111, beispielsweise ein hydrodynamischer Drehmomentwandler und an der Antriebsstrangposition C das Getriebe 102 angeordnet sind. Die Drehschwingungsisolationseinrichtung 103 verteilt sich mit ihren Komponenten Drehschwingungsdämpfer 104, Festfrequenztilgern 105, 106 und drehzahladaptiver Drehschwingungstilger 107 wie Fliehkraftpendel 108 über die Antriebsstrangpositionen A, B, C.
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In der Antriebsstrangposition A, beispielsweise in der Riemenscheibenebene oder an dem getriebeseitig zugewandten Kurbelwellenteil ist der erste Festfrequenztilger 105 um die Drehachse der Kurbelwelle angeordnet. An einem nicht dargestellten Trägerteil ist die Tilgermasse 109 entgegen der in Umfangsrichtung wirksam angeordneten Federeinrichtung 110 begrenzt verdrehbar aufgenommen.
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Zwischen den Antriebsstrangpositionen A, B, also zwischen der Brennkraftmaschine 101 und der Antriebsstrangeinrichtung 111 ist der Drehschwingungsdämpfer 104 angeordnet. An der Antriebsstrangeinrichtung 111, beispielsweise an deren Zwischenmasse 112 sind das Fliehkraftpendel 108 und der zweite Festfrequenztilger 106 mit der Federeinrichtung 113 und der Tilgermasse 114 angeordnet. Die Festfrequenztilger 105, 106 können auf dieselbe Tilgerfrequenz oder auf unterschiedliche Tilgerfrequenzen eingestellt sein.
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Im Falle der Ausführung der Antriebsstrangeinrichtung 111 als Drehmomentwandler kann die Zwischenmasse 112 als Turbinennabe mit der Turbine des Drehmomentwandlers als Masseelement bei geschlossener Wandlerüberbrückungskupplung ausgebildet sein. Der Drehschwingungsdämpfer 104 kann innerhalb oder außerhalb des Wandlergehäuses des Drehmomentwandlers angeordnet sein.
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Der in 2 dargestellte Antriebsstrang 200 zeigt eine Erweiterung des Antriebsstrangs 100 der 1 in schematischer Darstellung. Im Unterschied zu diesem weist die Drehschwingungsisolationseinrichtung 203 des Antriebsstrangs 200 an den Antriebsstrangpositionen A, B jeweils zwei Festfrequenztilger 205, 215 beziehungsweise 206, 216 auf. Die Festfrequenztilger 205, 206, 215, 216 können auf dieselbe, kreuzweise oder pro Antriebsstrangposition A, B auf dieselbe Tilgerfrequenz abgestimmt sein. Die Festfrequenztilger 205, 215 und/oder 206, 216 können ein gemeinsames Trägerteil aufweisen und ineinander geschachtelte Federeinrichtungen 210, 217 beziehungsweise 213, 218 und/oder ineinander geschachtelte Tilgermassen 209, 219 beziehungsweise 214, 220 aufweisen.
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Die 3 zeigt den, den Antriebssträngen 100, 200 der 1 und 2, ähnlichen Antriebsstrang 300 in schematischer Darstellung. Im Unterschied weist der Antriebsstrang 300 die Antriebsstrangeinrichtung 311 mit geteilten Zwischenmassen 322, 323 auf. An diesen Zwischenmassen 322, 323 weist die Antriebsstrangeinrichtung 311, beispielsweise ein Drehmomentwandler die beiden Antriebsstrangpositionen B1, B2 auf. Bei den beiden Zwischenmassen 322, 323 handelt es sich beispielsweise um eine geteilte Turbinennabe wie Ausgangsnabe des Drehmomentwandlers. Die Drehschwingungsisolationseinrichtung 303 enthält neben den in den 1 und 2 aufgeführten Komponenten den die Zwischenmassen 322, 323 drehelastisch koppelnden Drehschwingungsdämpfer 321 und die an drei unterschiedlichen Antriebsstrangpositionen A, B1, B2 angeordneten Festfrequenztilger 305, 306, 324. Das Fliehkraftpendel 308 ist an der Antriebsstrangposition B1 und damit im Drehmomentpfad vor dem Drehschwingungsdämpfer 321 angeordnet.
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Die 4 zeigt eine Erweiterung des Antriebsstrangs 300 der 3 in Form des Antriebsstrangs 400 in schematischer Darstellung. Im Unterschied zu diesem weist die Drehschwingungsisolationseinrichtung 403 des Antriebsstrangs 400 an den Antriebsstrangpositionen A, B1, B2 jeweils zwei Festfrequenztilger 405, 406, 415, 416, 424, 425 auf.
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Die 5 zeigt den Antriebsstrang 500 als Alternative des Antriebsstrangs 300 der 3. Im Unterschied zu diesem ist die Drehschwingungsisolationseinrichtung 503 dahingehend geändert, dass das Fliehkraftpendel 508 an der Zwischenmasse 523 angeordnet ist. Das Fliehkraftpendel 508 ist daher im Drehmomentfluss nach dem Drehschwingungsdämpfer 521 an der Antriebsstrangposition B2 angeordnet und durch diesen von der Zwischenmasse 522 elastisch getrennt. Es versteht sich, dass in dieser Ausführungsform auch an den jeweiligen Antriebsstrangpositionen A, B1, B2 Festfrequenztilger in doppelter Ausführung vorgesehen sein können.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Antriebsstrang
- 101
- Brennkraftmaschine
- 102
- Getriebe
- 103
- Drehschwingungsisolationseinrichtung
- 104
- Drehschwingungsdämpfer
- 105
- Festfrequenztilger
- 106
- Festfrequenztilger
- 107
- drehzahladaptiver Drehschwingungstilger
- 108
- Fliehkraftpendel
- 109
- Tilgermasse
- 110
- Federeinrichtung
- 111
- Antriebsstrangeinrichtung
- 112
- Zwischenmasse
- 113
- Federeinrichtung
- 114
- Tilgermasse
- 200
- Antriebsstrang
- 203
- Drehschwingungsisolationseinrichtung
- 205
- Festfrequenztilger
- 206
- Festfrequenztilger
- 209
- Tilgermasse
- 210
- Federeinrichtung
- 213
- Federeinrichtung
- 214
- Tilgermasse
- 215
- Festfrequenztilger
- 216
- Festfrequenztilger
- 217
- Federeinrichtung
- 218
- Federeinrichtung
- 219
- Tilgermasse
- 220
- Tilgermasse
- 300
- Antriebsstrang
- 303
- Drehschwingungsisolationseinrichtung
- 305
- Festfrequenztilger
- 306
- Festfrequenztilger
- 308
- Fliehkraftpendel
- 311
- Antriebsstrangeinrichtung
- 321
- Drehschwingungsdämpfer
- 322
- Zwischenmasse
- 323
- Zwischenmasse
- 324
- Festfrequenztilger
- 400
- Antriebsstrang
- 403
- Drehschwingungsisolationseinrichtung
- 405
- Festfrequenztilger
- 406
- Festfrequenztilger
- 415
- Festfrequenztilger
- 416
- Festfrequenztilger
- 424
- Festfrequenztilger
- 425
- Festfrequenztilger
- 500
- Antriebsstrang
- 503
- Drehschwingungsisolationseinrichtung
- 508
- Fliehkraftpendel
- 521
- Drehschwingungsdämpfer
- 522
- Zwischenmasse
- 523
- Zwischenmasse
- A
- Antriebsstrangposition
- B
- Antriebsstrangposition
- B1
- Antriebsstrangposition
- B2
- Antriebsstrangposition
- C
- Antriebsstrangposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1020212214680 A1 [0003]
- WO 2015/149803 A1 [0003]
