-
Die Erfindung betrifft eine Reibeinrichtung zur Übertragung eines Drehmoments von einer Schwungmasse auf eine Antriebseinrichtung.
-
Die Erfindung betrifft weiter eine Dämpfungsvorrichtung, umfassend ein Gehäuse, eine Reibeinrichtung, eine erste Dämpfungseinrichtung, ein Antriebsübertragungselement und ein Ausgangsübertragungselement.
-
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Übertragung eines Drehmoments von einer Schwungmasse auf eine Antriebseinrichtung mittels einer Reibeinrichtung.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung allgemein auf beliebige Fahrzeuge und Antriebsvorrichtungen anwendbar ist, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf Hybridfahrzeuge mit einer Antriebsvorrichtung in Form eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors beschrieben.
-
Um den fossilen Kraftstoffverbrauch zu senken und um die Effizienz zu verbessern, werden Hybridfahrzeuge eingesetzt, die von mindestens einem Elektromotor und einem weiteren Energiewandler angetrieben werden, beispielsweise in Form eines Verbrennungsmotors. In bekannter Weise wird bei Hybridfahrzeugen beim Anfahren des Hybridfahrzeugs zunächst der Elektromotor genutzt und erst ab einer bestimmten Geschwindigkeit, beispielsweise einer Geschwindigkeit zwischen 7 und 20 km/h der Verbrennungsmotor gestartet bzw. zugeschaltet. Üblicherweise wird zum Start des Verbrennungsmotors ein Anlasser benötigt. Dabei ist bekannt geworden, dass der Startvorgang des Verbrennungsmotors mittels Anlasser in Bezug auf Startzeit und Verbrauch nachteilig ist. Zur Lösung dieses Problems ist vorgeschlagen worden, den Verbrennungsmotor mittels einer Schwungstarteinrichtung zu starten, sodass der Anlasser entfallen kann und das Starten des Verbrennungsmotors effizienter durchgeführt werden kann.
-
Aus der
DE 37 37 229 A1 ist eine Schwungstartanordnung bekannt geworden, bei welcher ein Rotor als Schwungmasse ausgeführt ist und beim Schließen einer Trennkupplung den Verbrennungsmotor starten kann.
-
Aus der
EP 09 66 627 B1 ist eine weitere Schwungstartanordnung bekannt geworden, bei welcher eine Schwungmasse für den Verbrennungsmotorstart zuständig ist. Die Schwungmasse ist über je eine Kupplung einerseits zu dem Verbrennungsmotor und andererseits zu dem Getriebe abkoppelbar. Soll der Verbrennungsmotor gestartet werden, werden beide Kupplungen geöffnet und die Schwungmasse wird über einen Elektromotor in Schwung gebracht. Bei Erreichen der notwendigen Drehzahl wird die Kupplung zwischen der Schwungmasse und dem Verbrennungsmotor geschlossen und der Motor wird gestartet. Nachteilig hierbei ist insbesondere die hohe Zeitdauer für das Starten des Verbrennungsmotors.
-
Aus der
DE 10 2015 201 931 A1 ist weiter eine form- und reibschlüssige Kupplung zum Starten des Verbrennungsmotors bekannt geworden, welche zwischen Verbrennungsmotor und Elektromotor auf einer Welle angeordnet ist. Wird das Hybridfahrzeug mittels des Elektromotors angetrieben und soll der Verbrennungsmotor zugeschaltet werden wird dieser durch Drehmomentübertragung durch ein Reibkraftschlusselement der Kupplungsvorrichtung zugestartet. Nachteil hierbei ist, dass das Formschlusselement erst in formschlüssigen Eingriff zur Übertragung von Drehmomenten gebracht werden kann, wenn bereits Reibkraftschluss mittels des Reibkraftschlusselements vorliegt. Das Reibkraftschlusselement ist somit ausschließlich reibkraftgesteuert. Ein weiterer Nachteil ist der durch die Parallelschaltung von Formschlusselement und Reibkraftschlusselement bedingte große Bauraum.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Reibeinrichtung zur Übertragung eines Drehmoments von einer Schwungmasse auf eine Antriebseinrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine Verbindung einer rotierenden Schwungmasse mit einem Verbrennungsmotor zum Starten des Motors zur Verfügung stellt, wobei der Verbrennungsmotor-Start in einem definierten Zeitraum erfolgen soll und die Einbindung der Reibeinrichtung in ein bestehendes Antriebssystem möglichst bauraumneutral erfolgen soll und wobei eine einfache Montage eines Getriebes mit der Reibeinrichtung mit der Antriebseinrichtung erfolgen soll.
-
Die Erfindung löst die Aufgabe mit einer Reibeinrichtung zur Übertragung eines Drehmoments von einer Schwungmasse auf eine Antriebseinrichtung, die um eine Drehachse A drehbar sind, wobei die Schwungmasse zumindest aus einem ersten Primärelement eines Torsionsdämpfers besteht, wobei ein Kolben mit einer radial außen angeordneten Reibkonusfläche, der drehfest mit der Antriebseinrichtung in Wirkverbindung steht, axial verschiebbar und relativ verdrehbar zu dem ersten Primärelement angeordnet ist und wobei der Kolben mit seiner Reibkonusfläche in eine korrespondierende Reibkonusfläche des ersten Primärelements einbringbar ist, und damit den Kolben mit dem ersten Primärelement der Schwungmasse reibschlüssig verbindet. Um ein Massenträgheitsmoment der Schwungmasse weiter vorteilhaft zu erhöhen kann es auch vorgesehen sein, dass weitere Bauteile, die in Drehmomentrichtung zu einem Getriebe verbaut sind, wie beispielsweise ein Tilgerelement, ein weiterer Torsionschwingungsdämpfer, sowie eine Lamellenkupplung, ebenfalls als Schwungmasse vorgesehen werden.
-
Die Erfindung löst die Aufgabe ebenfalls mit einer Dämpfungsvorrichtung, umfassend ein Gehäuse, und ein von dem Gehäuse gebildeter Innenraum, wobei in dem Innenraum zumindest eine Reibeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-16, sowie eine erste Dämpfungseinrichtung, insbesondere in Form eines Torsionsdämpfers, zumindest teilweise ein Antriebselement, und ein Ausgangsübertragungselement, insbesondere in Form einer Nabenscheibe, vorgesehen sind.
-
Die Erfindung löst die Aufgabe ebenfalls mit einem Verfahren zur Übertragung eines Drehmoments von einer Schwungmasse zu einer Antriebseinrichtung mittels einer Reibeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-16, wobei ein Kolben mit einer Reibkonusfläche axial zu einer korrespondierenden Reibkonusfläche eines ersten Primärelement verschoben wird, derart, dass die beiden Reibkonusflächen reibschlüssig miteinander verbunden werden, wobei auf einer Seite des Kolbens der einer Schließrichtung der beiden Reibkonusflächen abgewandt ist, ein Hochdruck angelegt wird, wobei auf der anderen Seite des Kolbens ein Niederdruck anliegt.
-
Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass die Reibeinrichtung sehr schnell ein Drehmoment übertragen kann, wobei das übertragene Drehmoment beispielsweise einen Verbrennungsmotor auf eine Startdrehzahl hochbeschleunigt, wobei der Verbrennungsmotor nach dem Erreichen der Startdrehzahl dann selbst durch die Verbrennungstakte weiter läuft.
-
Die Erfindung löst die Aufgabe ebenfalls mit einem Verfahren zur Übertragung eines Drehmoments von einer Schwungmasse zu einer Antriebseinrichtung mittels einer Reibeinrichtung gemäß Anspruch 16, wobei ein Kolben mit einer Reibkonusfläche axial zu einer korrespondierenden Reibkonusfläche eines ersten Primärelements verschoben wird, derart, dass die beiden Reibkonusflächen reibschlüssig miteinander verbunden werden, wobei zuerst auf einer Seite des Kolbens, der einer Schließrichtung der Reibkonusflächen zugewandt ist ein Hochdruck angelegt wird, wobei durch den Öffnungsbereich an der Reibkonusfläche des ersten Primärelements Luft entweichen kann, wobei danach auf der Seite des Kolbens, der der Schließrichtung der Reibkonusflächen abgewandt ist ein Hochdruck angelegt wird, wobei nahezu gleichzeitig der anliegende Hockdruck (HD) auf der anderen Seite des Kolbens reduziert wird bis eine reibschlüssige Verbindung der beiden Reibkonusflächen vorhanden ist, wobei der Öffnungsbereich bei einer reibschlüssigen Verbindung der beiden Reibkonusflächen verschlossen ist. Durch dieses Verfahren kann ein komfortables Schließen des Kolbens mit seiner Reibkonusfläche erreicht werden, was sich auch vorteilhaft auf den Verschleiß der Reibeinrichtung auswirken kann.
-
Die Erfindung löst die Aufgabe ebenfalls mit einem Verfahren zur Übertragung eines Drehmoments von einer Schwungmasse zu einer Antriebseinrichtung mittels einer Reibeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-16, wobei ein Kolben mit einer Reibkonusfläche axial zu einer korrespondierenden Reibkonusfläche eines ersten Primärelement zueinander verschoben wird, derart, dass die beiden Reibkonusflächen reibschlüssig miteinander verbunden werden, wobei nahezu zeitgleich auf beiden Seiten des Kolbens ein Druck angelegt wird, wobei der Druck auf der Seite des Kolbens, der einer Schließrichtung der Reibkonusflächen zugewandt ist höher ist, als der Druck auf der anderen Seite des Kolbens, wobei danach der Druck auf der Seite des Kolbens der der Schließrichtung der Reibkonusflächen zugewandt ist wieder reduziert wird und oder wobei der Druck auf der anderen Seite des Kolbens erhöht wird. Hierbei ist zu erwähnen, dass hierdurch die Reibeinrichtung schnell mit Hydraulikflüssigkeit befüllt werden kann, das Schließen der Reibeinrichtung gut reguliert werden kann und dass durch die vorhandene Umströmung der Reibkonusflächen mit hydraulischer Flüssigkeit eine vorteilhafte Kühlung und Schmierung bei dem Schließvorgang der Reibeinrichtung vorhanden ist.
-
Die Erfindung löst die Aufgabe ebenfalls mit einem Verfahren zur Reduzierung eines Schleppmomentes einer Reibeinrichtung gemäß Anspruch 15 und 16, wobei bei einer geöffneter Reibeinrichtung, wobei die Reibkonusfläche des Kolbens von der Reibkonusfläche des ersten Primärelements beabstandet ist, die hydraulische Flüssigkeit die sich auf einer Seite des Kolbens oder auf beiden Seiten des Kolbens befindet durch den Öffnungsbereich des ersten Primärelements in den drucklosen Innenraum fließt. Durch das Abfließen der hydraulischen Flüssigkeit kann sich zwischen den beiden beabstandeten Reibkonusflächen ein Luftpolster bilden. Das Luftpolster zwischen den beiden beabstandeten Reibkonusflächen bewirkt, dass sich bei einem relativen Drehzahlunterschied zwischen den beiden Reibkonusflächen kein oder nur ein sehr geringes Schleppmoment zwischen den beiden Reibkonusflächen aufbaut. Dies ist weiter vorteilhaft, da dadurch die Reibeinrichtung nur sehr gering geöffnet werden muss, was sich in einem geringen axialen Verfahrweg des Kolbens wiederspiegelt. Durch den geringen axialen Verfahrweg werden auch die Federelemente, beispielsweise die Tangentialblattfedern, die zwischen dem Antriebselement und dem Kolben verbaut sind geringer belastet.
-
Die Erfindung löst die Aufgabe ebenfalls mit einem Verfahren zur Montage eines Getriebes mit einer Antriebseinrichtung, insbesondere ein Verbrennungsmotor, wobei das Getriebe zumindest eine Dämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 17-24 und oder einen Elektromotor vorsieht, wobei die erste Verbindungsplatte der Antriebseinrichtung mit der zweiten Verbindungsplatte des Getriebes drehfest, insbesondere mittels einer Schraubverbindung, verbunden wird. Hierdurch kann das Getriebe als eine vorgefertigte Einheit geliefert werden.
-
Mit anderen Worten stellt die Erfindung eine Reibeinrichtung bereit, wobei die Reibeinrichtung eine reibschlüssige Wirkverbindung zu dem Anfahrelement, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, herstellt. Hierdurch erfolgt eine Ansynchronisierung und die reibschlüssige Verbindung durch die Reibeinrichtung selbst. Der Motorstart wird somit in einem definierten Zeitraum ermöglicht.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsform der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar:
-
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass der Kolben drehfest mit einem Antriebselement verbunden ist, wobei das Antriebselement drehfest mittels einer Verbindungsanordnung mit der Antriebseinrichtung verbunden ist.
-
Vorteilhafterweise sieht die Verbindungsanordnung eine erste Verbindungsplatte und eine zweite Verbindungsplatte vor, wobei die erste Verbindungsplatte drehfest mit der Antriebseinrichtung und die zweite Verbindungsplatte drehfest mit dem Antriebselement verbunden ist, und wobei eine drehfeste Verbindung der ersten Verbindungsplatte mit der zweiten Verbindungsplatte radial außerhalb der Verbindung mit der Antriebseinrichtung und der Verbindung mit dem Antriebselement vorgesehen ist.
-
Weiter kann vorgesehen sein, dass die erste und / oder die zweite Verbindungsplatte axialelastisch ausgeführt sind. Dabei können die erste und zweite Verbindungsplatte als eine bekannte Flexplate und eine bekannte Drive Plate ausgeführt sein, wie dies aus der Montage von Getrieben mit Drehmomentwandlern an Verbrennungsmotoren bereits bekannt ist.
-
Auch kann es vorteilhaft sein, wenn die zweite Verbindungsplatte radial innen eine Innenverzahnung vorsieht, wobei das Antriebselement eine korrespondierende Außenverzahnung vorsieht.
-
Vorteilhafterweise sieht die zweite Verbindungsplatte eine axiale Ausnehmung und das Antriebselement eine korrespondierende und in Motordrehrichtung versetzte axiale Ausnehmung vor, so dass vor einer drehfesten Verbindung der zweiten Verbindungsplatte mit dem Antriebslement durch ein Einführen eines Stiftelements in die Ausnehmung der zweiten Verbindungsplatte und danach in die Ausnehmung des Antriebselements die korrespondierenden Verzahnungen in Motordrehrichtung zueinander vorgespannt werden. Dabei kann das Stiftelement nach der drehfesten Montage, beispielsweise durch eine Verschraubung gebildet, in den Ausnehmungen verbleiben, oder auch wieder entfernt werden.
-
Weiter kann vorgesehen sein, dass der Kolben mittels eines Federelements axialelastisch und drehfest mit dem Antriebselement verbunden ist.
-
Auch kann es vorteilhaft sein, wenn mehrere Federelemente über den Umfang verteilt angeordnet sind. Hierdurch kann zwischen den beiden Elementen von Antriebselement und Kolben ein größeres Drehmoment übertragen werden. Auch kann hierdurch eine axiale Haltekraft des Kolbens zu dem Antriebselement vergrößert werden.
-
Weiter vorteilhaft kann es sein, wenn mehrere Federelemente geschichtet verbaut werden. Hierdurch kann ebenfalls ein höheres Drehmoment zwischen dem Kolben und dem Antriebselement übertragen werden, sowie eine Knickstabilität der Federelemente vergrößert werden. Auch steigt hierdurch ebenfalls eine axiale Haltekraft des Kolbens zu dem Antriebselement.
-
Auch kann es vorteilhaft sein, wenn das Federelement mit dem Antriebselement und oder mit dem Kolben mittels einer Vernietung verbunden ist. Dieses Verfahren ist kostengünstig und funktionssicher.
-
Weiter kann vorgesehen sein, dass das Federelement als eine Tangentialblattfeder ausgeführt ist.
-
Zweckmäßigerweise ist der Kolben mittels hydraulischen Drucks in axiale Richtung betätigbar, wobei der Kolben mit der Reibkonusfläche zur Drehmomentübertragung an der korrespondierenden Reibkonusfläche des ersten Primärelements anliegend angeordnet ist. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine kompakte Anordnung der Steuerung des Kolbens mittels Hydraulikdruck ermöglicht wird. Über die Kolbendüse kann dann die Hydraulikflüssigkeit zurückfließen.
-
Vorteilhafterweise kann es vorgesehen sein, dass das erste Primärelement mittels eines Lagers verdrehbar um die Drehachse A an dem Antriebselement gelagert ist und mittels eines Lagers verdrehbar um die Drehachse A zu einer Getriebeglocke, insbesondere mittels eines Lagerschilds, gelagert ist.
-
Auch kann es vorgesehen sein, zwischen dem ersten Primärelement und der Verbindungsanordnung ein Wandelement vorgesehen ist, wobei das Wandelement radial außen flüssigkeitsdicht an der Getriebeglocke und radial innen flüssigkeitsdicht, insbesondere mittels eines Radialwellendichtrings zum Torsionsdämpfer vorgesehen ist.
-
Weiter kann es vorgesehen sein, dass die beiden Bereiche beidseitig der Reibeinrichtung, insbesondere des Kolbens, mit unterschiedlichem Druck einer Hydraulikflüssigkeit beaufschlagbar sind, wobei die beiden Bereiche jeweils als ein Hochdruckbereich und als ein Niederdruckbereich ausführbar sind.
-
Vorteilhafterweise kann die Reibkonusfläche des ersten Primärelements einen teilweise radial nach außen verlaufenden Öffnungsbereich vorsehen, wobei sich der Öffnungsbereich bis zu einem Innenraumbereich erstreckt, wobei in dem Innenraumbereich der Torsionsdämpfer vorgesehen ist und wobei der Innenraumbereich als ein erster Nassraum vorgesehen ist, in dem sich ein druckloses Öl-Luft-Gemisch befindet.
-
Zweckmäßigerweise ist das erste Primärelement zu dem Antriebselement mittels eines Lagers (19) verdrehbar um die Drehachse (A) gelagert. Dabei kann die Lagerung beispielsweise durch eine Gleitlagerung oder auch durch eine Wälzlagerung ausgeführt werden.
-
Vorteilhafterweise wird das Gehäuse teilweise durch eine Wand gebildet, wobei die Wand eine Drehdichtung zur dem Antriebselement aufweist. Dies ermöglicht eine kompakte Anordnung der Dämpfungsvorrichtung, da auf ein vollständig separates Gehäuse verzichtet werden kann.
-
Zweckmäßigerweise wird das Gehäuse teilweise durch eine Getriebeglocke gebildet, die mit der Wand der Antriebsvorrichtung verbunden ist, wobei teilweise zwischen der Wand und der Getriebeglocke eine Dichtung angeordnet ist. Vorteil hierbei ist, dass damit neben dem teilweisen Verzicht auf ein eigenes Gehäuse eine besonders einfache Integration in ein Getriebe ermöglicht werden kann.
-
Vorteilhafterweise ist das Gehäuse auf der Sekundärseite der Dämpfungsvorrichtung durch ein Lagerschild gebildet, wobei das erste Primärelement der Reibeinrichtung gegenüber dem Lagerschild gemäß Anspruch 13 gelagert ist. Vorteil hierbei ist die zuverlässige Lagerung des ersten Primärelements.
-
Vorteilhafterweise weist das Lagerschild eine Öffnung zur Aufnahme eines Hydraulikanschlusses und ein Ausgleichselement zum Ausgleichen von Bewegungen des Antriebs auf, insbesondere wobei das Ausgleichselement in Form einer gummierten Zwischenlage oder dergleichen ausgeführt ist. Dies ermöglicht ein einfaches und kostengünstiges Ausgleichselement für Bewegungen, beispielsweise der Kurbelwelle. Des Weiteren wird eine flexible Aufnahme eines Hydraulikanschluss bereitgestellt.
-
Zweckmäßigerweise ist der Innenraum als ein erster Nassraum ausgeführt, in dem sich zumindest teilweise ein viskoses Medium befindet und dass entlang der Drehachse A in Richtung einer Getriebeanordnung sich ein zweiter Nassraum befindet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der erste Nassraum und der zweite Nassraum durch das Lagerschild voneinander räumlich jedoch nicht flüssigkeitsdicht getrennt sind. Dabei ist in dem ersten Nassraum die bereits beschriebene Dämpfungsvorrichtung mit Reibeinrichtung vorgesehen, wohingegen in dem zweiten Nassraum sich Bauteile wie beispielsweise eine Tilgeranordnug, und oder ein weiterer Torsionsdämpfer, und oder eine Elektromaschine und oder ein Kupplungselement befinden können.
-
Vorteilhafterweise ist das erste Primärelement mit einem drehzahladaptiven Tilger und/oder einem zweiten Torsionsdämpfer und/oder einem Kupplungselement wie einem Innenlamellenträger oder dergleichen wirkverbunden. Dies ermöglicht einer besonders hohe Schwungmasse, mit einem großen Massenträgheitsmoment, was ein Starten eines Verbrennungsmotors erleichtert.
-
Vorteilhafterweise wird eine Seite des Kolbens oder werden beide Seiten des Kolbens mit Luft versehen werden, wobei sich danach in dem beabstandeten Bereich zwischen der Reibkonusfläche des Kolbens und der Reibkonusfläche des ersten Primärelements ein Luftpolster zur Reibungsreduzierung bildet. Die in die Reibeinrichtung eingebrachte Luft soll noch vorhandene Hydraulikflüssigkeit aus dem beabstandeten Bereich zwischen den beiden Reibkonusflächen ausspülen, um ein mögliches Schleppmoment bei einer anliegenden Differenzdrehzahl zwischen den beiden Reibkonusflächen möglichst gering zu halten.
-
Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Luft durch die vorhandene Zufuhr von hydraulischem Niederdruck oder hydraulischem Hochdruck eingebracht wird oder dass die Luft durch eine separate Zufuhr eingebracht wird. Hierbei kann es vorteilhaft sein, wenn für die Luftzufuhr auf bestehende Leitungen zurückgegriffen wird. Beispielsweise können durch ein Umschaltventil die vorhandenen Hydraulikleitungen auch als Luftzufuhrleitungen genutzt werden. Die Luftzufuhr kann aber auch durch eine oder mehrere separate Luftzufuhrleitungen oder auch durch vorhandene Drehdurchführungsdichtungen oder Gleitlager erfolgen.
-
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
-
Dabei zeigen in schematischer Form und im Querschnitt
- 1 eine Dämpfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ein Teilelement einer Dämpfungseinrichtung gemäß 1;
- 3 eine Dämpfungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
- 4 eine Dämpfungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 5 eine Dämpfungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 6 eine Dämpfungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 7 ein Teilelement einer Dämpfungseinrichtung gemäß 1;
- 8 eine Dämpfungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
1 zeigt eine Dämpfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
Im Detail ist in 1 eine Dämpfungsvorrichtung 102 in einem Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs gezeigt. Dabei wird eine Schwungmasse 60, die hier unter anderem aus einem ersten Primärelement 2a besteht mittels einer Reibeinrichtung 101 an eine Antriebseinrichtung 70 reibschlüssig verbunden. Ein erstes Primärelement 2a ist über ein Gleitlager 19 auf ein Antriebselement 20 gelagert ist. Weiter ist mit dem ersten Primärelement 2a drehfest ein zweiten Primärelement 2b verbunden, wobei das zweite Primärelement 2b mittels eines Lagers 35, hier ebenfalls als ein Gleitlager ausgeführt an ein Lagerschild 33 verdrehbar um die Drehachse A gelagert ist. Zwischen einem Wandelement 31 und dem Antriebselement 20 ist weiter ein Radialwellendichtring 30 angeordnet. Radial außen ist ein Wandelement 31 an einer Getriebeglocke 31a axial verschiebefest vorgesehen.
Das erste und zweite Primärelement 2a, 2b bilden weiterhin die Primärseite eines Torsionsdämpfers 1. Der Torsionsdämpfer 1 weist in üblicher Weise einen Federsatz 4 und entsprechende Abdeckbleche 5 auf. Dabei ist der Federsatz 4 des Torsionsdämpfers 1 über eine Nabenscheibe 6 und einer spielfreien Verbindung, beispielsweise wie hier eine Verschweißung mit einer Torsionsdämpfernabe 12 verbunden. Zwischen der Nabenscheibe 6 und dem Kolben 15 ist ein Deckel 3b angeordnet, der, zusammen mit einem Deckel 3a, der motorseitig einen Teil des ersten Primärelements 2a abdeckt, einen Druckraum für die Reibeinrichtung bereitstellt. Das erste und zweite Primärelement 2a, 2b, hier U-förmig ausgebildet umgeben dabei seitlich und radial oberhalb des Federsatzes 4 im Wesentlichen diesen und die Nabenscheibe 6. Hierzu weisen das erste und zweite Primärelement 2a, 2b sowohl antriebs- als auch getriebeseitig eine entsprechende Abdeckung auf. Im Bereich der Torsionsdämpfernabe 12 sind weitere Deckel 3c angeordnet, die einerseits eine Lagerungsfunktion zu dem getriebeseitigen Primärblech 2b erfüllen, andererseits zum Anschluss einer Hydraulikflüssigkeitsdruckleitung oder dergleichen dienen. Die Torsionsdämpfernabe 12 und das Antriebselement 20 sind dabei auf einer Eingangswelle 24 gelagert, die drehmomentabwärts der Dämpfungsvorrichtung Anschlüsse 25, 26 zum Anschluss eines drehadaptiven Tigers und/oder eines Innenlamellenträgers oder dergleichen aufweist. Weiter wird durch die Getriebeglocke 31a, das Wandelement 31 und das Lagerschild 33 ein Innenraum 90 gebildet, der auch als ein erster Nassraum 91 bezeichnet werden kann, in dem sich vorwiegend ein druckloses Öl-Luftgemisch befindet. Dabei ist der Innenraum 90 zu einer Verbindungsanordnung 80, die die Verbindung zu der Antriebseinrichtung 70 , beispielweise ein Verbrennungsmotor 105, darstellt und mit einer ersten Verbindungsplatte 81, und einer zweiten Verbindungsplatte 82 ausgeführt ist, beispielsweise eine bekannt Flexplate/ Driveplate Ausführung, flüssigkeitsdicht ausgeführt. Die Reibeinrichtung 101 ist hier zwischen dem Antriebselement 20 und dem ersten Primärelement 2a vorgesehen. Dabei können das Antriebselement 20 und das erste Primärelement 2a sich relativ zueinander um die Drehachse A verdrehen. Die eigentliche Reibeinrichtung 101 wird von einem Kolben 15 mit einer radial außen angeordneten Reibkonusfläche 14 , sowie einer korrespondierenden Reibkonusfläche 11 des ersten Primärelements 2a gebildet. Dabei ist der Kolben 15, besser zu sehen in der 2, über Federelement 71, hier als Tangentialblattfedern ausgeführt, mit dem Antriebselement 20 drehfest und axialelastisch verbunden. Weiter sind die Federelemente 71 mittels einer Nietverbindung 73, 74 mit dem Kolben 15 und dem Antriebselement 20 verbunden. Dabei ist die Reibeinrichtung hier so ausgelegt, dass eine axial wirkende Federkraft der Federelement 71 einer Schließrichtung der beiden Reibkonusflächen 14; 11 entgegenwirkt. Dies bedeutet, dass die Reibeinrichtung 101 in einem Ruhezustand, also wenn kein hydraulischer Druck anliegt, geöffnet ist, also die Reibkonusflächen 14, 11 voneinander axial beabstandet sind und somit kein Drehmoment, abgesehen von einem eventuell auftretenden Schleppmoment, von dem ersten Primärelement 2a zu dem Antriebselement 20 übertragen werden kann. Weiter ist im Bereich der Reibkonusfläche 11, des ersten Primärelements 2a, ein Öffnungsbereich 76 vorgesehen, der vorwiegend radial nach außen verläuft und in dem Innenraum 90 endet. Dabei kann der Öffnungsbereich mittels Bohrungen oder Röhrchen ausgeführt werden. Der Öffnungsbereich ist vorwiegend dafür vorgesehen, dass bei einer geöffneten Reibeinrichtung 101, also wenn zwischen dem Antriebselement 20 und dem ersten Primärelement 2a kein Drehmoment übertragen wird, eventuell noch vorhandene Hydraulikflüssigkeit zwischen den beabstandeten Reibkonusflächen 14; 11 abzuführen. Hierdurch kann ein möglich auftretendes Schleppmoment zwischen den beiden Reibkonusflächen 14, 11 reduziert oder sogar ganz ausgeschaltet werden. Dies ist besonders wichtig für eine sichere Funktionsweise der Reibeinrichtung 101. Weiter ist noch zu erwähnen, dass zwischen der zweiten Verbindungsplatte 82 und dem Antriebselement 20 eine Verzahnung vorgesehen ist, wobei die zweite Verbindungsplatte 82 hier mit einer radial innen liegenden Innenverzahnung 83 und das Antriebselement 20 mit einer korrespondierenden Außenverzahnung 84 ausgeführt ist.
Weiter ist gut zu erkennen, dass das Lagerschild 33 ein Ausgleichselement 48 zum Ausgleichen von Bewegungen der Antriebseinrichtung 70 auf, insbesondere wobei das Ausgleichselement 48 in Form einer gummierten Zwischenlage oder dergleichen ausgeführt ist. Dies ermöglicht ein einfaches und kostengünstiges Ausgleichselement 48 für Bewegungen, beispielsweise einer Kurbelwelle.
Hier ist weiter gut zu erkennen, dass der erste Nassraum 91 durch in Richtung eines Verbrennungsmotors 105 durch ein Wandelement 31 und in Richtung einer Getriebeanordnung 110 durch das Lagerschild 33 begrenzt wird. Dabei ist ein Raumbereich 93, der auch die Verbindungsanordnung 80, auch als Flexplate und Drive Plate bekannt, als ein Trockenraum 93 ausgeführt und mittels den Dichtungen 30 und 32 vom ersten Nassraum 91 flüssigkeitsdicht abgetrennt. Weiter trennt das Lagerschild 33 den ersten Nassraum 91 in Richtung der Getriebeanordnung 110 von einem zweiten Nassraum 92 , in dem weitere Komponenten, wie beispielsweise ein Tilger, ein weiterer Torsionsdämpfer, eine Elektromaschine oder auch ein weiteres Kupplungselement, alle hier nicht gezeigt, vorgesehen sein können.
-
Die 3 zeigt eine Dämpfungsvorrichtung 102 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Form, dass hier ein Verfahren für das Schließen der Reibeinrichtung 101, und damit das reibschlüssige Verbinden der Schwungmasse 60 mit dem Antriebselement 20 beschrieben wird.
Soll die Reibeinrichtung 101 schnell geschlossen werden, wird zuerst auf einer Seite des Kolbens 15, der der Schließrichtung der Reibkonusflächen 11; 14 abgewandt ist, ein Hochdruck (HD) angelegt, wobei auf der anderen Seite des Kolbens 15 ein Niederdruck (ND) anliegt. Dabei wird der hydraulische Druck beispielsweise hier über einen Hydraulikanschluss 47 in die Reibeinrichtung 101 eingebracht. Durch den anliegenden Hochdruck (HD) wird der Kolben 15 gegen die Axialkraft der Federelemente 71 in Schließrichtung bewegt und die Reibkonusfläche 14 bewegt sich auf die Reibkonusfläche 11 des ersten Primärelements zu, bis eine reibschlüssige Verbindung vorliegt und ein Drehmoment übertragen werden kann. Ist die Reibeinrichtung 101 geschlossen, ist auch der Öffnungsbereich 76 verschlossen. Hierdurch kann die Schwungmasse 60 schnell mit der Antriebseinrichtung 70 reibschlüssig verbunden werden und es kann das Massenträgheitsmoment der Schwungmasse 60 genutzt werden, um die stehende Antriebseinrichtung 70, beispielsweise ein nicht drehender Verbrennungsmotor, auf eine Startdrehzahl hochzubeschleunigen, um diesen Motor dann befeuern zu können, damit dieser danach von selbst mittels der Verbrennungstakte dann wieder läuft. Bekannt ist dieses Start-Stop Verfahren von Verbrennungsmotoren besonders bei Ampelphasen um den Verbrauch zu reduzieren.
-
Die 4 zeigt eine Dämpfungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Form, dass hier ein weiteres Verfahren für das Schließen der Reibeinrichtung 101, und damit das reibschlüssige Verbinden der Schwungmasse 60 mit dem Antriebselement 20 beschrieben wird.
Soll die Reibeinrichtung beispielsweise im Gegensatz zu dem wie in 3 beschriebenen Verfahren langsamer und komfortabler erfolgen, so kann zuerst auf einer Seite des Kolbens 15, der einer Schließrichtung der Reibkonusflächen 11; 14 zugewandt ist ein Hochdruck (HD) angelegt werden, wobei durch den Öffnungsbereich 76 an der Reibkonusfläche 11 des ersten Primärelements 2a vorhandene Luft entweichen kann, wobei danach auf der Seite des Kolbens 15, der der Schließrichtung der Reibkonusflächen 11; 14 abgewandt ist ein Hochdruck HD angelegt wird, wobei nahezu gleichzeitig der anliegende Hockdruck HD auf der anderen Seite des Kolbens 15 reduziert wird bis eine reibschlüssige Verbindung der beiden Reibkonusflächen 14; 11 vorhanden ist, wobei der Öffnungsbereich 76 bei einer reibschlüssigen Verbindung der beiden Reibkonusflächen 14; 11 verschlossen ist. Hierbei wird vermieden, dass bei dem Schließvorgang des Kolbens 15 der Kolben 15 gegen ein Luftpolster gedrückt wird und schlagartig schließt. Vorteilhaft ist auch, dass hierdurch die Reibkonusflächen 14, 11 mit Hydraulikflüssigkeit umspült werden, was für eine Kühlung und Schmierung der Reibeinrichtung 101 vorteilhaft ist.
-
Die 5 zeigt eine Dämpfungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Form, dass hier ein weiteres Verfahren für das Schließen der Reibeinrichtung 101, und damit das reibschlüssige Verbinden der Schwungmasse 60 mit dem Antriebselement 20 beschrieben wird.
Soll die Reibeinrichtung beispielsweise im Gegensatz zu den wie in 3 oder 4 beschriebenen Verfahren noch komfortabler geschlossen werden, so kann zuerst nahezu zeitgleich auf beiden Seiten des Kolbens 15 ein Druck (D) angelegt werden, wobei der Druck auf der Seite des Kolbens 15, der einer Schließrichtung der Reibkonusflächen 14; 11 zugewandt ist, höher ist, als der Druck D auf der anderen Seite des Kolbens 15. Hierdurch soll ein unkontrolliertes Schließen der Reibeinrichtung 101 verhindert werden. Noch vorhandene Luft zwischen den beiden beabstandeten Reibkonusflächen 14, 11 entweicht durch den Öffnungsbereich 76. Danach wird der Druck auf der Seite des Kolbens 15, der der Schließrichtung der Reibkonusflächen 14; 11 zugewandt ist, wieder reduziert und oder der Druck auf der anderen Seite des Kolbens 15 wird erhöht. Hierdurch kann ein schnelles Befüllen der Reibeinrichtung 101 mit Hydraulikflüssigkeit und ein gut regelbares Schließen erzielt werden. Auch kann hierdurch die Schmierung und Kühlung der beiden Reibkonusflächen 14, 11 nochmal zu dem Verfahren wie in der 4 beschrieben, verbessert werden.
-
Die 6 zeigt eine Dämpfungsvorrichtung 102 gemäß 1, jedoch ist hier an dem Lagerschild 33 eine Öffnung 49 vorgesehen, durch die beispielsweise der Hydraulikanschluss 47 geführt werden kann. Auch ist hier gut das Ausgleichselement 48 zu sehen, das beispielsweise aus einem elastischen Material wie Gummi oder Kunststoff hergestellt werden kann axiale Schwingungen der Dämpfungsvorrichtung 102 aufnehmen kann.
-
7 zeigt eine Dämpfungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der 7 ist eine drehfeste Verbindung mittels einer Verzahnung der zweiten Verbindungsplatte 82 mit dem Antriebselement 20 dargestellt. Um eine möglichst drehfeste Verbindung zwischen der zweiten Verbindungsplatte 82 und dem Antriebselement 20 vorzusehen, ist die zweite Verbindungsplatte 82 mit einer Innenverzahnung 83 und das Antriebselement 20 mit einer korrespondierenden Außenverzahnung 84 vorgesehen. Um bei einem Lastwechselvorgang von einem Zugbetrieb in einen Schubbetrieb möglichst keine relative Verdrehung zwischen der zweiten Verbindungsplatte 82 und dem Antriebselement 20 um die Drehachse A zu erhalten, ist vorgesehen, dass die Verzahnung in Drehrichtung des Verbrennungsmotors, also in Zugrichtung vorgespannt und in diesem vorgespannten Zustand befestigt wird. Dazu sind hier in der zweiten Verbindungsplatte 82 und in dem Antriebselement 20 zwei korrespondierende Ausnehmungen 86; 87, wobei die Ausnehmung 87 in dem Antriebselement 20 zu der Ausnehmung 86 in der zweiten Verbindungsplatte 82 in Drehrichtung der Verbrennungskraftmaschine versetzt ist. Durch ein Einführen eines Stiftelements 88 in die Ausnehmung 86 der zweiten Verbindungsplatte 82 und in die Ausnehmung 87 des Antriebselements 20 wird die Verzahnung 83, 84 in Drehrichtung der Verbrennungskraftmaschine vorgespannt. In diesem Zustand ist die Verschraubung 85 der zweiten Verbindungsplatte 82 mit dem Antriebselement 20 vorgesehen, so dass die zweite Verbindungsplatte 82 mit dem Antriebselement 20 in Drehrichtung der Verbrennungskraftmaschine vorgespannt drehfest verbunden ist. Hierbei soll die durchgezogene Linie die Anfangsphase und die gestrichelte Linie die Endphase der Vorspannung der zweiten Verbindungsplatte 82 zu dem Antriebselement 20 darstellen.
Nach dem Verschraubungsvorgang kann das Stiftelement 88 wieder entfernt werden oder es kann auch vorgesehen sein, dass das Stiftelement 88 in den Ausnehmungen verbleibt. In diesem Fall ist sicherzustellen, dass das Stiftelement beim Betrieb in den Ausnehmungen 86; 87 verbleibt.
-
Die 8 zeigt eine Dämpfungsvorrichtung 102 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist zusätzlich zu dem schon beschriebenen Öffnungsbereich 76 an dem ersten Primärelement 2a ein weiterer zusätzlicher Öffnungsbereich 76a vorgesehen, der jedoch weiter radial innen im Vergleich zu dem Öffnungsbereich 76 in dem Innenraum 90 endet. Hierdurch soll bei einer geöffneten Reibeinrichtung 101 ein Belüftungsvorgang der beabstandeten Reibkonusflächen 14, 11 verbessert werden. Durch den Öffnungsbereich 76 der weiter radial außen in den Innenraum 90 endet, ist vorgesehen, dass vornehmlich durch die anliegende Fliehkraft bei sich drehendem ersten Primärelement 2a die Hydraulikflüssigkeit in den Innenraum abfließt. Hingegen wird durch den Öffnungsbereich 76a, der weiter radial innen in den Innenraum 90 endet, Luft zu den beabstandeten Reibkonusflächen 14, 11 geführt und damit ein Belüften verbessert und damit folglich ein Verringern von einem auftretenden Schleppmoment zwischen den beiden Reibkonusflächen verbessert. Dabei können die beiden Öffnungsbereiche 76 und 76a über den Umfang verteilt angeordnet und beispielsweise als Röhrenverbindung und oder als Bohrung ausgeführt werden.
-
Zusammenfassend stellt die Erfindung bzw. insbesondere ihre Ausführungsformen eine einfache, kompakte und kostengünstige Reibeinrichtung für einen schnellen Start eines Verbrennungsmotors durch Übertragen eines Drehmoments aus einer rotierenden Schwungmasse auf eine Kurbelwelle bereit. Darüber hinaus kann eine Drehzahldifferenz zwischen dem ersten Primärelement und dem Kolben sehr genau eingestellt werden, was eine besonders zuverlässige und definierte Einkopplung ermöglicht. Zu erwähnen ist noch, dass die Einkopplung in allen beschriebenen Ausführungen nur über eine reibschlüssige Verbindung der Reibeinrichtung erfolgt.
-
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Torsionsdämpfer
- 2a
- Primärblech motorseitig
- 2b
- Primärblech getriebeseitig
- 3a
- Deckel motorseitig
- 3b
- Deckel Druckraum
- 3c
- Deckel mit Lagerungsfunktion und Drucköl-Anschlussteil
- 3d
- Deckel
- 4
- Federsatz
- 5
- Abdeckbleche
- 6
- Nabenscheibe
- 9
- O-Ring
- 10
- Sprengring
- 11
- Reibkonusfläche
- 12
- Nabe Torsionsdämpfer
- 14
- Reibkonusfläche
- 15
- Kolben
- 19
- Gleitlager
- 20
- Antriebselement
- 24
- Eingangswelle
- 25
- Anschluss DAT zur Kupplung K0
- 26
- Anschluss Innenlamellenträger zur Kupplung K0
- 30
- Drehdichtung
- 31
- Wandelement
- 31a
- Getriebeglocke
- 32
- Dichtung
- 33
- Lagerschild
- 35
- Lager
- 41
- Gehäuse
- 47
- Hydraulikanschluss
- 48
- Ausgleichselement
- 49
- Öffnung
- 60
- Schwungmasse
- 70
- Antriebseinrichtung
- 71
- Federelement
- 73
- Vernietung
- 74
- Vernietung
- 76
- Öffnungsbereich
- 76a
- Öffnungsbereich
- 80
- Verbindungsanordnung
- 81
- erste Verbindungsplatte
- 82
- zweite Verbindungsplatte
- 83
- Innenverzahnung
- 84
- Außenverzahnung
- 85
- Schraubverbindung
- 86
- Ausnehmung
- 87
- Ausnehmung
- 88
- Stiftverbindung
- 90
- Innenraum
- 91
- erster Nassraum
- 92
- zweiter Nassraum
- 93
- Trockenraum
- 100
- Getriebe
- 101
- Reibeinrichtung
- 102
- Dämpfungsvorrichtung
- 105
- Verbrennungskraftmaschine
- 110
- Getriebeanordnung
- A
- Drehachse
- HD
- Hochdruckbereich Öl
- ND
- Niederdruckbereich Öl
- MDR
- Motordrehrichtung
-
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
-
- DE 3737229 A1 [0006]
- EP 0966627 B1 [0007]
- DE 102015201931 A1 [0008]
