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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Drehschwingungsdämpfer und einem Fliehkraftpendel mit in axialer Linie mit einem Pendelmassenträger über den Umfang verteilt und entlang einer Pendelbahn an radial übereinander angeordneten Laufbahnen verschwenkbar angeordneten Pendelmassen.
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Gattungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtungen dienen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen der Drehschwingungsisolation insbesondere einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine. Hierzu sind ein Drehschwingungsdämpfer mit einer zwischen einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil wirksam von diesen in Umfangsrichtung komprimierbaren Federeinrichtung und ein Fliehkraftpendel vorgesehen. Um eine schmale Ausbildung der Drehmomentübertragungseinrichtung zu erzielen, sind beispielsweise aus der
DE 10 2014 212 812 A1 bekannte Fliehkraftpendel vorgesehen, bei denen die über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen innerhalb des axialen Bauraums in Ausnehmungen des Pendelmassenträgers angeordnet sind. Die gegenüber dem Pendelmassenträger entlang einer vorgegebenen Pendelbahn verschwenkbar aufgenommenen Pendelmassen weisen dabei radial außen angeordnete Laufbahnen und die Ausnehmungen des Pendelmassenträgers radial innen komplementär zu diesen ausgebildete Laufbahnen auf, auf denen jeweils ein Wälzkörper, beispielsweise eine Pendelrolle abwälzt. Um die Pendelmassen axial zu sichern, sind beidseitig des Pendelmassenträgers Deckscheiben vorgesehen, die insbesondere in Kombination mit einem Drehschwingungsdämpfer zusätzlichen axialen Bauraum erfordern.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Drehmomentübertragungseinrichtung insbesondere zu deren Vereinfachung und Bauraumverringerung.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Die vorgeschlagene Drehmomentübertragungseinrichtung dient der Drehschwingungsisolation von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Zur Drehschwingungsdämpfung enthält die Drehmomentübertragungseinrichtung einen Drehschwingungsdämpfer und einen drehzahladaptiven Drehschwingungstilger wie Fliehkraftpendel. Zur axial schmal bauenden Ausführung des Fliehkraftpendels sind die über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen gegenüber dem Pendelmassenträger mittels radial übereinander liegender Wälzflächen verschwenkbar aufgenommen. Dies bedeutet, dass die Pendelmassen zumindest teilweise im Bauraum des Pendelmassenträgers untergebracht sind. Hierzu verfügt der Pendelmassenträger über entsprechende Ausnehmungen oder Freiräume, die so bemessen sind, dass die Pendelmassen entlang einer vorgegebenen Pendelbahn verschwenkbar in diesen untergebracht werden können.
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Die verschwenkbare Aufnahme an dem Pendelmassenträger erfolgt dabei mittels eines oder mehrerer Wälzkontakte. In bevorzugter Weise sind die Pendelmassen entsprechend einem bifilar aufgehängten Pendel mit parallel oder trapezförmig ausgebildeten Pendelfäden an dem Pendelmassenträger aufgenommen. Hierzu sind zwischen den Pendelmassen und dem Pendelmassenträger jeweils zwei in Umfangsrichtung beabstandete Pendellager vorgesehen. Diese können jeweils aus einer radial außen angeordneten Laufbahn an der Pendelmasse und einer radial außerhalb dieser auf axial gleicher Höhe und komplementär zu dieser an der Ausnehmung des Pendelmassenträgers oder einem anderen Bahnführungselement ausgebildeten Laufbahn sowie einem zwischen diesen Laufbahnen abwälzenden Wälzkörper, beispielsweise einer Pendelrolle gebildet sein. Alternativ können die Pendelmassen als Rollpendel ausgebildet sein, welche mittels einer einzigen radial außen vorgesehenen konvexen Laufbahn direkt an einer hierzu komplementären konkaven Laufbahn der die Pendelmasse aufnehmenden Ausnehmung im Pendelmassenträger oder an einem anderen Bahnführungselement abwälzt. Die Bahnführungselemente können beispielsweise über den Umfang verteilt an einem oder mehreren diese aufnehmenden Bauteil der Drehmomentübertragungseinrichtung befestigt sein.
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Die Pendelmassen können auf eine einzige Schwingungsordnung, beispielsweise auf die Haupterregerordnung der Brennkraftmaschine des Antriebsstrangs abgestimmt sein. Alternativ können Teile der Pendelmassen auf eine erste und die anderen Pendelmassen auf eine zweite Schwingungsordnung abgestimmt sein, um beispielsweise eine Abstimmung des Fliehkraftpendels auf unterschiedliche Schwingungsordnungen bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zylindern zu ermöglichen. Die Auslegung auf eine Schwingungsordnung erfolgt durch entsprechende Auswahl der Masse der Pendelmassen, deren Schwingwinkel, deren Pendelradius der Pendelbahnen und/oder dergleichen.
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Zur Tilgung von Drehschwingungen verlagern sich die Pendelmassen im Fliehkraftfeld der um die Drehachse drehenden Drehmomentübertragungseinrichtung entlang der durch die Laufbahnen vorgegebenen Pendelbahnen aus einer sich im ungestörten Zustand einstellenden Gleichgewichtslage entgegen der Wirkung der Fliehkraft und entziehen dem anliegenden Drehmoment während einer Drehschwingung Energie. Die Pendelmassen sind in dem Pendelmassenträger beispielsweise mittels die Pendelmassen während des gesamten Schwingwinkels zumindest teilweise radial überschneidender Scheibenteile beidseitig des Pendelmassenträgers axial gesichert. Um die Drehmomentübertragungseinrichtung schmal bauend auszubilden, ist eine axiale Sicherung der Pendelmassen durch zumindest ein Bauteil des Drehschwingungsdämpfers vorgesehen. Dies bedeutet, dass beidseitig des Pendelmassenträgers die Pendelmassen zumindest teilweise radial überschneidende Bauteile wie beispielsweise Scheibenteile oder Scheibenabschnitte vorgesehen sind, die Bauteile des Drehschwingungsdämpfers sind und damit in dem Drehschwingungsdämpfer eine weitere Funktion ausüben.
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Der Drehschwingungsdämpfer der Drehmomentübertragungseinrichtung enthält ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil sowie zumindest eine zwischen diesen in Umfangsrichtung wirksam angeordnete Federeinrichtung, die beispielsweise über den Umfang verteilt auf einem oder mehreren Wirkdurchmessern angeordnete Federelemente, beispielsweise kurze Schraubenfedern und/oder sich über einen großen Umfang erstreckende Bogenfedern enthält. Diese Federelemente werden jeweils eingangsseitig und ausgangsseitig an ihren Stirnflächen beaufschlagt. Hierzu können eingangsseitige und ausgangsseitige Beaufschlagungseinrichtungen, beispielsweise Flanschteile, Blechteile oder dergleichen vorgesehen sein.
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Um die Anzahl der Teile der Drehmomentübertragungseinrichtung gering zu halten, die Drehmomentübertragungseinrichtung schmal bauend auszubilden und/oder ähnliche Vorteile zu erzielen, sind die Pendelmassen mittels zumindest einer, bevorzugt zumindest einer jeweils an einer Seite des Pendelmassenträgers angeordneten Beaufschlagungseinrichtung axial gesichert. Die Beaufschlagungseinrichtungen können beispielsweise als Ringteile oder Ringsegmente mit dem Pendelmassenträger radial außerhalb und/oder radial innerhalb der Pendelmassen verbunden sein. Hierbei kann der Pendelmassenträger als Eingangsteil oder als Ausgangsteil dienen und damit die eingangsseitigen oder ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen beispielsweise mittels Nieten aufnehmen. Die hierzu komplementären Beaufschlagungseinrichtungen des Ausgangsteils beziehungsweise des Eingangsteils können als Scheibenteile oder dergleichen beidseitig des Pendelmassenträgers angeordnet sein und entgegen der Wirkung der zumindest einen Federeinrichtung gegenüber dem Pendelmassenträger relativ verdrehbar angeordnet sein. Je nach drehfester Zuordnung der eingangsseitigen oder ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen zum Pendelmassenträger ist das Fliehkraftpendel dem Eingangsteil oder dem Ausgangsteil des Drehschwingungsdämpfers zugeordnet.
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Wahlweise können lediglich die eingangsseitigen oder die ausgangsseitigen oder die eingangsseitigen und ausgangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen die Pendelmassen axial sichern. In bevorzugter Weise ist eine axiale Sicherung der Pendelmassen radial innen und radial außen durch entsprechende radial übereinander angeordnete Beaufschlagungseinrichtungen vorgesehen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Drehmomentübertragungseinrichtung können zwei axial beidseitig des Pendelmassenträgers angeordnete Federeinrichtungen vorgesehen sein, wobei beidseitig an dem Pendelmassenträger angeordnete, bevorzugt eingangsseitige Beaufschlagungseinrichtungen die axiale Sicherung der Pendelmassen bilden. Radial innerhalb dieser bevorzugt eingangsseitigen Beaufschlagungseinrichtungen können ausgangsseitige Beaufschlagungseinrichtungen die Pendelmassen axial sichern.
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Die radial äußeren Beaufschlagungseinrichtungen können zusätzlich eine Rückhalteschale für die Federeinrichtung bilden. Zudem können diese Rückhalteschalen einen Berstschutz für die Pendelmassen und Pendelmassen beziehungsweise deren Teile im Falle einer Zerstörung des Fliehkraftpendels bilden.
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Alternativ oder zusätzlich kann in einer weiteren vorteilhaften Drehmomentübertragungseinrichtung eine Federeinrichtung radial innerhalb der Pendelmassen angeordnet sein. Hierbei können die beispielsweise als kurze Schraubenfedern ausgebildeten Federelemente der Federeinrichtung über den Umfang verteilt in erste Beaufschlagungseinrichtungen der Federeinrichtung bildende Ausnehmungen des Pendelmassenträgers untergebracht sein. Beispielsweise bilden die umfangsseitigen Wandungen der Ausnehmungen ausgangsseitige oder bevorzugt eingangsseitige Beaufschlagungseinrichtungen. Die zweiten Beaufschlagungseinrichtungen für die Federeinrichtung sind beidseitig an dem Pendelmassenträger angeordnet. Beispielsweise nach radial außen erweiterte Berieche dieser bilden die axial beidseitige Sicherung der Pendelmassen. Die Beaufschlagungseinrichtungen können als Scheibenteile ausgebildet sein, welche beispielsweise radial außerhalb der Pendelmassen beispielsweise mittels Abstandsbolzen miteinander verbunden sein können. Im Bereich der Abstandsbolzen kann der Pendelmassenträger dem Verdrehwinkel zwischen Pendelmassenträger und Scheibenteilen entsprechende Ausnehmungen aufweisen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Drehmomentübertragungseinrichtung mit radial innerhalb der Pendelmassen angeordneten Federeinrichtungen nehmen zwei axial beabstandete Scheibenteile die Pendelmassen unter Ausbildung einer axialen Sicherung zwischen sich. Die Pendelmassen wälzen mittels Pendellagern auf zwischen den Seitenteilen an diesen fest aufgenommenen Bahnführungselementen ab, die mit den Scheibenteilen den Pendelmassenträger bilden. Die Seitenscheiben bilden zudem die Beaufschlagungselemente für die Federelemente der Federeinrichtung. Das zwischen den Seitenteilen angeordnete Flanschteil bildet mittels zu den an den Scheibenteilen angeordneten Beaufschlagungseinrichtungen die komplementären Beaufschlagungseinrichtungen.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 den oberen Teil einer um die Drehachse angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung in schematischer Schnittdarstellung,
- 2 das Fliehkraftpendel der 1 in schematischer Ansicht,
- 3 das Fliehkraftpendel der 2 mit axialer Sicherung,
- 4 den oberen Teil einer zu der Drehmomentübertragungseinrichtung der 1 alternativ ausgebildeten, um eine Drehachse angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung in schematischer Schnittdarstellung und
- 5 eine Ansicht eines Scheibenteils der Drehmomentübertragungseinrichtung der 4 mit Bahnführungselementen in schematischer Ansicht.
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Die 1 zeigt den oberen Teil der um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung 1 in schematischer Schnittdarstellung mit dem Drehschwingungsdämpfer 2 und dem Fliehkraftpendel 3. Der Pendelmassenträger 4 des Fliehkraftpendels 3 ist als Pendelflansch 5 ausgebildet, der in den über den Umfang verteilt angeordneten Ausnehmungen 6 jeweils eine Pendelmasse 7 aufnimmt. Die Pendelmassen 7 sind gegenüber dem Pendelmassenträger 4 mittels jeweils zweier, in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager 8 an dem Pendelmassenträger 4 entlang einer vorgegebenen Pendelbahn aufgenommen. Hierzu weisen Pendelmassen 7 und Pendelmassenträger 4 radial übereinander liegende Laufbahnen 9, 10 auf, auf denen der Wälzkörper 11 abwälzt. Durch die bogenförmige zueinander komplementäre Form der Laufbahnen 9, 10 wird die Pendelbahn der Pendelmassen 7 im Fliehkraftfeld der um die Drehachse d drehenden Drehübertragungseinrichtung 1 vorgegeben. Bei einer Eintragung von Drehschwingungen in die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 verlagern sich die Pendelmassen 7 entlang dieser Pendelbahnen unter Aufnahme und Abgabe von Energie und beruhigen damit das anliegende Drehmoment drehzahladaptiv und abhängig von der durch die Pendelbahn und die Masse der Pendelmassen 7 eingestellten Schwingungsordnung.
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Der Drehschwingungsdämpfer 2 enthält in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei beidseitig des Pendelmassenträgers 4 angeordnete Federeinrichtungen 12, 13, die beispielsweise aus über den Umfang angeordneten Bogenfedern 14, 15 gebildet sind. Die an dem Pendelmassenträger 4 mittels der Niete 18 verbundenen Bauteile 16, 17 des Drehschwingungsdämpfers 2 erfüllen dabei mehrere Funktionen und sorgen damit für eine geringe Anzahl von Bauteilen der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 und einen geringen axialen Bauraum.
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Die Bauteile 16, 17 sind als Beaufschlagungseinrichtungen 19, 20 ausgebildet, die mittels der Beaufschlagungsbereiche 21, 22 zwischen in Umfangsrichtung benachbarte Bogenfedern 14, 15 eingreifen und diese in Umfangsrichtung beaufschlagen. Die axialen Ansätze 23, 24 stützen die Federeinrichtungen 12, 13 nach radial außen gegen Fliehkraft ab. Die radial nach innen gerichteten Stützteile 25, 26 der Bauteile 16, 17 bilden radial außen die axiale Sicherung der innerhalb des Pendelmassenträgers 4 aufgenommenen Pendelmassen 7. Weiterhin bilden die Bauteile 16, 17 einen Berstschutz zum Schutz gegen radial nach außen beschleunigte Berstteile des Fliehkraftpendels 3 im Falle eines Defekts oder einer Zerstörung des Fliehkraftpendels 3.
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Die beiden beidseitig des Pendelmassenträgers 4 angeordneten Scheibenteile 27, 28 als Bauteile des Drehschwingungsdämpfers 2 bilden eine radial innere axiale Sicherung der Pendelmassen 7 und enthalten die Beaufschlagungseinrichtungen 29, 30 für die Bogenfedern 14, 15. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bilden der Pendelmassenträger 4 mit den Bauteilen 16, 17 das Eingangsteil 31 und die Scheibenteile 27, 28, die miteinander verbunden sein können, das entgegen der Federeinrichtungen 12, 13 relativ gegenüber dem Eingangsteil 31 verdrehbare Ausgangsteil 32 des Drehschwingungsdämpfers 2 und damit der Drehmomentübertragungseinrichtung 1. Das Fliehkraftpendel 3 ist damit dem Eingangsteil 31 zugeordnet.
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Die 2 zeigt das Fliehkraftpendel 3 der 1 in Ansicht mit dem Pendelmassenträger 4 mit den Ausnehmungen 6 und den in diesen aufgenommenen Pendelmassen 7. Die einander übergreifenden Vorsprünge 33, 34 des Pendelmassenträgers 4 und der Pendelmassen 7 bilden die Pendellager 8 mit den radial übereinander angeordneten Laufbahnen 9, 10 und den auf diesen abwälzenden Wälzkörpern 11 wie beispielsweise Pendelrollen. In den Vorsprüngen 34 sind die Nietöffnungen 35 zur Aufnahme der Niete 18 (1) vorgesehen.
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Die 3 zeigt das Fliehkraftpendel 3 der 2 mit dem Pendelmassenträger 4, den Pendelmassen 7 und den Pendellagern 8. Zur axialen Sicherung der Pendelmassen 7 innerhalb des Pendelmassenträgers 4 an dem Pendelmassenträger 4 ist mittels der Niete 18 das Bauteil 16 mit seinem nach radial innen erweiterten Stützteil 25 befestigt.
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Die 4 zeigt den oberen Teil der gegenüber der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 der 1 abgeänderten, um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung 1a in schematischer Schnittdarstellung mit dem Drehschwingungsdämpfer 2a und dem Fliehkraftpendel 3a.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Pendelmassenträger 4a aus den beiden axial beabstandeten Bauteilen 16a, 17a des Drehschwingungsdämpfers 2a in Form der Scheibenteile 36a, 37a gebildet, die radial außen miteinander mittels der Niete 18a unter Zwischenlage der über den Umfang verteilt angeordneten Bahnführungselemente 38a miteinander verbunden sind. Zur Bildung der Pendellager 8a enthalten die Bahnführungselemente 38a die Laufbahnen 10a des Pendelmassenträgers 4a. Radial innerhalb der Laufbahnen 10a sind an den zwischen den Scheibenteilen 36a, 37a aufgenommenen Pendelmassen 7a die Laufbahnen 9a angearbeitet. Zwischen den Laufbahnen 9a, 10a wälzt jeweils der Wälzkörper 11a ab.
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Die Scheibenteile 36a, 37a bilden die ersten Beaufschlagungseinrichtungen 19a, 20a für die Schraubenfedern 14a der Federeinrichtung 12a des Drehschwingungsdämpfers 2a. Zugleich bilden die Scheibenteile 36a, 37a die axiale Sicherung der Pendelmassen 7a.
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Zwischen den Scheibenteilen 36a, 37a ist das Flanschteil 39a angeordnet, welches die zweite Beaufschlagungseinrichtung 40a für die Schraubenfedern 14a bildet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bilden der Pendelmassenträger 4a das Eingangsteil 31a und das Flanschteil 39a das Ausgangsteil 32a des Drehschwingungsdämpfers 2a und damit der Drehmomentübertragungseinrichtung 1a. Das Fliehkraftpendel 3a ist damit dem Eigangsteil 31a zugeordnet.
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Die 5 zeigt eines der Scheibenteile 36a, 37a mit den an diesem über den Umfang verteilt befestigten wie vernieteten Bahnführungselementen 38a mit den Laufbahnen 10a in schematischer Ansicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 1a
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 2
- Drehschwingungsdämpfer
- 2a
- Drehschwingungsdämpfer
- 3
- Fliehkraftpendel
- 3a
- Fliehkraftpendel
- 4
- Pendelmassenträger
- 4a
- Pendelmassenträger
- 5
- Pendelflansch
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Pendelmasse
- 7a
- Pendelmasse
- 8
- Pendellager
- 8a
- Pendellager
- 9
- Laufbahn
- 9a
- Laufbahn
- 10
- Laufbahn
- 10a
- Laufbahn
- 11
- Wälzkörper
- 11a
- Wälzkörper
- 12
- Federeinrichtung
- 12a
- Federeinrichtung
- 13
- Federeinrichtung
- 14
- Bogenfeder
- 14a
- Schraubenfeder
- 15
- Bogenfeder
- 16
- Bauteil
- 16a
- Bauteil
- 17
- Bauteil
- 17a
- Bauteil
- 18
- Niet
- 18a
- Niet
- 19
- Beaufschlagungseinrichtung
- 19a
- Beaufschlagungseinrichtung
- 20
- Beaufschlagungseinrichtung
- 20a
- Beaufschlagungseinrichtung
- 21
- Beaufschlagungsbereich
- 22
- Beaufschlagungsbereich
- 23
- axialer Ansatz
- 24
- axialer Ansatz
- 25
- Stützteil
- 26
- Stützteil
- 27
- Scheibenteil
- 28
- Scheibenteil
- 29
- Beaufschlagungseinrichtung
- 30
- Beaufschlagungseinrichtung
- 31
- Eingangsteil
- 31a
- Eingangsteil
- 32
- Ausgangsteil
- 32a
- Ausgangsteil
- 33
- Vorsprung
- 34
- Vorsprung
- 35
- Nietöffnung
- 36a
- Scheibenteil
- 37a
- Scheibenteil
- 38a
- Bahnführungselement
- 39a
- Flanschteil
- 40a
- Beaufschlagungseinrichtung
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014212812 A1 [0002]
