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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung insbesondere für einen hybridischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil und einer zwischen diesen in Umfangsrichtung wirksam angeordneten Federeinrichtung sowie einem dem Ausgangsteil zugeordneten Fliehkraftpendel mit einem Pendelflansch und beidseitig an diesem über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen, welche im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelflanschs entlang einer vorgegebenen Pendelbahn verschwenkbar sind, wobei ein Flanschteil zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung, der Pendelflansch und eine Ausgangsnabe des Ausgangsteils miteinander verbunden sind. Gattungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtungen dienen der Drehschwingungsisolation in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine. Die Drehmomentübertragungseinrichtungen sind dabei mittels eines Eingangsteils an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aufgenommen und übertragen mittels einer Ausgangsnabe das drehschwingungsisolierte Drehmoment auf eine nachfolgende Antriebsstrangeinrichtung, beispielsweise eine Doppelkupplung. Die Drehschwingungsisolation erfolgt mittels eines Drehschwingungsdämpfers und eines an dem Ausgangsteil angeordneten Fliehkraftpendels. Aus den Druckschriften
DE 10 2016 220 567 A1 ,
DE 10 2015 205 500 A1 und
DE 10 2015 204 340 A1 sind beispielsweise gattungsgemäße Drehschwingungsdämpfer mit Fliehkraftpendeln bekannt, wobei die Pendelmassen der Fliehkraftpendel auf radial gleicher Höhe und axial benachbart zu den Bogenfedern des Drehschwingungsdämpfers angeordnet sind. Diese Drehmomentübertragungseinrichtungen sind für axial beengte Bauräume, insbesondere für enge Bauräume in hybridischen Antriebssträngen, in denen zusätzlich eine Elektromaschine platzsparend unterzubringen ist, weniger geeignet.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit verringertem Bauraumbedarf bei ausreichender Drehschwingungsisolation. Aus der Druckschrift
DE 102009 053 482 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer mit einem Fliehkraftpendel bekannt, dessen Pendelmassen radial innerhalb der Bogenfedern an dem Flanschteil zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Bogenfedern verschwenkbar aufgenommen sind. Die Isolationswirkung der Pendelmassen ist durch den beengten Bauraum eingeschränkt.
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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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Die vorgeschlagene Drehmomentübertragungseinrichtung dient der Übertragung von Drehmoment und Drehschwingungsisolation insbesondere für einen hybridischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Die Drehmomentübertragungseinrichtung enthält einen um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil sowie einer zwischen diesen in Umfangsrichtung wirksamen Federeinrichtung.
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Das Eingangsteil kann als Primärschwungmasse ausgebildet sein und ist beispielsweise mittels eines Scheibenteils aus Blech mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbindbar. An dem Eingangsteil kann ein Anlasserzahnkranz, ein Geberring, eine oder mehrere Zusatzmassen aufgenommen sein. Das Eingangsteil kann beispielsweise durch Verschweißung mit einem Deckelteil eine Ringkammer bilden, in der die Federeinrichtung aufgenommen ist.
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Das Ausgangsteil enthält eine Ausgangsnabe zur Anbindung einer nachfolgenden Antriebsstrangeinrichtung, beispielsweise einer Doppelkupplung, des Rotors einer Elektromaschine und/oder dergleichen, die eine Sekundärschwungmasse zur Ausbildung des Drehschwingungsdämpfers als Zweimassenschwungrad bilden. Weiterhin enthält das Ausgangsteil ein von radial innen in die Ringkammer eingreifendes und die Federeinrichtung beaufschlagendes Flanschteil. Dem Ausgangsteil ist ein Fliehkraftpendel zugeordnet, dessen Pendelflansch mit dem Flanschteil und der Ausgangsnabe verbunden, beispielsweise vernietet ist.
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Die Federeinrichtung enthält über den Umfang verteilt angeordnete Bogenfedern, die in der Ringkammer untergebracht sind und mittels einer teilweise mit Schmiermittel befüllten Ringkammer befettet sein können. Zwischen die in Umfangsrichtung benachbarten Stirnseiten der Bogenfedern greifen Beaufschlagungsmittel des Drehschwingungsdämpfers ein. Die eingangsseitigen Beaufschlagungsmittel sind beispielsweise mittels axialer Anprägungen der die Ringkammer bildenden Bauteile, beispielsweise in dem Scheibenteil und dem Deckelteil gebildet. Axial zwischen diesen können radial erweiterte Arme des Flanschteils durchtauchen und damit die ausgangsseitigen Beaufschlagungsmittel bilden.
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Neben dem Drehschwingungsdämpfer wird die Drehschwingungsisolation durch ein dem Ausgangsteil zugeordnetes Fliehkraftpendel gebildet. Der mit der Ausgangsnabe und dem Flanschteil verbundene Pendelflansch nimmt über den Umfang verteilt und beidseitig Pendelmassen auf, welche im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelflanschs entlang einer vorgegebenen Pendelbahn verschwenkbar sind. Axial gegenüber liegende Pendelmassen sind hierbei mittels Verbindungsmitteln, die entsprechende Ausnehmungen des Pendelflanschs durchgreifen, zu Pendelmasseneinheiten verbunden. Die Pendelmassen sind bevorzugt mittels jeweils zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager an dem Pendelflansch verschwenkbar aufgenommen. Die Pendellager sind jeweils aus in den Pendelmassen und in dem Pendelflansch vorgesehenen Ausnehmungen gebildet, an denen Laufbahnen angearbeitet sind. Auf den Laufbahnen wälzt eine die Ausnehmungen der axial gegenüberliegenden Pendelmassen und des Pendelflanschs durchgreifende Pendelrolle ab und stützt damit die unter Fliehkrafteinfluss stehenden Pendelmassen radial und verschwenkbar an dem Pendelflansch ab.
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Um die Drehmomentübertragungseinrichtung axial schmal bauend auszubilden und zudem einen radialen Bauraum beispielsweise für die Elektromaschine bereitzustellen, sind die Pendelmassen radial innerhalb der Federeinrichtung angeordnet und zumindest ein Teil der Pendelmassen überschneidet die Federeinrichtung axial. Durch die mittels dieser Anordnung erzielbare kompakte Ausbildung der Drehmomentübertragungseinrichtung kann eine ausreichende Drehschwingungsisolation für hybridische Antriebsstränge vorgeschlagen werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Drehmomentübertragungseinrichtung kann der Pendelflansch axial zwischen dem Flanschteil und der Ausgangsnabe aufgenommen sein. Hierdurch können das Flanschteil, der Pendelflansch und die Ausgangsnabe so angeordnet werden, dass der Bauraum radial übereinander aus axial weitgehend überlappenden Bauteilen ohne große Freiräume verdichtet ist. Weiterhin können Pendelflansch, Flanschteil und Ausgangsnabe ohne weitgehende Kröpfungen ausgebildet werden. Beispielsweise kann das Flanschteil im Wesentlichen radial erstreckt ausgebildet sein. Das Ausgangsteil kann als Schmiedeteil ausgebildet sein. Flanschteil und Pendelflansch können aus Blechteilen gestanzt und umgeformt sein.
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Der Pendelflansch kann radial außen in axiale Richtung von der Federeinrichtung wegweisend umgelegt sein. Auf diese Weise kann mit dem Pendelflansch einteilig ein Berstschutz für die nicht radial außen abgedeckten Pendelmassen vorgesehen sein. Die Ringkammer der Drehmomentübertragungseinrichtung zur Aufnahme der Federeinrichtung beziehungsweise deren Bogenfedern ist nach außen beispielsweise gegen Wasser- und Schmutzeintritt abgedichtet. Die Abdichtung erfolgt zwischen Eingangsteil und Ausgangsteil mittels dynamischer Dichtungen, die zugleich Reibeinrichtungen zur Bereitstellung einer Grundhysterese des Drehschwingungsdämpfers bereitstellen können.
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Das Fliehkraftpendel beziehungsweise dessen Pendelmassen können radial innerhalb der Ringkammer angeordnet sein, um den Bauraum weiter zu optimieren und insbesondere die Pendellager vor Verschmutzung zu schützen. Hierbei kann eine der Reibeinrichtungen zwischen dem Flanschteil, beispielsweise an einem Scheibenteil zur Aufnahme der Drehmomentübertragungseinrichtung an der Brennkraftmaschine beispielsweise als axial vorgespanntes Ringteil aus Kunststoff angeordnet sein. Die andere Reibeinrichtung kann eine an einer zwischen Flanschteil, Pendelflansch und Ausgangsnabe vorgesehenen Vernietung aufgenommene
und gegen ein Deckelteil der Ringkammer vorgespannte Membran enthalten. Hierbei kann zur Bildung der Reibeinrichtung an dem Deckelteil der Ringkammer ein Reibring beispielsweise aus Kunststoff angeordnet sein, gegen den die Membran vorgespannt ist.
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In einer alternativen Ausführungsform der Drehmomentübertragungseinrichtung kann das Fliehkraftpendel beziehungsweise dessen Pendelmassen radial außerhalb der Ringkammer angeordnet sein. Eine der Reibeinrichtungen kann dabei zwischen dem Flanschteil und dem Eingangsteil, beispielsweise dem Scheibenteil zur Aufnahme an der Brennkraftmaschine beispielsweise als axial vorgespanntes Ringteil aus Kunststoff ausgebildet sein. Die andere Reibeinrichtung kann radial außerhalb der Pendelmassen zwischen einem Deckelteil der Ringkammer und dem Flanschteil als axial vorgespanntes Ringteil auf Kunststoff angeordnet sein.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 den oberen Teil einer um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung im Schnitt
und
- 2 den oberen Teil einer gegenüber der Drehmomentübertragungseinrichtung der 1 abgeänderten Drehmomentübertragungseinrichtung im Schnitt.
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Die 1 zeigt den oberen Teil der um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung 1 mit dem Drehschwingungsdämpfer 2 und dem Fliehkraftpendel 3 mit dem Eingangsteil 4 und dem Ausgangsteil 5. Eingangsteil 4 und Ausgangsteil 5 sind gegeneinander entgegen der Wirkung der Federeinrichtung 31 begrenzt um die Drehachse d angeordnet. Das Fliehkraftpendel 3 ist dem Ausgangsteil 5 zugeordnet.
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Das Eingangsteil 4 ist aus dem Scheibenteil 6 und dem Deckelteil 7 gebildet, die miteinander dicht verbunden wie verschweißt sind und die Ringkammer 8 bilden, in der die über den Umfang verteilt angeordneten Bogenfedern 9 der Federeinrichtung 31 untergebracht und bevorzugt mittels die Ringkammer 8 teilweise befüllendem Schmiermittel befettet sind. Anstatt einzelner über den Umfang angeordneter Bogenfedern 9 können über den Umfang verteilt angeordnete Bogenfederpakete mit mehreren ineinander geschachtelten Bogenfedern vorgesehen sein. Das Scheibenteil 6, das Deckelteil 7 und der Anlasserzahnkranz 10 des Eingangsteils 4 bilden eine Primärschwungmasse zur Ausbildung des Drehschwingungsdämpfers 2 als Zweimassenschwungrad. Das Scheibenteil 6 ist mittels der Schrauben 11 mit der Kurbelwelle 12 einer Brennkraftmaschine verbunden.
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Das Ausgangsteil 5 ist aus dem Flanschteil 13, der Ausgangsnabe 14 und dem Fliehkraftpendel 3 mit dem Pendelflansch 15 und den an diesem verschwenkbar aufgenommenen Pendelmassen 16 gebildet. Das Flanschteil 13, die Ausgangsnabe 14 und der Pendelflansch 15 sind mittels der aus den über den Umfang verteilt angeordneten Nieten 17 gebildeten Vernietung miteinander verbunden. Die Ausgangsnabe 14 ist als Schmiedeteil hergestellt und ist mittels der Innenverzahnung 18 mit dem Wellenstumpf 19 einer nachfolgenden Antriebsstrangeinrichtung, beispielsweise einer Doppelkupplung, einem Rotor einer Elektromaschine oder dergleichen drehschlüssig verbunden. Die Antriebsstrangeinrichtung bildet die Sekundärschwungmasse des als Zweimassenschwungrad ausgebildeten Drehschwingungsdämpfers 2.
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Die Bogenfedern 9 werden eingangsseitig und ausgangsseitig jeweils von zwischen in Umfangsrichtung benachbarte Stirnflächen der Bogenfedern 9 eingreifende Beaufschlagungsmittel 20, 21 beaufschlagt. Hierzu sind in dem Scheibenteil 6 und in dem Deckelteil 7 die axial erstreckten Anprägungen 22, 23 als eingangsseitige Beaufschlagungsmittel 20 vorgesehen. Die ausgangsseitigen Beaufschlagungsmittel 21 sind durch radial in die Ringkammer 8 erweiterte, axial zwischen den Anprägungen 22, 23 durchtauchende Arme 24, die einteilig an dem Flanschteil 13 angeordnet sind, gebildet.
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Die beidseitig an dem Pendelflansch 15 angeordneten Pendelmassen 16 sind mittels jeweils zweier in Umfangsrichtung beabstandeter nicht einsehbarer Pendellager an dem Pendelflansch 15 verschwenkbar aufgenommen. Hierzu durchgreift jeweils eine Pendelrolle Ausnehmungen der Pendelmassen 16 und des Pendelflanschs 15 und wälzt auf an den Ausnehmungen angearbeiteten Laufbahnen ab. Die Form der Laufbahnen gibt dabei die Pendelbahn vor, entlang der die Pendelmassen 16 im Fliehkraftfeld des um die Drehachse d drehenden Pendelflanschs 15 verschwenkbar sind. Axial gegenüberliegende Pendelmassen 16 sind mittels der Verbindungsmittel 25, beispielsweise hier Abstandsbolzen 26 oder Blechteilen miteinander zu Pendelmasseneinheiten 27 verbunden. Die Verbindungsmittel 25 durchgreifen dabei so dimensionierte Ausnehmungen 28 im Pendelflansch 15, dass eine ausreichende Verschwenkbarkeit der Pendelmasseneinheiten 27 erhalten bleibt. Zur Dämpfung von Anschlägen der Verbindungmittel 25 an den Ausnehmungen 28 sind die Verbindungsmittel 25 mit Anschlagpuffern 29 versehen.
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Der Pendelflansch 15 weist radial außen den axial umgelegten Ansatz 30 auf, der in die der Federeinrichtung 31 abgewandten Richtung erstreckt ist und einen Berstschutz bildet, der die freiliegenden Pendelmassen 16 bei einem Bersten des Fliehkraftpendels 3 vor einer hohen radialen Beschleunigung bewahrt. Die das Deckelteil 7 axial überschneidenden Pendelmassen 16 werden im Berstfall von dem Deckelteil zurückgehalten.
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Um die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 kompakt auszubilden, erfolgt eine axiale Ineinanderschachtelung einzelner Bauteile und die Schaffung eines radialen Bauraums radial außerhalb der Pendelmassen 16. Hierzu sind die Pendelmassen 16 radial innerhalb der Federeinrichtung 31 angeordnet. Das Fliehkraftpendel 3 ist dabei axial soweit in den Innenraum der Ringkammer 8 in Richtung des Eingangsteils 4 verlagert, dass sich Teile der Pendelmassen 16 und die Bogenfedern 9 axial überschneiden. Um dennoch eine ausreichende Isolierung zu erzielen, sind die Pendelmassen 16 in ihrer radialen Erstreckung erweitert. Durch den separaten Pendelflansch 15 ist eine radiale und axiale Erweiterung der Pendelmassen 16 möglich, ohne die Funktion des Flanschteils wegen vergrößerter Ausnehmungen zu schwächen. Durch die Erhöhung der Gesamtmasse der Pendelmasse gegenüber an dem Flanschteil 13 aufgenommenen Pendelmassen wird die Isolationswirkung des Fliehkraftpendels 3 erhöht. Zudem können die Bogenfedern 9 mit einem größeren Durchmesser versehen werden.
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Durch die Anordnung des Pendelflanschs 15 zwischen das Flanschteil 13 und die Ausgangsnabe 14 kann der axiale Bauraum der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 weiter vermindert werden. Die Kröpfung beschränkt sich im Wesentlichen auf den Pendelflansch 15, dessen Kröpfung im Wesentlichen auf eine Dicke einer Pendelmasse 16 und dem entsprechenden Axialspiel zwischen Flanschteil 13 einerseits und dem Pendelflansch 15 andererseits beschränkt ist.
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Die Grundhysterese des Drehschwingungsdämpfers 2 ist mittels der beiden Reibeinrichtungen 32, 33 vorgesehen, die radial außerhalb der Pendelmassen 16 vorgesehen sind, und die Ringkammer 8 nach außen gegen eindringendes Wasser und Schmutz abzudichten. Die erste Reibeinrichtung 32 ist als Ringteil 34 bevorzugt aus Kunststoff zwischen dem Scheibenteil 6 und dem Flanschteil vorgesehen. Die zweite Reibeinrichtung 33 enthält das in das Flanschteil 13 eingehängte Ringteil 35, welches mit dem Deckelteil 7 einen Reibeingriff ausbildet. Die als Reibringe wirksamen Ringteile 34, 35 sind mittels der zwischen dem Flanschteil 13 und dem Ringteil 35 vorgespannten Tellerfeder 36 axial vorgespannt.
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Die 2 zeigt den oberen Teil der um die Drehachse d verdrehbaren Drehmomentübertragungseinrichtung 1a im Schnitt. Im Unterschied zu der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 der 1 ist die aus dem Scheibenteil 6a und dem Deckelteil 7a des Eingangsteils 4a gebildete Ringkammer 8a nach radial innen erweitert. Hierzu ist das Deckelteil 7a nach radial innen erweitert und überschneidet die Pendelmassen 16a des Fliehkraftpendels 3a radial. Durch die Ausbildung der Reibeinrichtung 33a zwischen dem Ausgangsteil 5a und dem Deckelteil 7a wird die Ringkammer 8a nach radial innen erweitert und geschlossen, so dass das Fliehkraftpendel 3a vollständig in die Ringkammer 8a aufgenommen und damit ebenfalls vor Verschmutzung und Wassereintrag geschützt ist.
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Die Reibeinrichtung 32a zwischen dem Scheibenteil 6a und dem Flanschteil 13a ist dabei entsprechend der Reibeinrichtung 32 der 1 ausgebildet. Die Reibeinrichtung 33a enthält die Membran 37a, die mit dem Flanschteil 13a, der Ausgangsnabe 14a und dem Pendelflansch 15a an der durch die Niete 17a gebildeten Vernietung aufgenommen ist und radial außen gegenüber dem innenliegend an dem Deckelteil 7a aufgenommenen Ringteil 35a axial vorgespannt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 1a
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 2
- Drehschwingungsdämpfer
- 3
- Fliehkraftpendel
- 3a
- Fliehkraftpendel
- 4
- Eingangsteil
- 4a
- Eingangsteil
- 5
- Ausgangsteil
- 5a
- Ausgangsteil
- 6
- Scheibenteil
- 6a
- Scheibenteil
- 7
- Deckelteil
- 7a
- Deckelteil
- 8
- Ringkammer
- 8a
- Ringkammer
- 9
- Bogenfeder
- 10
- Anlasserzahnkranz
- 11
- Schraube
- 12
- Kurbelwelle
- 13
- Flanschteil
- 13a
- Flanschteil
- 14
- Ausgangsnabe
- 14a
- Ausgangsnabe
- 15
- Pendelflansch
- 15a
- Pendelflansch
- 16
- Pendelmasse
- 16a
- Pendelmasse
- 17
- Niet
- 17a
- Niet
- 18
- Innenverzahnung
- 19
- Wellenstumpf
- 20
- Beaufschlagungsmittel
- 21
- Beaufschlagungsmittel
- 22
- Anprägung
- 23
- Anprägung
- 24
- Arm
- 25
- Verbindungsmittel
- 26
- Abstandsbolzen
- 27
- Pendelmasseneinheit
- 28
- Ausnehmung
- 29
- Anschlagpuffer
- 30
- Ansatz
- 31
- Federeinrichtung
- 32
- Reibeinrichtung
- 32a
- Reibeinrichtung
- 33
- Reibeinrichtung
- 33a
- Reibeinrichtung
- 34
- Ringteil
- 35
- Ringteil
- 35a
- Ringteil
- 36
- Tellerfeder
- 37a
- Membran
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016220567 A1 [0001]
- DE 102015205500 A1 [0001]
- DE 102015204340 A1 [0001]
- DE 102009053482 A1 [0002]
