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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung, die in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer Hybridanwendung eingesetzt ist, wobei das Kraftfahrzeug mittels einer Brennkraftmaschine oder eines elektrischen Antriebs oder kombiniert gleichzeitig durch beide antreibbar ist, die Drehmomentübertragungseinrichtung umfasst einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einem auch Primärmasse genannten Primärteil und einem auch Sekundärmasse genannten Sekundärteil, die relativ zueinander begrenzt verdrehbar sind und zwischen denen eine Federdämpferanordnung wirksam ist und im Drehmomentfluss zwischen dem Primärteil und dem mehrteilig aufgebauten Sekundärteil ein mehrere Pendelmassen einschließendes Fliehkraftpendel sowie ein als Reibeinrichtung ausgeführter Drehmomentbegrenzer vorgesehen ist.
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Es ist allgemein bekannt, in Drehmomentübertragungseinrichtungen bevorzugt Zweimassenschwungräder (ZMS) als Torsionsschwingungsdämpfer einzusetzen, um in Antriebssträngen von brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugen auftretende Drehschwingungen bzw. Torsionsschwingungen zu dämpfen. Mit dieser Maßnahme werden die von der Brennkraftmaschine ausgehenden Schwingungen gegenüber dem Antriebsstrang weitgehend gedämpft, wodurch sich der Fahrkomfort erhöht. Das Zweimassenschwungrad bewirkt im nutzbaren Drehzahlbereich, zwischen der Leerlaufdrehzahl und einer maximalen Drehzahl, infolge ihrer geringen Drehsteifigkeit eine wirksame Schwingungsdämpfung.
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Die
DE 10 2012 220 519 A1 zeigt ein ZMS bzw. einen Drehschwingungsdämpfer mit einem zweiteilig ausgeführten Sekundärteil, bei dem zwischen zwei Flanschelementen ein Verspannmechanismus vorgesehen ist. Die mit dem Primärteil und dem Sekundärteil verbundene Federdämpferanordnung umfasst in einen Federraum integrierte Bogenfedern sowie eine Reibeinrichtung. Sekundärteilseitig bzw. in Achsrichtung weisend ist der Drehschwingungsdämpfer von einem massiv gestalteten Deckel abgedeckt bzw. verschlossen, der stirnseitig an der äußeren Kontur der Primärteil befestigt ist.
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In der Start- und Stoppphase der Brennkraftmaschine kann eine unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegende Eigenfrequenz des ZMS durchlaufen werden. Die dabei auftretenden erhöhten Schwingungsamplituden führen zu einer erhöhten Geräuschentwicklung des Getriebes und/oder der Kupplung sowie einer zusätzlichen Bauteilbelastung im ZMS. Um diesen nachteiligen Effekt zu vermeiden und zur weiteren Isolation von in den Antriebsstrang eingebrachten Drehschwingungen ist es bekannt, in die Drehmomentübertragungseinrichtung ein Fliehkraftpendel sowie einen als Reibeinrichtung ausgeführten Drehmomentbegrenzer zu integrieren.
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In der
DE 10 2014 211 603 A1 ist eine gattungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung gezeigt, deren Zweimassenschwungrad ein Primärteil und ein Sekundärteil umfasst, die über eine auch Bogenfederanordnung genannte Federdämpferanordnung verbunden sind. Das mehrteilige Sekundärteil umfasst einen mit der Federdämpferanordnung zusammenwirkenden Bogenfederflansch sowie einen auch Abtriebsnabe genannten Abtriebsflansch, die über eine als Drehmomentbegrenzer ausgeführte Reibeinrichtung verbunden sind. Weiterhin schließt das Zweimassenschwungrad ein mehrere beweglich angeordnete Pendelmassen umfassendes Fliehkraftpendel ein.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer Weiterbildung einer gattungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung, die funktional verbessert, bauraumoptimiert aufgebaut und kostengünstig realisierbar ist.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 1 wird die zuvor genannte Aufgabe gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das mehrteilige Sekundärteil einen mit der Federdämpferanordnung verbundenen Trägerflansch mit zugehörigem Zwischenflansch umfasst, die über den in einem von dem Zwischenflansch und einem zugehörigen Deckelelement begrenzten Ringkanal integrierten Drehmomentbegrenzer mit einer Abtriebsnabe verbunden sind und das Fliehkraftpendel axial versetzt zu dem Drehmomentbegrenzer innerhalb des Torsionsschwingungsdämpfers dem Trägerflansch zugeordnet ist oder radial oberhalb des Drehmomentbegrenzers mit dem Zwischenflansch verbunden ist.
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Durch den erfindungsgemäßen Aufbau, die kombinierte Anordnung des Drehmomentbegrenzers und des Fliehkraftpendels mit dem Sekundärteil, stellt sich eine erhöhte Masse des Sekundärteils ein, die entscheidend zur Verbesserung des Isolationsverhaltens der Drehmomentübertragungseinrichtung beiträgt.
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Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung ist insbesondere für einen hybridischen Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine und einer Elektromaschine vorgesehen. Das Konzept gemäß der Erfindung erfüllt die Forderung von Automobilherstellern, Drehmomentübertragungseinrichtungen speziell für Hybridanwendungen, auch DHT- (dedictated hybrid transmission) Anwendungen genannt, bereitzustellen, mit denen der Isolationsgrad der Drehschwingungen im Antriebsstrang weiter verbessert werden kann. Vorteilhaft ist der technische Aufwand für die eingesetzten Isolationseinrichtungen wie Drehmomentbegrenzer und Fliehkraftpendel hinsichtlich des Bauraums und/oder der Kosten gering. Der eingesetzte Drehmomentbegrenzer erfüllt weiterhin die Forderung, den Antriebsstrang und insbesondere das der Drehmomentübertragungseinrichtung nachgeschaltete Getriebe vor einer Überlast zu schützen und bietet damit gleichzeitig einen wirksamen Impactschutz.
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Der zur Verbesserung des Isolationsverhaltens beitragende konstruktive Aufbau der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung sieht vor, den Drehmomentbegrenzer geschützt in einem Ringkanal zu integrieren, der abtriebsseitig axial vor dem Torsionsschwingungsdämpfer positioniert ist. Der Ringkanal wird dabei von dem Zwischenflansch des Sekundärteils sowie einem mit dem Zwischenflansch verbundenen Deckelelement begrenzt bzw. weitestgehend umschlossen.
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Das Fliehkraftpendel kann vorgegebene Einbauverhältnisse berücksichtigend bauraumoptimiert versetzt zu dem Drehmomentbegrenzer innerhalb des Torsionsschwingungsdämpfers mit dem Trägerflansch des Sekundärteils verbunden werden. Bevorzugt ist dabei das Fliehkraftpendel auf einer mit dem Drehmomentbegrenzer übereinstimmenden radialen Höhe angeordnet. Alternativ zu einem innenliegenden Fliehkraftpendel bietet die Erfindung die Möglichkeit, ein außenliegendes Fliehkraftpendel vorzusehen, das radial oberhalb des Drehmomentbegrenzers angeordnet mit dem Zwischenflansch verbunden ist.
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Vorteilhaft kann mit dem erfindungsgemäßen Konzept eine funktional verbesserte, betriebssichere Drehmomentübertragungseinrichtung angeboten werden, die sich durch einen bauraumoptimierten und kostengünstig realisierbaren Aufbau auszeichnet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, den Drehmomentbegrenzer als Rutschkupplung auszubilden. Der Aufbau umfasst eine mit der Abtriebsnabe verbundene, in den Ringkanal eingreifende, biegeweiche Trägerscheibe, an der beiderseits Reibringe befestigt sind. Im Einbauzustand werden beide Reibringe von einer an dem Deckelelement des Zwischenflansches abgestützten Tellerfeder kraftbeaufschlagt, die mittelbar über eine Anlaufscheibe den abtriebsseitigen Reibring beaufschlagt, wodurch der antriebsseitige Reibring an dem Zwischenflansch abgestützt ist.
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Die Abtriebsnabe und das Deckelelement sind in Umfangsrichtung spielbehaftet ineinandergreifend oder verzahnt angeordnet. Durch diese Anordnung stellt sich ein Endanschlag ein, der beispielsweise bei einem Ausfall des Drehmomentbegrenzers eine Drehmomentübertragung zwischen den verzahnten Bauteilen des Sekundärteils gewährleistet.
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Das mehrteilige erfindungsgemäße Sekundärteil schließt einen getopften, innenseitig mit dem Trägerflansch verbundenen Zwischenflansch ein, der radial oberhalb des Ringkanals mit dem Deckelelement verbunden ist, die gemeinsam den radial innenseitig geöffneten Ringkanal bilden. Diese Bauteile sind durch umfangsverteilt angeordnete Nietenverbindungen miteinander verbunden.
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Das gemäß der Erfindung aufgebaute, in axialer Richtung bauraumoptimierte Zweimassenschwungrad eignet sich bevorzugt für einen eine Doppelkupplung einschließenden Antriebsstrang. Unabhängig ob als Nasskupplung oder Trockenkupplung ausgeführt, benötigt die Doppelkupplung in axialer Richtung einen vergrößerten Bauraum, den das erfindungsgemäße Konzept vorteilhaft bietet.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in zwei Figuren abgebildeten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigt:
- 1: eine erste erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung in einem Halbschnitt;
- 2: eine zweite erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung in einem Halbschnitt;
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Die 1 zeigt eine Drehmomentübertragungseinrichtung 1, die im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) einer Brennkraftmaschine und einer insbesondere als Doppelkupplung ausgeführten Fahrzeugkupplung (nicht gezeigt) angeordnet ist. Das Drehmoment der Brennkraftmaschine wird dabei von einer Fahrzeugkupplung beispielsweise über ein Schaltgetriebe und ein Differenzialgetriebe in Verbindung mit Kardanwellen auf Antriebsräder des Kraftfahrzeugs übertragen. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 umfasst einen auch Zweimassenschwungrad (ZMS) genannten Torsionsschwingungsdämpfer 2, der ein auch Primärmasse genanntes Primärteil 3 sowie ein Sekundärteil 4 bzw. eine Sekundärmasse einschließt, die gegen die Kraft einer Bogenfedern 5 einschließenden Federdämpferanordnung 6 begrenzt relativ zueinander um eine Rotationsachse 7 verdrehbar sind. Das unmittelbar an der Kurbelwelle befestigte Primärteil 3 begrenzt gemeinsam mit einem zugehörigen Deckel 8 einen zur Aufnahme der Bogenfedern 5 bestimmten Federkanal 9. Innerhalb des Federkanals 9 sind die Bogenfedern 5 jeweils mit einem Federende an Anschlägen (nicht gezeigt) des Primärteils 3 und mit dem weiteren Federende an Anschlägen (nicht gezeigt) eines Trägerflansches 10 abgestützt, der dem Sekundärteil 4 zugeordnet ist. An den Trägerflansch 10 des mehrteilig aufgebauten Sekundärteils 4 schließen sich ein getopfter bzw. gekröpfter Zwischenflansch 11 und ein Deckelelement 12 an, wobei der Trägerflansch 10 mit dem Zwischenflansch 11 über Nietverbindungen 13 und das Deckelelement 12 mit dem Zwischenflansch 11 über Schraubverbindungen 14 verbunden sind.
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Weiterhin umfasst das Sekundärteil 4 eine Abtriebsnabe 15, die in Umfangsrichtung Aussparungen 16 bildet, in die radiale (nicht gezeigte) Vorsprünge des Deckelelements 12 spielbehaftet eingreifen. Der Zwischenflansch 11 und das Deckelelement 12 begrenzen axial einen Ringkanal 17, der zur Aufnahme eines als Rutschkupplung ausgebildeten Drehmomentbegrenzers 18 bestimmt ist, der eine mit der Abtriebsnabe 15 verbundene, in den Ringkanal 17 eingreifende Trägerscheibe 19 umfasst, an der beiderseits Reibringe 20, 21 befestigt sind. Über eine Tellerfeder 22, die einerseits an dem Deckelelement 12 und andererseits an einer Anlaufscheibe 23 abgestützt ist werden die Reibringe 20, 21 kraftbeaufschlagt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 umfasst außerdem ein innenliegendes Fliehkraftpendel 24 bekannter Bauart und Wirkungsweise, dessen Pendelmassen 25, 26 beiderseits von dem Trägerflansch 10 beweglich angeordnet sind. Das auf einer nahezu gleichen radialen Höhe mit dem Drehmomentbegrenzer 18 positionierte Fliehkraftpendel 24 ist in einem Innenraum 28 angeordnet, der axial von dem Primärteil 3 und von einer über die Nietverbindung 13 befestigten und an dem Deckel 8 abgestützten Trennwand 27 begrenzt ist.
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Die in der 2 gezeigte Drehmomentübertragungseinrichtung 31 umfasst ein außenliegendes Fliehkraftpendel 44. Der weitere Aufbau stimmt überein mit der in 1 gezeigten Drehmomentübertragungseinrichtung 1. Die nachfolgende Beschreibung ist daher im Wesentlichen auf die abweichende Konstruktion beschränkt. Das Fliehkraftpendel 44 ist konzentrisch zu dem Drehmomentbegrenzer 18 angeordnet und nahezu in gleicher radialer Position zu den Bogenfedern 5. Die Pendelmassen 25, 26 des Fliehkraftpendels 44 sind beiderseits eines radial ausgerichteten Abschnitts 42 von dem Zwischenflansch 41 beweglich angebracht. Das Fliehkraftpendel 44 ist außenseitig von einem Berstschutz 43 umschlossen, dazu ist ein abgewinkeltes, an dem Deckel 8 des Primärteils 3 befestigtes Blech vorgesehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 2
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 3
- Primärteil
- 4
- Sekundärteil
- 5
- Bogenfeder
- 6
- Federdämpferanordnung
- 7
- Rotationsachse
- 8
- Deckel
- 9
- Federkanal
- 10
- Trägerflansch
- 11
- Zwischenflansch
- 12
- Deckelelement
- 13
- Nietverbindung
- 14
- Schraubverbindung
- 15
- Antriebsnabe
- 16
- Aussparung
- 17
- Ringkanal
- 18
- Drehmomentbegrenzer
- 19
- Trägerscheibe
- 20
- Reibring
- 21
- Reibring
- 22
- Tellerfeder
- 23
- Anlaufscheibe
- 24
- Fliehkraftpendel
- 25
- Pendelmasse
- 26
- Pendelmasse
- 27
- Trennwand
- 28
- Innenraum
- 31
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 41
- Zwischenflansch
- 42
- Abschnitt
- 43
- Berstschutz
- 44
- Fliehkraftpendel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012220519 A1 [0003]
- DE 102014211603 A1 [0005]
