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Hintergrund der Offenbarung
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Fahrzeuge, wie etwa Traktoren oder andere Arbeitsfahrzeuge, können Spitzen oder vorübergehende Ereignisse von hoher Torsionskraft oder Vibration zwischen dem Motor und einer anderen Antriebsstrangkomponente, wie etwa einem Getriebe oder einer Antriebswelle, ausgesetzt sein. Ein Torsionsdämpfer kann extreme Drehmoment- und/oder Vibrationswerte in einem Fahrzeug-Antriebsstrang reduzieren, wodurch vorzeitiger Verschleiß und/oder Schäden an Motor, Antriebswelle und/oder anderen Antriebsstrangkomponenten verhindert werden. Solche Fahrzeuge können jedoch auch erheblichen, torsionsfreien Kräften, wie etwa axialen und/oder radialen Kräften, an oder zwischen Antriebsstrangkomponenten und/oder zwischen Teilen des Torsionsdämpfers ausgesetzt sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein Schaltvorgang eines Getriebes des Arbeitsfahrzeugs eine wesentliche Axialkraft durch eine Torsionsdämpferwelle erzeugen und leiten. Zusätzlich können Radial- und Unwuchtlasten von der Masse und/oder Drehung der Antriebswelle zu oder durch den Torsionsdämpfer geleitet werden. Solche torsionsfreien Kräfte können einen vorzeitigen Verschleiß und/oder Beschädigung des Torsionsdämpfers und/oder anderer Antriebsstrangkomponenten verursachen.
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Es besteht daher ein Bedarf an einer Dämpfungselementhalterung und einer Antriebsstranganordnung für ein Arbeitsfahrzeug, die die Wahrscheinlichkeit eines vorzeitigen Verschleißes und/oder einer Beschädigung durch torsionsfreie Kräfte reduzieren.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Dämpfungselementhalterung für eine torsionsfreie Kraftumgehung um ein Torsionsdämpfungselement bereitgestellt. Die Halterung umfasst einen Welleneingriffsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er drehbar mit einer Welle gekoppelt ist, die eine Torsionskraft überträgt, einen Dämpfungselement-Eingriffsabschnitt, der so konfiguriert ist, dass er mit dem Torsionsdämpfungselement gekoppelt ist, und einen Zwischenabschnitt, der zwischen dem Welleneingriffsabschnitt und dem Dämpfungselement-Eingriffsabschnitt angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, eine torsionsfreie Kraft zwischen der Welle und dem Torsionsdämpfungselement zu übertragen.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Antriebsstranganordnung für ein Arbeitsfahrzeug bereitgestellt. Die Anordnung beinhaltet einen Motor mit einem Schwungrad, das dazu konfiguriert ist, Torsionskraft für das Arbeitsfahrzeug bereitzustellen, eine Antriebsstrangkomponente, die die Torsionskraft von dem Motor empfängt, eine Welle, die zwischen dem Schwungrad des Motors und der Antriebsstrangkomponente angeordnet ist, wobei die Welle die Torsionskraft zwischen dem Schwungrad und der Antriebsstrangkomponente überträgt, ein Torsionsdämpfungselement, das an das Schwungrad und die Welle gekoppelt ist, um die Torsionskraft zwischen dem Schwungrad und der Welle durch das Torsionsdämpfungselement zu übertragen, und eine Dämpfungselementhalterung mit einem Dämpfungselement-Eingriffsabschnitt, der an das Torsionsdämpfungselement gekoppelt ist, und einem Zwischenabschnitt, der eine torsionsfreie Kraft zwischen der Welle und dem Torsionsdämpfungselement überträgt.
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Weitere Merkmale und Aspekte werden unter Berücksichtigung der detaillierten Beschreibung sowie aus den dazugehörigen Zeichnungen ersichtlich.
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Figurenliste
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Die detaillierte Beschreibung der Zeichnungen bezieht sich auf die beigefügten Figuren, in denen:
- 1 ein Arbeitsfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
- 2 eine Antriebsstranganordnung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
- 3 eine Antriebsstranganordnung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt;
- 4 eine Querschnittsansicht einer Antriebsstranganordnung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist; und
- 5 eine Teilquerschnittsansicht von Abschnitten einer Antriebsstranganordnung für ein Arbeitsfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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Unter Bezugnahme auf 1 wird eine Antriebsstranganordnung 10 für ein Arbeitsfahrzeug 12 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Die Anordnung 10 der in 1 veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet einen Motor 14. Der Motor 14 beinhaltet ein Schwungrad 16. Der Motor 14 erzeugt und/oder stellt eine Torsionskraft bereit, die zumindest teilweise durch das Schwungrad 16 für eine Bewegung oder einen anderen Vorgang des Arbeitsfahrzeugs 12 bereitgestellt wird. Die Anordnung 10 beinhaltet ferner mindestens eine Antriebsstrangkomponente 18. Als Teil mindestens einer ihrer Funktionen empfängt die Antriebsstrangkomponente 18 die Torsionskraft vom Motor 14. Die in 1 dargestellte Antriebsstrangkomponente 18 ist ein Getriebe, kann jedoch ein Differential, eine Kupplung und/oder ein anderes Getriebesystem und/oder eine andere Antriebs- oder Antriebsstrangkomponente oder -anordnung beinhalten. Die Anordnung 10 beinhaltet ferner eine Welle 20, die zwischen dem Schwungrad 16 des Motors 14 und der Antriebsstrangkomponente 18 angeordnet ist. Die Welle 20 der dargestellten Ausführungsform überträgt die Torsionskraft zwischen dem Schwungrad 16 und der Antriebsstrangkomponente 18. Der Begriff „Kraft“ oder „Last“, wie hierin verwendet, bezieht sich ohne Einschränkung auf jede Kraft, Last oder andere Form von Energie, die in der Lage ist, auf oder durch den beschriebenen Abschnitt, die Komponente oder das beschriebene System zu wirken.
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Unter Bezugnahme auf 2 unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 umfasst die Anordnung 10 ferner ein Torsionsdämpfungselement 22, das mit dem Schwungrad 16 und der Welle 20 gekoppelt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist das Torsionsdämpfungselement 22 fest oder starr an das Schwungrad 16 gekoppelt, d. h. gegen relative Winkel-, Axial- oder andere Verschiebung oder Bewegung gekoppelt. Wie in 2 dargestellt, ist das Torsionsdämpfungselement 22 im Allgemeinen zwischen dem Schwungrad 16 und der Welle 20 hinter dem Motor 14 angeordnet. Das Torsionsdämpfungselement 22 überträgt die Torsionskraft zwischen dem Schwungrad 16 und der Welle 20 über das Torsionsdämpfungselement 22. Das Torsionsdämpfungselement 22 ist konfiguriert, um Extremwerte oder Schwankungen der Torsionskraft oder Vibration zu reduzieren, indem Federn oder andere Vorspannelemente und/oder viskose oder andere Fluide integriert sind, auf die durch Verschiebung, Bewegung, Drehmoment oder Vibration von oder zwischen dem ersten Abschnitt 38 und dem zweiten Abschnitt 40 des Torsionsdämpfungselements 22 eingewirkt wird, wie in 4 und 5 dargestellt und nachstehend detailliert beschrieben.
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Wie in 2 und 3 dargestellt, beinhaltet die Anordnung 10 ferner eine Dämpfungselementhalterung 24, die an das Torsionsdämpfungselement 22 gekoppelt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Dämpfungselementhalterung 24 an einem Außenumfangsabschnitt 50 des Torsionsdämpfungselements 22 starr oder fest an das Torsionsdämpfungselement 22 gekoppelt. Die Dämpfungselementhalterung 24 ermöglicht es axialen, radialen und anderen torsionsfreien Kräften, das Torsionsdämpfungselement 22 zu umgehen und/oder um das Torsionsdämpfungselement 22 herum zu wirken oder mit diesem geteilt zu werden, sodass torsionsfreie Kräfte, die über Abschnitte des Torsionsdämpfungselements 22 übertragen werden und nicht starr oder fest an das Schwungrad 16 gekoppelt sind, reduziert oder eliminiert werden. In zusätzlichen Ausführungsformen, die nicht dargestellt sind, kann die Dämpfungselementhalterung 24 an einem anderen Abschnitt des Torsionsdämpfungselements 22 mit dem Torsionsdämpfungselement 22 gekoppelt sein, um torsionsfreie Kräfte, die auf oder durch eine oder mehrere Schnittstellen des Torsionsdämpfungselements 22 wirken, zu verhindern oder zu reduzieren.
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Die Dämpfungselementlhalterung 24 beinhaltet einen Welleneingriffsabschnitt 26, der drehbar mit der Welle 20 gekoppelt ist, d. h. mit der Welle 20 gekoppelt ist, während ein relatives Schwenken oder Drehen ermöglicht wird. Die Dämpfungselementhalterung 24 beinhaltet ferner einen Dämpfungselement-Eingriffsabschnitt 28, der an das Torsionsdämpfungselement 22 gekoppelt ist, und einen Zwischenabschnitt 30, der in der dargestellten Ausführungsform eine torsionsfreie Kraft zwischen der Welle 20 und dem Torsionsdämpfungselement 22 überträgt. Der Zwischenabschnitt 30 ist in der dargestellten Ausführungsform zwischen dem Welleneingriffsabschnitt 26 und dem Dämpfungselement-Eingriffsabschnitt 28 angeordnet.
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4 stellt einen Querschnitt von Abschnitten der Anordnung 10 dar, die das Torsionsdämpfungselement 22, die Dämpfungselementhalterung 24 und die Welle 20 beinhalten. Wie in 4 gezeigt, beinhalten die Anordnung 10 und/oder die Dämpfungselementhalterung 24 ein Lagerelement 34, das an dem Welleneingriffsabschnitt 26 so angeordnet ist, dass die Dämpfungselementhalterung 24 relativ zu der Welle 20 drehbar oder schwenkbar ist. Das Lagerelement 34 in der dargestellten Ausführungsform ist eine Kugellageranordnung, kann jedoch eines oder mehrere von einem Radial-, Schub-, Rollen-, Stift-, Fluid-, Gleit-, Hülsen- oder einem anderen Lagertyp oder einer anderen Lagerkonfiguration beinhalten, um eine relative Drehung zwischen der Welle 20 und dem Welleneingriffsabschnitt 26 der Dämpfungselementhalterung 24 zu ermöglichen. In der dargestellten Ausführungsform ist das Lagerelement 34 an oder auf einer Dämpfungselementwelle 48 positioniert. Die Dämpfungselementwelle 48 bildet in der dargestellten Ausführungsform einen Teil der Welle 20, kann jedoch in einer oder mehreren weiteren Ausführungsformen mit der Welle 20 gekoppelt sein. Die Dämpfungselementwelle 48 der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich durch das Torsionsdämpfungselement 22 und ist in der dargestellten Ausführungsform koaxial zu diesem.
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Der Zwischenabschnitt 30 beinhaltet eine Vielzahl von Verbindungselementen 36, die sich axial von dem Welleneingriffsabschnitt 26 zu dem Dämpfungselement-Eingriffsabschnitt 28 erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich die Vielzahl von Verbindungselementen 36 axial und radial nach außen von dem Welleneingriffsabschnitt 26 zu dem Dämpfungselement-Eingriffsabschnitt 28. Die Vielzahl von Verbindungselementen 36 beinhaltet in der dargestellten Ausführungsform drei Speichen, die am besten in 3 gezeigt sind, beinhaltet jedoch auch eine beliebige Anzahl von Speichen oder andere(n) Strukturen), die in der Lage ist/sind, in weiteren Ausführungsformen Kraft zwischen dem Dämpfungselement-Eingriffsabschnitt 28 und dem Welleneingriffsabschnitt 26 zu übertragen.
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Unter Bezugnahme auf 5, unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1-4, beinhaltet das Torsionsdämpfungselement 22 einen ersten Abschnitt 38 und einen zweiten Abschnitt 40, der von dem ersten Abschnitt 38 radial nach außen angeordnet ist. Der erste Abschnitt 38 des Torsionsdämpfungselements 22 ist relativ zu dem zweiten Abschnitt 40 des Torsionsdämpfungselements 22 drehbar oder schwenkbar. In der dargestellten Ausführungsform sind der erste Abschnitt 38 und der zweite Abschnitt 40 des Torsionsdämpfungselements 22 konfiguriert, um sich relativ zueinander um ihre gemeinsame Achse 52 zu drehen oder zu schwenken. Ein oder mehrere Federelemente 42 oder andere Vorspannelemente ist/sind wirksam zwischen dem ersten Abschnitt 38 und dem zweiten Abschnitt 40 angeordnet. Ein oder mehrere fluiddichte Hohlräume 44 ist/sind mechanisch zwischen dem ersten Abschnitt 38 und dem zweiten Abschnitt 40 angeordnet, um ein viskoses oder anderes Fluid aufzunehmen. Eine oder mehrere Rippe(n) 46 ist/sind konfiguriert, um sich mit jedem des ersten Abschnitts 38 und des zweiten Abschnitt 40 zur relativen Bewegung zwischen den Rippen 46 in den Hohlräumen 44 zu drehen oder zu schwenken. In einer oder mehreren Ausführungsformen, die nicht dargestellt sind, beinhaltet das Torsionsdämpfungselement 22 kein Fluid und/oder eine andere hier beschriebene Komponente.
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Die Welle 20 ist mit dem ersten Abschnitt 38 des Torsionsdämpfungselements 22 gekoppelt. In der dargestellten Ausführungsform ist die Welle 20 fest oder starr mit dem ersten Abschnitt 38 des Torsionsdämpfungselements 22 gekoppelt, d. h. gegen relative Winkel-, Axial- oder andere Verschiebung oder Bewegung gekoppelt. Der Dämpfungselement-Eingriffsabschnitt 28 der Dämpfungselementhalterung 24 ist starr oder fest mit dem zweiten Abschnitt 40 des Torsionsdämpfungselements 22 gekoppelt. Der zweite Abschnitt 40 des Torsionsdämpfungselements 22 ist starr oder fest mit dem Schwungrad 16 gekoppelt. Wenn relativ große torsionale Lasten auf das Torsionsdämpfungselement 22 wirken, wird der erste Abschnitt 38 winkelmäßig von der Position oder Drehung des zweiten Abschnitts 40 verschoben oder entspricht dieser nicht. Dementsprechend wird die Welle 20 während eines Auftretens einer hohen torsionalen Last, wie durch das Lagerelement 34 und/oder eine andere Struktur, die zur Drehabstützung konfiguriert ist, ermöglicht, winkelmäßig von der Dämpfungselementhalterung 24 verschoben.
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Die Welle 20 überträgt in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine Torsionskraft auf den ersten Abschnitt 38 des Torsionsdämpfungselements 22 und/oder der erste Abschnitt 38 überträgt eine Torsionskraft auf die Welle 40. Ferner überträgt die Dämpfungselementhalterung 24 in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine torsionsfreie Kraft auf den zweiten Abschnitt 40 des Torsionsdämpfungselements 22 und/oder das Torsionsdämpfungselement 22 überträgt eine torsionsfreie Kraft auf den zweiten Abschnitt 40 der Dämpfungselementhalterung 24.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist die Dämpfungselementhalterung 24 drehbar mit dem ersten Abschnitt des Torsionsdämpfungselements 22 gekoppelt. In einer solchen Ausführungsform ermöglicht die Dämpfungselementhalterung 24, dass Torsionskraft zwischen dem ersten Abschnitt 38 und dem zweiten Abschnitt 40 übertragen wird, aber axiale, radiale und/oder andere torsionsfreie Kräfte durch die Dämpfungselementhalterung 24 übertragen werden, wobei eine Schnittstelle 54 zwischen dem ersten Abschnitt 38 und dem zweiten Abschnitt 40 umgangen wird, wie allgemein in 5 dargestellt.
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Gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen können axiale, radiale und/oder andere torsionsfreie Kräfte, die auf oder durch die Dämpfungserelementwelle 48 wirken, auch durch das Lagerelement 34 und damit durch die Dämpfungselementhalterung 24 und den äußeren, zweiten Abschnitt 40 des Torsionsdämpfungselements 22 wirken. Dementsprechend reduzieren eine oder mehrere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine torsionsfreie Kraftdifferenz zwischen dem ersten Abschnitt 38, der mit der Dämpfungselementwelle 48 gekoppelt ist, und dem zweiten Abschnitt 40, der mit der Dämpfungselementhalterung 24 gekoppelt ist.
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Ohne den Geltungsbereich, die Auslegung oder die Anwendung der nachstehend aufgeführten Ansprüche in irgendeiner Weise einzuschränken, verhindern oder reduzieren die hierin beschriebenen Ausführungsformen eine torsionsfreie Kraftdifferenz, die durch oder auf das Torsionsdämpfungselement 22 wirkt. Torsionsfreie Kräfte in herkömmlichen Systemen, einschließlich unter anderem Schub-, Axial-, Radial- und/oder Unwuchtkräfte, können durch oder zwischen Antriebsstrangkomponenten und/oder durch oder zwischen dem ersten Abschnitt 38 und dem zweiten Abschnitt 40 des Torsionsdämpfungselements 22 wirken, um möglicherweise vorzeitigen Verschleiß und/oder Beschädigung des Torsionsdämpfungselements 22 und/oder anderer Antriebsstrangkomponenten zu verursachen. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein Schaltvorgang eines Getriebes des Fahrzeugs 12 Axialkräfte durch die Welle 20 erzeugen und übertragen, sodass das Torsionsdämpfungselement 22 positive oder negative Axialkräfte aufnehmen kann. Schublasten herkömmlicher Systeme wirken auf die Federn 42, die Hohlräume 44, eine oder mehrere Dichtungen oder Ringe und/oder einen anderen Abschnitt des Torsionsdämpfungselements 22, um Beschädigungen oder Verschleiß zu verursachen. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen stellen die Dämpfungselementhalterung 24 und die Antriebsstranganordnung 10 bereit, die eine Umgehung, Aufteilung oder einen Ausgleich solcher torsionsfreien Kräfte an oder um das Torsionsdämpfungselement 22 ermöglichen. Zusätzlich ergänzt die Masse der Dämpfungselementhalterung 24 der beschriebenen Ausführungsformen die rotierende Masse des Schwungrads 16, der Welle 20 und des Motors 14, wodurch die Torsionsdämpfung der Antriebsstranganordnung 10 weiter verbessert wird, wie etwa während Schaltereignissen des Getriebes oder eines anderen Vorgangs der Antriebsstrangkomponente 18. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen verlängern die Lebensdauer des Torsionsdämpfungselements 22 und/oder verhindern oder reduzieren Verschleiß, Beschädigung und/oder andere nachteilige Auswirkungen auf das Torsionsdämpfungselement 22, die durch torsionsfreie, auf das Torsionsdämpfungselement 22 wirkende Kräfte verursacht werden..
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Während das Obenstehende beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschreibt, dürfen diese Beschreibungen nicht in einem einschränkenden Sinne betrachtet werden. Vielmehr können andere Abweichungen und Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang und Geist der vorliegenden Offenbarung, wie in den beigefügten Ansprüchen festgelegt, abzuweichen.
