DE102020117260A1 - Torsional vibration damper with a rotation axis for a drive train - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer (1) mit einer Rotationsachse (2) für einen Antriebsstrang (3), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:- eine Eingangsseite (4) zum Übertragen eines Drehmoments;- eine Ausgangsseite (5) zum Übertragen eines Drehmoments;- zumindest ein Zwischenelement (6,7), zumindest ein Energiespeicherelement (8) und zumindest einen Wälzkörper (9), wobei das Zwischenelement (6,7) mittels des Energiespeicherelements (8) vorgespannt und mittels des Wälzkörpers (9) reibungsarm schwingbar zwischen der Ausgangsseite (5) und der Eingangsseite (4) angeordnet ist; und- eine Drehmomentbegrenzereinheit (10), mittels welcher eine Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsseite (4) und der Ausgangsseite (5) auf ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment begrenzt ist. Der Torsionsschwingungsdämpfer (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (6,7) zwischen der Drehmomentbegrenzereinheit (10) und der Eingangsseite (4) abgestützt ist.Der Torsionsschwingungsdämpfer ist kostengünstig fertigbar und weist eine für die meisten Anwendungen ausreichende Lebensdauer auf.The invention relates to a torsional vibration damper (1) with a rotation axis (2) for a drive train (3), having at least the following components: - an input side (4) for transmitting a torque; - an output side (5) for transmitting a torque; - at least one intermediate element (6, 7), at least one energy storage element (8) and at least one rolling element (9), the intermediate element (6, 7) being prestressed by means of the energy storage element (8) and swingable between the output side with low friction by means of the rolling element (9) (5) and the input side (4) is arranged; and - a torque limiter unit (10), by means of which a torque transmission between the input side (4) and the output side (5) is limited to a predetermined maximum torque. The torsional vibration damper (1) is mainly characterized in that the intermediate element (6,7) is supported between the torque limiter unit (10) and the input side (4). The torsional vibration damper is inexpensive to manufacture and has a service life that is sufficient for most applications.
Description
Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, einen Antriebsstrang mit einem solchen Torsionsschwingungsdämpfer, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.The invention relates to a torsional vibration damper with a rotation axis for a drive train, a drive train with such a torsional vibration damper, and a motor vehicle with such a drive train.
Es ist oftmals gefordert, dass eine Drehmomentabgabe einer ungleichmäßigen Drehmomentquelle, wie unter anderem einer Verbrennungskraftmaschine, beispielsweise mit einer geringen Zylinderanzahl und/oder einem geringen Hubraum, gedämpft werden. Hierzu sind in dem Bereich von Kraftfahrzeugen Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, um eine Drehmomentübertragung energieeffizient zu vergleichmäßigen und damit Drehmomentstöße (mit einem regelmäßigen beziehungsweise oftmals wiederholten Auftreten und mit geringerer Amplitude unterhalb des vorbestimmten Maximaldrehmoments) und/oder Geräuschemissionen zu reduzieren. Ein besonders effizienter Torsionsschwingungsdämpfer ist beispielsweise als Pendelwippendämpfer bezeichnet, bei welchem zumindest ein Zwischenelement an zumindest einem Energiespeicherelement auf zumindest einem Wälzkörper schwingbar gelagert eine Drehmomentsteifigkeit des Antriebsstrangs moduliert. Ein solcher Pendelwippendämpfer ist beispielsweise aus der
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.Proceeding from this, the present invention is based on the object of at least partially overcoming the disadvantages known from the prior art. The features according to the invention emerge from the independent claims, for which advantageous configurations are shown in the dependent claims. The features of the claims can be combined in any technically meaningful manner, in which case the explanations from the following description and features from the figures, which include additional embodiments of the invention, can also be used.
Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Eingangsseite zum Übertragen eines Drehmoments;
- - eine Ausgangsseite zum Übertragen eines Drehmoments;
- - zumindest ein Zwischenelement, zumindest ein Energiespeicherelement und zumindest einen Wälzkörper, wobei das Zwischenelement mittels des Energiespeicherelements vorgespannt und mittels des Wälzkörpers reibungsarm schwingbar zwischen der Ausgangsseite und der Eingangsseite angeordnet ist; und
- - eine Drehmomentbegrenzereinheit, mittels welcher eine Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite auf ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment begrenzt ist.
- an input side for transmitting a torque;
- an output side for transmitting a torque;
- - At least one intermediate element, at least one energy storage element and at least one rolling element, wherein the intermediate element is preloaded by means of the energy storage element and is arranged to oscillate between the output side and the input side with low friction by means of the rolling element; and
- - A torque limiter unit, by means of which a torque transmission between the input side and the output side is limited to a predetermined maximum torque.
Der Torsionsschwingungsdämpfer ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement zwischen der Drehmomentbegrenzereinheit und der Eingangsseite abgestützt ist.The torsional vibration damper is primarily characterized in that the intermediate element is supported between the torque limiter unit and the input side.
Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.In the following, reference is made to the named axis of rotation if the axial direction, radial direction or the direction of rotation and corresponding terms are used without explicitly otherwise indicating. Unless explicitly stated otherwise, ordinal numbers used in the preceding and following description are only used for clear distinction and do not reflect any order or ranking of the components identified. An ordinal number greater than one does not necessarily mean that another such component must be present.
Der Torsionsschwingungsdämpfer umfasst zumindest zwei Funktionseinheiten, nämlich eine schwingungsdämpfende Funktionseinheit und eine drehmomentbegrenzende Funktionseinheit. Die drehmomentbegrenzende Funktionseinheit ist die oder ist umfasst von der Drehmomentbegrenzereinheit. Die schwingungsdämpfende Funktionseinheit umfasst zumindest ein Zwischenelement, zumindest ein Energiespeicherelement und zumindest einen Wälzkörper, bevorzugt zwei oder mehr Zwischenelemente, Energiespeicherelemente und Wälzkörper.The torsional vibration damper comprises at least two functional units, namely a vibration-damping functional unit and a torque-limiting functional unit. The torque-limiting functional unit is or is comprised of the torque limiter unit. The vibration-damping functional unit comprises at least one intermediate element, at least one energy storage element and at least one rolling element, preferably two or more intermediate elements, energy storage element and rolling element.
Die nachfolgende Beschreibung des Torsionsschwingungsdämpfers ist für den Fall, dass ein Drehmoment bis einschließlich des vorbestimmten Maximaldrehmoments anliegt, also von der Drehmomentbegrenzereinheit (nahezu) verlustfrei das Drehmoment der Ausgangsseite auf die schwingungsdämpfende Funktionseinheit übertragen wird. In einem Funktionszustand mit einem Überlastmoment oberhalb des vorbestimmten Maximaldrehmoments wird der Drehmomentüberschuss dissipiert, jedoch der dem Maximaldrehmoment entsprechende Anteil weiterhin übertragen und damit die schwingungsdämpfende Funktionseinheit für dieses Drehmoment weiterhin in Anspruch genommen. Im Drehmomentfluss ist die Seite der schwingungsdämpfenden Funktionseinheit hin zu der Drehmomentbegrenzereinheit damit als (lokale) Ausgangsseite beziehungsweise Komponenten hin zu dieser Seite als ausgangsseitig bezeichnet. Die hier vorgeschlagene schwingungsdämpfende Funktionseinheit weist bevorzugt eine geringe Anzahl von separaten Komponenten auf und nur eine geringe Anzahl von Wälzkörpern und komplementären (Übersetzungs-) Bahnen, welche hier beim Zwischenelement als zwischenelementseitig und bei der Eingangsseite als eingangsseitig beziehungsweise hin zu der Ausgangsseite als ausgangsseitig bezeichnet werden. Die Eingangsseite ist beispielsweise zum Aufnehmen eines Drehmoments eingerichtet, wobei hier nicht ausgeschlossen ist, dass die Eingangsseite auch zum Abgeben eines Drehmoments eingerichtet ist. Beispielsweise bildet die Eingangsseite in einem Hauptzustand den Drehmomenteingang, beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bei einem sogenannten Zugmoment, also einer Drehmomentabgabe von einer Antriebsmaschine, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einer elektrischen Antriebsmaschine, über ein Getriebe auf Vortriebsräder zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs. Die Ausgangsseite ist dann entsprechend zum Abgeben eines Drehmoments eingerichtet, wobei auch die Ausgangsseite bevorzugt zum Aufnehmen eines Drehmoments eingerichtet ist. Die Ausgangsseite bildet also beispielsweise in der Anwendung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs in einem Nebenzustand den Drehmomenteingang für ein sogenanntes Schubmoment, also wenn die Trägheitsenergie des fahrenden Kraftfahrzeugs beim Motorbremsen oder bei der Rekuperation (Gewinnung elektrischer Energie aus der Entschleunigung des Kraftfahrzeugs) das Eingangsdrehmoment bildet.The following description of the torsional vibration damper is for the case that a torque up to and including the predetermined Maximum torque is applied, i.e. the torque on the output side is transmitted (almost) without loss from the torque limiter unit to the vibration-damping functional unit. In a functional state with an overload torque above the predetermined maximum torque, the excess torque is dissipated, but the portion corresponding to the maximum torque continues to be transmitted and the vibration-damping functional unit continues to be used for this torque. In the torque flow, the side of the vibration-damping functional unit facing the torque limiter unit is thus referred to as the (local) output side, or components facing this side are referred to as the output side. The vibration-damping functional unit proposed here preferably has a small number of separate components and only a small number of rolling elements and complementary (transmission) paths, which are referred to here for the intermediate element as the intermediate element side and for the input side as the input side and towards the output side as the output side . The input side is set up, for example, to receive a torque, although it is not excluded here that the input side is also set up to output a torque. For example, in a main state, the input side forms the torque input, for example in a drive train of a motor vehicle with a so-called pulling torque, i.e. a torque output from a drive machine, for example an internal combustion engine and / or an electric drive machine, via a transmission to drive wheels for propelling the motor vehicle. The output side is then set up accordingly to output a torque, the output side also preferably being set up to receive a torque. For example, when used in a drive train of a motor vehicle, the output side forms the torque input for a so-called overrun torque in a secondary state, i.e. when the inertial energy of the moving motor vehicle forms the input torque during engine braking or during recuperation (generation of electrical energy from decelerating the motor vehicle).
Die Eingangsseite und/oder das zumindest eine Zwischenelement ist bevorzugt Scheiben-artig oder Scheibensegment-artig, besonders bevorzugt mittels Stanzen und/oder Blechumformung, gebildet.The input side and / or the at least one intermediate element is preferably formed in the manner of a disk or disk segment, particularly preferably by means of stamping and / or sheet metal forming.
Damit eine Torsionsschwingung von der Eingangsseite auf die Ausgangsseite oder umgekehrt nicht unmittelbar übertragen wird, sondern moduliert wird, ist zumindest ein Zwischenelement, bevorzugt zumindest zwei Zwischenelemente, vorgesehen. Das zumindest eine Zwischenelement ist in drehmomentübertragender Verbindung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite angeordnet. Das zumindest eine Zwischenelement ist hierbei relativ zu der Eingangsseite und relativ zu der Ausgangsseite bewegbar, sodass eine Torsionsschwingung in das Zwischenelement und damit in das zumindest eine Energiespeicherelement mit einer vorbestimmten (funktionswirksamen) Steifigkeit induzierbar ist. Damit ist die Eigenfrequenz, eine Funktion der Masse und der Steifigkeit, des Systems, in welches der Torsionsschwingungsdämpfer eingebunden ist, veränderbar, bevorzugt verringerbar. So that a torsional vibration is not transmitted directly from the input side to the output side or vice versa, but rather is modulated, at least one intermediate element, preferably at least two intermediate elements, is provided. The at least one intermediate element is arranged in a torque-transmitting connection between the input side and the output side. The at least one intermediate element can be moved relative to the input side and relative to the output side, so that a torsional vibration can be induced in the intermediate element and thus in the at least one energy storage element with a predetermined (functionally effective) rigidity. The natural frequency, a function of the mass and the rigidity, of the system in which the torsional vibration damper is integrated can thus be changed, preferably reduced.
Das Zwischenelement ist mittels zumindest eines Energiespeicherelements, beispielsweise einer Schraubendruckfeder, beispielsweise einer zylindrischen Feder mit gerader Federachse oder eine Bogenfeder, oder eines Gasdruckspeichers, relativ zu der jeweils anderen (Kraft-) Seite, also Eingangsseite oder Ausgangsseite, abgestützt oder an einem weiteren Zwischenelement abgestützt. Die Kraftseite ist von der Eingangsseite oder von der Ausgangsseite gebildet, indem eine entsprechende Anlagefläche gebildet ist. In einer alternativen Ausführungsform ist das Zwischenelement sowohl zu der Eingangsseite als auch zu der Ausgangsseite mittels eines Wälzkörpers und entsprechender Bahnen abgestützt (Bahnseite). Bevorzugt sind dann zwei Zwischenelemente aneinander mittels eines antagonistischen Paars von Energiespeicherelementen aneinander abgestützt.The intermediate element is supported by means of at least one energy storage element, for example a helical compression spring, for example a cylindrical spring with a straight spring axis or an arc spring, or a gas pressure accumulator, relative to the other (force) side, i.e. input side or output side, or is supported on a further intermediate element . The force side is formed from the input side or from the output side in that a corresponding contact surface is formed. In an alternative embodiment, the intermediate element is supported both on the input side and on the output side by means of a rolling element and corresponding tracks (track side). Two intermediate elements are then preferably supported against one another by means of an antagonistic pair of energy storage elements.
Wenn beispielsweise ein Drehmoment von der Bahnseite, beispielsweise der Eingangsseite, eingeleitet wird, so wird infolge eines vorliegenden Drehmomentgradients über dem Torsionsschwingungsdämpfer der Wälzkörper auf der Übersetzungsbahn und der komplementären Gegenbahn aus einer Ruhelage in der entsprechenden Richtung auf der rampenartigen Übersetzungsbahn (hoch) gewälzt. Mit einem Hochwälzen ist hier lediglich zur Veranschaulichung bezeichnet, dass eine Arbeit verrichtet wird. Genauer wird aufgrund des geometrischen Zusammenhangs eine entgegenstehende Kraft des zumindest einen Energiespeicherelements überwunden. Ein Runterwälzen bedeutet also ein Abgeben eingespeicherter Energie von dem zumindest einen Energiespeicherelement in Form einer Kraft auf das zugeordnete Zwischenelement. Hoch und runter entsprechend also nicht zwangsläufig einer Raumrichtung, auch nicht in einem mitrotierenden Koordinatensystem.If, for example, a torque is introduced from the track side, for example the input side, as a result of a torque gradient present above the torsional vibration damper, the rolling element on the transmission path and the complementary counter-path are rolled (up) from a rest position in the corresponding direction on the ramp-like transmission path. Rolling up is used here merely to illustrate that work is being carried out. More precisely, due to the geometric relationship, an opposing force of the at least one energy storage element is overcome. Rolling down means releasing stored energy from the at least one energy storage element in the form of a force on the assigned intermediate element. Up and down do not necessarily correspond to one spatial direction, not even in a co-rotating coordinate system.
Bei einer Ausführungsform mit einer Bahnseite und einer Kraftseite ist an der zumindest einen Bahnseite das zumindest eine Zwischenelement mittels jeweils zumindest eines Wälzkörpers abgestützt, wobei das Zwischenelement für jeweils einen der Wälzkörper eine Übersetzungsbahn aufweist und an der Bahnseite (Eingangsseite und/oder Ausgangsseite) eine komplementäre Gegenbahn für denselben Wälzkörper ausgebildet ist. Über die Gegenbahn und Übersetzungsbahn ist ein Drehmoment übertragbar. Ebenso wird über das zumindest eine Energiespeicherelement zwischen der Kraftseite und dem Zwischenelement ein Drehmoment übertragen. Mit dieser drehmomentbedingten Bewegung zwingt der Wälzkörper dem zugehörigen Zwischenelement eine relative Bewegung gegenüber der zumindest einen Bahnseite beziehungsweise der Kraftseite auf und das zumindest eine antagonistisch wirkende Energiespeicherelement wird entsprechend gespannt. Tritt eine Änderung des anliegenden Drehmoments und einhergehend eine Drehzahldifferenz zwischen der Bahnseite und der Kraftseite auf, wie beispielsweise bei einer Torsionsschwingung, so steht dem die Trägheit (hier) der Kraftseite entgegen und der Wälzkörper wälzt (in vorbestimmter Weise) auf der Übersetzungsbahn sowie auf der komplementären Gegenbahn um die dem anliegenden Drehmoment entsprechende Lage hin und her. Damit arbeitet der Wälzkörper dem von einem Drehmomentbetrag abhängig aufgeladenen Energiespeicherelement entgegen, sodass eine Eigenfrequenz im Vergleich zu einer Ruhelage beziehungsweise im Vergleich zu einer Drehmomentübertragung ohne Torsionsschwingungsdämpfer (aber gleicher mitbewegter Schwungmasse) verändert ist.In an embodiment with a track side and a force side, the at least one intermediate element is supported on the at least one track side by means of at least one rolling element in each case, the intermediate element having a transmission track for one of the rolling elements and a complementary track on the track side (input side and / or output side) Opposite path for the same rolling element is formed. A torque can be transmitted via the counter path and transmission path. A torque is also transmitted via the at least one energy storage element between the force side and the intermediate element. With this torque-related movement, the rolling body forces the associated intermediate element to move relative to the at least one side of the track or the force side, and the at least one antagonistic energy storage element is tensioned accordingly. If there is a change in the applied torque and an associated speed difference between the track side and the power side, such as in the case of torsional vibration, the inertia (here) on the power side opposes this and the rolling element rolls (in a predetermined manner) on the transmission track as well as on the complementary mating path to and fro around the position corresponding to the applied torque. The rolling element thus counteracts the energy storage element charged depending on a torque amount, so that a natural frequency is changed compared to a rest position or compared to a torque transmission without a torsional vibration damper (but with the same flywheel mass).
Bei einer Ausführungsform mit zwei Bahnseiten, also mit zwei (gegebenenfalls Paaren von) antagonistischen Wälzkörpern, an dem zumindest einen Zwischenelement, welches an sich selbst oder an einem weiteren Zwischenelement außerhalb des Drehmomentflusses zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite vorgespannt mittels zumindest eines Energiespeicherelements abgestützt ist, resultiert eine Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite in einer relativ dazu starren Mitführung des zumindest einen Zwischenelements. Bei Auftreten einer Drehmomentdifferenz, wie beispielsweise bei einer Torsionsschwingung, werden beide (Paare von) antagonistische(n) Wälzkörper(n), wie oben zur Bahnseite bereits beschrieben, bewegt, wobei diese Bewegung der Wälzkörper gegen das zumindest eine Energiespeicherelement anarbeiten muss. Daraus folgt der beschriebene Übersetzungszusammenhang (Kurvengetriebe).In an embodiment with two track sides, i.e. with two (possibly pairs of) antagonistic rolling elements, on the at least one intermediate element, which is supported on itself or on a further intermediate element outside the torque flow between the input side and the output side by means of at least one energy storage element, a torque transmission between the input side and the output side results in a relatively rigid entrainment of the at least one intermediate element. When a torque difference occurs, such as a torsional vibration, both (pairs of) antagonistic rolling element (s) are moved, as already described above on the track side, this movement of the rolling elements having to work against the at least one energy storage element. The described translation relationship (cam gear) follows from this.
Es sei darauf hingewiesen, dass bevorzugt das zumindest eine Energiespeicherelement zudem dazu eingerichtet ist, die komplementären Bahnen (Übersetzungsbahn und Gegenbahn) der Bahnseite derart gegeneinander vorzuspannen, dass der zumindest eine Wälzkörper darin gehalten ist und eine Bewegung des Wälzkörpers eine abrollende Bewegung, bevorzugt frei von einer überlagernden Gleitbewegung, ist.It should be noted that the at least one energy storage element is preferably also set up to preload the complementary paths (transmission path and counter path) of the path side against each other in such a way that the at least one rolling element is held therein and a movement of the rolling element is a rolling movement, preferably free of an overlaying sliding movement.
Die von einer Drehmomentdifferenz zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite bedingte Kraft wird in Form von einer Verkürzung, beispielsweise Stauchung einer Schraubendruckfeder, von dem zumindest einen Energiespeicherelement aufgenommen und zeitverzögert, bevorzugt (nahezu) dissipationsfrei, an die jeweils andere Seite weitergegeben. Der Drehmomenteintrag inklusive der Torsionsschwingung wird damit, bevorzugt (nahezu) verlustfrei, zeitlich verändert an die jeweils andere Seite weitergegeben. Darüber hinaus ist die Eigenfrequenz wie oben erläutert nicht konstant, sondern infolge der veränderbaren Lage des Zwischenelements von dem Drehmomentgradienten und damit von dem anliegenden Drehmoment abhängig.The force caused by a torque difference between the input side and the output side is taken up by the at least one energy storage element in the form of a shortening, for example compression of a helical compression spring, and passed on to the other side with a time delay, preferably (almost) without dissipation. The torque input, including the torsional vibration, is thus passed on to the other side in a temporally changed manner, preferably (almost) without loss. In addition, as explained above, the natural frequency is not constant, but rather depends on the torque gradient and thus on the applied torque due to the changeable position of the intermediate element.
In einer Ausführungsform sind zwei oder mehr Zwischenelemente vorgesehen, welche bevorzugt zu der Rotationsachse rotationssymmetrisch angeordnet sind, sodass der Torsionsschwingungsdämpfer mit einfachen Mitteln ausgewuchtet ist. Für eine geringe Anzahl von Komponenten und (Übersetzungs-) Bahnen ist eine Ausführungsform mit genau zwei Zwischenelementen vorteilhaft.In one embodiment, two or more intermediate elements are provided, which are preferably arranged rotationally symmetrically to the axis of rotation, so that the torsional vibration damper is balanced with simple means. For a small number of components and (translation) paths, an embodiment with exactly two intermediate elements is advantageous.
Bevorzugt ist jeweils ein Paar zueinander antagonistischer Energiespeicherelemente zum Einwirken auf ein (einziges) Zwischenelement vorgesehen, wobei das Energiespeicherelement bevorzugt entsprechend der Ausführungsform der Übersetzungsbahn und komplementären Gegenbahn miteinander ins Gleichgewicht gebracht sind. In einer alternativen Ausführungsform ist zumindest eine Zwangsführung vorgesehen, mittels welcher zumindest einem der Zwischenelemente geometrisch geführt eine Bewegung aufgezwungen ist, beispielsweise nach Art von einer Schiene beziehungsweise Nut und umgreifendem Zapfen beziehungsweise hineingreifender Feder. Damit ist die Bewegung des jeweiligen Zwischenelements (geometrisch) überdefiniert.A pair of mutually antagonistic energy storage elements is preferably provided for acting on a (single) intermediate element, the energy storage element preferably being balanced with one another in accordance with the embodiment of the transmission path and complementary counter path. In an alternative embodiment, at least one positive guide is provided, by means of which a movement is imposed geometrically guided at least on one of the intermediate elements, for example in the manner of a rail or groove and encompassing pin or spring engaging in it. This means that the movement of the respective intermediate element is (geometrically) over-defined.
Die hier weiterhin vorgesehene Drehmomentbegrenzereinheit ist dazu eingerichtet, dass eine Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite auf ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment begrenzt ist. Die Drehmomentbegrenzereinheit umfasst die funktionsnotwendigen Komponenten zum Übertragen eines Drehmoments bis zu einem vorbestimmten Maximaldrehmoment. Das vorbestimmte Maximaldrehmoment wird allgemein auch als Durchrutschmoment bezeichnet. Bevorzugt ist die Drehmomentbegrenzereinheit (baueinheitlich) in den Torsionsschwingungsdämpfer integriert, wobei von einer Komponente der schwingungsdämpfenden Funktionseinheit zugleich eine Komponente der Drehmomentbegrenzereinheit gebildet ist.The torque limiter unit which is also provided here is set up so that a torque transmission between the input side and the output side is limited to a predetermined maximum torque. The torque limiter unit comprises the functionally necessary components for transmitting a torque up to a predetermined maximum torque. The predetermined maximum torque is also generally referred to as the slip torque. The torque limiter unit is preferably integrated (as a structural unit) into the torsional vibration damper, with a component of the vibration-damping functional unit at the same time forming a component of the torque limiter unit.
Bevorzugt ist zumindest die Drehmomentbegrenzereinheit vollständig und abschließend vormontiert und als vormontierte Baueinheit ohne die Notwendigkeit einer weiteren Justage (des Maximaldrehmoments) in eine (beispielsweise konventionelle) Montagelinie einfügbar. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist auch die schwingungsdämpfende Funktionseinheit des Torsionsschwingungsdämpfers zum Modulieren der Drehungleichförmigkeiten, also das zumindest eine Zwischenelement mit dem zumindest einen Energiespeicherelement und dem zumindest einen Wälzkörper, als Baueinheit vormontierbar. Die Drehmomentbegrenzereinheit und die schwingungsdämpfende Funktionseinheit des Torsionsschwingungsdämpfers sind dann in einer Hochzeit miteinander drehmomentübertragend verbindbar.At least the torque limiter unit is preferably completely and finally preassembled and as a preassembled structural unit without the need for further adjustment (des Maximum torque) can be inserted into a (e.g. conventional) assembly line. In a particularly preferred embodiment, the vibration-damping functional unit of the torsional vibration damper for modulating the rotational irregularities, i.e. the at least one intermediate element with the at least one energy storage element and the at least one rolling element, can also be preassembled as a structural unit. The torque limiter unit and the vibration-damping functional unit of the torsional vibration damper can then be connected to one another in a torque-transmitting manner.
Hier ist vorgeschlagen, dass die Drehmomentbegrenzereinheit bei der Ausgangsseite angeordnet ist, also im Drehmomentfluss von der Eingangsseite zu der Ausgangsseite dem Zwischenelement (und dem zumindest einen Energiespeicherelement sowie dem zumindest einen Wälzkörper) nachgeschaltet ist. Damit ist die Drehmomentbegrenzereinheit radial-innen angeordnet, sodass in einem Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug bei einem Schubmoment die übrigen Komponenten des Torsionsschwingungsdämpfers bereits entkoppelt sind, wenn ein überhöhtes Drehmoment anliegt.It is proposed here that the torque limiter unit is arranged on the output side, that is to say downstream of the intermediate element (and the at least one energy storage element and the at least one rolling element) in the torque flow from the input side to the output side. The torque limiter unit is thus arranged radially on the inside, so that the other components of the torsional vibration damper are already decoupled in a drive train in a motor vehicle in the event of an overrun torque when excessive torque is applied.
Beispielsweise ist die Ausgangsseite von einer Nabe gebildet und somit die Drehmomentbegrenzereinheit (bezogen auf die Rotationsachse) zentral bei der Nabe zum Anschließen an eine zentrale Welle, beispielsweise eine Getriebeeingangswelle, angeordnet.For example, the output side is formed by a hub and thus the torque limiter unit (with respect to the axis of rotation) is arranged centrally at the hub for connection to a central shaft, for example a transmission input shaft.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass die Drehmomentbegrenzereinheit ein Lamellenpaket umfasst, wobei zumindest eine Außenlamelle in einem Außengehäuse und zumindest eine Innenlamelle in einem Innenzapfen vorgesehen sind, welche gemäß dem vorbestimmten Maximaldrehmoment miteinander verpresst sind.It is also proposed in an advantageous embodiment of the torsional vibration damper that the torque limiter unit comprises a disk pack, at least one outer disk being provided in an outer housing and at least one inner disk being provided in an inner journal, which are pressed together according to the predetermined maximum torque.
Bei dieser Ausführungsform umfasst die Drehmomentbegrenzereinheit ein Lamellenpaket, von welchem die drehmomentbegrenzende Funktionseinheit gebildet ist. Das Lamellenpaket umfasst Außenlamellen und Innenlamellen, welche entsprechend in einem Außengehäuse (auch als Außenlamellenkorb bezeichnet) und in einem Innenzapfen (auch als Innenlamellenkorb bezeichnet) aufgenommen sind (und zwar bevorzugt formschlüssig) und axial miteinander verpresst sind, sodass entsprechend der Anpresskraft ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment von dem Lamellenpaket übertragbar ist und bei einer Überschreitung des Maximaldrehmoments eine Drehmomentübertragung reduziert beziehungsweise unterbrochen wird.In this embodiment, the torque limiter unit comprises a disk pack from which the torque-limiting functional unit is formed. The disk pack comprises outer disks and inner disks, which are accommodated accordingly in an outer housing (also referred to as the outer disk cage) and in an inner journal (also referred to as the inner disk cage) and are axially pressed together so that a predetermined maximum torque of the disk pack can be transmitted and if the maximum torque is exceeded, a torque transmission is reduced or interrupted.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist (bei geschlossener Drehmomentbegrenzereinheit) ein relativer Verdrehwinkel zwischen der Eingangsseite und Ausgangsseite betreffend die Dämpfungsfunktion mittels eines Korbanschlags auf einen vorbestimmten Maximalwinkel begrenzt.In a preferred embodiment (with the torque limiter unit closed), a relative angle of rotation between the input side and output side relating to the damping function is limited to a predetermined maximum angle by means of a basket stop.
Es ist also eine maximale Bewegung (beispielsweise Verkippung) des zumindest einen Zwischenelements und damit eine maximale Belastung des zumindest einen Energiespeicherelements begrenzt. Der Korbanschlag ist bevorzugt von dem Außengehäuse gebildet, beispielsweise von der mittels Umformung eines Blechs zum Bilden des Außengehäuses (beispielsweise Tiefziehen) radial-außenseitig gebildeten Verzahnung, welche aus der Innenverzahnung für die (formschlüssig drehmomentübertragende) Aufnahme der Außenlamellen in dem Außengehäuse resultiert. Die zumindest eine Seitenscheibe weist eine entsprechende Gegenverzahnung auf. Die Seitenscheiben bilden somit integral die Eingangsseite, das Gegenlager für die Verpressung in der Drehmomentbegrenzereinheit und die Begrenzung auf den vorbestimmten Maximalwinkel für die schwingungsdämpfende Funktionseinheit des Torsionsschwingungsdämpfers.A maximum movement (for example tilting) of the at least one intermediate element and thus a maximum load on the at least one energy storage element are therefore limited. The basket stop is preferably formed by the outer housing, for example by the toothing formed on the radially outside by means of deformation of a sheet metal to form the outer housing (for example deep drawing), which results from the internal toothing for the (positive torque-transmitting) reception of the outer discs in the outer housing. The at least one side window has a corresponding counter-toothing. The side plates thus integrally form the input side, the counter bearing for the compression in the torque limiter unit and the limitation to the predetermined maximum angle for the vibration-damping functional unit of the torsional vibration damper.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass die Außenlamelle aus einem organischen Reibwerkstoff gebildet ist, wobei bevorzugt die Außenlamelle ein imprägniertes gewickeltes Garn umfasst.It is further proposed in an advantageous embodiment of the torsional vibration damper that the outer plate is formed from an organic friction material, the outer plate preferably comprising an impregnated wound yarn.
Eine Außenlamelle aus einem organischen Reibwerkstoff erlaubt eine sehr präzise Einstellung des vorbestimmten Maximaldrehmoments. Dabei sind im Vergleich zu anderen Reibwerkstoffen, beispielsweise Sintermaterial, größere Variationen beispielsweise hinsichtlich der Werkstoffzusammensetzung, der (reibwirksamen) Oberfläche und der Temperaturbeständigkeit möglich beziehungsweise auch für kleinere Stückzahlen kostengünstiger umsetzbar.An outer plate made of an organic friction material allows the predetermined maximum torque to be set very precisely. In comparison to other friction materials, for example sintered material, larger variations, for example with regard to the material composition, the (frictional) surface and the temperature resistance, are possible or can be implemented more cost-effectively for smaller quantities.
Eine Außenlamelle aus imprägnierten Garn ist besonders vorteilhaft hinsichtlich des Reibkoeffizienten sowie des Verschleißverhaltens, beispielsweise eine hohe Verschleißbeständigkeit und ein gleichmäßiges Abriebverhalten. Es ist festgestellt worden, dass auch eine Spitzenbelastung bei einem Durchrutschen beim Begrenzen des übertragbaren Drehmoments (auf ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment) ein gutes Verschleißverhalten aufweist. Das Imprägniermittel ist bevorzugt der organische Reibwerkstoff. Das Garn ist bevorzugt von einem zentralen Anfang bis zu einem radial äußeren Ende durchlaufend gebildet. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Außenlamelle, welche einen gewickelten imprägnierten Garn umfasst, oder allein von diesem Garn gebildet ist, eine ausreichend hohe Festigkeit aufweist, sodass ein unmittelbarer Kontakt (also ohne Verstärkungsmittel, vergleiche nachfolgend) zwischen dem Außengehäuse und der Außenlamelle für eine Drehmomentübertragung ausreichend ist.An outer lamella made of impregnated yarn is particularly advantageous with regard to the coefficient of friction and the wear behavior, for example high wear resistance and uniform abrasion behavior. It has been found that even a peak load in the event of slipping when limiting the transmittable torque (to a predetermined maximum torque) exhibits good wear behavior. The impregnating agent is preferably the organic friction material. The yarn is preferably formed continuously from a central beginning to a radially outer end. It should be noted that an outer lamella, which comprises a wound impregnated yarn, or solely from this yarn is formed, has a sufficiently high strength that direct contact (that is, without reinforcing means, see below) between the outer housing and the outer plate is sufficient for torque transmission.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass die Außenlamelle ein gehäuseseitiges Verstärkungsmittel für eine formschlüssige Kraftübertragung aufweist,
wobei bevorzugt das Verstärkungsmittel ein hochfestes Material ist, besonders bevorzugt Stahl.It is also proposed in an advantageous embodiment of the torsional vibration damper that the outer plate has a housing-side reinforcement means for a positive force transmission,
wherein the reinforcing means is preferably a high-strength material, particularly preferably steel.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass in der Regel eine Lamelle eines Lamellenpakets radial von dem Außengehäuse zu dem Innenzapfen erstreckend gebildet ist. Die Außenlamelle ist jedoch einzig mit dem Außengehäuse dauerhaft drehmomentübertragend verbunden und entsprechend die Innenlamelle einzig mit dem Innenzapfen dauerhaft drehmomentübertragend verbunden, beispielsweise mittels einer jeweiligen Verzahnung und dabei bevorzugt axial verschiebbar für einen axialen Abhub bei Anliegen eines Überlastmoments. Mit der jeweils anderen Komponente, also dem Außengehäuse beziehungsweise dem Innenzapfen, sind die Lamellen einzig mittels Reibschluss infolge der axialen Verpressung mit der anderen Lamellenseite verbunden, also beispielsweise die Außenlamelle einzig reibschlüssig mit dem Innenzapfen, und somit lösbar, drehmomentübertragend verbunden. Als Gehäuseseite wird daher die Seite einer Außenlamelle bezeichnet, mittels welcher die Außenlamelle mit dem Außengehäuse dauerhaft drehmomentübertragend verbunden ist. Eine dauerhafte drehmomentübertragende Verbindung ist beispielsweise mittels Formschluss gebildet, bevorzugt mittels einer korrespondierenden Verzahnung. Das gehäuseseitige Verstärkungsmittel der Außenlamelle ist somit im Drehmomentfluss zwischen dem Außengehäuse und der Außenlamelle angeordnet. Das Verstärkungsmittel ist derart ausgeführt, dass eine Kraftübertragung zwischen dem Außengehäuse und der Außenlamelle zumindest bei der Außenlamelle auf eine vergrößerte und/oder spannungsoptimierte Übertragungsfläche der Außenlamelle geleitet ist. Beispielsweise ist das Verstärkungsmittel hülsenartig, als Beschichtung und/oder metallisch, bevorzugt aus Stahl, ausgeführt. Somit ist für die Außenlamelle ein Reibwerkstoff einsetzbar, welcher eine unzureichende mechanische Festigkeit für die dauerhafte drehmomentübertragende Verbindung mit dem Außengehäuse aufweist. Das Verstärkungsmittel ist bevorzugt außerhalb einer für den Reibschluss eingerichteten Reibfläche der Lamellen des Lamellenpakets, besonders bevorzugt außerhalb eines radialen Überlappungsbereichs der korrespondierenden Lamellen, angeordnet. In einer Ausführungsform sind das Verstärkungsmittel und der Reibwerkstoff stoffschlüssig, beispielsweise in einem Zug in einem formgebenden Verfahren, miteinander verbunden. Das Verstärkungsmittel ist in einer Ausführungsform eine (lokal begrenzt zugegebene) Werkstoffbeigabe, beispielsweise Fasermaterial, in eine Matrix, welche bevorzugt von dem Reibwerkstoff gebildet ist.It should be pointed out at this point that, as a rule, a lamella of a lamella set is formed so as to extend radially from the outer housing to the inner journal. However, the outer plate is only permanently connected to the outer housing in a torque-transmitting manner and, accordingly, the inner plate is only permanently connected to the inner journal in a torque-transmitting manner, for example by means of a respective toothing and preferably axially displaceable for an axial lift when an overload torque is applied. With the respective other component, i.e. the outer housing or the inner journal, the lamellae are only connected to the other lamella side by means of frictional engagement as a result of the axial compression, so for example the outer lamella is only frictionally connected to the inner journal and thus releasably connected to transmit torque. The side of an outer plate by means of which the outer plate is permanently connected to the outer housing in a torque-transmitting manner is therefore referred to as the housing side. A permanent torque-transmitting connection is formed, for example, by means of a form fit, preferably by means of a corresponding toothing. The housing-side reinforcement means of the outer plate is thus arranged in the torque flow between the outer housing and the outer plate. The reinforcement means is designed in such a way that a power transmission between the outer housing and the outer plate is directed, at least in the case of the outer plate, to an enlarged and / or tension-optimized transmission surface of the outer plate. For example, the reinforcing means is designed as a sleeve, as a coating and / or metallic, preferably made of steel. Thus, a friction material can be used for the outer plate which has insufficient mechanical strength for the permanent torque-transmitting connection with the outer housing. The reinforcement means is preferably arranged outside a friction surface of the lamellae of the lamella set which is set up for frictional engagement, particularly preferably outside a radial overlap area of the corresponding lamellae. In one embodiment, the reinforcement means and the friction material are connected to one another in a materially bonded manner, for example in one go in a shaping process. In one embodiment, the reinforcing agent is an addition of material (added in a locally limited manner), for example fiber material, in a matrix which is preferably formed by the friction material.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass die Innenlamelle aus Stahl gebildet ist, bevorzugt mittels Stanzen erzeugt ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the torsional vibration damper that the inner plate is formed from steel, preferably produced by means of punching.
Eine Innenlamelle aus Stahl ist mit einer geringen axialen Ausdehnung bei einer erforderlichen maximalen Drehmomentaufnahme ausführbar. Zugleich ergibt sich mit Stahl ein wünschenswerter Reibkoeffizient mit einer Vielzahl von Reibwerkstoffen (beispielsweise auch metallische Reibwerkstoffe) der korrespondierenden Außenlamelle und eine hohe Verschleißbeständigkeit. In einer bevorzugten Ausführungsform ist zudem zumindest eine von einer Mehrzahl von Innenlamellen abweichend von einer ebenen Scheibenform mit einem axialen Versatz und/oder Vertiefungen, beispielsweise Prägungen, ausführbar, ohne dass die Fähigkeit zur Aufnahme eines gewünschten Maximaldrehmoments beeinträchtigt ist oder sogar erhöht ist. Weiterhin ist eine dauerhafte Drehmomentübertragung zu dem Innenzapfen auch auf einem kleinen Umfang, beispielsweise mit einer geringen Anzahl von Zähnen der Außenverzahnung des Innenzapfens, ohne weitere (verstärkende) Mittel ausführbar.An inner plate made of steel can be designed with a small axial expansion with a required maximum torque absorption. At the same time, steel results in a desirable coefficient of friction with a large number of friction materials (for example also metallic friction materials) of the corresponding outer plate and a high level of wear resistance. In a preferred embodiment, at least one of a plurality of inner disks deviating from a flat disk shape with an axial offset and / or depressions, for example embossings, can be implemented without the ability to absorb a desired maximum torque being impaired or even increased. Furthermore, a permanent torque transmission to the inner journal can also be carried out on a small circumference, for example with a small number of teeth of the external toothing of the inner journal, without further (reinforcing) means.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass das Außengehäuse eine die Außenlamelle formschlüssig aufnehmende Innenverzahnung aufweist, wobei die Innenverzahnung zumindest zu einem Teil gebildet ist von:
- - zumindest einem, bevorzugt einem einzigen, Sinterteil;
- - einem einzigen Blechtopf, welcher mittels Kaltumformen, bevorzugt Tiefziehen, erzeugt ist;
- - zwei Blechtöpfen, von welchen zumindest einer mittels Kaltumformen, bevorzugt Tiefziehen, erzeugt ist; und/oder
- - einer Mehrzahl von Scheiben, von welchen bevorzugt mehrere, besonders bevorzugt alle, eben ausgebildet sind, und bevorzugt mittels Stanzen erzeugt sind.
- - At least one, preferably a single, sintered part;
- - A single sheet metal pot, which is produced by means of cold forming, preferably deep drawing;
- - Two sheet metal pots, at least one of which is produced by means of cold forming, preferably deep drawing; and or
- a plurality of disks, of which preferably several, particularly preferably all, are flat, and are preferably produced by means of punching.
Unabhängig von dem gewählten Reibwerkstoff der Außenlamelle, aber besonders bei einer Außenlamelle aus einem organischen Reibwerkstoff, sind die hier vorgeschlagenen Ausführungsformen der Innenverzahnung des Außengehäuses besonders vorteilhaft. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Innenverzahnung sich als Aufnahme für die Außenlamelle(n) nach radial innen erstreckend gebildet ist. In einer Ausführungsform ist zugleich eine Verzahnung radial-außen, beispielsweise bei einem kaltumgeformten Blechteil, gebildet, welche bevorzugt zur Aufnahme eines (ausgangsseitigen) Übertragerelements (vergleiche nachfolgende Beschreibung) des Torsionsschwingungsdämpfers eingerichtet ist.Regardless of the selected friction material of the outer plate, but especially in the case of an outer plate made of an organic friction material, the embodiments of the internal toothing of the outer housing proposed here are particularly advantageous. It should be noted at this point that the internal teeth are Recording for the outer plate (s) is formed extending radially inward. In one embodiment, gearing is also formed radially outside, for example in the case of a cold-formed sheet metal part, which is preferably set up to accommodate an (output-side) transmission element (see description below) of the torsional vibration damper.
Beispielsweise ist die Innenverzahnung von einem Sinterteil gebildet. Ein Sinterteil ist besonders bei großen Stückzahlen kostengünstig in der Fertigung und kostengünstig mit einer ausreichend geringen Toleranz fertigbar. Zudem weist ein Sinterteil mit einer intrinsisch geringen Dichte eine geringe Masse auf.For example, the internal toothing is formed from a sintered part. A sintered part is inexpensive to manufacture, particularly in the case of large numbers, and can be manufactured inexpensively with a sufficiently low tolerance. In addition, a sintered part with an intrinsically low density has a low mass.
In einer anderen Ausführungsform ist die Innenverzahnung von einem einzelnen Blechtopf gebildet, in welchem das gesamte Lamellenpaket aufgenommen ist. Die Fluchtung der Innenverzahnung für die Außenlamelle(n) ist Fertigungs-immanent kostengünstig mit einer geringen Toleranz ausführbar. Die Fertigung eines solchen einzelnen Blechtopfs ist bevorzugt mittels Tiefziehen ausgeführt.In another embodiment, the internal toothing is formed by a single sheet metal pot, in which the entire lamella pack is received. The alignment of the internal toothing for the outer plate (s) is inherent in production and can be carried out cost-effectively with a low tolerance. The manufacture of such a single sheet metal pot is preferably carried out by means of deep drawing.
In einer anderen Ausführungsform ist die Innenverzahnung von zwei Blechtöpfen gebildet, wobei bevorzugt auch bei einem (axialen) Abhub der Lamellen des Lamellenpakets bei einem Überlastmoment die Außenlamelle(n) stets in demjenigen der beiden Blechtöpfe verbleibt, in welchem die Außenlamelle(n) auch bei einem verpressten Zustand drehmomentübertragend aufgenommen ist. Mit der abnehmenden, beispielsweise halbierten, (axialen) Tiefe der zwei Blechtöpfe im Vergleich zu einem einzelnen Blechtopf unter der Annahme einer gleichen Dicke des Lamellenpakets sind die Fertigungskosten reduzierbar. Alternativ oder zusätzlich ist ein einzelner der zwei Blechtöpfe als einzelner Blechtopf für ein weniger dickes Lamellenpaket einsetzbar und damit die Fertigungskosten über eine gesteigerte Stückzahl reduzierbar. Zudem wird mit dem zusätzlichen zweiten Blechtopf eine ansonsten notwendige Scheibe ersetzt und somit sind dadurch keine oder allenfalls vernachlässigbare zusätzliche Materialkosten bedingt.In another embodiment, the internal toothing is formed by two metal pots, with the outer plate (s) always remaining in the one of the two metal pots in which the outer plate (s) is also in the case of an (axial) lifting of the lamellae of the lamella set in the event of an overload torque is recorded in a compressed state to transmit torque. With the decreasing, for example halved, (axial) depth of the two metal pots in comparison to a single metal pots, assuming the same thickness of the lamellar stack, the manufacturing costs can be reduced. As an alternative or in addition, a single one of the two metal pots can be used as a single metal pot for a lamellar stack of less thickness, and thus the production costs can be reduced by increasing the number of pieces. In addition, an otherwise necessary disk is replaced with the additional second sheet metal pot, and thus no or at most negligible additional material costs are incurred.
In einer anderen Ausführungsform oder zusätzlich zu einer der zuvor genannten Ausführungsformen ist die Innenverzahnung von einer oder mehreren zusätzlichen Scheiben gebildet. Damit ist eine Flexibilität hinsichtlich der Dicke des einzusetzenden Lamellenpakets geschaffen, womit sich die Stückzahlen von erweitert einsetzbaren Bauteilen (beispielsweise einem sonst axial zu kurzen Blechtopf) steigern und damit die Fertigungskosten reduzieren lassen. In einer Ausführungsform sind ausschließlich eine Mehrzahl von Scheiben eingesetzt, von welchen in axialer Aneinanderreihung die Innenverzahnung gebildet ist. In einer Ausführungsform ist ein oder eine Mehrzahl von (ausgangsseitigen) Übertragerelementen (vergleiche nachfolgende Beschreibung) des Torsionsschwingungsdämpfers als Scheibe ausgeführt, wobei von dieser Scheibe zumindest ein (axialer) Abschnitt der Innenverzahnung gebildet ist. Die eingesetzte Scheibe ist bevorzugt eben ausgebildet, also beispielsweise ohne axiale Erhebung und Vertiefung, sodass diese Scheibe, beispielsweise mittels Stanzen, kostengünstig fertigbar und einfach miteinander montierbar sind. In einer Ausführungsform ist mittels Formschluss eine ausreichend genaue Fluchtung der Innenverzahnung bei der Montage sichergestellt. In einer Ausführungsform ist der spezifische Weganteil einer Außenlamelle bei einem (axialen) Abhub bei einem Durchrutschen der Drehmomentbegrenzereinheit derart gering, dass die Außenlamelle stets bei einer korrespondierenden Scheibe verbleibt, also bei derjenigen Scheibe, in welcher die Außenlamelle(n) auch bei einem verpressten Zustand drehmomentübertragend aufgenommen ist. Beispielsweise weist eine Scheibe eine (axiale) Dicke auf, welche wenig größer ist als die Dicke einer einzigen Außenlamelle und zusätzlich deren spezifischen Abhub-Weganteil.In another embodiment or in addition to one of the aforementioned embodiments, the internal toothing is formed by one or more additional disks. This creates flexibility with regard to the thickness of the lamella pack to be used, with the result that the number of parts that can be used in an expanded manner (for example a sheet metal pot that is otherwise too short axially) can be increased and the production costs can thus be reduced. In one embodiment, only a plurality of disks are used, of which the internal toothing is formed in an axial row. In one embodiment, one or a plurality of (output-side) transmission elements (see description below) of the torsional vibration damper is designed as a disk, with at least one (axial) section of the internal toothing being formed by this disk. The disk used is preferably flat, that is to say, for example, without an axial elevation and depression, so that this disk can be manufactured inexpensively, for example by means of punching, and can be easily assembled with one another. In one embodiment, a sufficiently precise alignment of the internal toothing is ensured during assembly by means of a form fit. In one embodiment, the specific travel portion of an outer disk during an (axial) lift when the torque limiter unit slips is so small that the outer disk always remains with a corresponding disk, i.e. with the disk in which the outer disk (s) are also in a compressed state Is recorded torque transmitting. For example, a disk has an (axial) thickness that is slightly greater than the thickness of a single outer lamella and, in addition, its specific lift-off distance.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass das Außengehäuse mit einem ausgangsseitigen Übertragerelement des Torsionsschwingungsdämpfers drehmomentübertragend verbunden ist, wobei von dem ausgangsseitigen Übertragerelement der Drehmomentausgang hin zu dem zumindest einen Zwischenelement gebildet ist, wobei bevorzugt das Übertragerelement als Scheibe ausgeführt ist und/oder mittels Vernieten mit dem Außengehäuse drehmomentübertragend verbunden ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the torsional vibration damper that the outer housing is connected to an output-side transmission element of the torsional vibration damper in a torque-transmitting manner, the torque output being formed from the output-side transmission element to the at least one intermediate element, the transmission element preferably being designed as a disk and / or is connected to the outer housing in a torque-transmitting manner by means of riveting.
Das ausgangsseitige Übertragerelement ist mit dem zumindest einen Zwischenelement in kraftübertragender Verbindung, bildet also (abhängig von der Ausführungsform der schwingungsdämpfenden Funktionseinheit des Torsionsschwingungsdämpfers) eine Bahnseite oder eine Kraftseite. In einer Ausführungsform ist das ausgangsseitige Übertragerelement (beispielsweise ausgeführt als eine Scheibe, beispielsweise Flanschscheibe oder Seitenscheibe) mittelbar oder unmittelbar mit dem Außengehäuse der Drehmomentbegrenzereinheit dauerhaft drehmomentübertragend verbunden. In einer Ausführungsform ist eine einstückige Verbindung gebildet. In einer anderen Ausführungsform ist eine dauerhafte und unmittelbare drehmomentübertragende Verbindung mittels eines Fügeschritts, beispielsweise Vernieten, gebildet. Damit ist eine erhöhte Flexibilität der Montagereihenfolge geschaffen.The output-side transmitter element is in a force-transmitting connection with the at least one intermediate element, that is to say (depending on the embodiment of the vibration-damping functional unit of the torsional vibration damper) forms a track side or a force side. In one embodiment, the output-side transmission element (for example designed as a disk, for example flange disk or side disk) is directly or indirectly connected to the outer housing of the torque limiter unit in a permanent torque-transmitting manner. In one embodiment, a one-piece connection is formed. In another embodiment, a permanent and direct torque-transmitting connection is formed by means of a joining step, for example riveting. This creates increased flexibility in the assembly sequence.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Drehmomentbegrenzereinheit vorgeschlagen, dass die Ausgangsseite von einer Nabe zum formschlüssigen Verbinden mit einer zentralen Welle gebildet ist, wobei bevorzugt ein relativer Verdrehwinkel zwischen der zumindest einen Seitenscheibe und der Nabe mittels eines Nabenanschlags zwischen der Nabe und zumindest einer der Seitenscheiben auf einen vorbestimmten Maximalwinkel begrenzt ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the torque limiter unit that the output side is formed by a hub for the form-fitting connection to a central shaft, preferably a relative one The angle of rotation between the at least one side disk and the hub is limited to a predetermined maximum angle by means of a hub stop between the hub and at least one of the side disks.
Hier ist vorgeschlagen, dass die Ausgangsseite von einer Nabe zum formschlüssigen Verbinden mit einer zentralen Welle gebildet ist, und die Nabe zusammen mit der zumindest einen Seitenscheibe einen Nabenanschlag bildet, sodass (bei geschlossener Drehmomentbegrenzereinheit) ein relativer Verdrehwinkel zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite auf einen vorbestimmten Maximalwinkel begrenzt ist. Es ist also eine maximale Bewegung (beispielsweise Verkippung) des zumindest einen Zwischenelements und damit eine maximale Belastung des zumindest einen Energiespeicherelements begrenzt. Der Nabenanschlag ist beispielsweise von einer radialen Erhebung der Nabe und einer korrespondierenden (in Umfangsrichtung begrenzten) Aufnahme bei der zumindest einen Seitenscheibe, bevorzugt bei beiden von zwei Seitenscheiben, gebildet. Die Seitenscheiben bilden somit integral die Eingangsseite, das Gegenlager für die Verpressung in der Drehmomentbegrenzereinheit und die Begrenzung auf den vorbestimmten Maximalwinkel für die dämpfungswirksamen Komponenten des Torsionsschwingungsdämpfers.Here it is proposed that the output side is formed by a hub for positive connection with a central shaft, and the hub together with the at least one side disk forms a hub stop, so that (with the torque limiter unit closed) a relative angle of rotation between the input side and the output side on one side predetermined maximum angle is limited. A maximum movement (for example tilting) of the at least one intermediate element and thus a maximum load on the at least one energy storage element are therefore limited. The hub stop is formed, for example, by a radial elevation of the hub and a corresponding (limited in the circumferential direction) receptacle in the at least one side window, preferably in both of two side windows. The side plates thus integrally form the input side, the counter bearing for the compression in the torque limiter unit and the limitation to the predetermined maximum angle for the damping components of the torsional vibration damper.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass der Innenzapfen einstückig mit einer Nabe gebildet ist, welche mit einer ausgangsseitigen Welle, bevorzugt formschlüssig, drehmomentübertragend verbindbar ist, wobei der Innenzapfen eine die Innenlamelle formschlüssig aufnehmende Außenverzahnung aufweist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the torsional vibration damper that the inner pin is formed in one piece with a hub, which can be connected to an output-side shaft, preferably in a form-fitting manner, in a torque-transmitting manner, the inner pin having an outer toothing that positively receives the inner lamella.
Hier ist vorschlagsgemäß der Innenzapfen einstückig mit einer Nabe gebildet, beispielsweise einer Nabe zum Aufnehmen einer zentralen Welle, beispielsweise einer Getriebeeingangswelle. Besonders bevorzugt ist die Zahnteilung von einem Innenzapfen zum formschlüssigen Aufnehmen von Innenlamellen ein Vielfaches von der Zahnteilung einer Steckverzahnung zum formschlüssig drehmomentübertragenden Aufnehmen einer zentralen Welle, wobei die Anzahl der Innenlamellenzähne geringer ist als die Anzahl der Steckverzahnung. Dies begünstigt eine vorteilhafte Spannungsverteilung in der Nabe.Here, according to the proposal, the inner journal is formed in one piece with a hub, for example a hub for receiving a central shaft, for example a transmission input shaft. Particularly preferred is the tooth pitch of an inner pin for positively locking inner lamellae a multiple of the tooth spacing of a spline for positively torque-transmitting seating of a central shaft, the number of inner lamellar teeth being less than the number of splines. This favors an advantageous distribution of stress in the hub.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass die Außenverzahnung einen Flanschanschlag umfasst, mittels welchem die Nabe axial an einer der Stützscheibe abgestützt ist,
wobei bevorzugt die Stützscheibe zwischen einer Außenlamelle und einem Energiespeicherelement zum axialen Verpressen des Lamellenpakets angeordnet ist und die zumindest eine Innenlamelle axial auf der anderen Seite des Flanschanschlags angeordnet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the torsional vibration damper that the external toothing comprises a flange stop, by means of which the hub is axially supported on one of the support disks,
wherein the support disk is preferably arranged between an outer plate and an energy storage element for axially pressing the plate pack and the at least one inner plate is arranged axially on the other side of the flange stop.
Hier ist vorgeschlagen, dass ein axialer Flanschanschlag der Nabe dazu eingerichtet ist, die Nabe axial zu positionieren, und bevorzugt zu halten. Der Flanschanschlag wird bei der Montage zentral in das Außengehäuse eingebracht, und zwar in einer Reihenfolge mit den Lamellen des Lamellenpakets, dass mittels der axialen Positionierung der Lamellen die Nabe mit positioniert ist. Grundsätzlich führt es in einer Ausführungsform dazu, dass bei einem Abhub der Lamellen bei einem Anliegen eines das vorbestimmte Maximaldrehmoment überschreitenden Drehmoments ein axiales Spiel entsteht. Bei entsprechender Anordnung entspricht dieses axiale Spiel lediglich dem Teilabhub einer einzigen Reibpaarung aus einer Innenlamelle und einer Außenlamelle.It is proposed here that an axial flange stop of the hub is set up to position the hub axially, and preferably to hold it. During assembly, the flange stop is introduced centrally into the outer housing, specifically in an order with the lamellae of the lamella set such that the hub is also positioned by means of the axial positioning of the lamellae. In one embodiment, it basically results in an axial play being created when the lamellae lift when a torque exceeding the predetermined maximum torque is applied. With a corresponding arrangement, this axial play corresponds only to the partial lift of a single friction pair made up of an inner plate and an outer plate.
In einer Ausführungsform ist zwischen der Stützscheibe und dem Flanschanschlag ein Reibelement vorgesehen. Die Stützscheibe kann auch als Anpresslamelle bezeichnet werden. Die Stützscheibe ist zwischen einem an dem Außengehäuse axial abgestützten Energiespeicherelement, beispielsweise ausgeführt als Tellerfeder oder Membranfeder, und der korrespondierenden Außenlamelle angeordnet. Diese Stützscheibe ist dabei rein reibschlüssig mitgenommen oder wie eine Außenlamelle in dem Außengehäuse drehmomentübertragend eingehängt, jedoch bevorzugt aus dem Material der zumindest einen Innenlamelle gebildet. Eine solche Stützscheibe ist in ihrer axialen Reihenfolge an der Stelle einer Innenlamelle angeordnet. Die Stützscheibe ist mit dem Innenzapfen weder formschlüssig noch stoffschlüssig drehmomentübertragend verbunden, sondern einzig (bevorzugt minimal) reibschlüssig oder frei.In one embodiment, a friction element is provided between the support disk and the flange stop. The support disc can also be referred to as a pressure lamella. The support disk is arranged between an energy storage element axially supported on the outer housing, for example designed as a plate spring or diaphragm spring, and the corresponding outer plate. This supporting disk is entrained in a purely frictional manner or is suspended like an outer disc in the outer housing to transmit torque, but is preferably formed from the material of the at least one inner disc. Such a support disk is arranged in its axial sequence at the location of an inner lamella. The supporting disk is connected to the inner journal neither in a form-fitting nor materially in a torque-transmitting manner, but only (preferably minimally) frictionally or freely.
Bevorzugt ist der Flanschanschlag zwischen der Stützscheibe und der zumindest einen Innenlamelle angeordnet, also in axialer Überlappung mit zumindest einer, bevorzugt einer einzigen, Außenlamelle angeordnet. Dabei ist die Montagreihenfolge bevorzugt wie folgt: In einem ersten Schritt wird das Außengehäuse beziehungsweise der korrespondierende Teil des Außengehäuses bereitgestellt und anschließend das Energiespeicherelement eingesetzt. Daraufhin wird die Stützscheibe eingesetzt und gegebenenfalls anschließend oder zeitgleich wird ein Reibelement zur Positionierung zwischen der Stützscheibe und dem Flanschanschlag der Nabe (Innenzapfen) eingesetzt. Anschließend wird der Innenzapfen, also die Nabe, eingeführt. In einer Ausführungsform sind die zumindest eine Innenlamelle und die zumindest eine Außenlamelle bereits auf dem Innenzapfen vormontiert. In einer anderen Ausführungsform werden alle oder einige der weiteren Lamellen des Lamellenpakets erst anschließend in den radialen Ringraum zwischen dem Innenzapfen und dem Außengehäuse eingebracht. Abschließend wird das Außengehäuse geschlossen und dabei die axiale Vorspannung des Lamellenpakets, also das vorbestimmte Maximaldrehmoment, eingestellt. Damit ist die (beziehungsweise zumindest der funktionelle Anteil von der) Drehmomentbegrenzereinheit vollständig und abschließend vormontiert und als vormontierte Baueinheit ohne die Notwendigkeit einer weiteren Justage (des Maximaldrehmoments) in eine (beispielsweise konventionelle) Montagelinie einfügbar.The flange stop is preferably arranged between the support disk and the at least one inner lamella, that is to say arranged in an axial overlap with at least one, preferably a single, outer lamella. The assembly sequence is preferably as follows: In a first step, the outer housing or the corresponding part of the outer housing is provided and then the energy storage element is inserted. The support disk is then inserted and, if necessary, subsequently or at the same time, a friction element is used for positioning between the support disk and the flange stop of the hub (inner journal). Then the inner journal, i.e. the hub, is inserted. In one embodiment, the at least one inner lamella and the at least one outer lamella are already preassembled on the inner journal. In another embodiment, all or some of the further lamellae of the lamella set are only then inserted into the introduced radial annular space between the inner pin and the outer housing. Finally, the outer housing is closed and the axial preload of the disk pack, i.e. the predetermined maximum torque, is set. The (or at least the functional part of the) torque limiter unit is thus completely and finally preassembled and can be inserted into a (for example conventional) assembly line as a preassembled structural unit without the need for further adjustment (of the maximum torque).
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - zumindest eine Antriebsmaschine mit einer Maschinenwelle;
- - ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments der zumindest einen Maschinenwelle an einen Verbraucher; und
- - einen Torsionsschwingungsdämpfer nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung,
- - At least one drive machine with a machine shaft;
- - A transmission for transmitting a torque of the at least one machine shaft to a consumer; and
- - a torsional vibration damper according to an embodiment according to the description above,
Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst in einer Ausführungsform eine Drehmomentbegrenzereinheit in einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei mittels der Drehmomentbegrenzereinheit eine Drehmomentübertragung zwischen der (bevorzugt elektrischen) Antriebsmaschine beziehungsweise deren Maschinenwelle (Rotorwelle) und dem zumindest einen Verbraucher, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug die Vortriebsräder, mittels auf ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment begrenzt ist.The drive train proposed here comprises, in one embodiment, a torque limiter unit in one embodiment according to the above description, with the torque limiter unit being used to transmit torque between the (preferably electrical) drive machine or its machine shaft (rotor shaft) and the at least one consumer, for example the drive wheels in a motor vehicle, is limited by means of a predetermined maximum torque.
Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst in einer Ausführungsform ein Schwungrad und/oder ein Zweimassenschwungrad, mittels welchem eine Drehmomentabgabe einer Verbrennungskraftmaschine vergleichmäßigt ist. Besonders in einem hybridisierten Antriebsstrang ist eine elektrische Antriebsmaschine mittels des Schwungrads beziehungsweise des Zweimassenschwungrads vor übermäßigen Drehmomentausschlägen geschützt.In one embodiment, the drive train proposed here comprises a flywheel and / or a dual-mass flywheel, by means of which a torque output of an internal combustion engine is equalized. Particularly in a hybridized drive train, an electric drive machine is protected from excessive torque fluctuations by means of the flywheel or the dual-mass flywheel.
Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst in einer Ausführungsform ein Hybridmodul, mittels welchem ein nahezu konventioneller Aufbau einer Verbrennungskraftmaschine hybridisierbar ist, indem eine elektrische Antriebsmaschine koaxial oder achsparallel, beispielsweise mittels eines Riementriebs verbunden, bei der Kurbelwelle in den Drehmomentfluss raumsparend eingefügt ist.The drive train proposed here comprises, in one embodiment, a hybrid module, by means of which an almost conventional structure of an internal combustion engine can be hybridized by inserting an electric drive machine coaxially or axially parallel, for example by means of a belt drive, into the torque flow in the crankshaft in a space-saving manner.
In einer Ausführungsform umfasst der Antriebsstrang zumindest eine der vorgenannten Komponenten, wobei bevorzugt zumindest ein Torsionsschwingungsdämpfer nach einer Ausführungsform gemäß der vorhergehenden Beschreibung umfasst ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist kein Zweimassenschwungrad vorgesehen und die Vergleichmäßigung des Drehmoments allein mittels des Torsionsschwingungsdämpfers erzielt, wobei bevorzugt der Torsionsschwingungsdämpfer im Drehmomentfluss an der Stelle eines Zweimassenschwungrads angeordnet ist.In one embodiment, the drive train includes at least one of the aforementioned components, preferably including at least one torsional vibration damper according to an embodiment according to the preceding description. In a preferred embodiment, no two-mass flywheel is provided and the equalization of the torque is achieved solely by means of the torsional vibration damper, the torsional vibration damper preferably being arranged in the torque flow at the location of a two-mass flywheel.
Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang ist bei geringer Bauraumforderung und geringen Kosten eine geringe Geräuschemission erzielbar und zugleich die zumindest eine Antriebsmaschine effizient gegen eine Übertragung einer Drehmomentüberhöhung geschützt. Zugleich ist die Drehmomentbegrenzereinheit kostengünstig fertigbar und weist einen vorteilhaften Drehmomentfluss auf, indem bei einem Abhub, also Lösen der Drehmomentbegrenzereinheit der motorseitig angeordnete Torsionsschwingungsdämpfer drehmomentfreigestellt ist.With the drive train proposed here, it is possible to achieve low noise emissions with little space requirement and low costs, and at the same time the at least one drive machine is efficiently protected against the transmission of excessive torque. At the same time, the torque limiter unit can be manufactured inexpensively and has an advantageous torque flow in that the torsional vibration damper arranged on the motor side is released from torque when the torque limiter unit is lifted, that is, when it is released.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Vortriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs antreibbar ist.According to a further aspect, a motor vehicle is proposed, having at least one propulsion wheel, which can be driven by means of a drive train according to an embodiment according to the description above to propel the motor vehicle.
Der Bauraum ist gerade bei Kraftfahrzeugen aufgrund der zunehmenden Anzahl von Komponenten besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, einen Antriebsstrang kleiner Baugröße zu verwenden. Mit dem gewünschten sogenannten Downsizing der Antriebsmaschine bei einer gleichzeitigen Verringerung der Betriebsdrehzahlen wird die Intensität der störenden Schwingungen erhöht, sodass eine wirksame Tilgung solcher Schwingungen, welche bedingt durch die Bauart der Antriebsmaschine, beispielsweise deren Zylinderanzahl, auf vorbestimmte Ordnungen klar eingegrenzt sind.The installation space is particularly small in motor vehicles due to the increasing number of components and it is therefore particularly advantageous to use a drive train of small size. With the desired so-called downsizing of the prime mover with a simultaneous reduction in operating speeds, the intensity of the disruptive vibrations is increased, so that an effective elimination of such vibrations, which are clearly limited to predetermined orders due to the design of the prime mover, for example its number of cylinders, is achieved.
Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Bei dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug ist ohne Änderungen an dem erforderlichen Bauraum ein kostengünstiger und schwingungsarmer Antriebsstrang eingesetzt, wobei die Lamellenkupplung in der Auslegung weniger anfällig für die Entwicklung von Störgeräuschen ist. Ein vergleichbares Problem tritt bei den Hybrid-Fahrzeugen auf, bei welchen eine Mehrzahl von Antriebsmaschinen und Kupplungen in dem Antriebsstrang vorgesehen ist, sodass der Bauraum insgesamt verkleinert ist. Gerade bei Hybrid-Fahrzeugen mit elektrischen Antriebsmaschinen ist es gewünscht, die elektrische Antriebsmaschine von Momentenschwankungen der Verbrennungskraftmaschine zu entkoppeln. Dafür ist ein Torsionsschwingungsdämpfer besonders vorteilhaft, weil es mit steigendem Drehmoment auf eine zunehmende Weichheit des Antriebsstrangs abstimmbar ist. Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang ist bei geringer Bauraumforderung und geringen Kosten eine geringe Geräuschemission erzielbar und zugleich die zumindest eine Antriebsmaschine effizient gegen eine Übertragung einer Drehmomentüberhöhung geschützt. Zugleich ist die Drehmomentbegrenzereinheit kostengünstig fertigbar und in einer Ausführungsform, in welcher ein konventionell eingesetztes Zweimassenschwungrad mittels des Torsionsschwingungsdämpfers ersetzt ist, ist zudem ein (zumindest axialer) Bauraumgewinn erzielbar.This problem is exacerbated in the case of passenger cars in the small car class according to the European classification. The units used in a passenger car of the small car class are not significantly reduced in size compared to passenger cars of larger car classes. Nevertheless, the space available for small cars is much smaller. In the motor vehicle proposed here, a cost-effective and low-vibration drive train is used without changes to the required installation space, the design of the multi-plate clutch being less susceptible for the development of background noise. A comparable problem occurs with hybrid vehicles in which a plurality of drive machines and clutches are provided in the drive train, so that the overall installation space is reduced. In hybrid vehicles with electric drive machines in particular, it is desirable to decouple the electric drive machine from torque fluctuations in the internal combustion engine. A torsional vibration damper is particularly advantageous for this because it can be adjusted to the increasing softness of the drive train as the torque increases. With the drive train proposed here, it is possible to achieve low noise emissions with little space requirement and low costs, and at the same time the at least one drive machine is efficiently protected against the transmission of excessive torque. At the same time, the torque limiter unit can be manufactured cost-effectively and, in an embodiment in which a conventionally used dual-mass flywheel is replaced by the torsional vibration damper, an (at least axial) gain in installation space can be achieved.
Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka+ oder Renault Clio. Bekannte Hybrid-Fahrzeuge sind BMW 330e oder der Toyota Yaris Hybrid. Als Mild-Hybride bekannt sind beispielsweise ein Audi A6 50 TFSI e oder ein BMW X2 xDrive25e.Passenger cars are assigned to a vehicle class according to, for example, size, price, weight and performance, whereby this definition is subject to constant change according to the needs of the market. In the US market, vehicles in the subcompact car class are assigned to the subcompact car class according to the European classification, and in the British market they correspond to the supermini class or the city car class. Examples of the small car class are a Volkswagen up! or a Renault Twingo. Examples of the small car class are an Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka + or Renault Clio. Well-known hybrid vehicles are the BMW 330e or the Toyota Yaris Hybrid. An Audi A6 50 TFSI e or a BMW X2 xDrive25e, for example, are known as mild hybrids.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
-
1 : ein Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Drehmomentbegrenzereinheit in Vorderansicht; -
2 : der Torsionsschwingungsdämpfer gemäß1 in Schnittansicht; -
3 : die Drehmomentbegrenzereinheit in einer weiteren Ausführungsform; -
4 : die Drehmomentbegrenzereinheit in einer weiteren Ausführungsform; -
5 : die Drehmomentbegrenzereinheit in einer weiteren Ausführungsform; und -
6 : ein Antriebsstrang mit Torsionsschwingungsdämpfer und Hybridmodul in einem Kraftfahrzeug.
-
1 : a torsional vibration damper with a torque limiter unit in a front view; -
2 : the torsional vibration damper according to1 in sectional view; -
3 : the torque limiter unit in a further embodiment; -
4th : the torque limiter unit in a further embodiment; -
5 : the torque limiter unit in a further embodiment; and -
6th : a drive train with torsional vibration damper and hybrid module in a motor vehicle.
In
Axial zwischen der ersten Seitenscheibe
Das erste Zwischenelement
Die Zwischenelemente 6,7 sind wiederum (die ausgangsseitige Bahnseite bildend) über ein weiteres dort gebildetes Kurvengetriebe mit (hier zwei) Flanschscheiben 41,42 (vergleiche
Bei einem anliegenden Drehmomentgradienten über der Eingangsseite
Zentral, also bei der Rotationsachse
In
Die Drehmomentbegrenzereinheit
In dieser Ausführungsform sind in dem Außengehäuse
Hier ist nun ein axialer Flanschanschlag
In
Hier umfasst das Außengehäuse
Unabhängig von den übrigen Unterschieden sind in dieser Ausführungsform die Außenlamellen
In
Hier ist nun die Innenverzahnung
Unabhängig von den übrigen Unterschieden sind in dieser Ausführungsform die Außenlamellen
In
Hier ist nun die Innenverzahnung
In
Zwischen den Antriebsmaschinen 30,31 ist ein Torsionsschwingungsdämpfer
Der Torsionsschwingungsdämpfer ist kostengünstig fertigbar und weist eine für die meisten Anwendungen ausreichende Lebensdauer auf.The torsional vibration damper can be manufactured inexpensively and has a service life that is sufficient for most applications.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- TorsionsschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 22
- RotationsachseAxis of rotation
- 33
- AntriebsstrangPowertrain
- 44th
- EingangsseiteEntry page
- 55
- AusgangsseiteExit page
- 66th
- erstes Zwischenelementfirst intermediate element
- 77th
- zweites Zwischenelementsecond intermediate element
- 88th
- EnergiespeicherelementEnergy storage element
- 99
- WälzkörperRolling elements
- 1010
- DrehmomentbegrenzereinheitTorque limiter unit
- 1111
- LamellenpaketLamella pack
- 1212th
- AußenlamelleOuter lamella
- 1313th
- AußengehäuseOuter casing
- 1414th
- StützscheibeSupport disc
- 1515th
- InnenlamelleInner lamella
- 1616
- InnenzapfenInner pin
- 1717th
- VerstärkungsmittelReinforcing agents
- 1818th
- InnenverzahnungInternal gearing
- 1919th
- SinterteilSintered part
- 2020th
- einzelner Blechtopfsingle tin pot
- 2121
- rechter Blechtopfright tin pot
- 2222nd
- linker Blechtopfleft tin pot
- 2323
- Scheibedisc
- 2424
- ÜbertragerelementTransmission element
- 2525th
- Nabehub
- 2626th
- Wellewave
- 2727
- AußenverzahnungExternal gearing
- 2828
- FlanschanschlagFlange stop
- 2929
- TellerfederDisc spring
- 3030th
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 3131
- elektrische Antriebsmaschineelectric prime mover
- 3232
- VerbrennerwelleBurner shaft
- 3333
- RotorwelleRotor shaft
- 3434
- Getriebetransmission
- 3535
- linkes Vortriebsradleft propulsion wheel
- 3636
- rechtes Vortriebsradright propulsion wheel
- 3737
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 3838
- erste Seitenscheibefirst side window
- 3939
- zweite Seitenscheibesecond side window
- 4040
- FederachseSpring axis
- 4141
- erste Flanschscheibefirst flange washer
- 4242
- zweite Flanschscheibesecond flange washer
- 4343
- UmfangsrichtungCircumferential direction
- 4444
- ReibelementFriction element
- 4545
- HybridmodulHybrid module
- 4646
- LängsachseLongitudinal axis
- 4747
- FahrerkabineDriver's cab
- 4848
- TrennkupplungDisconnect clutch
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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-
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