DE102020117460A1

DE102020117460A1 - Drehschwingungsdämpferanordnung und Hybridmodul mit einer Drehschwingungsdämpferanordnung

Info

Publication number: DE102020117460A1
Application number: DE102020117460.8A
Authority: DE
Inventors: Roman Weisenborn; Marc Finkenzeller; Pascal Strasser
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-07-02
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2022-01-05
Anticipated expiration: 2040-07-03
Also published as: DE102020117460B4; WO2022002301A1; CN115768997A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpferanordnung (1), insbesondere für ein Hybridmodul (2) innerhalb eines Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeugs (4), wobei die Drehschwingungsdämpferanordnung (1) ein Zweimassenschwungrad (5) umfasst, mit einem Primärschwungrad (6), dass eingangsseitig mit einer Brennkraftmaschine (7) des Kraftfahrzeugs (4) koppelbar ist, und mit einem Sekundärschwungrad (8), dass ausgangsseitig mit einer Kupplungsanordnung (9) drehmomentübertragend koppelbar ist, wobei das Primärschwungrad (6) und das Sekundärschwungrad (8) über eine Federeinrichtung (10) federelastisch gegeneinander verdrehbar sind, wobei ein Fliehkraftpendel (11) drehfest mit dem Sekundärschwungrad (8) gekoppelt ist, wobei das Sekundärschwungrad (8) ausgangsseitig eine Abtriebsverzahnung (12) zur Übertragung eines Drehmoments auf eine korrespondierende Verzahnung der Kupplungsanordnung (9) aufweist, und das Sekundärschwungrad (8) eine Verspannanordnung (13) zum Vorspannen der Abtriebsverzahnung (12) gegenüber der korrespondierenden Verzahnung der Kupplungsanordnung (9) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpferanordnung, insbesondere für ein Hybridmodul innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei die Drehschwingungsdämpferanordnung ein Zweimassenschwungrad umfasst, mit einem Primärschwungrad, dass eingangsseitig mit einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, und mit einem Sekundärschwungrad, dass ausgangsseitig mit einer Kupplungsanordnung drehmomentübertragend koppelbar ist, wobei das Primärschwungrad und das Sekundärschwungrad über eine Federeinrichtung federelastisch gegeneinander verdrehbar sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Hybridmodul mit einer Drehschwingungsdämpferanordnung.
Ein Antriebsstrang eines Hybridfahrzeuges umfasst eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglicht - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben. Der Elektromotor von Hybridfahrzeugen ersetzt dabei meist den früher üblichen Starter für die Brennkraftmaschine und die Lichtmaschine, um eine Gewichtszunahme des Hybridfahrzeuges gegenüber Fahrzeugen mit üblichen Antriebssträngen zu reduzieren.
Drehschwingungsdämpfer sind zur Dämpfung von Drehschwingungen einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors grundsätzlich bekannt. Beispielsweise ist aus der DE 10 2008 004 150 A1 ein Zweimassenschwungrad bekannt, bei dem zur Drehschwingungsdämpfung einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors ein Primärschwungrad über eine Bogenfeder mit einem relativ zum Primärschwungrad verdrehbaren Sekundärschwungrad gekoppelt ist. Die Bogenfeder ist in einem Bogenfederkanal angeordnet, wobei eine Kanalwand des Bogenfederkanals durch das Primärschwungrad ausgebildet ist. In den Bogenfederkanal ragt ein Flansch der des Sekundärschwungrads hinein, der über einen Reibring an der Kanalwand abgestützt ist.
Wie aus der EP 0 773 127 A1 , DE 100 18 926 A1 und US 2007/0175726 A1 bekannt ist, kann zwischen Brennkraftmaschine und Elektromotor eine erste Kupplungsanordnung angeordnet sein, um die Brennkraftmaschine von dem Elektromotor und dem restlichen Antriebsstrang des Hybridfahrzeuges abzutrennen. Bei rein elektrischer Fahrt wird dann die erste Kupplungsanordnung geöffnet und die Brennkraftmaschine abgeschaltet, so dass das Abtriebsmoment des Hybridfahrzeuges alleine von dem Elektromotor aufgebracht wird.
Da die Fahr- und Betriebsgeräusche von Hybridfahrzeugen, insbesondere im rein elektrischen Betrieb, sehr gering sind, steigen auch die Anforderungen hinsichtlich der Laufruhe anderer Bauteile im Antriebsstrang eines derartigen Fahrzeugs ständig.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Drehschwingungsanordnung bereitzustellen, die eine einwandfreie Drehmomentübertragung gewährleistet, durch einfaches axiales Zusammenfügen, insbesondere mit einer Kupplungsanordnung eines Hybridmoduls montierbar ist, sowie einen möglichst geräuscharmen Betrieb ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Hybridmodul zu schaffen, dass hinsichtlich seiner Betriebsgeräusche optimiert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drehschwingungsdämpferanordnung, insbesondere für ein Hybridmodul innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei die Drehschwingungsdämpferanordnung ein Zweimassenschwungrad umfasst, mit einem Primärschwungrad, dass eingangsseitig mit einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs koppelbar ist, und mit einem Sekundärschwungrad, dass ausgangsseitig mit einer Kupplungsanordnung drehmomentübertragend koppelbar ist, wobei das Primärschwungrad und das Sekundärschwungrad über eine Federeinrichtung federelastisch gegeneinander verdrehbar sind, wobei ein Fliehkraftpendel drehfest mit dem Sekundärschwungrad gekoppelt ist, wobei das Sekundärschwungrad ausgangsseitig eine Abtriebsverzahnung zur Übertragung eines Drehmoments auf eine korrespondierende Verzahnung der Kupplungsanordnung aufweist, und das Sekundärschwungrad eine Verspannanordnung zum Vorspannen der Abtriebsverzahnung gegenüber der korrespondierenden Verzahnung der Kupplungsanordnung umfasst.
Durch die erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpferanordnung sollen Anschlags- bzw. Klappergeräusche, insbesondere aufgrund von Torsionsschwingungen, Taumelschwingungen sowie Axialschwingungen von Bauteilen vermieden werden. Insbesondere wird auch ein mögliches - üblicherweise recht lautes und als störend empfundenes - Verzahnungsklappern beim spielbehafteten Eingriff der Abtriebsverzahnung in eine korrespondierende Verzahnung der Kupplungsanordnung vermieden.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Hybridmodul, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei das Hybridmodul innerhalb des Antriebsstrangs zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Fahrzeuggetriebe des Kraftfahrzeugs positionierbar ist, umfassend einen Elektromotor und eine Drehschwingungsdämpferanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Drehschwingungsdämpferanordnung ein Zweimassenschwungrad umfasst, welches ein Primärschwungrad besitzt, dass eingangsseitig mit der Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist, und ein Sekundärschwungrad aufweist, dass ausgangsseitig mit einer Kupplungsanordnung drehmomentübertragend verbunden ist, die im Momentenfluss zwischen der Brennkraftmaschine und dem Elektromotor angeordnet ist, so dass die Brennkraftmaschine mittels der Kupplungsanordnung in den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs einkuppelbar oder aus dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs auskuppelbar ist.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
Drehschwingungsdämpferanordnungen haben die Aufgabe, Schwingungen zwischen Motor und Getriebe zu dämpfen. Insbesondere Verbrennungsmotoren geben kein konstantes Drehmoment ab. Die ständig wechselnden Winkelgeschwindigkeiten der Kurbelwelle erzeugen Schwingungen, die über das Kupplungssystem und die Getriebeeingangswelle zum Fahrzeuggetriebe übertragen werden können. Hier können diese Schwingungen unerwünschte Rasselgeräusche hervorrufen. Drehschwingungsdämpferanordnungen sollen diese Schwingungen zwischen Motor und Getriebe verringern.
In einem Hybridmodul können Bau- und Funktionselemente eines hybridisierten Antriebsstrangs räumlich und/oder baulich zusammengefasst und vorkonfiguriert sein, so dass ein Hybridmodul in einer besonders einfachen Weise in einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrierbar ist. Insbesondere können ein Elektromotor und ein Kupplungssystem, insbesondere mit einer Trennkupplung zum Einkuppeln des Elektromotors in und/oder Auskuppeln des Elektromotors aus dem Antriebsstrang, in einem Hybridmodul vorhanden sein.
Ein Hybridmodul kann je nach Eingriffspunkt des Elektromotors in den Antriebsstrang in die folgenden Kategorien P0-P4 eingeteilt werden:

P0: der Elektromotor ist vor der Brennkraftmaschine angeordnet und beispielsweise über einen Riemen mit der Brennkraftmaschine gekoppelt. Bei dieser Anordnung des Elektromotors wird dieser auch gelegentlich als Riemenstartergenerator (RSG) bezeichnet,
P1: der Elektromotor ist direkt hinter der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Anordnung des Elektromotors kann beispielsweise kurbelwellenfest vor der Anfahrkupplung erfolgen,
P2: der Elektromotor ist zwischen einer häufig als KO bezeichneten Trennkupplung und der Anfahrkupplung aber vor dem Fahrzeuggetriebe im Antriebsstrang angeordnet,
P3: der Elektromotor ist im Fahrzeuggetriebe und/oder der Getriebeausgangswelle angeordnet,
P4: der Elektromotor ist an einer bestehenden oder separaten Fahrzeugachse angeordnet und
P5: der Elektromotor ist am oder im Fahrzeugrad angeordnet, beispielsweise als Radnabenmotor.

Das erfindungsgemäße Hybridmodul ist besonders bevorzugt als P2-, P2.5- oder P3 Hybridmodul konfiguriert.
Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.
Eine Brennkraftmaschine, auch häufig als Verbrennungsmotor bezeichnet, wandelt chemische Energie in mechanische Arbeit um. Dazu wird im Brennraum der Brennkraftmaschine ein zündfähiges Gemisch aus Kraftstoff und Luft verbrannt. Kennzeichen der Brennkraftmaschinen ist die „innere Verbrennung“, also die Erzeugung der Verbrennungswärme in der Verbrennungskraftmaschine. Die Wärmeausdehnung des so entstehenden Heißgases wird genutzt, um Kolben (beim Wankelmotor Läufer) zu bewegen.
Das Fahrzeuggetriebe ist das Getriebe im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, das die Motordrehzahl auf die Antriebsdrehzahl übersetzt.
Ein Elektromotor ist eine elektrische Maschine, die elektrische Leistung in mechanische Leistung umwandelt. In der Regel erzeugen stromdurchflossene Leiterspulen in Elektromotoren Magnetfelder, deren gegenseitige Anziehungs- und Abstoßungskräfte in Bewegung umgesetzt werden.
Eine erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpferanordnung umfasst ein Zweimassenschwungrad. Ein Zweimassenschwungrad kann insbesondere ein Primärschwungrad, ein Sekundärschwungrad, ein rotatives Gleitlager, eine oder mehrere Federeinrichtungen und ggf. eine oder mehrere Dämpfereinrichtung umfassen. Beim Zweimassenschwungrad (ZMS) ist die Schwungmasse aufgeteilt in die Primärschwungmasse (Primärschwungrad) und die Sekundärschwungmasse (Sekundärschwungrad). Im Momentenfluss zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad ist eine Federeinrichtung angeordnet, die das Primärschwungrad und das Sekundärschwungrad torsionsweich miteinander verbinden.
Die Federeinrichtung kann insbesondere eine Bogenfeder umfassen. Bevorzugt kann zur Dämpfung der Torsion zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad eine Dämpfungseinrichtung, beispielsweise in Form einer Reibkupplung, im Momentenfluss zwischen dem Primärschwungrad und dem Sekundärschwungrad angeordnet sein.
Das Primärschwungrad hat die Funktion die Antriebsseite des Zweimassenschwungrads mit der Federeinrichtung zu koppeln. Das Primärschwungrad kann insbesondere mehrteilig ausgeführt sein und eine Primärschwungscheibe umfassen, welche insbesondere über eine Primärverbindungsscheibe mit der Primärradnabe verbunden ist. Die Primärschwungscheibe und die Primärverbindungsscheibe können bevorzugt über Nietverbindungen drehfest miteinander verbunden sein.
Eine Kupplungsanordnung hat die grundsätzliche Funktion, eine lösbare, kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen einer Kupplungseingangswelle und einer Kupplungsausgangswelle zur Übertragung eines Drehmoments herzustellen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Verspannanordnung in radialer Richtung unterhalb des Fliehkraftpendels angeordnet ist, wodurch sich besonders kompakter Aufbau der Drehschwingungsdämpferanordnung erzielen lässt.
Es ist ebenfalls zu bevorzugen, dass die Verspannanordnung axial in Richtung des Primärschwungrads versetzt zu dem Fliehkraftpendel angeordnet ist, wodurch sich der - insbesondere in Axialrichtung - kompakte Aufbau der Drehschwingungsdämpferanordnung weiter optimieren lässt.
Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die Verspannanordnung wenigstens eine Vorspannfeder zur Bereitstellung der Vorspankraft und ein Spannblech aufweist, wobei sich die Vorspannfeder einerseits gegen das Spannblech und andererseits gegen das Sekundärschwungrad abstützt, und das Spannblech koaxial gegenüber dem Sekundärschwungrad entgegen der Vorspannkraft der Vorspannfeder verdrehbar ist, wobei das Spannblech in die korrespondierende Verzahnung der Kupplungsanordnung eingreift und sich in Umfangsrichtung an dieser abstützt, so dass die Abtriebsverzahnung verspannt gegenüber der korrespondierenden Verzahnung der Kupplungsanordnung in diese eingreift. Hierdurch kann eine sehr effektive, betriebssichere und konstruktiv einfache Vorspannanordnung bereitgestellt werden.
In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass das Fliehkraftpendel einen Pendelflansch zur Anbindung des Fliehkraftpendels an das Sekundärschwungrad aufweist, und der Pendelflansch mit der Verspannanordnung verbunden ist, so dass eine Anbindung des Fliehkraftpendels an das Zweimassenschwungrad über die Verspannanordnung erfolgt.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass die Vorspannfeder der Verspannanordnung und die Federeinrichtung des Zweimassenschwungrads als Spiralfedern ausgebildet sind, wobei im verbauten Zustand ihre jeweiligen radialen Symmetrieachsen in einer gemeinsamen Radialebene verlaufen, wodurch die Übertragung von hohen Drehmomenten verbessert wird.
Alternativ hierzu ist es jedoch auch möglich, dass die Vorspannfeder der Verspannanordnung und die Federeinrichtung des Zweimassenschwungrads als Spiralfedern ausgebildet sind, wobei im verbauten Zustand ihre jeweiligen radialen Symmetrieachsen in voneinander verschiedenen Radialebenen verlaufen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann es bevorzugt sein, dass die Verspannanordnung, das Sekundärschwungrad sowie das Fliehkraftpendel mittels wenigstens einer Nietverbindung miteinander verbunden sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass das Primärschwungrad wenigstens eine Öffnung aufweist, welche in radialer Richtung auf der Höhe der Nietverbindung angeordnet ist. Hierdurch kann ein montagefreundlicher Durchgriff zur Herstellung der Nietverbindung bereitgestellt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden.
Es zeigen:

1 eine erste Ausführungsform einer Drehschwingungsdämpferanordnung in einer schematischen Querschnittsansicht,
2 Detailansicht der Abtriebsverzahnung und des Spannblechs in einer perspektivischen Darstellung
3 eine zweite Ausführungsform einer Drehschwingungsdämpferanordnung in einer schematischen Querschnittsansicht,
4 eine dritte Ausführungsform einer Drehschwingungsdämpferanordnung in einer schematischen Querschnittsansicht, und
5 ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridmodul in einer schematischen Blockschaltdarstellung.

1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Drehschwingungsdämpferanordnung 1 für ein Hybridmodul 2 innerhalb eines Antriebsstrangs 3 eines Kraftfahrzeugs 4, wie es beispielhaft in der 5 gezeigt ist.
Die Drehschwingungsdämpferanordnung 1 umfasst ein Zweimassenschwungrad 5, mit einem ringscheibenartigen Primärschwungrad 6, dass eingangsseitig mittels einer Kurbelwellenverschraubung 20 mit Deckscheibe 21 mit einer Brennkraftmaschine 7 des Kraftfahrzeugs 4 koppelbar ist, und mit einem ringscheibenartigen Sekundärschwungrad 8, dass ausgangsseitig mit einer Kupplungsanordnung 9 drehmomentübertragend koppelbar ist.
Das Primärschwungrad 6 und das Sekundärschwungrad 8 sind über eine als Bogenfeder ausgestaltete Federeinrichtung 10 federelastisch gegeneinander verdrehbar. Das Primärschwungrad 6 und ein ringscheibenartiger Deckel 26 bilden am radial äu-ßeren Ende des Zweimassenschwungrads 5 einen Kanal zur Aufnahme und Führung der Federeinrichtung 10. Radial zwischen dem axialen verlaufenden Abschnitt des Primärschwungrades 6 und der Federeinrichtung 10 ist eine im Querschnitt kreisbogenförmige Gleitschale angeordnet, an der die Federeinrichtung 10 an ihrer radial äußeren Umfangsfläche anliegt.
Der von dem Primärschwungrad 6 und dem Deckel 26 definierte Kanal zur Aufnahme der Federeinrichtung 10 ist an seinen radial unterhalb der Federeinrichtung liegenden Abschnitten durch die Reibringe 22,23 verschlossen. Die Reibringe 22,23 sind jeweils durch eine sich am Sekundärschwungrad 8 abstützende Tellerfeder 24 in Axialrichtung federkraftbeaufschlagt, wodurch sich u.a. auch die Dämpfung des Zweimassenschwungrads 5 einstellen lässt. Die Reibringe 22,23 dienen ferner als Dichtungen, die einen Austritt von in dem Kanal befindlichem Schmierfett 27 verhindern.
Ein Fliehkraftpendel 11 ist drehfest mit dem Sekundärschwungrad 8 gekoppelt. Das Fliehkraftpendel 11 besitzt hierzu einen ringscheibenähnlichen Pendelflansch 16 zur Anbindung des Fliehkraftpendels 11 an das Sekundärschwungrad 8, welcher mit der Verspannanordnung 13 verbunden ist, so dass eine Anbindung des Fliehkraftpendels 11 an das Zweimassenschwungrad 5 über die Verspannanordnung 13 erfolgt. Das Fliehkraftpendel 11 ist axial neben dem Zweimassenschwungrad 5 angeordnet. Die Kupplungsanordnung 9 ist radial unterhalb des Fliehkraftpendels 11 und des Zweimassenschwungrads 5 positioniert. Die Kupplungsanordnung 9 kann insbesondere als eine Parallelschaltung einer reibschlüssigen Kupplungseinheit und einer formschlüssigen Kupplungseinheit ausgeführt sein.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Verspannanordnung 13, das Sekundärschwungrad 8 sowie das Fliehkraftpendel 11 mittels wenigstens einer Nietverbindung 18 miteinander verbunden. Es sind natürlich auch alternative Verbindungsmethoden, wie Schraubverbindungen oder Schweißverbindungen denkbar. Das Primärschwungrad 6 weist wenigstens eine Öffnung 19 auf, welche in radialer Richtung auf der Höhe der Nietverbindung 18 angeordnet ist, so dass eine einfache Herstellung der Nietverbindung 18 zwischen dem Pendelflansch 16 und dem Sekundärschwungrad 8 ermöglicht ist.
Radial oberhalb des Fliehkraftpendels 11 ist ein zylinderringförmiger Berstschutz 29 angeordnet, der das Fliehkraftpendel 11 in axialer Richtung überdeckt und mit dem Deckel 26 verbunden ist. Es ist auch denkbar, das der Deckel 26 und der Berstschutz 29 einstückig, insbesondere auch monolithisch, ausgeformt sind.
Man erkennt anhand der Querschnittsdarstellung der 1 gut, dass die Vorspannfeder 14 der Verspannanordnung 13 und die Federeinrichtung 10 des Zweimassenschwungrads 5 als Spiralfedern ausgebildet sind, wobei im verbauten Zustand ihre jeweiligen radialen Symmetrieachsen in einer gemeinsamen Radialebene 17 verlaufen. Um die Spiralfedern in der Radialebene 17 anordnen zu können, besitzt das Sekundärschwungrad 8 im Bereich der Vorspannfeder 14 einen in axialer Richtung gekröpften Abschnitt.
Das Sekundärschwungrad 8 weist ausgangsseitig eine Abtriebsverzahnung 12 zur Übertragung eines Drehmoments auf eine korrespondierende Verzahnung der Kupplungsanordnung 9 auf. Das Sekundärschwungrad 8 umfasst eine Verspannanordnung 13 zum Vorspannen der Abtriebsverzahnung 12 gegenüber der korrespondierenden Verzahnung der Kupplungsanordnung 9. Die Verspannanordnung 13 ist in radialer Richtung unterhalb des Fliehkraftpendels 11 angeordnet.
Die grundsätzliche Funktionsweise der Verspannanordnung 13 wird nachfolgend anhand der Zusammenschau von 1 und 2 näher erläutert.
Die Verspannanordnung 13 weist wenigstens eine Vorspannfeder 14 zur Bereitstellung der Vorspankraft und ein Spannblech 15 auf, wobei sich die Vorspannfeder 14 einerseits gegen das Spannblech 15 und andererseits gegen das Sekundärschwungrad 8 abstützt, was gut aus der 1 ersichtlich ist. Das Spannblech 15 ist koaxial gegenüber dem Sekundärschwungrad 8 entgegen der Vorspannkraft der Vorspannfeder 14 verdrehbar. Das Spannblech 15 greift in die korrespondierende Verzahnung der Kupplungsanordnung 9 ein und stützt sich in Umfangsrichtung an dieser ab, so dass die Abtriebsverzahnung 12 verspannt gegenüber der korrespondierenden Verzahnung der Kupplungsanordnung 9 in diese eingreift.
Die Abtriebsverzahnung 12 und die korrespondierende Verzahnung der Kupplungsanordnung 9 sind als axiale Steckverbindung ausgebildet, so dass die Abtriebsverzahnung 12 und somit das Zweimassenschwungrad 5 in axialer Richtung auf die Kupplungsanordnung 9 aufgeschoben werden kann.
Die Abtriebsverzahnung 12 ist monolithisch am radial inneren Umfang des kreisringförmigen Sekundärschwundrads 8 ausgebildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Abtriebsverzahnung 12 als eine Innenverzahnung konfiguriert, während die die nicht dargestellte korrespondierenden Verzahnung der Kupplungsanordnung 9 dementsprechend als eine Außenverzahnung ausgebildet ist. Um eine umfangsmäßige Verspannung dieser Verzahnungsprofile zu gewährleisten, ist die Verspannanordnung 13 vorgesehen, die in Umfangsrichtung durch wenigstens eine Vorspannfeder 14, die beispielsweise als Schraubendruckfeder ausgebildet sein kann, beaufschlagt wird. Die Vorspannfeder 14 ist zwischen dem Sekundärschwundrad 8 und dem Spannblech 15 in Umfangsrichtung verspannt verbaut.
Wie insbesondere gut aus der 2 hervorgeht, besitzt die Verspannanordnung 13 zumindest einzelne Profilierungen 28, die geeignet sind, mit Profilen bzw. Zähnen der Außenverzahnung der Kupplungsanordnung 9 zusammenzuwirken, indem sie mit Vorspannung an Flanken derartiger Profile bzw. Zähne zur Anlage kommen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bilden die Profilierungen 28 zunächst axial verlaufende Abschnitte, die ausgehen von dem ringförmigen Grundkörper des Verspannblechs 15.
Die Verspannanordnung 13 kann vor und während der Bildung der Steckverbindung durch axiales Aufschieben entgegen der umfangsmäßigen Verspannkraft in einer winkelmäßig zurückgezogenen Lage gegenüber den Abtriebsverzahnung 12 gesichert sein. Diese zurückgezogene Lage gewährleistet, dass die Verzahnungsprofile der Abtriebsverzahnung 12 und der korrespondierenden Verzahnung der Kupplungsanordnung 9, frei axial ineinander geschoben werden können. Diese winkelmäßig zurückgezogene Lage der Verspannanordnung 13 kann beispielsweise mittels zumindest eines Verriegelungselementes gewährleistet sein.
Während oder erst nach dem axialen Aufschieben des Zweimassenschwungrads 5 auf die Kupplungsanordnung 9, kann das Verrieglungselement (nicht dargestellt) eine Lage versetzt werden, die bewirkt, dass die Verspannanordnung 13 infolge der Vorspannung der Vorspannfeder 14 gegenüber dem Sekundärschwungrad 8 verdreht wird. Aufgrund dieser Verdrehung kommen die Profilierungen 28 des Spannblechs 15 an einer Flanke der korrespondierenden Verzahnung der Kupplungsanordnung 9 zur Anlage, wodurch infolge dessen die Abtriebsverzahnung 12 mit der korrespondierenden Verzahnung der Kupplungsanordnung 9 umfangsmäßig verspannt wird.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Drehschwingungsdämpferanordnung 1 in einer schematischen Querschnittsansicht. Im Unterschied zu der aus der 1 bekannten Ausführungsform ist in der Ausführungsvariante, die in der 3 widergegeben ist, das Fliehkraftpendel 11 mit seinem Pendelflansch 16 radial oberhalb der Verspannanordung 13 an dem Sekundärschwungrad 8 angeordnet. Die Nietverbindung 18 besteht somit lediglich zwischen dem Sekundärschwungrad 8 und dem Pendelflansch 16. Der Pendelflansch 16 weist in der gezeigten Ausführungsform ein in Querschnitt L-förmiges Profil auf, mit einem im Wesentlichen radial und einen im Wesentlichen axial verlaufenden Schenkel auf, wobei am distalen Ende des letzteren das Fliehkraftpendel 11 fixiert ist.
Die Nietverbindung 18 mündet innerhalb des Kanals der von dem Primärschwungrad 6 und dem Deckel 26 zur Aufnahme der Federeinrichtung 10 definiert ist, wobei der Reibring 22 in Radialrichtung unterhalb der Nietverbindung 18 den Ringraum axial zwischen dem Sekundärschwungrad 8 und dem Primärschwungrad 6 anliegend dichtet. Anders als in der Ausführungsform der 1, weist das Primärschwungrad 6 keine der Nietverbindung 18 gegenüberliegende Öffnung auf, um zum Einen die Dichtigkeit des mit Schmierfett 27 befüllten Kanals nicht zu gefährden und zum Anderen eine hinreichende Festigkeit des Primärschwungrads 6 in diesem Bereich gewährleisten zu können.
Das Sekundärschwungrad 8 ist in der gezeigten Ausführungsform in Axialrichtung gekröpft ausgestaltet, so dass sich über den gesamten Querschnitt ein axialer Versatz zwischen den durch die Kröpfung verbundenen, parallel verlaufenden Radialabschnitten des Sekundärschwungrads 8 ausbildet.
In der 4 wird eine dritte Ausführungsform einer Drehschwingungsdämpferanordnung in einer schematischen Querschnittsansicht dargestellt, bei der die Kröpfung des Sekundärschwungrades 8 umfänglich nur im Bereich der Vorspannfeder 14 ausgebildet ist. Hierdurch kann insbesondere ein höheres Drehmoment von dem Sekundärschwungrad 8 übertragen werden.
Ebenfalls ist - anders als in der Ausführungsform der 3 - die Abdichtung des Kanals der von dem Primärschwungrad 6 und dem Deckel 26 zur Aufnahme der Federeinrichtung 10 definiert ist, durch die Reibringe 22,23 in Radialrichtung oberhalb der Nietverbindung 18 ausgebildet. Wie in der Ausführungsform der 3, weist das Primärschwungrad 6 auch hier keine der Nietverbindung 18 gegenüberliegende Öffnung auf.
Schließlich zeigt 5 ein Kraftfahrzeug 4 mit einem Hybridmodul 2 in einer schematischen Blockschaltdarstellung. Das. Hybridmodul 2 ist für einen Antriebsstrang 3 eines Kraftfahrzeugs 4 konfiguriert und ist innerhalb des Antriebsstrangs 3 zwischen einer Brennkraftmaschine 7 und einem Fahrzeuggetriebe des Kraftfahrzeugs 4 positionierbar. Es umfasst einen Elektromotor und eine Drehschwingungsdämpferanordnung 1, wobei die Drehschwingungsdämpferanordnung 1 -wie in den 1,3 und 4 gezeigt - ein Zweimassenschwungrad 5 umfasst, welches ein Primärschwungrad 6 besitzt, dass eingangsseitig mit der Brennkraftmaschine 7 des Kraftfahrzeugs 4 gekoppelt ist, und ein Sekundärschwungrad 8 aufweist, dass ausgangsseitig mit einer Kupplungsanordnung 9 drehmomentübertragend verbunden ist, die im Momentenfluss zwischen der Brennkraftmaschine 7 und dem Elektromotor angeordnet ist, so dass die Brennkraftmaschine 7 mittels der Kupplungsanordnung 9 in den Antriebsstrang 3 des Kraftfahrzeugs 4 einkuppelbar oder aus dem Antriebsstrang 3 des Kraftfahrzeugs 4 auskuppelbar ist.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
Die in dieser Anmeldung verwendeten Richtungsangaben axial, radial, tangential und/oder Umfangsrichtung beziehen sich auf eine gedachte Rotationachse des jeweils betreffenden bzw. beschriebenen Bauteils.
Bezugszeichenliste

1: Drehschwingungsdämpferanordnung
2: Hybridmodul
3: Antriebsstrangs
4: Kraftfahrzeugs
5: Zweimassenschwungrad
6: Primärschwungrad
7: Brennkraftmaschine
8: Sekundärschwungrad
9: Kupplungsanordnung
10: Federeinrichtung
11: Fliehkraftpendel
12: Abtriebsverzahnung
13: Verspannanordnung
14: Vorspannfeder
15: Spannblech
16: Pendelflansch
17: Radialebene
18: Nietverbindung
19: Öffnung
20: Kurbelwellenverschraubung
21: Deckscheibe
22: Reibring
23: Reibring
24: Tellerfeder
25: Gleitschale
26: Deckel
27: Schmierfett
28: Profilierung
29: Berstschutz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008004150 A1 [0003]
EP 0773127 A1 [0004]
DE 10018926 A1 [0004]
US 2007/0175726 A1 [0004]

Claims

Drehschwingungsdämpferanordnung (1), insbesondere für ein Hybridmodul (2) innerhalb eines Antriebsstrangs (3) eines Kraftfahrzeugs (4), wobei die Drehschwingungsdämpferanordnung (1) ein Zweimassenschwungrad (5) umfasst, mit einem Primärschwungrad (6), dass eingangsseitig mit einer Brennkraftmaschine (7) des Kraftfahrzeugs (4) koppelbar ist, und mit einem Sekundärschwungrad (8), dass ausgangsseitig mit einer Kupplungsanordnung (9) drehmomentübertragend koppelbar ist, wobei das Primärschwungrad (6) und das Sekundärschwungrad (8) über eine Federeinrichtung (10) federelastisch gegeneinander verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fliehkraftpendel (11) drehfest mit dem Sekundärschwungrad (8) gekoppelt ist, wobei das Sekundärschwungrad (8) ausgangsseitig eine Abtriebsverzahnung (12) zur Übertragung eines Drehmoments auf eine korrespondierende Verzahnung der Kupplungsanordnung (9) aufweist, und das Sekundärschwungrad (8) eine Verspannanordnung (13) zum Vorspannen der Abtriebsverzahnung (12) gegenüber der korrespondierenden Verzahnung der Kupplungsanordnung (9) umfasst.
Drehschwingungsdämpferanordnung (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannanordnung (13) in radialer Richtung unterhalb des Fliehkraftpendels (11) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpferanordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannanordnung (13) axial in Richtung des Primärschwungrads (6) versetzt zu dem Fliehkraftpendel (11) angeordnet ist.
Drehschwingungsdämpferanordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannanordnung (13) wenigstens eine Vorspannfeder (14) zur Bereitstellung der Vorspankraft und ein Spannblech (15) aufweist, wobei sich die Vorspannfeder (14) einerseits gegen das Spannblech (15) und andererseits gegen das Sekundärschwungrad (8) abstützt, und das Spannblech (15) koaxial gegenüber dem Sekundärschwungrad (8) entgegen der Vorspannkraft der Vorspannfeder (14) verdrehbar ist, wobei das Spannblech (15) in die korrespondierende Verzahnung der Kupplungsanordnung (9) eingreift und sich in Umfangsrichtung an dieser abstützt, so dass die Abtriebsverzahnung (12) verspannt gegenüber der korrespondierenden Verzahnung der Kupplungsanordnung (9) in diese eingreift.
Drehschwingungsdämpferanordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fliehkraftpendel (11) einen Pendelflansch (16) zur Anbindung des Fliehkraftpendels (11) an das Sekundärschwungrad (8) aufweist, und der Pendelflansch (16) mit der Verspannanordnung (13) verbunden ist, so dass eine Anbindung des Fliehkraftpendels (11) an das Zweimassenschwungrad (5) über die Verspannanordnung (13) erfolgt.
Drehschwingungsdämpferanordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannfeder (14) der Verspannanordnung (13) und die Federeinrichtung (10) des Zweimassenschwungrads (5) als Spiralfedern ausgebildet sind, wobei im verbauten Zustand ihre jeweiligen radialen Symmetrieachsen in einer gemeinsamen Radialebene (17) verlaufen.
Drehschwingungsdämpferanordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannfeder (14) der Verspannanordnung (13) und die Federeinrichtung (10) des Zweimassenschwungrads (5) als Spiralfedern ausgebildet sind, wobei im verbauten Zustand ihre jeweiligen radialen Symmetrieachsen in voneinander verschiedenen Radialebenen verlaufen.
Drehschwingungsdämpferanordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verspannanordnung (13), das Sekundärschwungrad (8) sowie das Fliehkraftpendel (11) mittels wenigstens einer Nietverbindung (18) miteinander verbunden sind.
Drehschwingungsdämpferanordnung (1), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Primärschwungrad (6) wenigstens eine Öffnung (19) aufweist, welche in radialer Richtung auf der Höhe der Nietverbindung (18) angeordnet ist.
Hybridmodul (2), insbesondere für einen Antriebsstrang (3) eines Kraftfahrzeugs (4), wobei das Hybridmodul (2) innerhalb des Antriebsstrangs (3) zwischen einer Brennkraftmaschine (7) und einem Fahrzeuggetriebe des Kraftfahrzeugs (4) positionierbar ist, umfassend einen Elektromotor und eine Drehschwingungsdämpferanordnung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Drehschwingungsdämpferanordnung (1) ein Zweimassenschwungrad (5) umfasst, welches ein Primärschwungrad (6) besitzt, dass eingangsseitig mit der Brennkraftmaschine (7) des Kraftfahrzeugs (4) gekoppelt ist, und ein Sekundärschwungrad (8) aufweist, dass ausgangsseitig mit einer Kupplungsanordnung (9) drehmomentübertragend verbunden ist, die im Momentenfluss zwischen der Brennkraftmaschine (7) und dem Elektromotor angeordnet ist, so dass die Brennkraftmaschine (7) mittels der Kupplungsanordnung (9) in den Antriebsstrang (3) des Kraftfahrzeugs (4) einkuppelbar oder aus dem Antriebsstrang (3) des Kraftfahrzeugs (4) auskuppelbar ist.