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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpferanordnung, umfassend einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Primärschwungrad, das antriebsseitig mit dem Antriebsstrang koppelbar ist und ein Sekundärschwungrad, das abtriebsseitig an den Antriebsstrang koppelbar ist, wobei das Primärschwungrad und das Sekundärschwungrad zueinander um eine gemeinsame Drehachse entgegen der Wirkung mindestens einer Federeinrichtung verdehbar sind, wobei das Sekundärschwungrad einen Zwischendämpfer mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil aufweist, wobei das Eingangsteil und das Ausgangsteil zueinander um die Drehachse insbesondere entgegen der Wirkung einer Zwischendämpferfeder verdrehbar sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Hybridmodul mit einer Drehschwingungsdämpferanordnung.
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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.
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Häufig werden Drehschwingungsdämpfer in derartigen hybriden Antriebssträngen verbaut, um 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. Drehschwingungsdämpfer sollen diese Schwingungen zwischen Motor und Getriebe verringern.
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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. Üblicherweise muss bei einer Positionierung einer Rutschkupplung innerhalb des gefetteten Bogenfederkanals im Drehschwingungsdämpfer ein aufwändiges Dichtkonzept erarbeitet werden.
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Bei Drehschwingungsdämpfern sind ferner auch sogg. Vordämpfer oder Zwischendämpfer bekannt, die die Aufgabe haben eine weiche Anfederung im Leerlauf oder bei kleinen Schwingwinkeln zu gewährleisten, um mögliche Geräuschentwicklungen zu vermeiden und die Laufruhe des Drehschwingungsdämpfers zu verbessern.
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Es ist somit die Aufgabe der Erfindung eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit einem Zwischendämpfer bereitzustellen, die hinsichtlich ihres Dichtungskonzepts sowie Bauraumbedarf und Montagefreundlichkeit verbessert ist. Es ist ferner Aufgabe der Erfindung ein Hybridmodul mit einer verbesserten Drehschwingungsdämpfungsanordnung zu realisieren.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drehschwingungsdämpferanordnung, umfassend einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Primärschwungrad, das antriebsseitig mit dem Antriebsstrang koppelbar ist und ein Sekundärschwungrad, das abtriebsseitig an den Antriebsstrang koppelbar ist, wobei das Primärschwungrad und das Sekundärschwungrad zueinander um eine gemeinsame Drehachse entgegen der Wirkung mindestens einer Federeinrichtung verdehbar sind, wobei das Sekundärschwungrad einen Zwischendämpfer mit einem Eingangsteil und einem Ausgangsteil aufweist, wobei das Eingangsteil und das Ausgangsteil zueinander um die Drehachse insbesondere entgegen der Wirkung einer Zwischendämpferfeder verdrehbar sind, wobei das Ausgangsteil als eine ringförmige, in einer Radialebene verlaufende Scheibe ausgebildet ist und das Ausgangsteil axial zwischen zwei Stützscheiben einer federkraftbeaufschlagten nassen Rutschkupplung eingreift.
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Die erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung benötigt weniger axialen Bauraum als eine Kombination aus Rutschkupplung mit trockenen Belägen und Zwischendämpfer, da nasse Reibbeläge, wie beispielsweise Papierbeläge deutlich dünner ausgeführt werden können als die Trockenbeläge. Durch Verwendung einer nasslaufenden Rutschkupplung entfallen ferner auch für die trockene Anwendung ansonsten notwendigen Dichtungen, so dass sich hierdurch auch die Montage der Drehschwingungsdämpferanordnung vereinfacht.
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Die Krafteinleitung kann ferner auf einem Durchmesser erfolgen, somit hat der Flansch nicht die Hebelwirkung wie bei klassischen nassen Rutschkupplungsanwendungen, bei denen der Flansch sehr weit radial über die Mitnehmerscheiben heraussteht. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der motorseitige Reibring/ Abtützring auch radial deutlich kleiner ausgeführt werden kann, da auch dieser Reibring/ Abstützring nicht die Rutschkupplung abdichten muss.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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In einer möglichen Ausgestaltung kann ein Drehschwingungsdämpfer als Zweimassenschwungrad ausgebildet sein. 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.
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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.
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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.
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Das Primärschwungrad kann insbesondere eine Aufnahme für die Federeinrichtung besitzen. Bevorzugt ist die Aufnahme, insbesondere für eine Bogenfeder, kanalförmig in dem Primärschwungrad angeordnet. Besonders bevorzugt ist es, das die Aufnahme für die Federeinrichtung monolithisch mit dem Primärschwungrad ausgeformt ist.
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Es ist bevorzugt, dass der Zwischendämpfer ein Eingangsteil und ein Ausgangsteil aufweist, wobei das Eingangsteil und das Ausgangsteil zueinander um die Drehachse entgegen der Wirkung einer Zwischendämpferfeder verdrehbar sind. Grundsätzlich wäre es natürlich auch denkbar, dass der Zwischendämpfer keine Zwischendämpferfeder aufweist.
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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.
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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.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Primärschwungrad im Querschnitt einen radial nach Innen öffnenden U-förmigen Abschnitt aufweist, in dem die Federeinrichtung und die Zwischendämpferfeder aufgenommen ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass die Federn so gut vor axialen Krafteinflüssen geschützt sind. Ferner bietet sich so auch die Möglichkeit, den kanalartigen Ringraum mit einem Schmiermittel wie Schmierfett ganz oder teilweise zu befüllen bzw. die sich relativ zueinander bewegenden Elemente des Drehschwingungsdämpfers und/oder des Zwischendämpfers zu schmieren.
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Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass das Eingangsteil des Zwischendämpfers axial an dem U-förmigen Abschnitt abgestützt ist, so dass sich eine axial besonders kompakt bauende Ausführungsform des Drehschwingungsdämpfers realisieren lässt.
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Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Eingangsteil des Zwischendämpfers axial abgestützt ist über einen ersten Abstützring, der axial zwischen dem Primärschwungrad und dem Eingangsteil angeordnet ist und einen zweiten Abstützring, der axial zwischen einem freien Schenkel des U-förmigen Abschnitts und dem Eingangsteil angeordnet ist, wobei der erste Abstützring und/oder der zweite Abstützring in axialer Richtung federkraftbeaufschlagt ist/sind. Neben einer axialen Abstützung lässt sich somit auch eine Abdichtung des U-förmigen Abschnitts erreichen.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die nasse Rutschkupplung von einer Tellerfeder federkraftbeaufschlagt ist, so dass eine definierte Reibleistung der Rutschkupplung einstellbar ist.
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Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass an den Stützscheiben und/oder dem Ausgangsteil beölte Papierbeläge als Reibbelag vorgesehen sind, wodurch sich die kompakte Bauweise des Drehschwingungsdämpfers noch weiter optimieren lässt.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Rutschkupplung radial unterhalb des U-förmigen Abschnitts angeordnet ist.
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Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass sich die Tellerfeder axial an einer dritten Stützscheibe abstützt, welche axial beabstandet zu den beiden Stützscheiben positioniert ist, wodurch sich ebenfalls der kompakter Aufbau des Drehschwingungsdämpfers optimieren lässt.
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Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass die beiden Stützscheiben und die dritte Stützscheibe drehfest miteinander, insbesondere über eine Nietverbindung, verbunden sind.
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Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei das Hybridmodul innerhalb des Antriebsstrangs insbesondere zwischen einer Brennkraftmaschine und einem Fahrzeuggetriebe des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, umfassend einen Elektromotor und einer Drehschwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1-9.
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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.
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Ein Hybridmodul kann je nach Eingriffspunkt des Elektromotors in den Antriebsstrang in die folgenden Kategorien P0-P4 eingeteilt werden:
- PO: 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.
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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.
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Das Fahrzeuggetriebe ist das Getriebe im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, das die Motordrehzahl auf die Antriebsdrehzahl übersetzt.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können.
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Es zeigen:
- 1 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung in einer Axialschnittansicht und
- 2 ein Kraftfahrzeug mit einem Hybridmodul in einer Blockschaltansicht.
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Die 1 zeigt eine Drehschwingungsdämpferanordnung 1, umfassend einen Drehschwingungsdämpfer 2 für einen Antriebsstrang 3 eines Kraftfahrzeugs 4, wie es auch beispielsweise in der 2 gezeigt ist.
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Die Drehschwingungsdämpferanordnung 1 umfasst ein Primärschwungrad 5, das antriebsseitig mit dem Antriebsstrang 3 koppelbar ist und ein Sekundärschwungrad 6, das abtriebsseitig an den Antriebsstrang 3 koppelbar ist. Das Primärschwungrad 5 und das Sekundärschwungrad 6 sind zueinander um eine gemeinsame Drehachse 7 entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung 8 verdehbar. Das Sekundärschwungrad 6 besitzt einen Zwischendämpfer 9 mit einem Eingangsteil 10 und einem Ausgangsteil 11, wobei das Eingangsteil 10 und das Ausgangsteil 11 zueinander um die Drehachse 7 entgegen der Wirkung einer Zwischendämpferfeder 12 verdrehbar sind.
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Aus der 2 ist ferner ersichtlich, dass das Primärschwungrad 5 im Querschnitt einen radial nach Innen öffnenden U-förmigen Abschnitt 15 aufweist, in dem die Federeinrichtung 8 und die Zwischendämpferfeder 12 aufgenommen ist. Das Eingangsteil 10 des Zwischendämpfers 9 ist dabei axial abgestützt über einen ersten Abstützring 21, der axial zwischen dem Primärschwungrad 5 und dem Eingangsteil 19 angeordnet ist und einen zweiten Abstützring 22, der axial zwischen einem freien Schenkel 23 des U-förmigen Abschnitts 15 und dem Eingangsteil 10 angeordnet ist. Der zweite Abstützring 22 ist in der gezeigten Ausführungsform der Erfindung in axialer Richtung federkraftbeaufschlagt. Die Abstützringe 21,22 fungieren hier also insbesondere auch als Dichtungen und definieren einen ringförmigen Raum der durch den U-förmigen Abschnitt 15 und den Abstützringen 21,22 begrenzt ist. Die Federeinrichtung 8 und die Zwischendämpferfeder 12 sind innerhalb dieses Raums aufgenommen.
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Zwischen dem Ausgangsteil 11 und dem Eingangsteil 10 des Zwischendämpfers 9 ist systembedingt eine undichte Stelle vorhanden, da die sich relativ zueinander bewegenden Teile 10,11 nicht vollständig gegeneinander abgedichtet sind. Da der ringförmige Raum in dem der Zwischendämpfer 9 zumindest abschnittsweise aufgenommen ist, mit einem Schmierfett gefüllt sein kann, kann hierdurch die Erreicht werden, dass die sich gegeneinander bewegenden Teile 10,11 geschmiert und deren Verschleiß reduziert werden kann.
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Das Ausgangsteil 11 des Zwischendämpfers 9 ist als eine ringförmige, in einer Radialebene 20 verlaufende Scheibe ausgebildet und es greift axial zwischen zwei Stützscheiben 13 einer federkraftbeaufschlagten nassen Rutschkupplung 14 ein. Die nasse Rutschkupplung 14 ist radial unterhalb des U-förmigen Abschnitts 15 angeordnet und von einer Tellerfeder 23 in axialer Richtung federkraftbeaufschlagt. An den Stützscheiben 13 und/oder dem Ausgangsteil 11 sind beölte Papierbeläge als Reibbelag vorgesehen.
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Die an der dem Primärschwungrad 5 abgewandten Seite der Stützscheibe 13 anliegende Tellerfeder 23 stützt sich axial an einer dritten Stützscheibe 19 ab, welche axial beabstandet zu den beiden Stützscheiben 13 positioniert ist. Die beiden Stützscheiben 13 und die dritte Stützscheibe 19 sind drehfest miteinander über eine nicht näher in der 1 bezeichnete Nietverbindung verbunden.
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Die Rutschkupplung 14 ist ausgangsseitig drehfest mit einer ebenfalls nicht näher bezeichneten Nabe innerhalb des Antriebsstrangs 3 gekoppelt.
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2 zeigt ein Hybridmodul 24 für einen Antriebsstrang 3 eines Kraftfahrzeugs 4, wobei das Hybridmodul 24 innerhalb des Antriebsstrangs 3 zwischen einer Brennkraftmaschine 25 und einem Fahrzeuggetriebe 26 des Kraftfahrzeugs 4 angeordnet ist. Das Hybridmodul 24 umfasst einen nicht in der 2 gezeigten Elektromotor und eine Drehschwingungsdämpferanordnung 1, wie sie aus der 1 bekannt ist.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpferanordnung
- 2
- Drehschwingungsdämpfer
- 3
- Antriebsstrang
- 4
- Kraftfahrzeugs
- 5
- Primärschwungrad
- 6
- Sekundärschwungrad
- 7
- Drehachse
- 8
- Federeinrichtung
- 9
- Zwischendämpfer
- 10
- Eingangsteil
- 11
- Ausgangsteil
- 12
- Zwischendämpferfeder
- 13
- Stützscheiben
- 14
- Rutschkupplung
- 15
- Abschnitt
- 19
- Eingangsteil
- 20
- Radialebene
- 21
- Abstützring
- 22
- Abstützring
- 23
- Schenkel
- 24
- Hybridmodul
- 25
- Brennkraftmaschine
- 26
- Fahrzeuggetriebe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008004150 A1 [0004]
