DE102021201812A1

DE102021201812A1 - Dämpfungseinheit und Planetengetriebe mit einer solchen Dämpfungseinheit

Info

Publication number: DE102021201812A1
Application number: DE102021201812.2A
Authority: DE
Inventors: Manfred Rahm
Original assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain GmbH and Co KG
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2021-02-25
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2041-02-26
Also published as: WO2022179797A1; DE102021201812B4

Abstract

Dämpfungseinheit (1) zur Dämpfung eines Lastwechselschlags in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend eine Reibeinheit (2) mit zumindest zwei sich gegenüberliegenden Reibkomponenten (3, 4, 5), eine erste Verzahnungskomponente (6) mit einer ersten Verzahnung (7), eine zweite Verzahnungskomponente (8) mit einer zweiten Verzahnung (9), wobei die erste Verzahnung (7) mit der zweiten Verzahnung (9) in einem kämmenden Zahneingriff steht und wobei die erste Verzahnung (7) zumindest bereichsweise eine Verstellgeometrie (10) aufweist, die als eine Vertiefung (10a) in einer Stirnfläche der ersten Verzahnung (7) ausgebildet ist, wobei die Vertiefung (10a) eine sich in Bezug auf eine Drehachse (11) der ersten Verzahnungskomponente (6) zumindest in eine axiale Richtung erhebende Rampe aufweist, und wobei ein axial bewegbares Übertragungselement (12) an der Verstellgeometrie (10) angelegt ist, das in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskomponente (6) und der zweiten Verzahnungskomponente (8) übertragenen Drehmoment die Reibkomponenten (3, 4, 5) der Reibeinheit (2) indirekt aneinanderdrückt und sich so die Druckkraft und somit die Entfernung zwischen den Reibkomponenten (3, 4, 5) in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskomponente (6) und der zweiten Verzahnungskomponente (8) übertragenen Drehmoment ändert sowie ein Planetenradgetriebe (16) umfassend eine solche Dämpfungseinheit (1).

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Dämpfungseinheit umfassend eine Reibeinheit mit zumindest zwei sich gegenüberliegenden Reibkomponenten, eine erste Verzahnungskomponente mit einer ersten Verzahnung, eine zweite Verzahnungskomponente mit einer zweiten Verzahnung, wobei die erste Verzahnung mit der zweiten Verzahnung in einem kämmenden Zahneingriff steht und wobei die erste Verzahnung zumindest bereichsweise eine Verstellgeometrie aufweist, die als eine Vertiefung in einer Stirnfläche der ersten Verzahnung ausgebildet ist, wobei die Vertiefung eine sich in Bezug auf eine Drehachse der ersten Verzahnungskomponente zumindest in eine axiale Richtung erhebende Rampe aufweist, und wobei ein axial bewegbares Übertragungselement an der Verstellgeometrie angelegt ist, das in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskomponente und der zweiten Verzahnungskomponente übertragenen Drehmoment die Reibkomponenten der Reibeinheit indirekt aneinanderdrückt und sich so die Druckkraft und somit die Entfernung zwischen den Reibkomponenten in Abhängigkeit von dem übertragenen Drehmoment ändert. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Planetenradgetriebe umfassend eine solche Dämpfungseinheit.
Stand der Technik
In einem Kraftfahrzeugantriebsstrang kommt es bei bestimmten Fahrmanövern und Fahrzuständen zur Umkehrung des Drehmomentes. Das dabei auftretende Durchfahren der mechanischen Spiele und das Wechseln der mechanischen Kontakte („Nulldurchgang“) wird akustisch als „Lastwechselschlag“ wahrgenommen. Ein für einen Nulldurchgang und dementsprechend für einen Lastwechselschlag in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang typischer Fall liegt beispielsweise vor, wenn ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs aus einer Konstantfahrt des Kraftfahrzeugs heraus das Kraftfahrzeug, beispielsweise durch eine Motorbremswirkung, verzögert - dabei erfolgt eine Drehmomentumkehr im Kraftfahrzeugantriebsstrang verbunden mit einem Nulldurchgang des Antriebsmoments. Bei einem derartigen Nulldurchgang des Antriebsmoments treten beispielsweise sogenannte Flankenwechsel an miteinander im Eingriff befindlichen Zahnrädern, die an der Momentenübertragung beteiligt sind, im jeweiligen Getriebe des Kraftfahrzeugantriebsstrangs auf. Aufgrund des Nulldurchgangs werden dabei die Zähne der an der Momentenübertragung beteiligten Zahnräder der jeweiligen Getriebe schlagartig von einer, der zuvor in Eingriff befindlichen Zahnflanke gegenüberliegenden Zahnflanke mit einem dem Antriebsmoment entgegenwirkenden und nunmehr zur Verzögerung des Kraftwagens dienenden Drehmoment beaufschlagt. Ein solches Lastwechselverhalten pflanzt sich innerhalb des Antriebsstranges über alle spielbehafteten Kontaktstellen kaskadenartig fort, sofern es nicht wirksam gedämpft wird.
Durch ein sogenanntes Lastwechselschlag-Dämpfungselement bzw. eine - Dämpfungseinheit wird die Dynamik der mechanischen Kontaktwechsel gedämpft und das störende Geräusch (Lastwechselschlag) minimiert.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Dämpfungseinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs anzugeben, die sich insbesondere durch einen einfachen Aufbau und somit durch einen minimierten Bauteilbedarf auszeichnet. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein hinsichtlich Verlustleistung verbessertes Planetenradgetriebe, insbesondere für ein Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeugs, anzugeben, dass eine solche Dämpfungseinheit aufweist.
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 4 gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Dämpfungseinheit dient der Dämpfung eines Lastwechselschlags in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang.
Die Dämpfungseinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst eine Reibeinheit mit zumindest zwei sich gegenüberliegenden Reibkomponenten, eine erste Verzahnungskomponente mit einer ersten Verzahnung, eine zweite Verzahnungskomponente mit einer zweiten Verzahnung, wobei die erste Verzahnung mit der zweiten Verzahnung in einem kämmenden Zahneingriff steht und wobei die erste Verzahnung zumindest bereichsweise eine Verstellgeometrie aufweist, die als eine Vertiefung in einer Stirnfläche der ersten Verzahnung ausgebildet ist, wobei die Vertiefung eine sich in Bezug auf eine Drehachse der ersten Verzahnungskomponente zumindest in eine axiale Richtung erhebende Rampe aufweist, und wobei ein axial bewegbares Übertragungselement an der Verstellgeometrie angelegt ist, das in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskomponente und der zweiten Verzahnungskomponente übertragenen Drehmoment die Reibkomponenten der Reibeinheit indirekt aneinanderdrückt und sich so die Druckkraft und somit die Entfernung zwischen den Reibkomponenten in Abhängigkeit von dem übertragenen Drehmoment ändert.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung weist die Reibeinheit eine Tellerfeder und drei Reibkomponenten, nämlich eine erste Reibkomponente, eine zweite Reibkomponente und eine dritte Reibkomponente, auf. Die zweite Reibkomponente ist in axialer Richtung bevorzugt zumindest teilweise zwischen der ersten Reibkomponente und der dritten Reibkomponente angeordnet, wobei die Tellerfeder derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie die Reibkomponenten axial aneinanderdrückt. Die erste Reibkomponente ist vorzugsweise durch das Übertragungselement ausgebildet, die zweite Reibkomponente ist vorzugweise über eine erste Reiblamelle ausgebildet und die dritte Reibkomponente ist vorzugsweise durch das erste Verzahnungselement oder eine zweite Reiblamelle ausgebildet.
Das Übertragungselement weist bevorzugt einen ersten Bereich und zumindest einen zweiten Bereich auf, wobei sich der erste Bereich radial zwischen der Tellerfeder der Reibeinheit und der ersten Reiblamelle erstreckt und sich der zweite Bereich axial in den Bereich der Verzahnungen erstreckt und an der Verstellgeometrie angelegt ist.
Das erfindungsgemäße Planetenradgetriebe umfasst eine Dämpfungseinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung, ein Sonnenrad, ein Hohlrad, wobei das Hohlrad fest mit einem Hohlradträger verbunden ist, wobei der Hohlradträger ein Eingangselement des Planetenradgetriebes darstellt, ein Ausgangselement und zumindest ein Planetenradpaar, umfassend ein erstes Planetenrad und ein zweites Planetenrad, wobei jedes Planetenrad auf jeweils einem Planetenradbolzen angeordnet ist, der axial zwischen einer ersten Planetenradträgerhälfte und einer zweiten Planetenradträgerhälfte eines Planetenradträgers gelagert ist, wobei das erste Planetenrad mit dem Hohlrad und dem zweiten Planetenrad kämmend und das zweite Planetenrad mit dem Sonnenrad und dem ersten Planetenrad kämmend radial zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad angeordnet ist, wobei die erste Planetenradträgerhälfte die erste Verzahnungskomponente der Dämpfungseinheit darstellt und wobei das Ausgangselement die zweite Verzahnungskomponente der Dämpfungseinheit darstellt.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Planetenradgetriebes ist eine zweite Reibkomponente einer Reibeinheit der Dämpfungseinheit als eine erste Reiblamelle ausgebildet und an dem Sonnenrad angelegt und eine dritte Reibkomponente der Reibeinheit der Dämpfungseinheit als eine zweite Reiblamelle ausgebildet ist und an dem Abtriebselement angelegt ist.
Das erfindungsgemäße Dämpfungselement zur Dämpfung eines Lastwechselschlags für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs erlaubt es im weitaus größten Anteil des Kraftfahrzeugbetriebs unnötige Reibungsverluste zu verhindern. Das Dämpfungselement ist nur in unmittelbar lastwechselrelevanten Fahrzuständen aktiv. Die Reibeinheit erzeugt somit lediglich in unmittelbar lastwechselrelevanten Fahrzuständen Verlustleistung. Derart können die Effizienz, die C0₂-Bilanz und Reichweite sowie der Wärmehaushalt des Kraftfahrzeugantriebsstranges verbessert werden. Weiterhin kann der Verschleiß der Dämpfungseinheit, insbesondere der Reibeinheit der Dämpfungseinheit, reduziert werden.
Figurenliste
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

1a zeigt eine schematische Darstellung einer Dämpfungseinheit entsprechend einer ersten Ausführungsvariante, wobei die Dämpfungseinheit aktiv ist.
1b zeigt eine Detaildarstellung einer ersten Verzahnung und eines zweiten Bereichs eines Übertragungselements, wobei die Dämpfungseinheit aktiv ist.
2a zeigt eine schematische Darstellung einer Dämpfungseinheit entsprechend einer ersten Ausführungsvariante, wobei die Dämpfungseinheit inaktiv ist.
2b zeigt eine Detaildarstellung einer ersten Verzahnung und eines zweiten Bereichs eines Übertragungselements, wobei die Dämpfungseinheit inaktiv ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Dämpfungseinheit entsprechend einer zweiten Ausführungsvariante, wobei die Dämpfungseinheit aktiv ist.
4 zeigt eine schematische Darstellung einer Dämpfungseinheit entsprechend einer zweiten Ausführungsvariante, wobei die Dämpfungseinheit inaktiv ist.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Planetengetriebes mit einer Reibeinheit innerhalb eines Verteilergetriebes eines Kraftfahrzeugs.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In 1a, 1b, 2a und 2b ist eine erfindungsgemäße Dämpfungseinheit 1 entsprechend einer ersten Ausführungsvariante dargestellt. 3 und 4 zeigen eine erfindungsgemäße Dämpfungseinheit 1 entsprechend einer zweiten Ausführungsvariante.
Unabhängig von der Ausführungsvariante weist die Dämpfungseinheit 1 eine Reibeinheit 2 mit zumindest zwei sich gegenüberliegenden Reibkomponenten 3, 4, 5, eine erste Verzahnungskomponente 5 mit einer ersten Verzahnung 6 und eine zweite Verzahnungskomponente 7 mit einer zweiten Verzahnung 8 auf. Die erste Verzahnung 7 steht mit der zweiten Verzahnung 9 in einem kämmenden Zahneingriff. Die erste Verzahnung 7 weist zumindest bereichsweise eine Verstellgeometrie 10 auf, die als eine Vertiefung 10a in einer Stirnfläche, nämlich in einer senkrecht zu einer Drehachse 11 der ersten Verzahnungskomponente 6 verlaufenden Stirnfläche der ersten Verzahnung 7 ausgebildet ist Die Vertiefung weist 10a eine sich in Bezug auf eine Drehachse 11 der ersten Verzahnungskomponente 6 zumindest in eine axiale Richtung erhebende Rampe aufweist.
Unter einer Richtungsangabe „axial“ ist eine Richtung entlang oder parallel zu der Drehachse 11 der ersten Verzahnungskomponente 6 zu verstehen. Unter einer Richtungsangabe „radial“ ist entsprechend eine Richtung normal zu der Drehachse 11 der ersten Verzahnungskomponente 6 zu verstehen.
Die Reibeinheit 2 weist in sämtlichen dargestellten Ausführungsvarianten eine Tellerfeder 13 und drei Reibkomponenten, nämlich eine erste Reibkomponente 3, eine zweite Reibkomponente 4 und eine dritte Reibkomponente 5, auf. Die zweite Reibkomponente 4 ist in axialer Richtung teilweise zwischen der ersten Reibkomponente 3 und der dritten Reibkomponente 5 angeordnet. Die Tellerfeder 13 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass sie die Reibkomponenten 3, 4, 5 axial aneinanderdrückt, indem sie einseitig gegen die erste Reibkomponente drückt (in Bezug auf 1a bis 3 nach rechts).
Weiterhin weist die Dämpfungseinheit 1 ein axial bewegbares Übertragungselement 12 auf, das an der Verstellgeometrie 10 verstellwirksam angelegt ist und das in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 übertragenen Drehmoment die Reibkomponenten 3, 4, 5 der Reibeinheit 2 indirekt aneinanderdrückt. Über die axiale Verschiebung des Übertragungselements 12 wird die Druckkraft und somit die Entfernungen zwischen den Reibkomponenten 3, 4, 5 in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 übertragenen Drehmoment rein mechanisch geändert.
Das Übertragungselement 12 weist einen ersten Bereich 14 und einen zweiten Bereich 15 auf. Der erste Bereich 14 erstreckt sich radial zwischen der Tellerfeder 13 der Reibeinheit 2 und der zweiten Reibkomponente 4 der Reibeinheit 2. Der zweite Bereich 15 erstreckt sich axial in den Bereich der miteinander kämmenden Verzahnungen 7, 9 der beiden Verzahnungskomponenten 6, 8 und ist an der Verstellgeometrie 10 angelegt.
1a und 1b zeigen eine Dämpfungseinheit 1 gemäß einer ersten Ausführungsvariante in einem aktiven, also aktivierten, Zustand. 2a und 2b zeigen eine Dämpfungseinheit 1 gemäß einer ersten Ausführungsvariante in einem inaktiven, also nicht aktivierten, Zustand.
Bei der ersten Ausführungsvariante stellt das Übertragungselement 12 die erste Reibkomponente 3 dar. Eine erste Reiblamelle 4a bildet die zweite Reibkomponente 4 aus und das erste Verzahnungselement 5 bildet die dritte Reibkomponente 5 aus.
In der dargestellten ersten Ausführungsvariante der Dämpfungseinheit 1 erfolgt die Übertragung kleiner Drehmomente, nämlich im Bezug zum durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment kleinerer Drehmomente, zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 nicht direkt, sondern über das Übertragungselement 12. Über die einseitig auf das Übertragungselement 12 wirkende Druckkraft der Tellerfeder 13 wird Druck auf die zweite Reibkomponente 4, also die erste Reiblamelle 4a, in Richtung zur dritten Reibkomponente 5, also zur ersten Verzahnungskomponente 6, ausgeübt. Derart sind die Reibkomponenten 3, 4, 5 aneinandergedrückt. Bei zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 kleinem, also im Bezug zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment kleinerem, übertragenen Drehmoment verbleibt der zweite Bereich 15 des Übertragungselements an der tiefsten Stelle der Vertiefung 10a an der Stirnseite der ersten Verzahnung 7 und wird nicht axial verschoben. Die Druckkraft seitens des Übertragungselement 12 reicht somit nicht aus, um die Druckraft der Tellerfeder 13 zu überwinden - die Reibkomponenten 3, 4, 5 verbleiben aneinandergedrückt und die Dämpfungseinheit 1 ist in diesem Zustand aktiv (1a, 1b).
Bei zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 größer werdendem, aber im Vergleich zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment immer noch kleinerem, übertragenem Drehmoment wird der Druckkraft der Tellerfeder 13 durch die Druckkraft des axial bewegten (in Bezug auf 1a, 1b nach links) Übertragungselements 12 soweit entgegengewirkt, dass der Druck zwischen den Reibkomponenten 3, 4, 5 abnimmt und das Reibmoment zwischen den Reibkomponenten 3, 4, 5 entsprechend sinkt. Die Dämpfungseinheit 1 ist in diesem Zustand aktiv, aber reduziert.
Bei zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 noch größerem, also im Vergleich zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment ein über dieses hinausgehendes, übertragenes Drehmoment wird die Druckkraft der Tellerfeder 13 durch die Druckkraft des axial bewegten (in Bezug auf 1a, 1b nach links) Übertragungselements 12 vollständig oder nahezu vollständig überwunden. Die Reibkomponenten 3, 4, 5 entfernen sich voneinander, sodass zwischen ihnen kein Reibmoment mehr übertragen wird - die Dämpfungseinheit 1 ist inaktiv (2a, 2b). In diesem Zustand wird der über das zum Aktuieren der Dämpfungseinheit 1 notwendige Drehmoment hinaus gehende Anteil des Drehmoments von der ersten Verzahnungskomponente 6 direkt über die Verzahnung 7, 9 auf die zweite Verzahnungskomponente 8 übertragen.
3 zeigt eine Dämpfungseinheit 1 gemäß einer zweiten Ausführungsvariante in einem aktiven, also aktivierten, Zustand. 4 zeigt eine Dämpfungseinheit 1 gemäß einer ersten Ausführungsvariante in einem inaktiven, also nicht aktivierten, Zustand.
Bei der zweiten Ausführungsvariante stellt das Übertragungselement 12 die erste Reibkomponente 3 dar. Eine erste Reiblamelle 4a bildet die zweite Reibkomponente 4 aus und eine zweite Reiblamelle 5a bildet die dritte Reibkomponente 5 aus.
In der dargestellten ersten Ausführungsvariante der Dämpfungseinheit 1 erfolgt die Übertragung kleiner Drehmomente, nämlich im Bezug zum durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment kleinerer Drehmomente, zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 nicht direkt, sondern über das Übertragungselement 12. Über die einseitig auf das Übertragungselement 12 wirkende Druckkraft der Tellerfeder 13 wird Druck auf die zweite Reibkomponente 4, also die erste Reiblamelle 4a, in Richtung zur dritten Reibkomponente 5, also zur zweiten Reiblamelle 5a, ausgeübt. Derart sind die Reibkomponenten 3, 4, 5 aneinandergedrückt. Bei zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 kleinem, also im Bezug zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment kleinerem, übertragenem Drehmoment reicht die Druckkraft seitens Übertragungselement 12 nicht aus, um die Druckraft der Tellerfeder 13 zu überwinden - die Reibkomponenten 3, 4, 5 verbleiben aneinandergedrückt und die Dämpfungseinheit 1 ist in diesem Zustand aktiv (3).
Bei zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 größer werdendem, aber im Vergleich zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment noch immer kleinerem, übertragenem Drehmoment wird der Kraft der Tellerfeder 13 durch die Druckkraft des Übertragungselements 12 soweit entgegengewirkt, dass der Druck zwischen den Reibkomponenten 3, 4, 5 abnimmt und das Reibmoment zwischen den Reibkomponenten 3, 4, 5 entsprechend sinkt. Die Dämpfungseinheit 1 ist in diesem Zustand aktiv, aber reduziert.
Bei zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 noch größerem, also im Vergleich zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment ein über dieses hinausgehendes, übertragenes Drehmoment wird die Druckkraft der Tellerfeder 13 durch die Druckkraft des Übertragungselements 12 vollständig oder nahezu vollständig überwunden. Die Reibkomponenten 3, 4, 5 entfernen sich voneinander, sodass zwischen ihnen kein Reibmoment mehr übertragen wird - die Dämpfungseinheit 1 ist inaktiv (4). In diesem Zustand wird der über das zum Aktuieren der Dämpfungseinheit 1 notwendige Drehmoment hinaus gehende Anteil des Drehmoments von der ersten Verzahnungskomponente 6 direkt über die Verzahnung 7, 9 auf die zweite Verzahnungskomponente 8 übertragen.
In 5 ist ein beispielhaftes Planetenradgetriebe 16 mit einer der zuvor beschrienen Reibeinheit 2 dargestellt das sich für den Einsatz einer erfindungsgemäßen Dämpfungseinheit 1 eignet. Das Planetenradgetriebe 16 ist Teil eines Verteilergetriebes in einem Allradkraftfahrzeug, das der Verteilung eines Antriebsmoments auf eine Vorder- und eine Hinterachse des Kraftfahrzeugs dient.
Das Planetenradgetriebe 16 umfasst ein Sonnenrad 17, ein Hohlrad 18, wobei das Hohlrad 18 fest mit einem Hohlradträger 19 verbunden ist, und zumindest ein Planetenradpaar 20, umfassend ein erstes Planetenrad und ein zweites Planetenrad, wobei jedes Planetenrad auf jeweils einem Planetenradbolzen 21 angeordnet ist, der axial zwischen einer ersten Planetenradträgerhälfte 22a und einer zweiten Planetenradträgerhälfte 22b eines Planetenradträgers 22 gelagert ist. Das erste Planetenrad ist derart angeordnet, dass es zum einen mit dem Hohlrad 18 und zum anderen mit dem zweiten Planetenrad kämmt. Das zweite Planetenrad ist derart angeordnet, dass es zum einen mit dem Sonnenrad 17 und zum anderen mit dem ersten Planetenrad kämmt.
Der Hohlradträger 19 und somit das Hohlrad 18 sind antriebswirksam mit einer Eingangswelle 24 verbunden und stellen somit ein Eingangselement des Planetenradgetriebes 16 dar. Der Planetenradträger 22 ist antriebswirksam mit einem Ausgangselement 23 verbunden. Das Sonnenrad 17 ist drehbar auf der Eingangswelle 24 angeordnet. Das Planetenradpaar 20 ist mit dem Hohlrad 18 und dem Sonnenrad 17 kämmend radial zwischen dem Hohlrad 18 und dem Sonnenrad 17 angeordnet, wobei, wie bereits zuvor beschrieben, das erste Planetenrad des Planetenradpaares 20 mit dem Hohlrad 18 und dem zweiten Planetenrad kämmend angeordnet ist und das zweite Planetenrad des Planetenradpaares 20 mit dem Sonnenrad 17 und dem ersten Planetenrad kämmend angeordnet ist.
Die erste Planetenradträgerhälfte 22a stellt die erste Verzahnungskomponente 6 der Dämpfungseinheit 1 in dem Planetenradgetriebe 16 dar. Das Ausgangselement 23 stellt die zweite Verzahnungskomponente 8 der Dämpfungseinheit 1 in dem Planetenradgetriebe 16 dar.
Axial benachbart zu der ersten Planetenradträgerhälfte 22a ist eine Reibeinheit 2 der Dämpfungseinheit 1 angeordnet. Die Reibeinheit 2 weist eine erste Reibkomponente 3, eine zweite Reibkomponente 4 und eine dritte Reibkomponente 5 auf. Die erste Reibkomponente 3 wird durch ein Übertragungselement 12 der Dämpfungseinheit 1 ausgebildet, die zweite Reibkomponente 4 der Reibeinheit 2 der Dämpfungseinheit 1 ist als eine erste Reiblamelle 4a ausgebildet und einseitig an dem Sonnenrad 17 angelegt. Die dritte Reibkomponente 5 der Reibeinheit 2 der Dämpfungseinheit 1 ist als eine zweite Reiblamelle 5a ausgebildet und einseitig an dem Abtriebselement 23 angelegt. Die Reibkomponenten 3, 4, 5 bilden ein Reibkomponentenpaket in der Anordnung Übertragungselement 12-erste Reiblamelle 4a-zweite Reiblamelle 5a. Diese Ausführung der Dämpfungseinheit entspricht einer zweiten Ausführungsvariante der Dämpfungseinheit 1.
Unter Berücksichtigung des Vorhandenseins der Dämpfungseinheit 1 entsprechend einer zweiten Ausführungsvariante gemäß 3 und 4 in dem in 5 dargestellten Planetenradgetriebe 16 erfolgt die Übertragung kleiner, nämlich im Vergleich zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment wesentlich kleinerer Drehmomente, nicht direkt von der ersten Planetenradträgerhälfte 22a des Planetenradträgers 22 auf das Ausgangselement 23, sondern über das Übertragungselement 12 der Dämpfungseinheit 1. Dazu weist die erste Verzahnung 7 an jedem zweiten Zahn eine Vertiefung 10a mit sich axial erhebenden Rampen auf. Das Übertragungselement 12 weist der Anzahl an Vertiefungen 10a entsprechend viele zweite Bereiche 15 auf, wobei jeweils ein zweiter Bereich 15 in eine Vertiefung 10a greift. Die zweite Reibscheibe 5a ist dabei zumindest so gestaltet, dass sie entsprechende Lücken zur Durchführung der zweiten Bereiche 15 des Übertragungselements 12 aufweist.
Die zweiten Bereiche 15 des Übertragungselements 12 liegen jeweils in den sich axial erhebenden Rampen der Vertiefungen 10a in den Stirnseiten der ersten Verzahnung 7, die an der ersten Planetenradträgerhälfte 22a des Planetenradträgers 22 ausgebildet ist. Wird der Planetenradträger 22 gegenüber dem Ausgangselement 23 leicht verdreht, so werden die zweiten Bereiche 15 des Übertragungselements 12 und somit das Übertragungselement 12 axial nach außen (in Bezug auf 3 nach links) gedrückt. Derart wird der Druckkraft der Tellerfeder 13 der Reibeinheit 2 eine Druckkraft seitens des Übertragungselements 12 entgegengesetzt. Bei kleinem, also im Vergleich zum durchschnittlich gegebenen Antriebsstrang-Betriebsmoment wesentlich kleinerem, übertragenem Antriebsstrang-Drehmoment verbleibt das Übertragungselement 12 in seiner Position, da dessen zweite Bereiche 15 in den jeweiligen Vertiefungen 10a am tiefsten Punkt der Rampen liegen. Die Tellerfeder 13 behält so ihre Spannkraft bei, die Reibkomponenten 3, 4, 5 sind aneinandergedrückt und die Dämpfungseinheit 1 bleibt geschlossen. Die Dämpfungseinheit 1 ist somit aktiv (3). Bei größer werdendem, aber im Vergleich zum durchschnittlich gegebenen Antriebsstrang-Betriebsmoment noch immer kleinerem, übertragenem Antriebsstrang-Drehmoment werden die zweiten Bereiche 15 des Übertragungselements 12 über deren Bewegung an den Rampen axial nach außen gedrückt (in Bezug auf 3 nach links). Die Spannkraft der Tellerfeder 13 nimmt ab und damit sinkt auch das entsprechende Reibmoment zwischen den Reibkomponenten 3, 4, 5. Die Dämpfungseinheit 1 ist in diesem Zustand aktiv, aber reduziert. Bei noch größerem, also im Vergleich zum durchschnittlich gegebenen Antriebsstrang-Betriebsmoment ein über dieses hinausgehendes, übertragenes Antriebsstrang-Drehmoment wird der Druckkraft der Tellerfeder 13 seitens des Übertragungselements 12 soweit entgegengewirkt, dass sich die Reibkomponenten 3, 4, 5 axial voneinander entfernen, sodass zwischen ihnen kein oder nur ein geringes Reibmoment übertragen wird - die Dämpfungseinheit 1 ist inaktiv (4). In diesem Zustand wird der über das zum Aktuieren der Dämpfungseinheit 1 notwendige Drehmoment hinausgehende Anteil des Antriebsstrang-Drehmoments vom Planetenradträger 22 direkt über die Verzahnung 7, 9 auf das Ausgangselement 23 übertragen
Bezugszeichenliste

1: Dämpfungseinheit
2: Reibeinheit
3: Erste Reibkomponente
4: Zweite Reibkomponente
4a: Erste Reiblamelle
5: Dritte Reibkomponente
5a: Zweite Reiblamelle
6: Erste Verzahnungskomponente
7: Erste Verzahnung
8: Zweite Verzahnungskomponente
9: Zweite Verzahnung
10: Verstellgeometrie
10a: Vertiefung (mit sich axial erhebender Rampe)
11: Drehachse (der ersten Verzahnungskomponente)
12: Übertragungselement
13: Tellerfeder
14: Erster Bereich
15: Zweiter Bereich
16: Planetenradgetriebe
17: Sonnenrad
18: Hohlrad
19: Hohlradträger
20: Planetenradpaar
21: Planetenradbolzen
22: Planetenradträger
22a: Erste Planetenradträgerhälfte
22b: Zweite Planetenradträgerhälfte
23: Ausgangselement
24: Eingangswelle

Claims

Dämpfungseinheit (1) zur Dämpfung eines Lastwechselschlags in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend - eine Reibeinheit (2) mit zumindest zwei sich gegenüberliegenden Reibkomponenten (3, 4, 5), - eine erste Verzahnungskomponente (6) mit einer ersten Verzahnung (7), - eine zweite Verzahnungskomponente (8) mit einer zweiten Verzahnung (9), wobei die erste Verzahnung (7) mit der zweiten Verzahnung (9) in einem kämmenden Zahneingriff steht und wobei die erste Verzahnung (7) zumindest bereichsweise eine Verstellgeometrie (10) aufweist, die als eine Vertiefung (10a) in einer Stirnfläche der ersten Verzahnung (7) ausgebildet ist, wobei die Vertiefung (10a) eine sich in Bezug auf eine Drehachse (11) der ersten Verzahnungskomponente (6) zumindest in eine axiale Richtung erhebende Rampe aufweist, und wobei ein axial bewegbares Übertragungselement (12) an der Verstellgeometrie (10) angelegt ist, das in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskomponente (6) und der zweiten Verzahnungskomponente (8) übertragenen Drehmoment die Reibkomponenten (3, 4, 5) der Reibeinheit (2) indirekt aneinanderdrückt und sich so die Druckkraft und somit die Entfernung zwischen den Reibkomponenten (3, 4, 5) in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskomponente (6) und der zweiten Verzahnungskomponente (8) übertragenen Drehmoment ändert.
Dämpfungseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinheit (2) eine Tellerfeder (13) und drei Reibkomponenten, nämlich eine erste Reibkomponente (3), eine zweite Reibkomponente (4) und eine dritte Reibkomponente (5), aufweist, wobei die zweite Reibkomponente (4) in axialer Richtung zumindest teilweise zwischen der ersten Reibkomponente (3) und der dritten Reibkomponente (5) angeordnet ist und wobei die Tellerfeder (13) derart ausgebildet ist, dass sie die Reibkomponenten axial aneinanderdrückt, wobei das Übertragungselement (12) die erste Reibkomponente (3) ausbildet, eine erste Reiblamelle (4a) die zweite Reibkomponente (4) ausbildet und das erste Verzahnungselement (5) oder eine zweite Reiblamelle (5a) die dritte Reibkomponente (5) ausbildet.
Dämpfungseinheit (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (12) einen ersten Bereich (14) und zumindest einen zweiten Bereich (15) aufweist, wobei sich der erste Bereich (14) radial zwischen der Tellerfeder (13) der Reibeinheit (2) und der ersten Reiblamelle (4a) erstreckt und sich der zweite Bereich (15) axial in den Bereich der Verzahnungen (7, 9) erstreckt und an der Verstellgeometrie (10) angelegt ist.
Planetenradgetriebe (16), insbesondere für ein Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeugs, umfassend - eine Dämpfungseinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, - ein Sonnenrad (17), - ein Hohlrad (18), wobei das Hohlrad (18) fest mit einem Hohlradträger (19) verbunden ist, wobei der Hohlradträger (19) ein Eingangselement des Planetenradgetriebes (16) darstellt - ein Ausgangselement (23) und - zumindest ein Planetenradpaar (20) umfassend ein erstes Planetenrad und ein zweites Planetenrad, wobei jedes Planetenrad auf jeweils einem Planetenradbolzen (21) angeordnet ist, der axial zwischen einer ersten Planetenradträgerhälfte (22a) und einer zweiten Planetenradträgerhälfte (22b) eines Planetenradträgers (22) gelagert ist, wobei das erste Planetenrad des Planetenradpaares (20) mit dem Hohlrad (18) und dem zweiten Planetenrad kämmen angeordnet ist und das zweite Planetenrad des Planetenradpaares (20) mit dem Sonnenrad (17) und dem ersten Planetenrad kämmend angeordnet ist, wobei die erste Planetenradträgerhälfte (22a) die erste Verzahnungskomponente (6) der Dämpfungseinheit (1) darstellt und wobei das Ausgangselement (23) die zweite Verzahnungskomponente (8) der Dämpfungseinheit (1) darstellt.
Planetenradgetriebe (16) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Reibkomponente (4) einer Reibeinheit (2) der Dämpfungseinheit (1) als eine erste Reiblamelle (4a) ausgebildet ist und an dem Sonnenrad (17) angelegt ist und dass eine dritte Reibkomponente (5) der Reibeinheit (2) der Dämpfungseinheit (1) als eine zweite Reiblamelle (5a) ausgebildet ist und an dem Abtriebselement (23) angelegt ist.