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Die Erfindung betrifft eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Antriebsanordnung.
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Aus dem Stand der Technik sind diverse Antriebsanordnungen bekannt, die Drehmoment-Übertragungseinrichtungen aufweisen.
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In bekannten Antriebsanordnungen ist gefordert, dass insbesondere elektrische Aggregate der Antriebsanordnung vor Drehmoment-Überhöhung sowie vor schlagartiger Drehmoment-Änderung geschützt werden.
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Derartige Drehmoment-Überhöhungen und/oder schlagartige Drehmoment-Änderungen treten insbesondere dann auf, wenn ein mit der Antriebsanordnung ausgestattetes Kraftfahrzeug z.B. auf einem unebenen Untergrund fährt, wobei einzelne Räder des Kraftfahrzeugs gelegentlich ihren reibschlüssigen Kontakt zum Untergrund verlieren, bzw. durchdrehen oder stark beschleunigt werden.
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Bekannte Drehmoment-Übertragungseinrichtungen in Antriebsanordnungen sind entsprechend mit Drehmoment-Begrenzern kombiniert, um die Aufgabe des Schutzes vor Drehmoment-Überhöhung zu erfüllen.
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Zudem umfassen Drehmoment-Übertragungseinrichtungen häufig Torsionsschwingungsdämpfer zum Schutz angeschlossener Aggregate vor auftretenden Drehschwingungen wie z.B. Drehschwingungen, die im Betrieb von angeschlossenen Verbrennungskraftmaschinen erzeugt werden.
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Die
JP 5 724 629 B2 sowie die
JP 5 604 906 B2 beschreiben jeweils eine Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen, umfassend einen Drehmoment-Begrenzer und einen Torsionsschwingungsdämpfer, wobei der Drehmoment-Begrenzer als Rutschkupplung ausgestaltet ist.
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Der Drehmoment-Begrenzer ist dabei mit einer Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers gekoppelt, so dass der Drehmoment-Begrenzer und der Torsionsschwingungsdämpfer in Reihe geschaltet sind.
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Der Drehmoment-Begrenzer ist derart ausgestaltet, dass dessen Eingangsseite und Ausgangsseite reibschlüssig miteinander verbunden sind zur Übertragung von Drehmoment in einem definierten Drehmoment-Bereich. Bei Überschreitung des Drehmoment-Bereichs löst sich die reibschlüssige Verbindung und der Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite des Drehmoment-Begrenzers wird geöffnet.
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In der
JP 5 724 629 B2 ist der Drehmoment-Begrenzer derart realisiert, dass er axial zwischen zwei Seitenblechen des Torsionsschwingungsdämpfers angeordnet ist und eine Eingangsplatte und eine Druckplatte umfasst. Die Eingangsplatte dient als Eingangsseite des Drehmoment-Begrenzers und damit auch als Eingangsseite der Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen und ist in axialer Richtung zwischen einer ersten der zwei Seitenplatten und der Druckplatte angeordnet. Die Druckplatte stützt sich mittels eines Federelements an einer zweiten der zwei Seitenplatten ab, so dass die Federkraft des Federelements die Eingangsplatte in axialer Richtung zwischen der ersten Seitenplatte und der Druckplatte reibschlüssig hält.
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1 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1, die eine ähnliche Ausführung wie die Vorrichtung aus der
JP 5 724 629 B2 aufweist.
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Eine Dämpfungseinrichtung 10 umfasst zwei blechförmige Seitenelemente 15, 16, zwischen welchen, an deren axial äußeren Endbereichen, eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 angeordnet ist, so dass axial zwischen den beiden Seitenelementen 15, 16 eine Anpresslamelle 25 der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 reibschlüssig gehalten ist. Ein über die Anpresslamelle 25 als Eingangsseite 3 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 eingeleitetes Drehmoment wird über die Seitenbleche 15, 16 in die Dämpfungseinrichtung 10 und von dieser auf eine Nabe 30 als Ausgangsseite 4 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 übertragen.
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In der
JP 5 604 906 B2 hingegen umfasst der Drehmoment-Begrenzer zwei Platten, wobei sich an einer ersten der beiden Platten eine Druckplatte mittels eines Federelements abstützt und zwischen der Druckplatte und einer zweiten der beiden Platten eine Seitenplatte des Torsionsschwingungsdämpfers angeordnet ist. Der Drehmoment-Begrenzer ist dabei im Wesentlichen radial weiter außen angeordnet als der Torsionsschwingungsdämpfer. Entsprechend bilden die beiden Platten des Drehmoment-Begrenzers hier dessen Eingangsseite sowie die Eingangsseite der Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen. Eine Seitenplatte des Torsionsschwingungsdämpfers wird reibschlüssig in Bezug zu diesen beiden Platten gehalten und fungiert damit als Ausgangsseite des Drehmoment-Begrenzers und als Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers.
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Eine zur
JP 5 604 906 B2 ähnliche Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 ist in
2 dargestellt. Eine Eingangsseite 21 einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 ist durch zwei Platten ausgebildet, zwischen welchen in axialer Richtung ein erstes Seitenelement 15 einer Dämpfungseinrichtung 10 als deren Eingangsseite 11 und als Ausgangsseite 22 der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 reibschlüssig gehalten ist. Ein über die Eingangsseite 21 der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 eingeleitetes Drehmoment wird über das erste Seitenblech 15 in die Dämpfungseinrichtung 10 und von dieser auf eine als Ausgangsseite 4 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 fungierende Nabe 30 übertragen.
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Des Weiteren ist gemäß dem Stand der Technik bekannt, eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung in einer Drehmoment-Übertragungseinrichtung als eine Reibkupplung mit mehreren Reiblamellen und Anpresslamellen, also als Mehrscheibenreibkupplung auszugestalten.
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Ein Ausschnitt einer derartigen Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 ist in
3 gezeigt. Äquivalent zu
1 bzw. zur Lehre der
JP 5724629 B2 ist eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 zwischen zwei Seitenelementen 15, 16 einer Dämpfungseinrichtung 10 angeordnet, wobei die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 hier in alternierender Reihenfolge mehrere Reiblamellen 24 und Anpresslamellen 25 umfasst.
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Diese bekannten Drehmoment-Übertragungseinrichtungen haben jedoch je nach Ausführungsform einen hohen axialen und/ oder radialen Bauraumbedarf und sind mit einem verhältnismäßig hohen fertigungstechnischen Aufwand verbunden.
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Ferner ist aus der
DE 11 2010 003 845 T5 eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung bekannt, die auf den Oberbegriff des Anspruchs 1 lesbar ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung sowie eine damit ausgestattete Antriebsanordnung zur Verfügung zu stellen, die in technologisch einfacher Weise einen nur geringen radialen und axialen Bauraum erfordert.
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Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Drehmoment-Übertragungseinrichtung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben. Ergänzend wird eine Antriebsanordnung, welche die Drehmoment-Übertragungseinrichtung aufweist, gemäß Anspruch 6 zur Verfügung gestellt.
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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, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
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Die Begriffe „axial“ und „radial“ beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung immer auf die Rotationsachse der Drehmoment-Übertragungseinrichtung.
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Die Erfindung betrifft eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung, umfassend eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen, wobei die Drehmoment-Übertragungseinrichtung weiterhin eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung aufweist, mit der die Dämpfungseinrichtung mechanisch gekoppelt ist. Außerdem weist die Drehmoment-Übertragungseinrichtung eine mit der Dämpfungseinrichtung mechanisch verbundene Anschlusseinrichtung zur mechanischen Kopplung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung an ein Antriebsaggregat, insbesondere an eine Verbrennungskraftmaschine, sowie eine mit der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung mechanisch verbundene Nabe zur mechanischen Kopplung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung an ein abtriebsseitiges Aggregat, insbesondere an ein Getriebe, auf. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ist somit in einem von der Drehmoment-Übertragungseinrichtung zwischen der Anschlusseinrichtung und der Nabe realisierten Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der Dämpfungseinrichtung und der Nabe angeordnet. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ist erfindungsgemäß als eine Rutschkupplung ausgeführt, die wenigstens eine Reiblamelle sowie wenigstens eine Anpresslamelle zur Anlage aneinander und derart zur reibschlüssigen Übertragung von Drehmoment aufweist, wobei die Reiblamelle oder die Anpresslamelle drehfest auf der Nabe angeordnet ist.
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Entsprechend ist vorgesehen, dass ein Lamellenträger zur Aufnahme der Reiblamelle bzw. der Anpresslamelle von der Nabe ausgebildet ist.
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Insbesondere können mehrere Reiblamellen, die axial verschiebbar auf der Nabe angeordnet sind, vorhanden sein. Gegebenenfalls umfasst die Drehmoment-Übertragungseinrichtung auch mehrere Anpresslamellen, wobei dann wenigstens eine axial verschiebbare Anpresslamelle als Zwischenplatte zwischen Reiblamellen vorhanden ist. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung kann entsprechend als Mehrscheibenkupplung ausgebildet sein.
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Die Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen ist ein Torsionsschwingungsdämpfer.
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Die Ausgestaltung der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung als eine Rutschkupplung kann vorzugsweise derart realisiert sein, dass an einer axialen Seite einer Reiblamelle, welche einer Anpresslamelle zugewandt ist, ein Reibbelag angeordnet ist, der bei Überschreitung eines definierten Drehmoments die reibschlüssige Verbindung aufhebt. Der Reibbelag kann insbesondere ein organisches Material, ein keramikhaltiges Material oder Kunststoff sein. Dabei ist vorgesehen, dass der Reibbelag an der Reiblamelle derart fest angeordnet ist, dass insbesondere in Umfangsrichtung keine Relativ-Bewegung zwischen Reiblamelle und Reibbelag möglich ist. Damit wird gewährleistet, dass Reibung nur zwischen dem Reibbelag und der Anpresslamelle auftritt, so dass die definierte Materialpaarung von Reibbelag und Anpresslamelle einen konstanten Reibwert in der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung realisiert. Eine drehfeste Verbindung zwischen Reibbelag und Reiblamelle kann insbesondere formschlüssig ausgebildet sein.
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In einer alternativen Ausgestaltung der Reiblamelle kann auch vorgesehen sein, dass die Reiblamelle selbst aus dem Material des Reibbelags ausgebildet ist, so dass in dieser Ausführungsform keine extra Anordnung von Reibbelag notwendig ist. Eine alternative Ausführungsform der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung realisiert, dass anstelle der Reiblamellen die Anpresslamellen die Reibbeläge aufweisen bzw. aus einem Material hergestellt sind, welches als Reibbelag verwendbar ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung zumindest bereichsweise axial und/oder radial innerhalb eines von der Dämpfungseinrichtung radial begrenzten Raumes angeordnet. Die derart ausgebildete Drehmoment-Übertragungseinrichtung weist in axialer Richtung einen sehr geringen Bauraumbedarf auf.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die bewegliche Masse der Dämpfungseinrichtung radial weiter außen angeordnet als der zur reibschlüssigen Drehmomentübertragung eingerichtete Reibabschnitt der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung.
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Mit der beweglichen Masse der Dämpfungseinrichtung ist insbesondere ein radial äu-ßerer Flansch, auch als Nabenflansch bezeichnet, der Dämpfungseinrichtung gemeint, welcher insbesondere eine Eingangsseite der Dämpfungseinrichtung ausbildet, bezogen auf einen Drehmoment-Fluss von einem angeschlossenen Antriebsaggregat zur Nabe.
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Zur beweglichen Masse der Dämpfungseinrichtung können weiterhin Federn gehören, deren Federkräfte einer Relativ-Verdrehung in der Dämpfungseinrichtung entgegenwirken.
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Die radiale Position der beweglichen Masse ist im Massenschwerpunkt eines Segments von 15° der im Wesentlichen ringförmig aufgebauten Dämpfungseinrichtung zu messen.
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In einer weiteren Ausführungsform sind Federn der Dämpfungseinrichtung radial weiter außen angeordnet als der zur reibschlüssigen Drehmomentübertragung eingerichtete Reibabschnitt der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung.
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Das bedeutet, dass sich Elemente der Drehmoment-Übertragungseinrichtung, die ein relativ großes Massenträgheitsmoment aufweisen, in einer Übertragungsrichtung von Drehmoment von der Nabe zur Anschlusseinrichtung, wie z.B. bei einer hohen schlagartigen externen Belastung eines mit der Drehmoment-Übertragungseinrichtung gekoppelten Antriebsrades, im Drehmoment-Übertragungspfad hinter der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung befinden. Diese trennt den Drehmoment-Übertragungspfad, so dass sich das hohe Massenträgheitsmoment nicht als GegenDrehmoment auswirkt und die bis zur Trennung des Drehmoment-Übertragungspfades mit dem Antriebsrad gekoppelten Elemente frei und im Wesentlichen unbelastet drehen können.
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In einer konstruktiv vorteilhaften Ausgestaltung weist die Nabe an ihrer radialen Außenseite eine Axialverzahnung oder eine Nut zur axial verschieblichen Aufnahme der Reiblamelle bzw. der Anpresslamelle und zur formschlüssigen Übertragung von Drehmoment auf.
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Durch diese Axialverzahnung wird eine axiale Verschiebbarkeit der Reiblamelle oder der Anpresslamelle gewährleistet.
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Die Reiblamelle bzw. der Anpresslamelle weist dazu entsprechend eine komplementär ausgestaltete Außenverzahnung bzw. eine Feder auf.
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Zudem kann die Nabe auch an ihrer radialen Innenseite eine weitere Axialverzahnung bzw. eine Steckverzahnung ausbilden, mit welcher sie auf eine Welle zwecks drehfester Verbindung zur Welle aufgesteckt werden kann, so dass ein Drehmoment von der Drehmoment-Übertragungseinrichtung auf die Welle oder umgekehrt übertragbar ist.
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Die Dämpfungseinrichtung umfasst als Anschlusseinrichtung einen Flansch sowie zwei Seitenelemente, die in Bezug zu dem Flansch verdrehbar sind und mit der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung mechanisch gekoppelt sind.
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Die Seitenelemente können insbesondere als Seitenbleche ausgestaltet sein. Dabei kann die Drehmoment-Übertragungseinrichtung außerdem zumindest ein erstes Reibelement aufweisen, über welches der Flansch in seiner axialen Position in Bezug zum Seitenelement gesichert ist, wobei das erste Reibelement eine Relativ-Drehung zwischen Flansch und Seitenelement unter Reibung des Flanschs am ersten Reibelement und/oder unter Reibung des Seitenelements am ersten Reibelement zulässt.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Seitenelement mittels eines zweiten Reibelements in Bezug zur Nabe wenigstens in radialer Richtung, bevorzugt in radialer und axialer Richtung, gehalten ist. Auch das zweite Reibelement lässt eine Relativ-Drehung unter Reibung zu, so dass eine Relativ-Drehung zwischen Nabe und Seitenelement durch Reibung zwischen Nabe und zweitem Reibelement und/oder durch Reibung zwischen Seitenelement und zweiten Reibelement realisierbar ist. Das Seitenelement ist entsprechend auf der Nabe gelagert und dabei zur Nabe und zum Flansch verdrehbar.
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Insbesondere in einer Ausgestaltung, in der die Drehmoment-Übertragungseinrichtung zwei Seitenelemente aufweist, wobei der Flansch axial zwischen diesen beiden Seitenelementen angeordnet ist, kann vorgesehen sein, dass der Flansch axial beidseitig mittels jeweils einem ersten Reibelement in Bezug zu den Seitenelementen in seiner axialen Position gesichert ist und die beiden ersten Reibelemente eine Relativ-Drehung zwischen Flansch und Seitenelementen zulassen.
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Es ist dabei möglich, dass die beiden ersten Reibelemente weiterhin eine axiale Zentrierung des Flanschs realisieren.
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In einer Ausgestaltung, in der die Drehmoment-Übertragungseinrichtung zwei Seitenelemente aufweist, wobei der Flansch axial zwischen diesen beiden Seitenelementen angeordnet ist, kann zusätzlich oder alternativ zu den beiden ersten Reibelementen auch realisiert sein, dass zwei zweite Reibelemente vorgesehen sind, nämlich jeweils ein zweites Reibelement zwischen einem Seitenelement und der Nabe.
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In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Drehmoment-Übertragungseinrichtung in zwei zueinander in axialer Richtung beabstandeten Ebenen angeordnete Seitenelemente und die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ist zwischen den beiden Ebenen angeordnet und wenigstens eines der Seitenelemente ist zur Abstützung einer axialen Belastungskraft der Reiblamelle oder Anpresslamelle ausgestaltet. Entsprechend ist vorgesehen, dass wenigstens eine Reiblamelle oder auch wenigstens eine Anpresslamelle unmittelbar oder auch mittelbar durch eines der Seitenelemente, welches insbesondere als Seitenblech ausgestaltet, bei Schließung der Rutschkupplung abgestützt ist.
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Zur Schließung der Rutschkupplung umfasst die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung in vorteilhafter Weise weiterhin eine Tellerfeder zur Beaufschlagung der Reiblamelle und der Anpresslamelle mit einer im Wesentlichen axial wirkenden Kraft.
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Insbesondere dient ein erstes Seitenelement zur axialen Abstützung der Reiblamellen und Anpresslamellen. Ein zweites Seitenelement dient dabei der axialen Abstützung der Tellerfeder in axialer Richtung, wobei die Tellerfeder weiterhin an einer Reiblamelle oder einer Anpresslamelle axial andrückt.
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In einer Ausführungsform der Drehmoment-Übertragungseinrichtung, in der die Tellerfeder an einer Reiblamelle oder einer Anpresslamelle anliegt bzw. an diese drückt kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Reiblamelle oder die jeweilige Anpresslamelle ein Anlageelement aufweist, welches derart ausgestaltet ist, dass die daran anliegende Tellerfeder bei Relativ-Drehung zwischen der Tellerfeder und der Reiblamelle oder der Anpresslamelle einen möglichst geminderten Verschleiß aufweist. Dies geschieht insbesondere derart, dass die Tellerfeder nicht mit ihrer radial inneren Kante anliegt, sondern über einen Flächenbereich des Anlageelements Kraft überträgt.
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In einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, dass die Reiblamelle oder die Anpresslamelle, an welcher die Tellerfeder anliegt, immer zusammen mit der Tellerfeder dreht, so dass eine Beschädigung oder Abnutzung der Tellerfeder im Wesentlichen gänzlich vermieden werden kann.
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Generell ist es auch möglich, dass anstelle einer Tellerfeder eine Wellfeder oder eine Druckfeder zur Beaufschlagung der Reiblamelle oder der betreffenden Anpresslamelle mit einer im Wesentlichen axial wirkenden Kraft eingesetzt wird.
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Gemäß einer ergänzenden Ausführungsform umfasst die Drehmoment-Übertragungseinrichtung zumindest ein erstes Axial-Verbindungsmittel, welches eine axial feste mechanische Verbindung zwischen den Seitenelementen realisiert, wobei das Axial-Verbindungsmittel dazu eingerichtet ist, Drehmoment von der Dämpfungseinrichtung auf die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung zu übertragen.
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Das erste Axial-Verbindungsmittel kann insbesondere ein Bolzen sein, der mit den beiden Seitenelementen zumindest in axialer Richtung fest verbunden ist.
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Insbesondere dient das erste Axial-Verbindungsmittel zur formschlüssigen Fixierung eines der Elemente Reiblamelle und Anpresslamelle in Umfangsrichtung zwecks Ermöglichung der reibkraftbedingten Drehmoment-Übertragung, wenn an der Nabe drehfest das jeweils andere der Elemente Reiblamelle und Anpresslamelle drehfest angeordnet ist.
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Das erste Axial-Verbindungsmittel weist somit eine Mehrfachfunktion auf, indem es eine axial feste mechanische Verbindung zwischen den Seitenelementen realisiert, als auch als Ausgangsseite der Dämpfungseinrichtung sowie als Eingangsseite der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung fungiert.
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Das erste Axial-Verbindungsmittel kann zudem dazu eingerichtet sein, eine Mitnahme der Tellerfeder in einer Drehbewegung der Seitenelemente zu realisieren. Zu diesem Zweck ist die Tellerfeder vorzugsweise formschlüssig mit dem ersten Axial-Verbindungselement verbindbar bzw. verbunden.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass das erste Axial-Verbindungsmittel eine axiale Anlage für die Tellerfeder ausbildet, so dass die Tellerfeder in dieser alternativen Ausführungsform am ersten Axial-Verbindungsmittel anstelle an einem Seitenelement abgestützt auf die Reiblamellen und Anpresslamellen wirkt.
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Dabei kann die Drehmoment-Übertragungseinrichtung zumindest ein zweites Axial-Verbindungsmittel umfassen, welches eine axial feste mechanische Verbindung zwischen den Seitenelementen realisiert, wobei wenigstens eines der beiden Axial-Verbindungsmittel als mechanischer Anschlag für den Flansch in dessen Drehbewegung ausgestaltet ist.
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Auch das zweite Axial-Verbindungsmittel ist vorzugweise als ein Bolzen ausgestaltet. In vorteilhafter Ausführungsform sind mehrere dieser Bolzen auf einer Umfangsbahn verteilt angeordnet.
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Entsprechend sichert das betreffende Axial-Verbindungsmittel, dass keine Überschreitung eines definierten Relativ-Verdrehwinkels des Flanschs in Bezug zu wenigstens einem der Seitenelemente auftritt. Somit kann eine Überlastung der Federn der Dämpfungseinrichtung verhindert werden und die Dämpfungseinrichtung bzw. die Drehmoment-Übertragungseinrichtung damit vor Beschädigung geschützt werden.
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Insbesondere ist das erste Axial-Verbindungsmittel dabei in radialer Richtung radial weiter innen angeordnet als das zweite Axial-Verbindungsmittel. Besonders bevorzugt ist das erste Axial-Verbindungsmittel radial innerhalb einer Umfangsbahn angeordnet, auf der Federn der Dämpfungseinrichtung angeordnet sind, wobei das zweite Axial-Verbindungsmittel radial außerhalb dieser Umfangsbahn angeordnet ist.
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Ein Anschlag des Flanschs am ersten Axial-Verbindungsmittel ist insbesondere derart realisiert, dass der Flansch an seiner radialen Innenseite einen Vorsprung bzw. einen Fortsatz aufweist, welcher sich wenigstens mit einer seiner Erstreckungskomponenten nach radial innen erstreckt und dabei in Umfangsrichtung das erste Axial-Verbindungsmittel überlagert.
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Ein Anschlag des Flansches am zweiten Axial-Verbindungsmittel ist insbesondere derart realisiert, dass das zweite Axial-Verbindungsmittel in einer langlochförmigen Öffnung im Flansch angeordnet ist, wobei ein Ende der langlochförmigen Öffnung in Umfangsrichtung den Anschlag des Flanschs am zweiten Axial-Verbindungsmittel realisiert.
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Es kann außerdem vorgesehen sein, dass der Flansch ein sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckendes Element, bevorzugt als integralen Bestandteil, umfasst, welches ein Axial-Verbindungsmittels zumindest bereichsweise derart in Umfangsrichtung überlagert, dass das sich axial erstreckende Element die Anlagefläche vergrößert, mit welcher der Flansch an einem Axial-Verbindungsmittel anliegen kann. Das sich axial erstreckende Element des Flanschs kann beispielsweise durch eine topfförmige Ausbildung des Flanschs realisiert sein.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Drehmoment-Übertragungseinrichtung ist, dass mittels der Anordnung der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung im Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der Nabe und der Dämpfungseinrichtung bei einer schlagartigen Drehmoment-Änderung, eingeleitet in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung von einer an die Nabe angeschlossenen Welle, das Massenträgheitsmoment der Dämpfungseinrichtung von der Nabe und der Welle abgekoppelt wird, wodurch somit in diesem Fall die Belastung der Nabe bzw. der Welle minimiert wird.
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Des Weiteren wird erfindungsgemäß eine Antriebsanordnung zur Verfügung gestellt, die ein Antriebsaggregat, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, sowie eine erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung aufweist, wobei ein Ausgang des Antriebsaggregats mechanisch mit der Dämpfungseinrichtung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung gekoppelt ist zwecks Übertragung eines Drehmoments von dem Antriebsaggregat auf die Drehmoment-Übertragungseinrichtung.
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Die Nabe der Drehmoment-Übertragungseinrichtung kann insbesondere mit einem Getriebeeingang drehfest gekoppelt sein.
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Insbesondere kann die Antriebsanordnung eine Hybrid-Antriebsanordnung sein, wobei die Drehmoment-Übertragungseinrichtung zwischen einer Verbrennungskraftmaschine sowie einer elektrischen Rotationsmaschine eingangsseitig und einem Getriebe ausgangsseitig integriert ist. Entsprechend lassen sich Drehschwingungen der angeschlossenen Verbrennungskraftmaschine dämpfen und gleichzeitig die elektrische Rotationsmaschine vor Drehmoment-Überhöhung schützen.
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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 in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
- 1: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik in einer ersten Ausführungsform,
- 2: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik in einer zweiten Ausführungsform,
- 3: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik in einer dritten Ausführungsform,
- 4: eine erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung in geschnittener Seitenansicht gemäß einer ersten Ausführungsform,
- 5: eine erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung in geschnittener Seitenansicht gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- 6: eine erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung in geschnittener Seitenansicht gemäß einer dritten Ausführungsform,
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Auf die 1, 2 und 3 wurde bereits zur Erläuterung des Standes der Technik Bezug genommen.
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In 4 ist eine erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in geschnittener Seitenansicht in einer ersten Ausführungsform dargestellt. Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 umfasst eine Dämpfungseinrichtung 10, eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 und eine Nabe 30, die in der genannten Reihenfolge in einem hier nur angedeuteten Drehmoment-Übertragungspfad 6 in Reihe angeordnet sind. Die Dämpfungseinrichtung 10, die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 und die Nabe 30 sind dabei koaxial zu einer gemeinsamen Rotationsachse 5 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung angeordnet.
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Die Dämpfungseinrichtung 10 weist zwei Seitenelemente 15, 16, ausgestaltet als Seitenbleche, sowie einen Flansch 13 auf. Der Flansch 13 erstreckt sich in radialer Richtung und entspricht einer Anschlusseinrichtung 2 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 zur mechanischen Kopplung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 an ein Antriebsaggregat, insbesondere an eine Verbrennungskraftmaschine, so dass der Flansch 13 neben seiner Funktion als Eingangsseite 11 der Dämpfungseinrichtung 10 auch mittelbar als Eingangsseite 3 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 ausgestaltet ist.
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Der Flansch 13 ist in axialer Richtung zwischen den Seitenelementen 15, 16 angeordnet und relativ zu den Seitenelementen 15, 16 entgegen den Federkräften mehrerer Federn 14 der Dämpfungseinrichtung 10 verdrehbar. Die 4 zeigt nur eine der am Umfang verteilt angeordneten Federn 14. Die Feder 14 ist von den Seitenelementen 15, 16 in Umfangsrichtung gehalten bzw. geführt, so dass sich die Feder 14 und der Flansch 13 in Umfangsrichtung überlagern, so dass Drehmoment vom Flansch 13 über die Federn 14 auf die Seitenelemente 15, 16 und umgekehrt übertragbar ist.
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Der Flansch 13 ist in seiner axialen Position zwischen den Seitenelementen 15, 16 mittels zweier erster Reibelemente 42 gehalten. Dazu ist ein jeweiliges der beiden ersten Reibelemente 42 am radial äußeren Endbereich eines der beiden Seitenelemente 15, 16 angeordnet und liegt am jeweiligen Seitenelement 15, 16 an dessen radialer Außenseite sowie an dessen jeweiliger, dem Flansch 13 axial zugewandter Seite an. Der Flansch 13 liegt entsprechend mit beiden axialen Seiten jeweils an einem ersten Reibelement 42 an. Die beiden ersten Reibelemente 42 erlauben dabei unter Reibung eine Relativ-Drehung zwischen dem Flansch 13 und den Seitenelementen 15, 16. Außerdem realisieren die beiden ersten Reibelemente 42 eine axiale Zentrierung des Flanschs 13 in Bezug zur Rotationsachse 5.
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Ein jeweiliges der beiden Seitenelemente 15, 16 stützt sich radial innen zudem an der Nabe 30 ab. Dazu liegen die Seitenelemente 15, 16 mit ihrem jeweiligen radial inneren Endbereich jeweils an einem zweiten Reibelement 43 an, wobei sich die beiden zweiten Reibelemente 43 auf der radialen Außenseite 32 der Nabe 30 abstützen. Die beiden Seitenelemente 15, 16 sind damit unter Reibung zwischen ihnen und den beiden zweiten Reibelementen 43 und/oder unter Reibung zwischen den beiden zweiten Reibelementen 43 und der Nabe 30 relativ zur Nabe 30 verdrehbar auf dieser gelagert.
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Die Seitenelemente 15, 16 sind in ihrer axialen Position zueinander mittels eines ersten Axial-Verbindungsmittels 40 und mittels eines zweiten Axial-Verbindungsmittels 41 gesichert. Die Axial-Verbindungsmittel 40, 41 sind beide als Bolzen ausgestaltet, welche sich in axialer Richtung erstrecken und jeweils fest mit beiden Seitenelementen 15, 16 verbunden sind. Das erste Axial-Verbindungsmittel 40 ist dabei in radialer Richtung radial weiter innen als die Feder 14 der Dämpfungseinrichtung 10 angeordnet, wobei das zweite Axial-Verbindungsmittel 41 radial weiter außen als die Feder 14 der Dämpfungseinrichtung 10 angeordnet ist.
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Das erste Axial-Verbindungsmittel 40 überlagert sich in Umfangsrichtung bereichsweise mit dem radial inneren Endbereich des Flanschs 13 und das zweite Axial-Verbindungsmittel 41 greift in axialer Richtung durch eine sich in Umfangsrichtung erstreckende, langlochförmige Bohrung (hier nicht dargestellt) im Flansch 13 durch diesen hindurch. Damit ist gewährleistet, dass der Flansch 13 ab einem definierten Relativ-Verdrehwinkel in Bezug zu den Seitenelementen 15, 16 mit seinem radial inneren Endbereich am ersten Axial-Verbindungsmittel 40 und/oder mit einem Ende der langlochförmigen Bohrung in Umfangsrichtung am zweiten Axial-Verbindungsmittel 41 anliegt. Ein jeweiliger von einem Axial-Verbindungsmittel 40, 41 realisierter Anschlag für den Flansch 13 schützt damit die Feder 14 vor einer Überbelastung.
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Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 ist als eine Rutschkupplung ausgestaltet und umfasst einen zur reibschlüssigen Drehmomentübertragung eingerichteten Reibabschnitt 23, aufweisend alternierend angeordnete Reiblamellen 24 und Anpresslamellen 25, sowie eine Tellerfeder 27 zur Beaufschlagung der Reiblamellen 24 und der Anpresslamellen 25 mit einer im Wesentlichen axial wirkenden Kraft zur Schließung der Rutschkupplung.
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Der Reibabschnitt 23 der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 ist dabei radial weiter innen angeordnet als die bewegliche Masse der Dämpfungseinrichtung 10, die zumindest den Flansch 13 und die Feder 14 aufweist.
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Die Reiblamellen 24 sind an ihrer radialen Außenseite formschlüssig und in Umfangsrichtung mit dem ersten Axial-Verbindungsmittel 40 verbunden und sind in dieser formschlüssigen Verbindung axial verschiebbar. Ein Drehmoment kann entsprechend über das erste Axial-Verbindungsmittel 40 in den Reibabschnitt 23 der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 geleitet werden.
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Die Anpresslamellen 25 sind an ihrer radialen Innenseite zur formschlüssigen Übertragung von Drehmoment mit einer Axialverzahnung 33 auf der radialen Außenseite 31 der Nabe 30 verbunden und axial in der Axialverzahnung 33 verschiebbar.
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Das erste Axial-Verbindungsmittel 40 bildet somit eine Ausgangsseite 12 der Dämpfungseinrichtung 10 und eine Eingangsseite 21 der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20, wobei die Nabe 30 eine Ausgangsseite 22 der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 ausbildet.
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Eine jeweilige Reiblamelle 24 trägt an beiden ihrer axialen Seiten jeweils einen Reibbelag 26, wobei eine jeweilige Anpresslamelle 25 an einem Reibbelag 26 einer jeweiligen benachbarten Reiblamelle 24 anliegt oder zur Anlage gebracht werden kann und somit reibschlüssig Drehmoment übertragen kann.
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Die Reiblamellen 24, die Anpresslamellen 25 und die Tellerfeder 27 sind in axialer Richtung zwischen den radial inneren Endbereichen der beiden Seitenelemente 15, 16 angeordnet, wobei sich die Tellerfeder 27 in axialer Richtung an einem ersten der beiden Seitenelemente 15 sowie an einer Anpresslamelle 25 abstützt, und wobei das zweite der beiden Seitenelemente 16 die von der Tellerfeder 27 eingebrachte Belastungskraft axial abstützt. Eine Anpresslamelle 25 liegt dazu in axialer Richtung an einem der zweiten Reibelemente 43 an, welches wiederum in axialer Richtung am zweiten Seitenelement 16 anliegt bzw. sich an diesem abstützt.
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Die Tellerfeder 27 ist zudem mit dem ersten Axial-Verbindungsmittel 40 derart verbunden, dass die Tellerfeder 27 in einer Drehbewegung der Seitenelemente 15, 16 von dem ersten Axial-Verbindungsmittel 40 mitgenommen wird.
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Die Nabe 30 weist zur mechanischen Kopplung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 an ein abtriebsseitiges Aggregat, insbesondere an ein Getriebe, an seiner radialen Innenseite 32 eine Steckverzahnung 34 auf, mit welcher sie auf eine Welle (hier nicht dargestellt) zwecks drehfester Verbindung zur Welle aufgesteckt werden kann, so dass ein Drehmoment von der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 auf die Welle und umgekehrt übertragbar ist. Die Nabe 30 bildet somit eine Ausgangsseite 4 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1.
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Ein in den Flansch 13 als Eingangsseite 2 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 eingeleitetes Drehmoment wird unter Verformung der Federn 14 über die Federn 14 in die Seitenelemente 15, 16 eingeleitet. Alternativ kann Drehmoment bei Überschreitung eines definierten Relativ-Verdrehwinkels zwischen Flansch 13 und den Seitenelementen 15, 16 über das erste Axial-Verbindungsmittel 40 und/oder das zweite Axial-Verbindungsmittel 41 in die Seitenelemente 15, 16 eingeleitet werden.
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Das mit den Seitenelementen 15, 16 fest verbundene erste Axial-Verbindungsmittel 40 überträgt das Drehmoment an die Reiblamellen 24, welche durch die Tellerfeder 27 reibschlüssig mit den Anpresslamellen 25 verbindbar oder verbunden sind.
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Von den Anpresslamellen 25 überträgt sich das Drehmoment über die Axialverzahnung 33 auf die Nabe 30 und damit an die Ausgangsseite 4 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1.
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5 zeigt eine erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in geschnittener Seitenansicht gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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Die zweite Ausführungsform entspricht dabei weitestgehend der ersten Ausführungsform gemäß 4, mit dem Unterschied, dass an der Anpresslamelle 25, auf welche als erste Kraft der Tellerfeder 27wirkt, ein Anlageelement 28 fest angeordnet ist.
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Das Anlageelement 28 bildet dabei eine Wulst bzw. eine Rundung in axialer Richtung aus, an welcher die Tellerfeder 27 mit einer axialen Seite anliegt. Die Tellerfeder 27 realisiert damit eine Kraftübertragung auf die Anpresslamelle 25 über einen Flächenbereich des Anlageelements 28.
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Diese alternative Anlage der Tellerfeder 27 an einer Anpresslamelle 25 gewährleistet gegenüber der ersten Ausführungsform, dass bei Relativ-Drehung zwischen Anpresslamellen 25 und Tellerfeder 27 Verschleiß in verringertem Ausmaß auftritt und somit auch bei längerer Nutzungsdauer geringe Auswirkungen auf die von der Tellerfeder 27 auf den Reibabschnitt 23 wirkende Federkraft hat.
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In 6 ist eine erfindungsgemäße Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in geschnittener Seitenansicht gemäß einer dritten Ausführungsform dargestellt.
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Die dritte Ausführungsform aus 6 unterscheidet sich zur ersten Ausführungsform aus 4 dabei nur in zwei Aspekten.
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Der erste Aspekt ist, dass die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 20 gemäß der dritten Ausführungsform eine weitere Reiblamelle 24 an der Seite der Tellerfeder 27 aufweist, so dass die Tellerfeder 27 hier in axialer Richtung am ersten Seitenelement 15 und an einer Reiblamelle 24 abgestützt ist. Die Reiblamellen 24 drehen immer zusammen mit dem ersten Axial-Verbindungsmittel 40, an welchem sie formschlüssig gehalten sind, und auch die Tellerfeder 27 dreht immer zusammen mit dem ersten Axial-Verbindungsmittel 40. Damit ist gewährleistet, dass zwischen der Tellerfeder 27 und der Reiblamelle 24 keine Relativ-Drehung auftritt, wodurch eine Abnutzung der Tellerfeder 27 durch Reibung am Reibabschnitt 23 gegenüber der ersten Ausführungsform und auch gegenüber der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen vermieden wird.
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Der zweite Aspekt ist, dass der Flansch 13 an seinem radial inneren Endbereich gemäß der dritten Ausführungsform einen sich axial erstreckenden Fortsatz 17 aufweist. Der Flansch 13 ist somit im Wesentlichen getopft ausgestaltet. Durch den Fortsatz 17 ist der Bereich, mit welchem der Flansch 13 das erste Axial-Verbindungsmittel 40 in Umfangsrichtung überlagert, größer als bei der ersten Ausführungsform. Dies ermöglicht bei Anschlag des Flanschs 13 am ersten Axial-Verbindungsmittel 40 eine vergrößerte Anlagefläche und somit eine verschleiß- bzw. spielfreie Übertragung von Drehmoment zwischen dem Flansch 13 und dem ersten Axial-Verbindungsmittel 40.
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Mit der erfindungsgemäßen Drehmoment-Übertragungseinrichtung sowie der Antriebsanordnung ist in technologisch einfacher Ausführung ein nur geringer radialer und axialer Bauraum erforderlich.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehmoment-Übertragungseinrichtung
- 2
- Anschlusseinrichtung
- 3
- Eingangsseite der Drehmoment-Übertragungseinrichtung
- 4
- Ausgangsseite der Drehmoment-Übertragungseinrichtung
- 5
- Rotationsachse
- 6
- Drehmoment-Übertragungspfad
- 10
- Dämpfungseinrichtung
- 11
- Eingangsseite der Dämpfungseinrichtung
- 12
- Ausgangsseite der Dämpfungseinrichtung
- 13
- Flansch
- 14
- Feder der Dämpfungseinrichtung
- 15
- erstes Seitenelement
- 16
- zweites Seitenelement
- 17
- Fortsatz des Flanschs
- 20
- Drehmoment-Begrenzungseinrichtung
- 21
- Eingangsseite der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung
- 22
- Ausgangsseite der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung
- 23
- Reibabschnitt der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung
- 24
- Reiblamelle
- 25
- Anpresslamelle
- 26
- Reibbelag
- 27
- Tellerfeder
- 28
- Anlageelement
- 30
- Nabe
- 31
- radiale Außenseite der Nabe
- 32
- radiale Innenseite der Nabe
- 33
- Axialverzahnung
- 34
- Steckverzahnung
- 40
- erstes Axial-Verbindungsmittel
- 41
- zweites Axial-Verbindungsmittel
- 42
- erstes Reibelement
- 43
- zweites Reibelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5724629 B2 [0007, 0010, 0011, 0016]
- JP 5604906 B2 [0007, 0013, 0014]
- DE 112010003845 T5 [0018]
