DE202019106749U1 - Drehmomentbegrenzer - Google Patents

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Abstract

Drehmomentbegrenzer für einen Antriebsstrang (39), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:- eine Reibscheibe (40), welche mittelbar über die Nabenflansche (4,5) mit der Nabe (6) gedämpft drehmomentübertragend verbunden ist;- eine Anpressplatte (41), welche mit der Reibscheibe (40) derart verpressbar ist, dass zwischen der Reibscheibe (40) und der Anpressplatte (41) ein Drehmoment reibschlüssig übertragbar ist;- einen Mehrflanschdämpfer (1), wobei mittels der Reibscheibe (40) ein Drehmoment von der Anpressplatte (41) auf die Nabe (6) reibschlüssig lösbar übertragbar ist, wobei der Mehrflanschdämpfer (1) zumindest die folgenden Komponenten aufweist:- einen ersten Nabenflansch (4);- einen zweiten Nabenflansch (5);- eine Nabe (6), wobei drehmomentrichtungsabhängig entweder der erste Nabenflansch (4) oder der zweite Nabenflansch (5) drehmomentübertragend mit der Nabe (6) verbunden ist;- zumindest eine Druckfeder (7,8,9,10) mit einem Innendurchmesser (11), wobei die Druckfeder (7,8,9,10) den ersten Nabenflansch (4) und den zweiten Nabenflansch (5) drehmomentübertragend verbindet; und- einen Drehmomenteingang (12), wobei drehmomentrichtungsabhängig entweder der zweite Nabenflansch (5) oder der erste Nabenflansch (4) drehmomentübertragend mit dem Drehmomenteingang (12) verbunden ist, wobei der erste Nabenflansch (4) eine Zentriernase (13) aufweist, mittels welcher die zugeordnete Druckfeder (7,8) zentriert ist, wobei an dem Innendurchmesser (11) der zugeordneten Druckfeder (7,8) diese Druckfeder (7,8) von der Zentriernase (13) geführt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Drehmomentbegrenzer mit einem Mehrflanschdämpfer mit einer Rotationsachse zum Dämpfen von Torsionsschwingungen für eine lösbare Drehmomentübertragungseinheit, eine Drehmomentübertragungseinheit für einen Antriebsstrang mit einem solchen Mehrflanschdämpfer, ein Antriebsstrang mit einer solchen Drehmomentübertragungseinheit, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.
  • Aus dem Stand der Technik sind Mehrflanschdämpfer beispielsweise aus der WO 2008 / 019 641 A1 (Zweiflansch-Drehschwingungsdämpfer) und aus der DE 10 2015 216 356 A1 (Dreiflansch-Drehschwingungsdämpfer in einer Kupplungsscheibe mit Fliehkraftpendel) aus dem Anwendungsgebiet als Kupplungsscheiben in einer Reibkupplung bekannt. Solche Kupplungsscheiben beziehungsweise Reibkupplungen werden meist zusammen mit einer Verbrennungskraftmaschine mit einem begrenzten Arbeitsdrehzahlbereich, beispielsweise 800 U/min [achthundert Umdrehungen pro Minute] bis 6.000 U/min, und einem entsprechenden Schaltgetriebe zum Bereitstellen eines deutlich vergrößerten Drehzahlbereichs (Spreizung) eingesetzt. Die dort vorliegenden Drehschwingungen, welche maßgeblich bedingt durch das unrunde Laufen der Kurbelwelle induziert werden, befinden sich in einem vergleichsweise niedrigen Drehzahlbereich oder Drehmomentbereich.
  • Vorliegend ist es die Aufgabe, einen Drehschwingungsdämpfer, auch als Torsionsschwingungsdämpfer bezeichnet, für Anwendungen in einem sehr hohen Drehzahlbereich und/oder Drehmomentbereich bereitzustellen. Konventionelle Mehrflanschdämpfer können diese Aufgabe nicht erfüllen. Anwendungsbereiche sind beispielsweise Kupplungsscheiben für Reibkupplungen im Hochleistungsbereich oder als Drehmomentbegrenzer, beispielsweise für elektrische Maschinen als Antriebsaggregat in einem elektrifizierten Antriebsstrang, beispielsweise einem Hybrid-Antriebsstrang mit elektrischer Maschine und Verbrennungskraftmaschine als parallele und/oder serielle Antriebsaggregate, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs.
  • Ein Hochleistungsbereich ist geprägt von einem sehr hohen zu übertragenden Drehmoment, einer sehr hohen zu übertragenden Drehzahl, sehr niedrigen übertragbaren Torsionsschwingungen und/oder einer sehr langen Lebensdauer beziehungsweise sehr großen Anzahl von Lastzyklen. Zu dem Hochleistungsbereich sind aber auch, beispielsweise als einzige Abweichung zu einem normalen Leistungsbereich, sehr abrupte Drehmomentänderungen zu rechnen, wie sie beispielsweise bei einem Drehmomentbegrenzer im Falle eines Durchrutschens auftreten, und zwar stets bei hohen Drehmomenten und/oder großen Drehzahldifferenzen, beispielsweise bei einer Notbremsung eines Kraftfahrzeugs mit einer mittels eines Drehmomentbegrenzers dauerhaft drehmomentübertragend verbundenen elektrischen Maschine. Weiterhin zu dem Hochleistungsbereich ist aber auch (ebenfalls beispielsweise einzig) zu rechnen, einen sehr großen Dämpfungsbereich abzudecken, also eine Dämpfung für geringe Torsionsschwingungen ebenso wie für große Torsionsschwingungen beziehungsweise betragsmäßig geringe und große Schwankungsdrehmomente bereitzustellen.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden.
  • Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch einen Drehmomentbegrenzer gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen und nebengeordneten Ansprüchen dargelegt. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
  • Die Erfindung betrifft einen Drehmomentbegrenzer mit einem Mehrflanschdämpfer mit einer Rotationsachse zum Dämpfen von Torsionsschwingungen für eine lösbare Drehmomentübertragungseinheit, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
    • - einen ersten Nabenflansch;
    • - einen zweiten Nabenflansch;
    • - eine Nabe, wobei drehmomentrichtungsabhängig entweder der erste Nabenflansch oder der zweite Nabenflansch drehmomentübertragend mit der Nabe verbunden ist;
    • - zumindest eine Druckfeder mit einem Innendurchmesser, wobei die Druckfeder den ersten Nabenflansch und den zweiten Nabenflansch drehmomentübertragend verbindet; und
    • - einen Drehmomenteingang, wobei drehmomentrichtungsabhängig entweder der zweite Nabenflansch oder der erste Nabenflansch drehmomentübertragend mit dem Drehmomenteingang verbunden ist,
    wobei der erste Nabenflansch eine Zentriernase aufweist, mittels welcher die zugeordnete Druckfeder zentriert ist.
  • Der Mehrflanschdämpfer ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass an dem Innendurchmesser der zugeordneten Druckfeder diese Druckfeder von der Zentriernase geführt ist.
  • Es wird im Folgenden auf die genannte Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
  • Der Mehrflanschdämpfer ist zum Dämpfen, also zum teilweisen Absorbieren, von Torsionsschwingungen in einem Antriebsstrang eingerichtet, wobei bevorzugt ein Teil der eingetragenen Schwingungsenergie in eine vergleichmäßigte Drehmomentabgabe umwandelbar ist. Der Mehrflanschdämpfer ist für eine lösbare Drehmomentübertragungseinheit, beispielsweise eine Kupplungsscheibe einer Reibkupplung, eine Rutschkupplung beziehungsweise einen Drehmomentbegrenzer einsetzbar. Dabei soll ein möglichst gut vergleichmäßigtes Drehmoment zudem möglichst verlustarm, also mit einem hohen Wirkungsgrad, um eine gemeinsame Rotationsachse übertragbar sein. Der Mehrflanschdämpfer ist zu diesem Zweck bevorzugt rotationssymmetrisch ausgebildet, zumindest aber zu der Rotationsachse ausgewuchtet. Bei einem (konventionellen) Einflanschdämpfer ist lediglich ein einziger (Naben-) Flansch als Dämpfermasse relativ zu den drehmomentübertragenden Komponenten schwingbar, also begrenzt verdrehbar, in dem Drehmomentfluss aufgehängt. Ein Mehrflanschdämpfer hat im Vergleich zu einem Einflanschdämpfer unter anderem den Vorteil, dass eine Mehrzahl von separat einsetzbaren Schwungmassen in den Drehmomentfluss schaltbar sind. Damit wird die Designfreiheit beispielsweise zum Abdecken eines großen Dämpfungsbereichs enorm vergrößert. In einer Ausführungsform sind, beispielsweise zu vorgenanntem Zweck, in Reihe geschaltete Druckfedern mit unterschiedlichen Federkennlinien ausgeführt.
  • Der Mehrflanschdämpfer weist als Zweiflanschdämpfer einen ersten Nabenflansch und einen zweiten Nabenflansch auf. Als Dreiflanschdämpfer ist weiterhin ein Mittelflansch vorgesehen, welcher mit Druckfedern in Reihe geschaltet zwischen dem ersten Nabenflansch und dem zweiten Nabenflansch angeordnet ist. Es ist auch eine größere Anzahl von Flanschen einsetzbar, wobei entsprechend eine größere Anzahl von Mittelflanschen eingesetzt werden, welche zueinander jeweils mittels Druckfedern verbunden in Reihe geschaltet sind. In einer Ausführungsform sind die Zentriernasen der Nabenflansche und des Mittelflansches gleichartig oder identisch gebildet. In einer Ausführungsform sind der erste Nabenflansch und der zweite Nabenflansch identisch ausgeführt, wobei diese zu einer Querebene, zu welcher die Rotationsachse normal ausgerichtet ist, zueinander gespiegelt in dem Mehrflanschdämpfer eingebaut sind.
  • Zentral, also nah bei der Rotationsachse, ist eine Nabe angeordnet, welche einen Anschluss an eine Ausgangswelle bildet, beispielsweise mittels einer nach radial-innen gerichteten Steckverzahnung für eine korrespondierende Außenverzahnung einer solchen Ausgangswelle. Die Nabe weist radial-außen, also hin zu den Nabenflanschen eine Außenverzahnung auf, welche in Umfangsrichtung einen so großen Abstand zwischen den einzelnen Außenzähnen bildet, dass ein Nabenflansch relativ zu der Nabe verdrehbar ist. Damit ist drehmomentrichtungsabhängig entweder der erste Nabenflansch oder der zweite Nabenflansch drehmomentübertragend unmittelbar, also nicht mittelbar über die Druckfedern, mit der Nabe verbunden. In einer Ausführungsform bildet die Außenverzahnung zudem eine Begrenzung des maximalen Verdrehwinkels zwischen den beiden Nabenflanschen. In einer anderen Ausführungsform sind die Druckfedern auf Block bringbar und/oder ein Anschlagelement bei den Flanschen, beispielsweise (unmittelbar) zwischen den Nabenflanschen gebildet. Bevorzugt wird eine Auf-Block-Belastung der Druckfedern mittels eines Drehwinkelbegrenzers unterbunden.
  • Wie oben beschrieben, ist zumindest eine Druckfeder vorgesehen, wobei die eine oder die Mehrzahl der Druckfedern hier als zylindrische Schraubendruckfeder mit jeweils einer geraden Federachse ausgeführt ist. Zwischen zwei Flanschen des Mehrflanschdämpfers sind bevorzugt jeweils mindestens zwei Druckfedern parallel-geschaltet angeordnet, bei einem Dreiflansch-Dämpfer bevorzugt einander diametral gegenüberliegend (bezogen auf die Rotationsachse). Die Druckfeder weist bezogen auf ihre Federachse einen freien Innendurchmesser auf, durch welchen ein zylindrisches Bauteil, beispielsweise zumindest eine weitere zylindrische Schraubendruckfeder und/oder ein (bevorzugt elastisches) Anschlagelement, hindurchführbar ist.
  • Weiterhin ist ein Drehmomenteingang vorgesehen, wobei dieser zum reibschlüssigen Aufnehmen eines Drehmoments eingerichtet ist. Beispielsweise ist der Drehmomenteingang eine Reibscheibe mit einem Reibbelag. Beispielsweise ist der Drehmomenteingang zumindest eine Seitenscheibe oder mit der zumindest einen Seitenscheibe verbunden, welche die Nabenflansche axial lagert. In einer Ausführungsform als Rutschkupplung oder Drehmomentbegrenzer bildet die zumindest eine Seitenscheibe eine Gegenplatte und/oder stützt eine axial bewegbare Anpressplatte gefedert, beispielsweise mittels einer Tellerfeder, axial ab, sodass diese (dauerhaft) gegen einen korrespondierenden Reibbelag gepresst ist. Eine solche Seitenscheibe beziehungsweise ein Paar von Seitenscheiben ist bevorzugt relativ zu dem Nabenflansch verdrehbar an dem Nabenflansch axial abgestützt.
  • Der Drehmomenteingang weist zumindest ein Verbindungselement und/oder zumindest ein Abstandselement, beispielsweise einen Stufenbolzen, auf, welches in axialer Überlappung mit den Nabenflanschen angeordnet ist. Bevorzugt dient ein solches Abstandselement zusätzlich als Anschlagelement, wobei drehmomentrichtungsabhängig entweder der zweite Nabenflansch oder der erste Nabenflansch drehmomentübertragend unmittelbar, also nicht mittelbar über die Druckfedern, mit dem Drehmomenteingang verbunden ist. In einer Drehmomentrichtung ist der korrespondierende Nabenflansch von dem Anschlagelement beabstandet oder liegt kraftfrei daran an. In der anderen Drehmomentrichtung wird das Drehmoment durch den Nabenflansch in das korrespondierende Anschlagelement eingeleitet. Das Anschlagelement des Drehmomenteingangs ist also so angeordnet, dass die Nabenflansche mit (gegenläufigen) Freiwinkeln relativ zu dem Drehmomenteingang verdrehbar sind.
  • Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Begriffe Eingang und Ausgang lediglich für einen angenommenen Hauptbetriebszustand gewählt sind, beispielsweise ein Zugmoment ausgehend von einer Antriebsmaschine vom Eingang zum Ausgang auf ein ausgangsseitig angeschlossenes Getriebe übertragbar ist und umgekehrt ein Schubmoment ausgehend beziehungsweise übertragen von einem Getriebe vom Ausgang zum Eingang auf die eingangsseitig angeschlossene Antriebsmaschine übertragbar ist. Ein Drehmomentverlauf ist also durchaus vom Ausgang hin zum Eingang mittels des Mehrflanschdämpfers (bevorzugt in beiden Richtungen gedämpft) übertragbar. Ein solcher umgekehrter Drehmomentverlauf von Ausgang nach Eingang kann auch den Hauptbetriebszustand darstellen.
  • Bei bekannten Ausführungsformen eines Mehrflanschdämpfers sind die Druckfedern zwar zentral zentriert, nämlich mittels einer Zentriernase, aber im Betrieb außenseitig geführt, und zwar von einem Seitenflügel einer relativ dazu verdrehbaren Seitenscheibe, beispielsweise einer Seitenscheibe in einer Funktion nach obiger Beschreibung. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Funktionen einiger zuvor genannter Bauteile zwar vorbekannt sind, jedoch die Beschreibung hier auf die vorteilhaften Ausführungsformen gerichtet und daher bisher unbekannte Ausführungsformen umfasst.
  • Diese Führung mittels relativ dazu verdrehbarer Seitenflügel ist für Drehmomentschwankungen im Hochleistungsbereich nicht beherrschbar beziehungsweise für sehr unterschiedliche Federkennlinien der Druckfedern nicht einfach einstellbar. Zudem tritt am Federkörper dadurch unter Umständen verschleißende Reibung auf, welche die Lebensdauer mindern und das Dämpfungsverhalten über die Lebensdauer verändern kann. Die Begrenzung der radialen Aufdehnung der Druckfedern ist jedoch gerade im Hochleistungsbereich notwendig, um die Funktionssicherheit des Mehrflanschdämpfers zu gewährleisten, beispielsweise um ein Brechen oder Klemmen der Druckfedern zu unterbinden.
  • Hier ist nun vorgeschlagen, dass die Zentriernase die Druckfeder an dem Innendurchmesser führt. Die hier bezeichnete Druckfeder ist die einzige Druckfeder oder alle (ineinander angeordnete) Druckfedern, zumindest aber die bezogen auf Ihre Federachse radial-äußerste Druckfeder. Bekannt ist es, die radial-innerste Druckfeder zu zentrieren und über den Kontakt der Federdrähte der ineinander angeordneten Druckfedern die radial weiter außenliegenden Druckfedern zu führen. Dabei kann zumindest im Hochleistungsbereich ein unzulässig hohe Reibung und/oder ein Eindringen eines Federdrahts in den Durchmesserbereich der anderen Druckfeder, und damit eine Funktionsbeeinträchtigung, auftreten.
  • Eine Führung am Außenumfang der (radial-außenliegenden) Druckfedern ist in dieser Ausführungsform nicht notwendig, indem ein Drehwinkelbegrenzer zwischen zwei benachbarten Flanschen gebildet ist und/oder der jeweilige Flansch zumindest federendseitig eine Wandung radial außerhalb der (radial-außenliegenden) Druckfeder aufweist, wobei eine solche Wandung bevorzugt zugleich als Anschlagelement für einen Drehwinkelbegrenzer eingerichtet ist. In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die betreffende Druckfeder infolge der Verschaltung der Druckfedern beziehungsweise infolge der geometrischen Führung der Nabenflansche nie gefährdet, dass sie sich radial zu weit aufdehnt und/oder auf Block gebracht wird. Auch ist es möglich mittels eines externen Bauteils, beispielsweise eine Gehäusewandung, eine Begrenzung der radialen Aufdehnung zu bilden, beispielsweise als Sicherheitsmaßnahme für einen systemgefährdenden Belastungsfall. In den vorhergehenden Fällen kann auf eine konventionelle Radialbegrenzung, beispielsweise mittels der Seitenflügel einer Seitenscheibe und solche Funktionselemente wie zuvor beschrieben für die Druckfeder verzichtet werden. Damit ist der hier vorgeschlagene Mehrflanschdämpfer für den Einsatz im Hochleistungsbereich geeignet. Es ist aber in einer Ausführungsform nicht ausgeschlossen, zudem winkelabhängig oder über den gesamten relativen Verdrehwinkel die Reibung mit einem oder mehreren Seitenflügeln einzurichten.
  • In einer Ausführungsform bildet die Zentriernase eine Anlagefläche mit Ausdehnung in Umfangsrichtung beziehungsweise tangential zu einer Verdrehbewegung. Diese Anlagefläche ist bevorzugt abweichend von der Ruhelage für einen Hauptbelastungszustand und/oder für eine maximale Belastung tangential zu der Federachse der jeweiligen Druckfeder ausgerichtet. Alternativ ist die Anlagefläche für einen Punktkontakt beziehungsweise einen Linienkontakt mit der Endwindung der jeweiligen Druckfeder eingerichtet. Abweichend von vorhergehender Konstruktionsregel oder überlagert ist die Anlagefläche der Zentriernase mit zu der jeweiligen Federachse geneigt, also beispielsweise als Kegelstumpf, ausgeführt, sodass beispielsweise die Druckfeder mit einem (großen) Spiel aufführbar ist und im Betrieb mit einem geringen Spiel oder aufgepresst auf der Zentriernase aufsitzt. Eine überlagerte Ausführungsform bedeutet, dass die Achse des Kegelstumpfs eine wie vorhergehend beschrieben entsprechende relative Ausrichtung zu der Federachse aufweist, sodass der relative Winkel der Anlagefläche in dem genannten von der Ruhelage abweichenden Betriebszustand bezogen auf die Federachse beidseitig gleich ist.
  • Die Druckfeder ist jeweils an ihren beiden Federenden zentriert und geführt. Sofern ein Mittelflansch vorgesehen ist, ist also auch dort eine Zentrierung und Führung vorgesehen, bevorzugt wie vorhergehend für die Nabenflansche beschrieben.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Mehrflanschdämpfers vorgeschlagen, dass die Zentriernase zwei mit einem radialen Abstand zueinander beabstandete separate Zentrierlaschen aufweist.
  • Es hat sich überraschend herausgestellt, dass die Bauteilbelastung, also die Belastung des jeweiligen Flanschs, infolge einer Separierung der Zentriernase in zwei Zentrierlaschen erheblich verringert ist. Damit wird eine längere Lebensdauer und/oder eine geringere Blechstärke für den betreffenden Flansch einsetzbar. Damit wiederum ist eine höhere Designfreiheit in Hinsicht der Massenverteilung der Flansche erreichbar. Beispielsweise ist ein Mittelflansch (beispielsweise mit einteiliger Zentriernase) mit einer großen Blechstärke und Nabenflansche (mit zwei Zentrierlaschen) mit einer geringen beziehungsweise im Vergleich zu dem Mittelflansch geringeren Blechstärke einsetzbar. Dies ist auch unter dem Aspekt sinnvoll, dass ein Mittelflansch für viele Anwendungen mit axial geringen Umformungen oder sogar eben gestaltbar ist, während die Nabenflansche in einer vorteilhaften Ausführungsform in Umfangsrichtung teilweise miteinander überlappend ausgeführt sind, sodass diese um etwa ihre eigene Blechstärke und/oder zumindest um die Hälfte der Blechstärke des Mittelflanschs axial umgeformt sind. Für eine möglichst einfache und kosteneffiziente Ausführungsform sind solche Nabenflansche mittels Kaltumformen, beispielsweise mittels Topfen, gebildet.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Mehrflanschdämpfers vorgeschlagen, dass die beiden separaten Zentrierlaschen um eine Entspannungsöffnung herum miteinander verbunden sind, wobei bevorzugt die Entspannungsöffnung in Umfangsrichtung hinter den Zentrierlaschen eine Ausbauchung mit einem Radialdurchmesser aufweist, wobei der Radialdurchmesser größer ist als der radiale Abstand zwischen den Zentrierlaschen.
  • Bei dieser Ausführungsform ist zwischen den zuvor beschriebenen separaten Zentrierlaschen zudem eine Entspannungsöffnung gebildet, mittels welcher die inneren Spannungen in dem jeweiligen Flansch reduzierbar beziehungsweise günstiger umleitbar sind. Damit wird eine weitere Steigerung der Belastbarkeit des betreffenden Flanschs erreicht und damit werden die zuvor genannten Vorteile verstärkt.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Mehrflanschdämpfers vorgeschlagen, dass der erste Nabenflansch in der axialen Richtung gewinkelt ausgeführt ist, sodass eine erste Teilfläche in einer ersten axialen Ebene und eine zweiten Teilfläche in einer zweiten axialen Ebene gebildet sind, welche über einen geneigten Übergangsbereich miteinander verbunden sind, wobei die Zentriernase in der ersten Teilfläche angeordnet ist, und wobei bevorzugt die (optionale) Entspannungsöffnung in den Übergangsbereich hineinragt.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die Nabenflansche (zumindest in einer Ruhelage) miteinander in Umfangsrichtung in Überlappung miteinander anordenbar und zugleich sind die Druckfedern zentral, also in einer Ebene parallel zu einer Diametralen durch die Federachse, von der Zentriernase aufgenommen. Die Zentriernase befindet sich gemäß einer Ausführungsform in einer Ebene mit der korrespondierenden Druckfederaufnahme, bevorzugt einer gleichartigen Zentriernase, des benachbarten Flanschs, beispielsweise des Mittelflanschs. Zugleich ist aber, beispielsweise bei einem Anschlag des Drehmomenteingangs, ein axialer Versatz zu dem anderen Nabenflansch gebildet, und besonders bevorzugt der Nabenflansch zentral bezogen auf die Rotationsachse weiter axial nach außen versetzt bezogen auf die von einem Mittelflansch gebildeten Mittelebene. Ein solcher Nabenflansch ist also zumindest zweistufig umgeformt, also in axialer Richtung gewinkelt. Die daraus resultierende erste Teilfläche ist dann in der Ebene zentral zu der jeweiligen Federachse, wobei bevorzugt alle Federachsen (abgesehen von einem zulässigen Spiel) in einer einzigen Ebene liegen. Der zumindest eine Übergangsbereich ist möglichst steil ausgebildet, sodass der benötigte Bauraum zumindest in Umfangsrichtung möglichst gering ist.
  • Die Entspannungsöffnung, wie sie zuvor beschrieben ist, ragt in einer Ausführungsform in einen Übergangsbereich hinein. Eine in Umfangsrichtung tiefe Entspannungsöffnung ist vorteilhaft für die Separierung der Spannungsverläufe, welche in den Zentrierlaschen induziert sind, weit in einen Bereich des Flanschs mit großem Abstand zu den Zentrierlaschen. Es hat sich überraschend als vorteilhaft erwiesen, die Entspannungsöffnung sogar noch in den (gewinkelten) Übergangsbereich hineinragen zu lassen. Bevorzugt ragt die Entspannungsöffnung in den ersten Biegeradius des Übergangsbereichs hinein. Bevorzugt ist die Stanzung für eine solche Entspannungsöffnung vor oder während eines Topfens gebildet.
  • Der Nabenflansch ist bevorzugt mittels Kaltumformen gebildet. Der erste und/oder der zweite Nabenflansch sind gemäß einer Ausführungsform in der axialen Richtung getopft ausgeführt. Dazu ist der Nabenflansch aus einem Blech kaltgeformt.
  • In einer Ausführungsform ist die Entspannungsöffnung einschrittig mittels Stanzen bei einem Topfen des ersten und/oder des zweiten Nabenflanschs gebildet. Besonders bevorzugt findet das die Winkelung bildende Topfen mit einem Stanzvorgang gleichzeitig oder zeitlich kurz hintereinander, also vorher oder nachher, mittels eines einzigen Kaltform-Werkzeugs statt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Nabenflansch und er zweite Nabenflansch identisch ausgeführt und lediglich gespiegelt zu einer Querebene, zu welcher die Rotationsachse normal ausgerichtet ist, eingebaut.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Mehrflanschdämpfers vorgeschlagen, dass die der Zentriernase zugeordnete Druckfeder eine zentral angeordnete Innenfeder aufweist, wobei die Innenfeder von der Druckfeder zentriert und geführt ist.
  • Während für den Hochleistungsbereich eine Zentrierung der radial-innersten Druckfeder und damit eine lediglich mittelbare Zentrierung der zumindest einen radial-äußeren Druckfeder ungeeignet ist, hat sich überraschend herausgestellt, dass eine Zentrierung und (innere) Führung der radial-äußersten Druckfeder und mittelbare Zentrierung und Führung der zumindest einen radial-inneren Druckfeder (Innenfeder) für den Hochleistungsbereich durchaus geeignet ist. Ein Klemmen oder Verwinden der Federdrähte der mehreren Druckfedern tritt dabei nicht auf. Zugleich ist die Reibung der benachbarten Federdrähte gering oder sogar ein Kontakt unter Last vollständig verhinderbar, indem die korrespondierenden Paare aus jeweils einem Außenradius und einem Innenradius auf eine maximalen Belastungsfall entsprechend radial beabstandet zueinander ausgelegt sind. Eine nach außermittig verrutschte Innenfeder wird von der jeweils äußeren Druckfeder bereits bei einer geringen Belastung wieder zentriert.
  • In einer Ausführungsform weist die Zentriernase eine Stützfläche auf, wobei die zugeordnete Innenfeder an der Stützfläche in Umfangsrichtung abgestützt und/oder von der Stützfläche in Umfangsrichtung betätigbar ist.
  • Die Zentriernase bildet bei dieser Ausführungsform keine Zentrierung oder Führung für die zumindest eine Innenfeder. Gleichwohl ist eine quer zu der Umfangsrichtung ausgerichtete Stützfläche gebildet, an welcher eine vorgespannt eingebaute Innenfeder dauerhaft anliegt, beziehungsweise eine kürzere Innenfeder nach Überwinden eines vorbestimmten relativen Verdrehwinkels (etwa) axial betätigbar ist. Eine solche kürzere Innenfeder ist für eine stufenweise Versteifung der Federkennlinie eines betreffenden Druckfederpakets, also umfassend eine Druckfeder und zumindest eine Innenfeder, eingerichtet. Eine solche kurze Innenfeder ist bei einer Ausführungsform in der Ruhelage an einer Endseite fixiert und an der anderen Endseite frei oder beidseitig frei beziehungsweise zumindest einseitig mittels einer Positionsfeder, mit für den erwünschten Dämpfungseffekt des betreffende Druckfederpakets (nahezu) vernachlässigbar geringer Federkraft, positioniert.
  • Die Stützfläche ist bevorzugt entsprechend der Anlagefläche der Zentriernase zum Zentrieren und Führen der radial-äußersten Druckfeder geneigt ausgeführt. Die Stützfläche weist eine Ausdehnung in radialer Richtung auf. Diese radiale Richtung ist bevorzugt abweichend von der Ruhelage für einen Hauptbelastungszustand und/oder für eine maximale Belastung radial zu der Rotationsachse, also senkrecht zu der Federachse, der jeweiligen Druckfeder ausgerichtet. Die korrespondierende Stützfläche des benachbarten Flanschs ist in einem solchen Lastfall bevorzugt parallel zu der hier beschriebenen Stützfläche ausgebildet, sodass die Kraft dann gleichmäßig über die Endwindung der gestützten Innenfeder eingeleitet wird. Die Ausrichtung der Stützflächen ist vergleichbar mit einer Rohrzange, also mit abgestimmt auf eine vorbestimmte Federlänge parallelen Krafteinleitflächen.
  • Die Stützfläche erstreckt sich zweiteilig, bevorzugt mit gleichen Flächenanteilen, über die beiden Zentrierlaschen, wenn die Zentriernase gemäß vorhergehender Beschreibung separiert ist.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Mehrflanschdämpfers vorgeschlagen, dass radial außerhalb der zugeordneten Druckfeder der ersten Nabenflansch einen Drehwinkelbegrenzer aufweist, welcher ein Verdrehen des ersten Nabenflanschs relativ zu dem zweiten Nabenflansch auf einen Maximalwinkel begrenzt.
  • Der Drehwinkelbegrenzer ist in einer Ausführungsform beispielsweise als Nase mit einem Vorsprung in Umfangsrichtung ausgeführt, wobei eine korrespondierende Gegenanschlagfläche derart im Umfangsrichtung beabstandet ist, dass ein Auf-Block-Bringen zumindest einer der (zugeordneten) Druckfedern oder ein noch längerer Zustand der betreffenden Druckfeder geometrisch unterbunden ist. In einer Ausführungsform ist die Gegenanschlagfläche an einem gleichen oder ähnlichen nasenartigen Bauteil wie der Drehwinkelbegrenzer gebildet. Bevorzugt wirkt ein Drehwinkelbegrenzer mit einem benachbarten Flansch zusammen, bei einem Dreiflansch-Dämpfer beispielsweise mit dem Mittelflansch. Damit ist auch bei einem Dreiflansch-Dämpfer ein relatives Verdrehen der Nabenflansche zueinander auf einen Maximalwinkel begrenzt, bevorzugt indem ähnliche oder identische Drehwinkelbegrenzer an dem Mittelflansch und dem anderen Nabenflansch zum gleichen Zusammenwirken gebildet sind.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Drehwinkelbegrenzer für eine Funktionssicherung zugleich als Begrenzer für ein maximales radiales Aufdehnen der zumindest einen Druckfeder, beziehungsweise zumindest der radial-äußersten Druckfeder, eingerichtet. Bevorzugt kommt die radial-äußerste Druckfeder mit dem Drehwinkelbegrenzer auch bei einer betriebsgemäßen Maximallast nicht in Kontakt.
  • Bei einer Ausführungsform geht der Drehwinkelbegrenzer mittels einer Entlastungskerbe in die Zentriernase über. In einer Ausführungsform bilden die Zentriernase und der Drehwinkelbegrenzer eine Einbuchtung, in welche die (radial-äußerste) zu zentrierende Druckfeder eingeführt ist. Diese Einbuchtung weist eine Entlastungskerbe, also eine über die notwendige Geometrie einer Einbuchtung zum Aufnehmen einer Druckfeder hinaus in den Nabenflansch hineinragende Rundung, auf, mittels welcher die Spannungsverteilung vergleichmäßigt und Spannungsspitzen abgebaut sind. Damit wird zudem eine effiziente Separierung der Lastfälle Drehwinkelbegrenzung und Druckfederzentrierung erreicht, welche unter Umständen im (jeweils) maximalen Belastungsfall gleichzeitig auftreten.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Mehrflanschdämpfers vorgeschlagen, dass weiterhin ein Mittelflansch vorgesehen ist, welcher in Reihe zwischen den ersten Nabenflansch und den zweiten Nabenflansch in den Drehmomentfluss geschaltet ist.
  • Bei dieser Ausführungsform ist der Mehrflanschdämpfer als Dreiflansch-Dämpfer oder mit noch weiteren Mittelflanschen ausgeführt. Bevorzugt ist der Mehrflanschdämpfer mit einem einzigen Mittelflansch als Dreiflanschdämpfer ausgeführt, womit die Komplexität gering und die Designfreiheit für die meisten Anwendungsfälle ausreichend ist.
  • Der Mittelflansch ist mit den Nabenflanschen in Reihe geschaltet, wobei der Mittelflansch mittels in Reihe geschalteter Druckfedern zwischen den beiden Nabenflanschen schwimmend gelagert ist. Die Lage in Umfangsrichtung des Mittelflanschs ist also abhängig von der belastungsabhängigen Federlänge der beiden Druckfedern in Umfangsrichtung beidseitig des Mittelflansches. Wenn der zweite Nabenflansch aufgrund der Belastungsrichtung an einem Anschlagelement anliegt und der erste Nabenflansch die Dämpfungsbewegung ausführt, bewegt sich also der erste Nabenflansch um die gesamte Einfederlänge (der ersten und zweiten Druckfeder) und der Mittelflansch bei einem Dreiflansch-Dämpfer nur um den Teil der Einfederlänge, welchen die (zweite) Druckfeder zwischen dem zweiten Nabenflansch und dem Mittelflansch ausführt. Entsprechend ist die Bewegung eines weiteren (zweiten) Mittelflanschs, welcher bei einem Vierflansch-Dämpfer beispielsweise an dem zuvor beschrieben (ersten) Mittelflansch mittels einer weiteren (dritten) Druckfeder abgestützt ist, wobei also der zweite Mittelflansch sich um die Einfederlänge der zweiten Druckfeder und der dritten Druckfeder bewegt.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind der erste Nabenflansch und der zweite Nabenflansch baugleich, bevorzugt identisch, ausgeführt und wie zuvor beschrieben zueinander gespiegelt beidseitig des zumindest einen, bevorzugt einzigen, Mittelflanschs angeordnet. In einer Ausführungsform sind die ersten Teilflächen nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung der beiden Nabenflansche in einer gemeinsamen Ebene mit dem Mittelflansch angeordnet. Daraus ergibt sich ein ebener Kraftverlauf und damit ein geringer oder kein Axialkraftanteil. Ein Axialkraftanteil wirkt sich negativ auf die Lagerkräfte, Reibung in axial-führenden Komponenten und die auslegungsgemäße Hysterese des Kraftflusses beziehungsweise der Dämpfungseigenschaften aus.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Mehrflanschdämpfers vorgeschlagen, dass eine erste Druckfeder und eine zweite Druckfeder vorgesehen sind, wobei die erste Druckfeder zwischen dem ersten Nabenflansch und dem Mittelflansch angeordnet ist, und wobei die zweite Druckfeder zwischen dem Mittelflansch und dem zweiten Nabenflansch angeordnet ist.
  • Indem zwei Druckfedern in hintereinandergeschaltet angeordnet sind, ist im Vergleich zu einer einzigen zylindrischen Druckfeder mit gerader Federachse eine größere Einfederlänge erreichbar. Zudem ist das bezogen auf die Rotationsachse aber auch auf die Federachse radiale Verformungsverhalten einer Druckfeder mit gerader Federachse im Vergleich zu einer Bogenfeder (Schraubenfeder mit gebogener Federachse) besser beherrschbar und damit unter anderem eine größere Lebensdauer erreichbar. Zudem wird eine vergrößerte Designfreiheit erreicht, beispielsweise wie bereits vorhergehend beschrieben.
  • Besonders bevorzugt sind die erste Federkennlinie der ersten Druckfeder und die zweite Federkennlinie der zweiten Druckfeder unterschiedlich. Dies ist beispielsweise mittels Einsatz unterschiedlich ausgelegter einzelner Druckfedern und/oder eine unterschiedliche Anzahl und/oder Auslegung von Innenfedern beziehungsweise keiner Innenfeder erreicht. Beispielsweise weist die erste Druckfeder eine einzige Innenfeder auf, welche vorgespannt eingebaut ist, und die zweite Druckfeder weist zwei Innenfedern auf, wobei die radial-innerste Druckfeder ein freies Federende aufweist, wie es vorhergehend beschrieben ist.
  • Bei einer Ausführungsform sind die erste Druckfeder und die zweiten Druckfeder jeweils paarig ausgeführt und einander diametral gegenüberliegend angeordnet. Die ersten Druckfedern und zweiten Druckfedern beziehungsweise Druckfederpakete sind jeweils identisch ausgeführt oder ebenfalls unterschiedlich, wobei bevorzugt die in Drehmomentlastrichtung vor dem Mittelflansch angeordneten ersten und zweiten Druckfedern in einer Ausführungsform jeweils identisch sind und die in Drehmomentlastrichtung hinter dem Mittelflansch angeordneten ersten und zweiten Druckfedern in einer Ausführungsform jeweils identisch sind.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Mehrflanschdämpfers vorgeschlagen, dass der Mehrflanschdämpfer zumindest eine axial benachbart angeordnete Seitenscheibe mit einem Fenster für die zumindest eine Druckfeder aufweist, und wobei die zumindest eine Druckfeder in allen Betriebszuständen kontaktfrei zu der Seitenscheibe gehalten ist.
  • Bei dieser Ausführungsform ist zumindest eine, bevorzugt ist beidseitig jeweils eine, Seitenscheibe vorgesehen, beispielsweise zum axialen Abstützen der Nabenflansche, wobei die Druckfedern eine axiale Ausdehnung aufweisen, welche zu einer axialen Überlappung mit der zumindest einen Seitenscheibe führt. Dafür ist in der Seitenscheibe ein Fenster für die entsprechende Druckfeder vorgesehen, sodass die Druckfeder in allen Betriebszuständen zu der Seitenscheibe beabstandet ist, also kontaktfrei bleibt. Damit ist eine Reibung zwischen dem Federkörper, also Federdraht, der Druckfeder und der (betreffenden) Seitenscheibe verhindert. Unter Umständen sind Seitenflügel als axial vorspringende Laschen der Seitenscheibe gebildet, wobei diese in jedem Betriebszustand von dem Federkörper beabstandet sind und lediglich in einem Katastrophenfall, also einer nicht betriebsgemäßen Überlast, eine Beschädigung von Nachbarbauteilen durch den Bruch einer Druckfeder verhindern oder zumindest einen Teil der Bewegungsenergie eines Bruchkörpers aufnehmen. Bevorzugt wird auf solche Seitenflügel verzichtet, sodass zumindest auf diesem Durchmesser, bevorzugt insgesamt über die gesamte radiale Erstreckung des Mehrflanschdämpfers, axialer Bauraum gewonnen wird.
  • Sofern eine Hystereseeigenschaft erwünscht ist, welche bisher unter Umständen mittels Reibung zwischen dem Federkörper und einem solchen Seitenflügel einer Seitenscheibe erzielt worden ist, wird hier vorgeschlagen, diese durch eine Reibung mittels axialer Last auf eine Reibscheibe zu ersetzen. Eine axiale Vorspannung, beispielsweise mittels einer Tellerfeder und/oder einer Vernietung, ist deutlich einfacher und damit prozesssicher einstellbar. Zusätzlicher Bauraum wird dadurch, zumindest in einem relevanten Bereich, nicht benötigt.
  • Gemäß einer Ausführungsform bildet die Seitenscheibe den Drehmomenteingang, beispielsweise als axiales Widerlager für eine Tellerfeder (mit oder ohne axial bewegbarer gegen den Reibbelag gepresster Anpressplatte) und/oder unmittelbar als Gegenplatte für eine Reibscheibe. In einer Ausführungsform ist ein loser Reibbelag und/oder eine lose Reibscheibe gebildet, welche reibschlüssig und/oder formschlüssig mittels eines Isolationskörpers mit der zumindest einen Seitenscheibe drehmomentübertragend verbunden ist. Die Reibscheibe ist wiederum mittels zumindest eines radial-außerhalb liegenden Reibbelags mit einer Gegenplatte verpresst beziehungsweise verpressbar. Alternativ ist die Reibscheibe nicht wie üblich mit drehmomentfest-verbundenen, beispielsweise vernieteten, Reibbelägen ausgeführt, sondern zumindest einer der Reibbeläge ist lose, also durchrutschbar zu der Reibscheibe angeordnet. In einer Ausführungsform ist ein Reibbelag insgesamt lose, also lediglich eingelegt montiert. In einer anderen Ausführungsform ist zumindest einer der Reibbeläge mit einer der Seitenscheiben beziehungsweise relativ zu einer der Seitenscheiben drehmomentfest-verbunden.
  • Die Reibscheibe ist lediglich ein (bevorzugt dünnes) Blech, welches relativ zu den Reibbelägen durchrutschen kann. Ein dünnes Blech als Reibscheibe ist für Anwendungen besonders sinnvoll, bei welchen ein Durchrutschen nur selten auftritt, sodass ein Wärmeeintrag gering oder zumindest selten genug ist, dass eine thermische Beeinträchtigung an den Reibbelägen zumindest bei einer betriebsgemäßen Durchrutsch-Überlast nicht auftritt. Eine solche reibbelaglose Reibscheibe ist wiederum mit einem drehmomenteingangsseitigen Bauteil drehmomentfest verbunden. Ein solches drehmomenteingangsseitiges Bauteil ist beispielsweise eine motorseitige oder getriebeseitige Schwungplatte.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Drehmomentübertragungseinheit für einen Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
    • - eine Reibscheibe, welche mittelbar über die Nabenflansche mit der Nabe gedämpft drehmomentübertragend verbunden ist;
    • - eine Anpressplatte, welche mit der Reibscheibe derart verpressbar ist, dass zwischen der Reibscheibe und der Anpressplatte ein Drehmoment reibschlüssig übertragbar ist;
    • - einen Mehrflanschdämpfer nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung,
    wobei mittels der Reibscheibe ein Drehmoment von der Anpressplatte auf die Nabe reibschlüssig lösbar übertragbar ist.
  • Die Drehmomentübertragungseinheit ist dazu eingerichtet, eine Drehmomentübertragung unterbrechbar zu gestalten und zugleich einen hohen Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung sicherzustellen. Beispiele einer reibschlüssigen Drehmomentübertragungseinheit sind eine Reibkupplung, eine Rutschkupplung beziehungsweise ein Drehmomentbegrenzer, bevorzugt für eine elektrische Maschine in einem elektrifizierten Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise eines Hybrid-Fahrzeugs.
  • Eine Reibscheibe stellt im Zusammenwirken mit einer Gegenplatte unter einer axialen Vorspannung, beispielsweise mittels einer Tellerfeder und/oder einer axial bewegbaren Anpressplatte, eine Drehmomentübertragung bis zu einem auslegungsgemäß vorbestimmten maximalen Drehmoment sicher. Die Vorspannung ist im Falle einer Reibkupplung aktiv aufhebbar, beispielsweise mittels eines Kupplungspedals in einer Fahrerkabine eines Kraftfahrzeugs. Die Vorspannung einer Rutschkupplung beziehungsweise eines Drehmomentbegrenzers ist konstruktiv festgelegt und dient lediglich dem Schutz vor einer Überlast, die auslegungsgemäß nicht oder nur selten vorkommen soll, beispielsweise zu Sicherung gegen eine Beschädigung von Bauteilen oder ungewünschten Betriebszuständen beispielsweise Gangverspannungen bei einem Doppelschaltgetriebe.
  • Der Mehrflanschdämpfer ist zum Dämpfen von Drehmomentschwingungen vorgesehen. In einer Ausführungsform soll zum einen im drehmomentübertragenden Betrieb eine Drehmomentschwingung gedämpft werden. Zum anderen oder alternativ soll eine durch eine (infolge eines sich wiederholt abhebenden Reibschlusses bei Überschreiten der auslegungsgemäßen Grenze des maximal übertragbaren Drehmoments) rupfende Drehmomentübertragung induzierte Reibschwingung von dem übrigen Antriebsstrang beziehungsweise ausgangsseitigen oder eingangsseitigen Antriebsstrang entkoppelt werden.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Drehmomentübertragungseinheit vorgeschlagen, dass die Drehmomentübertragungseinheit als passiv lösbarer Drehmomentbegrenzer eingerichtet ist, wobei bevorzugt ein Reibbelag zwischen der Reibscheibe und der Anpressplatte lose angeordnet ist.
  • Ein solcher passiver Drehmomentbegrenzer ist beispielsweise für einen Hybrid-Antriebsstrang für die Rotorwelle einer elektrischen Maschine besonders vorteilhaft, sodass die elektrische Maschine effizient vor Torsionsschwingungen geschützt ist, auf welche die elektrische Maschine unter Umständen empfindlich reagiert, beziehungsweise weil an der Rotorwelle anliegende Torsionsschwingungen die Blindleistung der elektrischen Maschine erhöhen und/oder Fehlströme mit schädigenden Überschlagspannungen auf Nachbarbauteile verursachen können. Der Drehmomentbegrenzer beziehungsweise dessen Mehrflanschdämpfer erfüllt bevorzugt die zuvor beschriebenen der Schwingungsdämpfung für zwei Betriebszustände, nämlich im normalen Betrieb, in welchem das Drehmoment ungestört mit einem hohen Wirkungsgrad mittels des Drehmomentbegrenzers übertragen wird, und im Überlast-Betrieb, bei welchem beispielsweise ein Rupfen auftritt.
  • Für einen Anwendungsfall, in welchem der Überlast-Betrieb lediglich als Funktionssicherheit, beispielsweise gegen ein Blockieren der Hinterachse eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist, ist ein loser Reibbelag, wie er zuvor beschrieben ist, vorteilhaft, sodass eine geringe axiale Bautiefe und/oder ein einfacher Aufbau erreicht ist.
  • Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform der Drehmomentübertragungseinheit vorgeschlagen, dass die Drehmomentübertragungseinheit als Kupplungsscheibe ausgeführt ist.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die Seitenscheiben mit einer Reibscheibe, bevorzugt aufweisend zumindest einen Reibbelag, dazu rotatorisch fixiert verbunden, bevorzugt eine der beiden Seitenscheiben mit der Reibscheibe einstückig gebildet. Diese Reibscheibe weist eine Fläche auf, gegen welche eine Anpressplatte, und bevorzugt (rückseitig) eine Gegenplatte, pressbar ist, beispielsweise eingebaut in einer Reibkupplung, wobei die Anpressplatte axial bewegbar ist und die (optionale) Gegenplatte axial fixiert ist. Die Anpressplatte ist in einem drehmomentübertragenden Zustand mittels einer Einrückkraft, aktiv von einer Kupplungsbetätigung oder passiv von einer Vorspanneinheit, beispielsweise einer Tellerfeder, gegen die Reibscheibe gepresst. In diesem Zustand ist also reibschlüssig ein Drehmoment von der Anpressplatte (und Gegenplatte) auf die Kupplungsscheibe übertragen. Sofern kein Durchrutschen von der Reibscheibe relativ zu der Anpressplatte stattfindet, sind also die Seitenscheiben zu der Anpressplatte synchronisiert, also rotieren mit der gleichen Drehzahl und leiten das anliegende Drehmoment (nahezu) verlustfrei an die Flansche weiter.
  • Im Unterschied zu dieser Ausführungsform bildet bei einem losen Reibbelag gemäß vorhergehender Beschreibung eine der Seitenscheiben eine Gegenplatte und die andere Seitenscheibe das Widerlager für eine Anpressplatte. Die Seitenscheiben nehmen dann also Axialkräfte zum Verpressen eines losen Reibbelags auf.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Hybrid-Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend eine elektrische Antriebsmaschine mit einer Rotorwelle, zumindest einen Verbraucher und eine als Drehmomentbegrenzer ausgeführte Drehmomentübertragungseinheit nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Rotorwelle zur Drehmomentübertragung mittels der Drehmomentübertragungseinheit mit dem zumindest einen Verbraucher schwingungsgedämpft und reibschlüssig begrenzt auf ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment verbunden ist.
  • Der Hybrid-Antriebsstrang ist beispielsweise in einem Kraftfahrzeug als Vortriebseinrichtung einsetzbar. Der Hybrid-Antriebsstrang umfasst neben einer elektrischen Antriebsmaschine weiterhin eine Verbrennungskraftmaschine, welche seriell, also zum Erzeugen elektrischer Energie für die elektrische Antriebsmaschine, und/oder parallel, also zur Abgabe eines Drehmoments an den Verbraucher, beispielsweise das zumindest eine zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs eingerichteten Fahrzeugrad, eingesetzt ist.
  • Der Drehmomentbegrenzer ist zwischen der Rotorwelle und dem Verbraucher, bevorzugt vor einem verbraucherseitigen Getriebe nah bei der elektrischen Antriebsmaschine, angeordnet und schützt die elektrische Antriebsmaschine vor einer verbraucherseitig eingetragenen Überlast. Zudem werden Torsionsschwingungen ausgehend von dem Verbraucher oder induziert durch ein Durchrutschen des Drehmomentbegrenzers bei einer Überlast gedämpft. Auch wird der Verbraucher vor Torsionsschwingungen der elektrischen Antriebsmaschine geschützt. In einer Ausführungsform stellt der Drehmomentbegrenzer zugleich einen elektrischen Überschlagschutz mittels eines Isolationselements dar, sodass verbraucherseitige Komponenten des Hybrid-Antriebsstrangs vor elektrischer Aufladung, und bevorzugt vor einem Lichtbogen-Überschlag, geschützt sind.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Hybrid-Fahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Antriebsrad, welches mittels eines Hybrid-Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.
  • Ein Hybrid-Fahrzeug umfasst einen Hybrid-Antriebsstrang gemäß vorhergehender Beschreibung, und somit eine Verbrennungskraftmaschine und eine elektrische Antriebsmaschine. Die Drehmomentübertragungseinheit ist bevorzugt als Drehmomentbegrenzer im Teilstrang der elektrischen Antriebsmaschine eingesetzt. Weiterhin ist bevorzugt eine weitere Drehmomentübertragungseinheit als Kupplungsscheibe in einer Reibkupplung im Teilstrang der Verbrennungskraftmaschine eingesetzt.
  • Das Hybrid-Fahrzeug ist beispielsweise ein Personenkraftwagen, beispielsweise ein Golf GTE, Audi Q5 Hybrid, ein Porsche Panamera S E-Hybrid.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend ein Antriebsaggregat mit einer Antriebswelle, zumindest einen Verbraucher und eine Drehmomentübertragungseinheit nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Antriebswelle zur Drehmomentübertragung mittels der Drehmomentübertragungseinheit mit dem zumindest einen Verbraucher schwingungsgedämpft und reibschlüssig begrenzt auf ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment verbunden ist.
  • Der (einfache) Antriebsstrang unterscheidet sich von dem Hybrid-Antriebsstrang, indem dort lediglich ein einziges Antriebsaggregat vorgesehen ist, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder eine elektrische Antriebsmaschine. Der Drehmomentbegrenzer erfüllt hierbei die oben genannten Funktionen und ist für eine frühzeitige Schwingungsdämpfung im Antriebsstrang bevorzugt ebenfalls möglichst nah an dem Antriebsaggregat angeordnet.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Antriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.
  • Das (einfache) Kraftfahrzeug unterscheidet sich von einem Hybrid-Fahrzeug dadurch, dass nur ein einziger Antriebsstrang zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs eingesetzt ist, wobei das Antriebsaggregat eine Verbrennungskraftmaschine oder eine elektrische Antriebsmaschine ist. Ausgeschlossen ist hierbei nicht, dass weitere Maschinen für weitere Funktionen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Pumpe für einen Kühlkreislauf, eine Servolenkung und anderes, vorgesehen sind. Die Drehmomentübertragungseinheit erfüllt hierbei die oben genannten Funktionen und ist für eine frühzeitige Schwingungsdämpfung, beispielsweise innerhalb einer Reibkupplung, im Antriebsstrang bevorzugt ebenfalls möglichst nah an dem Antriebsaggregat angeordnet.
  • Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
    • 1: eine Zentriernase eines Flanschs;
    • 2: ein Mehrflanschdämpfer in Frontalansicht;
    • 3: eine Drehmomentübertragungseinheit in seitlicher Schnittansicht;
    • 4: ein Mehrflanschdämpfer in Draufsicht in einer ersten Winkellage;
    • 5: ein Mehrflanschdämpfer in Draufsicht in einer zweiten Winkellage;
    • 6: eine Drehmomentübertragungseinheit in perspektivischer Ansicht; und
    • 7: ein Hybrid-Antriebsstrang in einem Hybrid-Fahrzeug mit Drehmomentübertragungseinheit.
  • In 1 ist ein Ausschnitt eines Mehrflanschdämpfers 1 gezeigt, bei welchem eine erste Zentriernase 13 oder eine zweite Zentriernase 14 eines ersten Nabenflanschs 4, eines zweiten Nabenflanschs 5 oder eines Mittelflanschs 33 zu sehen ist, auf welcher eine erste Druckfeder 7, eine zweite Druckfeder 8, eine dritte Druckfeder 9 oder eine vierte Druckfeder 10 mit ihrem Innendurchmesser 11 zentriert und geführt ist. Der Pfeil 18 kennzeichnet die Umfangsrichtung 18, entlang welcher der Mehrflanschdämpfers 1 rotiert und der gezeigte Flansch 4, 5 oder 33 schwingt. Entsprechend weist die axiale Richtung 21 aus der Blattebene heraus (beziehungsweise hinein). Hier ist zu erkennen, dass die Zentriernase 13, 14 nicht axial parallel zu der Druckfeder 7, 8, 9 oder 10 beziehungsweise zu deren Innendurchmesser 11 ausgerichtet ist. Vielmehr ist die Zentriernase 13, 14 dazu in diesem (beispielsweise außenlastfreien) Zustand geneigt und bei einem größeren relativen Verdrehwinkel (also einer Stauchung der Druckfeder 7, 8, 9 oder 10), beispielsweise beim maximalen Verdrehwinkel oder einem einem Hauptlastzustand entsprechenden Verdrehwinkel parallel zu dem Innendurchmesser 11 ausgerichtet. Zudem ist die Zentriernase leicht konisch, also sind die beiden zentrierenden Flächen der Zentriernase, also mit einer etwa radial ausgerichteten Flächennormalen, leicht aufeinander zu geneigt. Damit ist eine parallele Ausrichtung nach vorhergehender Beschreibung von dieser Konizität überlagert und nur ein Mittellinie in vorgenanntem Zustand zu der der Druckfeder 7, 8, 9 oder 10 parallel, beispielsweise koaxial mit der Federachse der Druckfeder 7, 8, 9 oder 10.
  • In 2 ist ein Mehrflanschdämpfer 1 als Dreiflanschdämpfer in einem nicht belasteten Zustand in Frontalansicht gezeigt, wobei also die Rotationsachse 2 senkrecht zu der Blattebene verläuft. Hierbei ist ein zweiter Nabenflansch 5 axial darstellungsgemäß ganz vorne (vergleiche axiale Richtung 21), anschließend ein Mittelflansch 33 und axial ganz hinten ein erster Nabenflansch 4 vorgesehen. Der erste Nabenflansch 4 ist mittels einer ersten Druckfeder 7 und einer parallel geschalteten und diametral zu der Rotationsachse 2 gegenüberliegend angeordneten zweiten Druckfeder 8 in Umfangsrichtung 18 an dem Mittelflansch 33 abgestützt. Der zweite Nabenflansch 5 ist mittels einer dritten Druckfeder 9 und einer parallel geschalteten und diametral zu der Rotationsachse 2 gegenüberliegend angeordneten vierten Druckfeder 10 in Umfangsrichtung 18 an dem Mittelflansch 33 abgestützt. Zentral ist eine Nabe 6 vorgesehen, welche eine Innenverzahnung 57, beispielsweise eine Steckverzahnung für eine axial einsteckbare Ausgangswelle, beispielsweise eine Getriebeeingangswelle, und eine Außenverzahnung 58 aufweist. Die Außenverzahnung 58 ist drehmomentrichtungsabhängig mit dem ersten Nabenflansch 4 oder mit dem zweiten Nabenflansch 5 in drehmomentübertragendem Kontakt, indem nur eine geringe Anzahl von Außenzähnen, in vorliegendem Beispiel lediglich vier, vorgesehen ist und an den Nabenflanschen 4, 5 große Abstände in Umfangsrichtung 18 vorgehalten sind. Dadurch ist eine Relativbewegung zwischen der Nabe 6 und einem Nabenflansch 4, 5 in einer Umfangsrichtung 18 frei und in der anderen Umfangsrichtung 18 wird ein Drehmoment durch Anliegen des Nabenflanschs 4, 5 auf die Nabe 6 übertragen.
  • Bei dem gezeigten Mehrflanschdämpfer 1 bilden ein erstes Anschlagelement 59 und ein zweites Anschlagelement 60, hier beispielsweise jeweils ein Stufenbolzen, einen Drehmomenteingang 12. Die nachfolgende Beschreibung erläutert ein in den meisten Anwendungsfällen rotierendes System, wobei der Mehrflanschdämpfer 1 gedanklich festgehalten wird, also ein um die Rotationsachse 2 mitrotierendes Koordinatensystem betrachtet wird. In diesem System kann entweder die Nabe 6 oder der Drehmomenteingang 12 gedanklich festgehalten werden. Weiterhin ist für die bessere Übersichtlichkeit angenommen, dass alle Druckfedern 7 bis 10 eine gleiche Federkennlinie aufweisen und alle mit der gleichen Vorspannung verbaut sind, sowie dass keine dissipativen Effekte auftreten. Liegt eine Torsionsschwingung mit einem Drehmomentausschlag um die Rotationsachse 2 nach Definition der axialen Richtung 21 aus der Blattebene herauszeigend linksdrehend, also entgegen dem Uhrzeigersinn, an dem Drehmomenteingang 12 an, so verbleibt der zweite Nabenflansch 5 in der gezeigten (relativen) Position zu der Nabe 6, weil der zweiten Nabenflansch 5 an der Nabe 6 anliegt beziehungsweise dagegen verdreht wird. Der erste Nabenflansch 4 wird aber von dem nun bewegten Drehmomenteingang 12 entgegen dem Uhrzeigersinn mitgenommen. Damit wird die erste Druckfeder 7 sowie die zweite Druckfeder 8 belastet und unter obiger Annahme werden beide gestaucht. Damit wird eine Last auf den Mittelflansch 33 aufgegeben, welcher zu der Nabe 6 rotatorisch frei bewegbar ist, und damit die dritte Druckfeder 9 sowie die vierte Druckfeder 10 belastet und unter obiger Annahme werden beide gestaucht. Damit wird wiederum eine Last auf den zweiten Nabenflansch 5 aufgegeben, welcher an der Außenverzahnung 58 der Nabe 6 anliegt, und damit wird die Last auf die Nabe 6 (zeitlich verzögert beziehungsweise gedämpft) weitergegeben. Es sei darauf hingewiesen, dass der zweite Nabenflansch 5 dann nicht mehr an dem Drehmomenteingang 12 anliegt, sondern der Drehmomenteingang 12 sich entgegen dem Uhrzeigersinn von dem (relativ dazu festgehaltenen) zweiten Nabenflansch 5 entfernt hat. Unter dieser Annahme tritt also kein Dämpfungseffekt auf. Der Dämpfungseffekt für die hier beschriebene Ausschlagrichtung wird maßgeblich von der Trägheit der Schwungmassen des ersten Nabenflanschs 5 und des Mittelflanschs 33 erzeugt, besonders wirksam bei einander entgegengerichteten Drehmomentausschlägen, wie sie bei Torsionsschwingungen vorliegen. Die Folge ist eine verlustarme und vergleichmäßigte Drehmomentübertragung von dem Drehmomenteingang 12 auf die Nabe 6. In gleicher Weise agiert der Mehrflanschdämpfer 1 bei einem Drehmomentausschlag im Uhrzeigersinn, wobei dann der erste Nabenflansch 4 an der Nabe 6 anliegt und der zweite Nabenflansch 5 von dem Drehmomenteingang 12 mitgenommen wird. Auch ist eine Drehmomentübertragung von der Nabe 6 auf den Drehmomenteingang 12 möglich, wobei dann bei Drehmomentausschlag gegen den Uhrzeigersinn wieder der erste Nabenflansch 4 mitgenommen wird, aber von der Außenverzahnung 58 der Nabe 6, und der zweite Nabenflansch 5 gegen den Drehmomenteingang 12 gedrückt wird und in der gezeigten Ruhelage verbleibt. Und entsprechend umgekehrt bei einem Drehmomentausschlag an der Nabe 6 im Uhrzeigersinn.
  • Bei dem hier beispielhaft gezeigten Mehrflanschdämpfer 1 sind an den Nabenflanschen 4, 5 jeweils eine erste Zentriernase 13 vorgesehen, wobei diese hier in eine innere Zentrierlasche 51 und eine äußere Zentrierlasche 52 zweigeteilt ist, wie oben in der Darstellung bei dem zweiten Nabenflansch 5 pars-pro-toto gekennzeichnet. Die beiden Zentrierlaschen 51, 52 sind mittels eines (etwa) radial verlaufenden Abstands 15 zueinander beabstandet, wobei hier optional eine (erste) Entspannungsöffnung 16 vorgesehen ist, welche wiederum bevorzugt eine radiale Ausbauchung 19 mit einem gegenüber dem radialen Abstand 15 erweiterten Radialdurchmesser 20, also eine erweiterte Ausdehnung in (etwa) radialer Richtung, aufweist.
  • Ein Auf-Block-Bringen der Druckfedern 7 bis 10 ist hier mittels erstem Drehwinkelbegrenzer 31 und korrespondierendem zweiten Drehwinkelbegrenzer 32 der jeweils in Umfangsrichtung 18 benachbarten Flansche 4, 5 beziehungsweise 33 unterbunden, welche bei einem vorbestimmten (maximalen) Verdrehwinkel der Flansche 4, 5 und 33 miteinander in kraftübertragenden Kontakt kommen und den Mehrflanschdämpfer 1 damit kurzschließen. In der gezeigten Ausführungsform sind optional jeweils eine äußere Entlastungskerbe 34 und eine innere Entlastungskerbe 35 radial neben der Zentriernase 13 und 14 gebildet, pars-pro-tot gekennzeichnet links in der Darstellung bei dem ersten Nabenflansch 4.
  • In 3 ist eine Drehmomentübertragungseinheit 3, beispielsweise als Drehmomentbegrenzer mit einem losen Reibbelag 42 und 43, in einer seitlichen Schnittansicht gezeigt, wobei also die Rotationsachse 2 waagerecht in der Blattebene liegt. Die Drehmomentübertragungseinheit 3 umfasst einen Mehrflanschdämpfer 1, wie beispielsweise in 2 gezeigt. Die Schnittebene führt dann in der Darstellung senkrecht durch den Mehrflanschdämpfer 1 gemäß 2. Unten ist die Nabe 6 mit der Innenverzahnung 57 zu erkennen und radial außen der Nabe 6 ist ein geschnittener Außenzahn der Außenverzahnung 58 zuerkennen, wobei der Zahngrund mittels einer (waagerechten) gestrichelten Linie angedeutet ist. Auf der Außenverzahnung 58 sitzen der erste Nabenflansch 4 und der zweite Nabenflansch 5 auf, wobei diese den Mittelflansch 33 axial umklammern. Ebenfalls zentriert zu der Nabe 6 sitzen eine erste Seitenscheibe 36 und eine zweite Seitenscheibe 37 auf der Nabe 6 auf und halten die Nabe 6 in einer relativen axialen Lage zu den Flanschen 4, 5 und 33. In diesem Schnitt blicken wir axial entlang der geraden Federachse durch den Innendurchmesser 11 der (vierten) Druckfeder 10 auf die (zweite) Zentriernase 14 des Mittelflanschs 33. Die Seitenscheiben 36 und 37 bilden bei der (vierten) Druckfeder 10 ein Fenster 38, sodass die Druckfeder 10 axial durch die Seitenscheiben 36 und 37 hindurchragt. Radial außerhalb der (vierten) Druckfeder 10 sind an den Seitenscheiben 36, 37 optional ein erster Seitenflügel 49 und ein zweiter Seitenflügel 50 vorgesehen, welche aber in keinem Betriebszustand mit der (vierten) Druckfeder 10 in Kontakt kommen. Die Seitenscheiben 36 und 37 bilden den Drehmomenteingang 12 und sind mittels eines Verbindungselements, welches hier beispielsweise zugleich das (zweite) Anschlagelement 60 für die Nabenflansche 4 und 5 bildet, axial zueinander fixiert, beispielsweise vernietet. Axial verpresst befindet sich eine Reibscheibe 40 zwischen der ersten Seitenscheiben 36 und der zweiten Seitenscheibe 37, und zwar verpresst mittels einer Tellerfeder 61, welche an der zweiten Seitenscheibe 37 abgestützt ist. Die Tellerfeder 61 wirkt gegen eine Anpressplatte 41, welche mit einem losen zweiter Reibbelag 43 in reibschlüssig-kraftübertragenden Kontakt, und optional mit einem Formschluss geringer axialer Höhe in kraftübertragenden Kontakt, steht. Ein erster lose eingelegter Reibbelag 42 ist, optional in gleicher Weise, mit der ersten Seitenscheibe 36 in kraftübertragendem Kontakt, welche so eine Gegenplatte 62 bildet. Die Reibscheibe 40 ist somit lediglich ein dünnes Blechelement, welches mit einem Eingang, beispielsweise einem Motorflansch einer Motorwelle, drehmomentübertragend verbunden ist.
  • In 4 und 5 ist ein Mehrflanschdämpfer 1 gemäß 2 in seitlicher Ansicht in unterschiedlichen Winkellagen gezeigt, wobei man in 4 entlang einer diametralen Linie durch das erste Anschlagelement 59 und das zweite Anschlagelement 60 blickt und in 5 entlang einer diametralen Linie durch die Mitte der Federlänge der ersten Druckfeder 7 und zweiten Druckfeder 8 blickt. Hierin ist zu erkennen, dass die (theoretische) zweite Ebene 25 eine Mittelebene bildet und der Mittelflansch 33 sich symmetrisch axial zu dieser zweiten Ebene 25 erstreckt. Mit den zweiten Teilflächen 23 erstrecken sich ebenfalls der erste Nabenflansch 4 und der zweite Nabenflansch 5 symmetrisch axial zu dieser zweiten Ebene 25. Mit der jeweils ersten Teilfläche 22 aber liegen die Nabenflansche 4 und 5 in der ersten Ebene 24, sodass sie sich gegenseitig in Umfangsrichtung 18 überlappen können, ohne miteinander zu kollidieren. Diese ersten Teilflächen 22 bilden die Drehmomentaufnahme bei den Anschlagelementen 59 und 60. Ein Übergangsbereich 26 zwischen der ersten Teilfläche 22 und der zweiten Teilfläche 23 ist möglichst klein gehalten.
  • In 6 ist in perspektivischer Ansicht eine Drehmomentübertragungseinheit 3 und ein Mehrflanschdämpfer 1 in einer weiteren Ausführungsform zur besseren Übersichtlichkeit ohne Seitenscheiben 36 und 37 gezeigt. Für gleiche Komponenten wird auf die vorhergehenden Beschreibungen verwiesen und hier nur auf die Unterschiede der konkreten Ausführungsform eingegangen, wobei die nachfolgende Beschreibung jeweils optionale Merkmale aufzeigt. Die zweite Zentriernase 14 weist hier ebenfalls eine innere Zentrierlasche 51 und eine äußere Zentrierlasche 52 und eine zweite Entspannungsöffnung 17 auf, welche sich in ihrer Form von der ersten Entspannungsöffnung 16 unterscheidet. Unabhängig davon ist nicht nur eine einzige Druckfeder 7 bis 10 vorgesehen, sondern bei einigen oder allen Druckfedern 7 bis 10 ist innerhalb des Innendurchmessers 11 (vergleiche 1 oder 3) eine erste Innenfeder 27 und wiederum innerhalb der ersten Innenfeder 27 eine zweite Innenfeder 28 vorgesehen. Die beiden Innenfedern 27 und 28 sind einzig über die jeweilige Druckfeder 7 bis 10 zentriert und geführt, was hier optional durch die unterschiedliche Windungssteigung und/oder entgegengerichtete Windungsrichtung für alle Betriebszustände, also Stauchungslängen, begünstigt ist. Die beiden Innenfedern 27 und 28 werden von einer ersten Stützfläche 29 und einer zweiten Stützfläche 30, welche hier von den Zentriernasen 13 und 14 gebildet sind, in Umfangsrichtung 18 betätigt und sind so zu der sie jeweils umgebenden Druckfeder 7 bis 10 parallel geschaltet.
  • In 7 ist schematisch ein Hybrid-Antriebsstrang 39 in einem Hybrid-Fahrzeug 46 gezeigt. Dabei sind eine elektrische Antriebsmaschine 44 über ihre Rotorwelle 45 und eine Verbrennungskraftmaschine 53 über ihre Verbrennerwelle 54 einander parallel geschaltet drehmomentübertragend mit dem einen Verbraucher bildenden linken Antriebsrad 47 und rechten Antriebsrad 48 verbunden. Rein optional ist das Hybrid-Fahrzeug 46 als Fronttriebler ausgeführt, sodass die elektrische Antriebsmaschine 44 und die Verbrennungskraftmaschine 53 vor der Fahrerkabine 55 angeordnet sind. Zudem sind die elektrische Antriebsmaschine 44 und die Verbrennungskraftmaschine 53 rein optional in Queranordnung, also mit der Rotorwelle 45 und Verbrennerwelle 54 quer zu der Längsachse 56 des Hybrid-Fahrzeugs 46 angeordnet.
  • Mit dem hier vorgeschlagenen Mehrflanschdämpfer ist kosteneffizient ein Betrieb in einem Hochleistungsbereich ermöglicht.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Mehrflanschdämpfer
    2
    Rotationsachse
    3
    Drehmomentübertragungseinheit
    4
    erster Nabenflansch
    5
    zweiter Nabenflansch
    6
    Nabe
    7
    erste Druckfeder
    8
    zweite Druckfeder
    9
    dritte Druckfeder
    10
    vierte Druckfeder
    11
    Innendurchmesser
    12
    Drehmomenteingang
    13
    erste Zentriernase
    14
    zweite Zentriernase
    15
    radialer Abstand
    16
    erste Entspannungsöffnung
    17
    zweite Entspannungsöffnung
    18
    Umfangsrichtung
    19
    Ausbauchung
    20
    Radialdurchmesser
    21
    axiale Richtung
    22
    erste Teilfläche
    23
    zweite Teilfläche
    24
    erste Ebene
    25
    zweite Ebene
    26
    Übergangsbereich
    27
    erste Innenfeder
    28
    zweite Innenfeder
    29
    erste Stützfläche
    30
    zweite Stützfläche
    31
    erster Drehwinkelbegrenzer
    32
    zweiter Drehwinkelbegrenzer
    33
    Mittelflansch
    34
    äußere Entlastungskerbe
    35
    innere Entlastungskerbe
    36
    erste Seitenscheibe
    37
    zweite Seitenscheibe
    38
    Fenster
    39
    Hybrid-Antriebsstrang
    40
    Reibscheibe
    41
    Anpressplatte
    42
    erster Reibbelag
    43
    zweiter Reibbelag
    44
    elektrische Antriebsmaschine
    45
    Rotorwelle
    46
    Hybrid-Fahrzeug
    47
    linkes Antriebsrad
    48
    rechtes Antriebsrad
    49
    erster Seitenflügel
    50
    zweiter Seitenflügel
    51
    innere Zentrierlasche
    52
    äußere Zentrierlasche
    53
    Verbrennungskraftmaschine
    54
    Verbrennerwelle
    55
    Fahrerkabine
    56
    Längsachse
    57
    Innenverzahnung
    58
    Außenverzahnung
    59
    erstes Anschlagelement
    60
    zweites Anschlagelement
    61
    Tellerfeder
    62
    Gegenplatte
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2008/019641 A1 [0002]
    • DE 102015216356 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Drehmomentbegrenzer für einen Antriebsstrang (39), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten: - eine Reibscheibe (40), welche mittelbar über die Nabenflansche (4,5) mit der Nabe (6) gedämpft drehmomentübertragend verbunden ist; - eine Anpressplatte (41), welche mit der Reibscheibe (40) derart verpressbar ist, dass zwischen der Reibscheibe (40) und der Anpressplatte (41) ein Drehmoment reibschlüssig übertragbar ist; - einen Mehrflanschdämpfer (1), wobei mittels der Reibscheibe (40) ein Drehmoment von der Anpressplatte (41) auf die Nabe (6) reibschlüssig lösbar übertragbar ist, wobei der Mehrflanschdämpfer (1) zumindest die folgenden Komponenten aufweist: - einen ersten Nabenflansch (4); - einen zweiten Nabenflansch (5); - eine Nabe (6), wobei drehmomentrichtungsabhängig entweder der erste Nabenflansch (4) oder der zweite Nabenflansch (5) drehmomentübertragend mit der Nabe (6) verbunden ist; - zumindest eine Druckfeder (7,8,9,10) mit einem Innendurchmesser (11), wobei die Druckfeder (7,8,9,10) den ersten Nabenflansch (4) und den zweiten Nabenflansch (5) drehmomentübertragend verbindet; und - einen Drehmomenteingang (12), wobei drehmomentrichtungsabhängig entweder der zweite Nabenflansch (5) oder der erste Nabenflansch (4) drehmomentübertragend mit dem Drehmomenteingang (12) verbunden ist, wobei der erste Nabenflansch (4) eine Zentriernase (13) aufweist, mittels welcher die zugeordnete Druckfeder (7,8) zentriert ist, wobei an dem Innendurchmesser (11) der zugeordneten Druckfeder (7,8) diese Druckfeder (7,8) von der Zentriernase (13) geführt ist.
  2. Drehmomentbegrenzer nach Anspruch 1, wobei die der Zentriernase (13) zugeordnete Druckfeder (7,8) eine zentral angeordnete Innenfeder (27) aufweist, wobei die Innenfeder (27) von der Druckfeder (7,8) zentriert und geführt ist, wobei bevorzugt die Zentriernase (13) eine Stützfläche (29,30) aufweist, und wobei die zugeordnete Innenfeder (27) an der Stützfläche (29,30) in Umfangsrichtung (18) abgestützt und/oder von der Stützfläche (29,30) in Umfangsrichtung (18) betätigbar ist.
  3. Drehmomentbegrenzer nach Anspruch 1 oder 2, wobei radial außerhalb der zugeordneten Druckfeder (7,8) der ersten Nabenflansch (4) einen Drehwinkelbegrenzer (31) aufweist, welcher ein Verdrehen des ersten Nabenflanschs (4) relativ zu dem zweiten Nabenflansch (5) auf einen Maximalwinkel begrenzt, wobei bevorzugt der Drehwinkelbegrenzer (31) mittels einer Entlastungskerbe (34,35) in die Zentriernase (13) übergeht.
  4. Drehmomentbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei weiterhin ein Mittelflansch (33) vorgesehen ist, welcher in Reihe zwischen den ersten Nabenflansch (4) und den zweiten Nabenflansch (5) in den Drehmomentfluss geschaltet ist, wobei bevorzugt der erste Nabenflansch (4) und der zweite Nabenflansch (5) baugleich ausgeführt sind.
  5. Drehmomentbegrenzer nach Anspruch 4, wobei eine erste Druckfeder (7,8) und eine zweite Druckfeder (9,10) vorgesehen sind, wobei die erste Druckfeder (7,8) zwischen dem ersten Nabenflansch (4) und dem Mittelflansch (33) angeordnet ist, und wobei die zweite Druckfeder (9,10) zwischen dem Mittelflansch (33) und dem zweiten Nabenflansch (5) angeordnet ist, wobei bevorzugt die erste Federkennlinie der ersten Druckfeder (7,8) und die zweite Federkennlinie der zweiten Druckfeder (9,10) unterschiedlich sind.
  6. Drehmomentbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mehrflanschdämpfer (1) zumindest eine axial benachbart angeordnete Seitenscheibe (36,37) mit einem Fenster (38) für die zumindest eine Druckfeder (7,8,9,10) aufweist, und wobei die zumindest eine Druckfeder (7,8,9,10) in allen Betriebszuständen kontaktfrei zu der Seitenscheibe (36,37) gehalten ist, wobei bevorzugt die Seitenscheibe (36,37) den Drehmomenteingang (12) bildet.
  7. Drehmomentbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Reibbelag (42,43) zwischen der Reibscheibe (40) und der Anpressplatte (41) lose angeordnet ist.
  8. Hybrid-Antriebsstrang (39) aufweisend eine elektrische Antriebsmaschine (44) mit einer Rotorwelle (45), zumindest einen Verbraucher (47,48) und eine als Drehmomentbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rotorwelle (45) zur Drehmomentübertragung mittels der Drehmomentübertragungseinheit (3) mit dem zumindest einen Verbraucher (47,48) schwingungsgedämpft und reibschlüssig begrenzt auf ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment verbunden ist.
  9. Hybrid-Fahrzeug (46), aufweisend zumindest ein Antriebsrad (47,48), welches mittels eines Hybrid-Antriebsstrangs (39) nach Anspruch 8 antreibbar ist.
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DE202023106661U1 (de) 2022-11-15 2023-12-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Drehschwingungsdämpfungsvorrichtung mit Reiblamellen aufweisender Reibeinrichtung
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