DE202021100070U1 - Torsional vibration damper with a rotation axis for a drive train - Google Patents
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Abstract
Torsionsschwingungsdämpfer (1) mit einer Rotationsachse (2) für einen Antriebsstrang (3), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- eine Eingangsseite (4) zum Aufnehmen eines Drehmoments;
- eine Ausgangsseite (5) zum Abgeben eines Drehmoments;
- zumindest zwei Zwischenelemente (6,7,8) in drehmomentübertragender Verbindung zwischen der Eingangsseite (4) und der Ausgangsseite (5);
- zumindest eine Schraubendruckfeder (9,10), die zwischen den Zwischenelementen (6,7,8) angeordnet ist und durch die die Zwischenelemente (6,7,8) relativ zu der Eingangsseite (4) und relativ zu der Ausgangsseite (5) schwingbar abgestützt sind; und
- zumindest zwei Wälzkörper (11), durch die die Zwischenelemente (6,7,8) an der Eingangsseite (4) und/oder an der Ausgangsseite (5) schwingbar reibungsarm abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine beim Stauchen der Schraubendruckfeder (9,10) windungsbedingt erzeugte Querkraft (12,13) in der durch die Zwischenelemente aufgespannten Ebene und quer zu der Rotationsachse (2) ausgerichtet ist.
Torsional vibration damper (1) with a rotation axis (2) for a drive train (3), having at least the following components:
- An input side (4) for receiving a torque;
- An output side (5) for outputting a torque;
- At least two intermediate elements (6,7,8) in a torque-transmitting connection between the input side (4) and the output side (5);
- At least one helical compression spring (9,10) which is arranged between the intermediate elements (6,7,8) and through which the intermediate elements (6,7,8) relative to the input side (4) and relative to the output side (5) are swingably supported; and
- At least two rolling elements (11) by which the intermediate elements (6,7,8) are supported on the input side (4) and / or on the output side (5) with low friction, characterized in that one when the helical compression spring (9 , 10) transverse force (12, 13) generated as a result of the winding is aligned in the plane spanned by the intermediate elements and transversely to the axis of rotation (2).
Description
Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, eine Begrenzerscheibe mit einem solchen Torsionsschwingungsdämpfer für eine Drehmomentbegrenzereinheit, ein Schwungrad mit einem solchen Torsionsschwingungsdämpfer für einen Antriebsstrang, ein Hybridmodul mit einem solchen Torsionsschwingungsdämpfer für einen Antriebsstrang.The invention relates to a torsional vibration damper with a rotation axis for a drive train, a limiter disk with such a torsional vibration damper for a torque limiter unit, a flywheel with such a torsional vibration damper for a drive train, a hybrid module with such a torsional vibration damper for a drive train.
Für viele Anwendungen ist es einerseits erforderlich, die Eigenfrequenz eines drehmomentübertragenden Systems zu reduzieren und zugleich ein hohes Drehmoment übertragen zu können. Aus der ersten Forderung folgt, dass die funktionswirksame Steifigkeit (von beispielsweise einem zwischengeschalteten Energiespeicherelement) gering sein muss. Aus der zweiten Forderung folgt, dass die Steifigkeit eines zwischengeschalteten Energiespeicherelements groß sein muss. Diese gegensätzlichen Forderungen können mit einem Torsionsschwingungsdämpfer mittels der Wälzkörper und der Übersetzungsbahnen gelöst werden. Ein Drehmoment wird einzig mittels der Übersetzungsbahnen und der dazwischen angeordneten Wälzkörper zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite übertragen. Die funktionswirksame Steifigkeit, welche also die Eigenfrequenz verändert, ist aufgrund der geringen Steigung und der großen Verdrehwinkel (Kurvengetriebe) in einen geringen Federweg übersetzt. Aus diesem Kurvengetriebe resultiert eine (beliebig) geringe funktionswirksame Steifigkeit. Vorteilhaft bei diesem System ist also, dass das Energiespeicherelement, beispielsweise einer Schraubendruckfeder, unabhängig von dem (maximalen) übertragbaren Drehmoment auslegbar ist.For many applications it is necessary on the one hand to reduce the natural frequency of a torque-transmitting system and at the same time to be able to transmit a high torque. It follows from the first requirement that the functionally effective rigidity (of, for example, an interposed energy storage element) must be low. It follows from the second requirement that the rigidity of an interposed energy storage element must be great. These contradicting requirements can be solved with a torsional vibration damper by means of the rolling elements and the transmission paths. A torque is only transmitted between the input side and the output side by means of the transmission paths and the rolling elements arranged between them. The functional stiffness, which changes the natural frequency, is translated into a small spring deflection due to the low gradient and the large angle of rotation (cam mechanism). This cam mechanism results in an (arbitrarily) low, functionally effective stiffness. This system has the advantage that the energy storage element, for example a helical compression spring, can be designed independently of the (maximum) transmittable torque.
Beispielsweise aus der
Ein Torsionsschwingungsdämpfer muss neben den oben genannten Aufgaben unter anderem zusätzlich einen möglichst geringen Bauraum benötigen und geringe Lagerlasten beziehungsweise wenig Reiblasten auf angrenzende Bauteile verursachen. Es wurde festgestellt, dass im Betrieb eines Torsionsschwingungsdämpfers erhebliche Axiallasten auftreten, wodurch Lagerlasten und/oder die Reibung mit benachbarten relativ dazu bewegten Bauteilen hoch ist beziehungsweise unzulässig stark schwankt und unerwünscht hohen Verschleiß verursacht.In addition to the tasks mentioned above, a torsional vibration damper must also require the smallest possible installation space and cause low bearing loads or low friction loads on adjacent components. It was found that when a torsional vibration damper is in operation, considerable axial loads occur, as a result of which bearing loads and / or the friction with adjacent components that are moved relative to them is high or fluctuates in an impermissibly large manner and causes undesirably high wear.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. 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.Proceeding from this, the present invention is based on the object of at least partially overcoming the disadvantages known from the prior art. The features according to the invention emerge from the independent claims, for which advantageous configurations are shown in the dependent claims. The features of the claims can be combined in any technically meaningful manner, in which case the explanations from the following description and features from the figures, which include additional embodiments of the invention, can also be used.
Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Eingangsseite zum Aufnehmen eines Drehmoments;
- - eine Ausgangsseite zum Abgeben eines Drehmoments;
- - zumindest zwei Zwischenelemente in drehmomentübertragender Verbindung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite;
- - zumindest eine Schraubendruckfeder, die zwischen den Zwischenelementen angeordnet ist und durch die die Zwischenelemente relativ zu der Eingangsseite und relativ zu der Ausgangsseite schwingbar abgestützt sind; und
- - zumindest zwei Wälzkörper, durch die die Zwischenelemente an der Eingangsseite und/oder an der Ausgangsseite schwingbar reibungsarm abgestützt sind.
- an input side for receiving a torque;
- an output side for outputting a torque;
- - At least two intermediate elements in a torque-transmitting connection between the input side and the output side;
- - At least one helical compression spring which is arranged between the intermediate elements and by means of which the intermediate elements are supported so that they can oscillate relative to the input side and relative to the output side; and
- - At least two rolling elements, by means of which the intermediate elements are supported on the input side and / or on the output side so as to be oscillatable with low friction.
Der Torsionsschwingungsdämpfer ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass eine beim Stauchen der Schraubendruckfeder windungsbedingt erzeugte Querkraft in der durch die Zwischenelemente aufgespannten Ebene und quer zu der Rotationsachse ausgerichtet ist.The torsional vibration damper is primarily characterized in that a transverse force generated as a result of the winding when the helical compression spring is compressed is oriented in the plane spanned by the intermediate elements and transversely to the axis of rotation.
Bei den Zwischenelementen handelt es sich vorzugsweise um sogenannte Pendelwippen, so dass der Torsionsschwingungsdämpfer vorzugsweise als sogenannter Pendelwippendämpfer ausgebildet ist. Die schwingbare Abstützung jeder Pendelwippe erfolgt vorzugsweise mittels zumindest eines in einer Kulisse im Sinne eines Kurvengetriebes geführten Wälzkörpers, dessen Achse von der Rotationsachse verschieden ist, aber insbesondere parallel zur Rotationsachse verläuft.The intermediate elements are preferably so-called pendulum rockers, so that the torsional vibration damper is preferably designed as a so-called pendulum rocker damper. The swingable support of each pendulum rocker is preferably carried out by means of at least one rolling element guided in a link in the sense of a cam mechanism, the axis of which is different from the axis of rotation, but in particular runs parallel to the axis of rotation.
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.In the following, reference is made to the named axis of rotation if the axial direction, radial direction or the direction of rotation and corresponding terms are used without explicitly otherwise indicating. Unless explicitly stated otherwise, ordinal numbers used in the preceding and following description are only used for clear distinction and do not reflect any order or ranking of the components identified. An ordinal number greater than one does not necessarily mean that another such component must be present.
Der hier vorgeschlagene Torsionsschwingungsdämpfer weist bevorzugt eine geringe Anzahl von separaten Komponenten auf und nur eine geringe Anzahl von Wälzkörpern und komplementären (Übersetzungs-) Bahnen, welche hier beim Zwischenelement als zwischenelementseitig und bei der Eingangsseite als eingangsseitig beziehungsweise bei der Ausgangsseite als ausgangsseitig bezeichnet werden. Die Eingangsseite ist hier zum Aufnehmen eines Drehmoments eingerichtet, wobei hier nicht ausgeschlossen ist, dass die Eingangsseite auch zum Abgeben eines Drehmoments eingerichtet ist. Beispielsweise bildet die Eingangsseite in einem Hauptzustand, beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bei einem sogenannten Zugmoment, also einer Drehmomentabgabe von einer Antriebsmaschine, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einer elektrischen Maschine, über ein Getriebe auf Vortriebsräder zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs. Die Ausgangsseite ist entsprechend zum Abgeben eines Drehmoments eingerichtet, wobei auch die Ausgangsseite bevorzugt zum Aufnehmen eines Drehmoments eingerichtet ist. Die Ausgangsseite bildet also beispielsweise in der Anwendung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs in einem Nebenzustand die Eingangsseite für ein sogenanntes Schubmoment, also wenn die Trägheitsenergie des fahrenden Kraftfahrzeugs beim Motorbremsen oder bei der Rekuperation (Gewinnung elektrischer Energie aus der Entschleunigung des Kraftfahrzeugs) das Eingangsdrehmoment bildet.The torsional vibration damper proposed here preferably has a small number of separate components and only a small number of rolling elements and complementary (transmission) paths, which are referred to here as the intermediate element side for the intermediate element and as the input side for the input side and as the output side for the output side. The input side is set up here to receive a torque, although it is not excluded here that the input side is also set up to output a torque. For example, in a main state, for example in a drive train of a motor vehicle, the input side forms with a so-called pulling torque, i.e. a torque output from a drive machine, for example an internal combustion engine and / or an electric machine, via a transmission to drive wheels for propelling the motor vehicle. The output side is set up accordingly to output a torque, the output side also preferably being set up to receive a torque. When used in a drive train of a motor vehicle, for example, the output side forms the input side for a so-called overrun torque, i.e. when the inertial energy of the moving vehicle forms the input torque during engine braking or during recuperation (generation of electrical energy from decelerating the motor vehicle).
Die Eingangsseite, die Ausgangsseite und/oder das zumindest eine Zwischenelement ist bevorzugt Scheiben-artig oder Scheibensegment-artig, besonders bevorzugt mittels Blechumformung, gebildet.The input side, the output side and / or the at least one intermediate element is preferably formed in the manner of a disk or disk segment, particularly preferably by means of sheet metal forming.
Damit eine Torsionsschwingung von der Eingangsseite auf die Ausgangsseite oder umgekehrt nicht unmittelbar übertragen wird, sondern moduliert wird, ist zumindest ein Zwischenelement vorgesehen, bevorzugt zumindest zwei Zwischenelemente vorgesehen. Das zumindest eine Zwischenelement ist in drehmomentübertragender Verbindung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite angeordnet. Das zumindest eine Zwischenelement ist hierbei relativ zu der Eingangsseite und relativ zu der Ausgangsseite bewegbar, sodass eine Torsionsschwingung in das Zwischenelement und damit in die zumindest eine Schraubendruckfeder mit einer vorbestimmten (funktionswirksamen) Steifigkeit induzierbar ist. Damit ist die Eigenfrequenz, eine Funktion der Masse und der Steifigkeit, des Systems, in welches der Torsionsschwingungsdämpfer eingebunden ist, veränderbar, bevorzugt verri ngerbar.So that a torsional vibration is not transmitted directly from the input side to the output side or vice versa, but rather is modulated, at least one intermediate element is provided, preferably at least two intermediate elements. The at least one intermediate element is arranged in a torque-transmitting connection between the input side and the output side. The at least one intermediate element can be moved relative to the input side and relative to the output side, so that a torsional vibration can be induced in the intermediate element and thus in the at least one helical compression spring with a predetermined (functionally effective) rigidity. The natural frequency, a function of the mass and the rigidity, of the system in which the torsional vibration damper is integrated can thus be changed, preferably reduced.
Das Zwischenelement ist mittels zumindest einer Schraubendruckfeder, beispielsweise einer zylindrischen Feder mit gerader Federachse oder eine Bogenfeder, relativ zu der jeweils anderen (Kraft-) Seite, also Eingangsseite oder Ausgangsseite, oder an einem weiteren Zwischenelement abgestützt. Die Kraftseite ist von der Eingangsseite oder von der Ausgangsseite gebildet, indem eine entsprechende Anlagefläche gebildet ist. In einer alternativen Ausführungsform ist das Zwischenelement sowohl zu der Eingangsseite als auch zu der Ausgangsseite mittels eines Wälzkörpers und entsprechender Bahnen abgestützt (Bahnseite). Bevorzugt sind dann zwei Zwischenelemente aneinander mittels einem antagonistischen Paar von Schraubendruckfedern aneinander abgestützt.The intermediate element is supported by means of at least one helical compression spring, for example a cylindrical spring with a straight spring axis or an arc spring, relative to the other (force) side, i.e. input side or output side, or on a further intermediate element. The force side is formed from the input side or from the output side in that a corresponding contact surface is formed. In an alternative embodiment, the intermediate element is supported both on the input side and on the output side by means of a rolling element and corresponding tracks (track side). Two intermediate elements are then preferably supported against one another by means of an antagonistic pair of helical compression springs.
Wird beispielsweise ein Drehmoment von der Bahnseite, beispielsweise der Eingangsseite, eingeleitet, so wird infolge eines vorliegenden Drehmomentgradients über dem Torsionsschwingungsdämpfer der Wälzkörper auf der Übersetzungsbahn und der komplementären Gegenbahn aus einer Ruhelage in der entsprechenden Richtung auf der rampenartigen Übersetzungsbahn (hoch) gewälzt. Mit einem Hochwälzen ist hier lediglich zur Veranschaulichung bezeichnet, dass eine Arbeit verrichtet wird. Genauer wird aufgrund des geometrischen Zusammenhangs eine entgegenstehende Kraft der zumindest einen Schraubendruckfeder überwunden. Ein Runterwälzen bedeutet also ein Abgeben eingespeicherter Energie von der zumindest einen Schraubendruckfeder in Form einer Kraft auf das zugeordnete Zwischenelement. Hoch und runter entsprechend also nicht zwangsläufig einer Raumrichtung, auch nicht in einem mitrotierenden Koordinatensystem.If, for example, a torque is introduced from the track side, for example the input side, the rolling element on the transmission path and the complementary counter-path from a rest position in the corresponding direction on the ramp-like transmission path is rolled (up) as a result of a torque gradient above the torsional vibration damper. Rolling up is used here merely to illustrate that work is being performed. More precisely, due to the geometric relationship, an opposing force of the at least one helical compression spring is overcome. Rolling it down means giving up stored energy from the at least one helical compression spring in the form of a force on the associated intermediate element. Up and down do not necessarily correspond to one spatial direction, not even in a co-rotating coordinate system.
Bei einer Ausführungsform mit einer Bahnseite und einer Kraftseite ist an der zumindest einen Bahnseite das zumindest eine Zwischenelement mittels jeweils zumindest eines Wälzkörpers abgestützt, wobei das Zwischenelement für jeweils einen der Wälzkörper eine Übersetzungsbahn aufweist und an der Bahnseite (Eingangsseite und/oder Ausgangsseite) eine komplementäre Gegenbahn für denselben Wälzkörper ausgebildet ist. Über die Gegenbahn und Übersetzungsbahn ist ein Drehmoment übertragbar. Ebenso wird über die zumindest eine Schraubendruckfeder zwischen der Kraftseite und dem Zwischenelement ein Drehmoment übertragen. Mit dieser drehmomentbedingten Bewegung zwingt der Wälzkörper dem zugehörigen Zwischenelement eine relative Bewegung gegenüber der zumindest einen Bahnseite beziehungsweise der Kraftseite auf und die zumindest eine antagonistisch wirkende Schraubendruckfeder wird entsprechend gespannt. Tritt eine Änderung des anliegenden Drehmoments und einhergehend eine Drehzahldifferenz zwischen der Bahnseite und der Kraftseite auf, wie beispielsweise bei einer Torsionsschwingung, so steht dem die Trägheit (hier) der Kraftseite entgegen und der Wälzkörper wälzt (in vorbestimmter Weise) auf der Übersetzungsbahn sowie auf der komplementären Gegenbahn um die dem anliegenden Drehmoment entsprechenden Lage hin und her. Damit arbeitet der Wälzkörper der von einem Drehmomentbetrag abhängig gespannten Schraubendruckfeder entgegen, sodass eine Eigenfrequenz im Vergleich zu einer Ruhelage beziehungsweise einer Drehmomentübertragung ohne Torsionsschwingungsdämpfer (aber gleicher mitbewegter Schwungmasse) verändert ist.In an embodiment with a track side and a force side, the at least one intermediate element is supported on the at least one track side by means of at least one rolling element in each case, the intermediate element having a transmission path for each of the rolling elements and a complementary path on the path side (input side and / or output side) Opposite track is formed for the same rolling element. A torque can be transmitted via the counter path and transmission path. A torque is also transmitted via the at least one helical compression spring between the force side and the intermediate element. With this torque-related movement, the rolling body forces the associated intermediate element to move relative to the at least one track side or the force side and the at least one antagonistically acting helical compression spring is tensioned accordingly. If there is a change in the applied torque and an associated speed difference between the track side and the power side, such as in the case of torsional vibration, the inertia (here) on the power side opposes this and the rolling element rolls (in a predetermined manner) on the transmission track as well as on the complementary mating path to and fro around the position corresponding to the applied torque. The rolling element thus works against the helical compression spring, which is tensioned as a function of the amount of torque, so that a natural frequency is changed compared to a rest position or torque transmission without a torsional vibration damper (but with the same flywheel mass).
Bei einer Ausführungsform mit zwei Bahnseiten, also zwei Paare von antagonistischen Wälzkörpern, an dem zumindest einen Zwischenelement, welches an sich selbst oder an einem weiteren Zwischenelement außerhalb des Drehmomentflusses zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite vorgespannt mittels zumindest einer Schraubendruckfeder abgestützt ist, resultiert eine Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite in einer relativ dazu starren Mitführung des zumindest einen Zwischenelements. Bei Auftreten einer Drehmomentdifferenz, wie beispielsweise bei einer Torsionsschwingung, werden beide Paare von antagonistischen Wälzkörpern wie oben zur Bahnseite bereits beschrieben bewegt, wobei diese Rollbewegung der Wälzkörper gegen die zumindest eine Schraubendruckfeder anarbeiten muss. Daraus folgt der beschriebene Übersetzungszusammenhang (Kurvengetriebe).In an embodiment with two track sides, i.e. two pairs of antagonistic rolling elements, on the at least one intermediate element, which is supported on itself or on a further intermediate element outside the torque flow between the input side and the output side by means of at least one helical compression spring, a torque transmission between the input side and the output side in a relatively rigid entrainment of the at least one intermediate element. When a torque difference occurs, such as a torsional vibration, both pairs of antagonistic rolling elements are moved as already described above to the track side, this rolling movement of the rolling elements having to work against the at least one helical compression spring. The described translation relationship (cam gear) follows from this.
Es sei darauf hingewiesen, dass bevorzugt die zumindest eine Schraubendruckfeder zudem dazu eingerichtet ist, die komplementären Bahnen (Übersetzungsbahn und Gegenbahn) der Bahnseite derart gegeneinander vorzuspannen, dass der zumindest eine Wälzkörper darin gehalten ist und eine Bewegung des Wälzkörpers eine abrollende Bewegung ist.It should be noted that the at least one helical compression spring is preferably also set up to preload the complementary paths (transmission path and counter path) of the path side against one another in such a way that the at least one rolling element is held therein and a movement of the rolling element is a rolling movement.
Die von einer Drehmomentdifferenz zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite bedingte Kraft wird in Form von einer Stauchung von der zumindest einen Schraubendruckfeder aufgenommen und zeitverzögert, bevorzugt (nahezu) dissipationsfrei, an die jeweils andere Seite weitergegeben. Der Drehmomenteintrag inklusive der Torsionsschwingung wird damit, bevorzugt (nahezu) verlustfrei, zeitlich verändert an die jeweils andere Seite weitergegeben. Darüber hinaus ist die Eigenfrequenz wie oben erläutert nicht konstant, sondern infolge der veränderbaren Lage des Zwischenelements von dem Drehmomentgradienten und damit von dem anliegenden Drehmoment abhängig.The force caused by a torque difference between the input side and the output side is absorbed in the form of a compression by the at least one helical compression spring and passed on to the other side with a time delay, preferably (almost) without dissipation. The torque input, including the torsional oscillation, is thus passed on to the other side in a temporally changed manner, preferably (almost) without loss. In addition, as explained above, the natural frequency is not constant, but rather depends on the torque gradient and thus on the applied torque as a result of the changeable position of the intermediate element.
In einer Ausführungsform sind zwei oder mehr Zwischenelemente vorgesehen, welche bevorzugt zu der Rotationsachse rotationssymmetrisch angeordnet sind, sodass der Torsionsschwingungsdämpfer mit einfachen Mitteln ausgewuchtet ist. Für eine geringe Anzahl von Komponenten und (Übersetzungs-) Bahnen ist eine Ausführungsform mit genau zwei Zwischenelementen vorteilhaft.In one embodiment, two or more intermediate elements are provided, which are preferably arranged rotationally symmetrically to the axis of rotation, so that the torsional vibration damper is balanced with simple means. For a small number of components and (translation) paths, an embodiment with exactly two intermediate elements is advantageous.
Bevorzugt ist jeweils ein Paar zueinander antagonistischer Schraubendruckfedern zum Einwirken auf ein (einziges) Zwischenelement vorgesehen, wobei die Schraubendruckfedern bevorzugt entsprechend der Ausführungsform der Übersetzungsbahn und komplementären Gegenbahn miteinander ins Gleichgewicht gebracht sind. In einer alternativen Ausführungsform ist zumindest eine Zwangsführung vorgesehen, mittels welcher zumindest einem der Zwischenelemente geometrisch geführt eine Bewegung aufgezwungen ist, beispielsweise nach Art von einer Schiene beziehungsweise Nut und umgreifendem Zapfen beziehungsweise hineingreifender Feder. Damit ist die Bewegung des jeweiligen Zwischenelements (geometrisch) überdefiniert.A pair of mutually antagonistic helical compression springs is preferably provided for acting on a (single) intermediate element, the helical compression springs preferably being balanced with one another in accordance with the embodiment of the transmission path and complementary counter path. In an alternative embodiment, at least one positive guide is provided, by means of which a movement is imposed geometrically guided at least on one of the intermediate elements, for example in the manner of a rail or groove and encompassing pin or spring engaging in it. This means that the movement of the respective intermediate element is (geometrically) over-defined.
Hier ist nun vorgeschlagen, dass die eine beim Stauchen der zumindest einen Schraubendruckfeder windungsbedingt erzeugte Querkraft quer zu der Rotationsachse ausgerichtet ist. Eine solche Querkraft wurde als eine Hauptursache für eine hohe Axialkraft in dem Torsionsschwingungsdämpfer ausgemacht. Indem nun diese Querkraft in einer (Rotations-) Ebene angeordnet wird, zu welcher die Rotationsachse normal ausgerichtet ist, ist die Querkraft nicht oder (technisch bedingt) nur gering in axialer Richtung ausgerichtet, der axial wirksame Kraftanteil der Querkraft also gering bis vernachlässigbar. Die Querkraft entsteht beim Stauchen einer Schraubendruckfeder aufgrund der Verwindung des Federdrahts. Diese Querkraft ist geometrisch eindeutig bestimmbar. Die Querkraft ist in Richtung des Windungssinns um 90° [neunzig Grad von 360°] verdreht zu einer Winkelhalbierenden eines Einschlusswinkels ausgerichtet. Der Einschlusswinkel ist als ein Winkel definiert, welcher von den an den jeweiligen Federenden erstmalig Kontakt bildenden (infinitesimalen) Drahtabschnitten eingeschlossen ist. It is now proposed here that the one transverse force generated as a result of the winding when the at least one helical compression spring is compressed is aligned transversely to the axis of rotation. Such a lateral force has been identified as a major cause of a large axial force in the torsional vibration damper. Since this transverse force is now arranged in a (rotational) plane to which the axis of rotation is aligned normally, the transverse force is not or (for technical reasons) only slightly aligned in the axial direction, the axially effective one The force component of the transverse force is therefore low to negligible. The transverse force arises when a helical compression spring is compressed due to the twisting of the spring wire. This transverse force can be clearly determined geometrically. The transverse force is aligned in the direction of the winding direction rotated by 90 ° [ninety degrees of 360 °] to an angle bisector of an included angle. The inclusion angle is defined as an angle which is enclosed by the (infinitesimal) wire sections which form contact for the first time at the respective spring ends.
Beispielsweise bei einer Schraubendruckfeder ohne Totwindung an den (beiden) Federenden entspricht dieser Einschlusswinkel dem von den Drahtenden eingeschlossenen Winkel. Eine windungsbedingt erzeugte Querkraft ist dann quer zu der Rotationsachse ausgerichtet, wenn der eingeschlossene Winkel zwischen der Querkraft und der Rotationsachse 90°± 5° [neunzig Grad plus/minus fünf Grad] oder weniger beträgt. In einer bevorzugten Ausführungsform sind bei einem Paar von antagonistischen Schraubendruckfedern die Axialkraftanteile der windungsbedingt erzeugten Querkräfte einander entgegengesetzt ausgerichtet. In einer anderen Ausführungsform ist der verbleibende Axialkraftanteil der windungsbedingt erzeugten Querkräfte im Rahmen einer zulässigen Toleranz.For example, in the case of a helical compression spring without a dead turn at the (two) spring ends, this included angle corresponds to the angle included by the wire ends. A transverse force generated as a result of the winding is oriented transversely to the axis of rotation when the included angle between the transverse force and the axis of rotation is 90 ° ± 5 ° [ninety degrees plus / minus five degrees] or less. In a preferred embodiment, in the case of a pair of antagonistic helical compression springs, the axial force components of the transverse forces generated as a result of the winding are oriented opposite one another. In another embodiment, the remaining axial force component of the transverse forces generated as a result of the winding is within a permissible tolerance.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass an einem Zwischenelement eine erste Schraubendruckfeder und eine zweite Schraubendruckfeder ansetzen, wobei die windungsbedingte erste Querkraft der ersten Schraubendruckfeder jener windungsbedingten zweiten Querkraft der zweiten Schraubendruckfeder entgegengerichtet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the torsional vibration damper that a first helical compression spring and a second helical compression spring attach to an intermediate element, the winding-related first transverse force of the first helical compression spring being directed opposite to the winding-related second transverse force of the second helical compression spring.
Hier ist vorgeschlagen, dass zwei Schraubendruckfedern an einem gemeinsamen Zwischenelement ansetzen, also kraftübertragend beziehungsweise vorspannend anliegen, und deren Querkräfte einander entgegengerichtet sind, sich also gegenseitig reduzieren, beispielsweise bei gleichem Kraftbetrag gegenseitig aufheben. Bei dieser Betrachtung ist ein verbleibender Axialkraftanteil der Querkräfte nicht berücksichtigt, sondern allein der (deutlich) größere Kraftanteil der Querkräfte in der Rotationsebene.It is proposed here that two helical compression springs apply to a common intermediate element, i.e. bear force-transmitting or pretensioning, and their transverse forces are opposite to one another, i.e. reduce one another, for example cancel one another out with the same amount of force. In this consideration, a remaining axial force component of the transverse forces is not taken into account, but only the (significantly) larger force component of the transverse forces in the plane of rotation.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass eine Mehrzahl von Zwischenelementen vorgesehen ist und eine erste Schraubendruckfeder und eine zweite Schraubendruckfeder an jeweils einem Zwischenelemente ansetzen, wobei die windungsbedingte erste Querkraft der ersten Schraubendruckfeder zu jener windungsbedingten zweiten Querkraft der zweiten Schraubendruckfeder gleich gerichtet ist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the torsional vibration damper that a plurality of intermediate elements is provided and a first helical compression spring and a second helical compression spring are each attached to an intermediate element, the winding-related first transverse force of the first helical compression spring being directed in the same way as that winding-related second transverse force of the second helical compression spring is.
Hier ist vorgeschlagen, dass zwei Schraubendruckfedern an einem gemeinsamen Zwischenelement ansetzen, also kraftübertragend beziehungsweise vorspannend anliegen, und deren Querkräfte gleich gerichtet sind. Beispielsweise bei einer Ausführungsform mit drei oder mehr Zwischenelementen sind die Schraubendruckfedern umlaufend aufeinander abfolgend (in Reihe) angeordnet. Die Schraubendruckfedern sind also (anders als bei einer Ausführungsform mit (genau) zwei Schraubendruckfedern) nicht zueinander parallel angeordnet. Eine gleiche Ausrichtung der Querkräfte bedeutet hier also, dass (betrachtet in der Rotationsebene) ein Vektoranteil der Querkräfte tangential zu einem Umlaufkreis ausgerichtet ist und der andere Vektoranteil der Querkräfte nach radial-außen beziehungsweise nach radial-innen weist.It is proposed here that two helical compression springs attach to a common intermediate element, that is, bear force-transmitting or pretensioning, and that their transverse forces are directed in the same way. For example, in an embodiment with three or more intermediate elements, the helical compression springs are arranged circumferentially one after the other (in a row). The helical compression springs are therefore (unlike in an embodiment with (precisely) two helical compression springs) not arranged parallel to one another. The same alignment of the transverse forces here means that (viewed in the plane of rotation) one vector component of the transverse forces is oriented tangentially to an orbital circle and the other vector component of the transverse forces points radially outwards or radially inwards.
Auch bei dieser Betrachtung ist ein verbleibender Axialkraftanteil der Querkräfte nicht berücksichtigt, sondern allein der (deutlich) größere Kraftanteil der Querkräfte in der Rotationsebene.In this consideration, too, a remaining axial force component of the transverse forces is not taken into account, but only the (significantly) larger force component of the transverse forces in the plane of rotation.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass der Windungssinn der beiden Schraubendruckfedern:
- - identisch ist; oder
- - entgegengesetzt ist.
- - is identical; or
- - is opposite.
Für ein Ausrichten der Querkräfte von zwei Schraubendruckfedern gibt es zwei Möglichkeiten, nämlich eine Anpassung der Ausrichtung der Winkelhalbierenden des Einschlusswinkels und eine Anpassung des Windungssinns. Wenn beispielsweise die Querkräfte von zwei Schraubendruckfedern an einem gemeinsamen Zwischenelement einander entgegengerichtet ausgerichtet sein sollen, müssen die Winkelhalbierenden jeweils axial ausgerichtet sein. Damit die Querkräfte aufeinander zu ausgerichtet sind, müssen bei identischem Windungssinn die Winkelhalbierenden einander entgegengesetzt ausgerichtet sein oder bei entgegengesetztem Windungssinn die Winkelhalbierenden in die gleiche Richtung weisend ausgerichtet sein. Auch bei der Betrachtung der Winkelhalbierenden gilt gegebenenfalls die oben genannte Abweichung von einer ideal axialen Ausrichtung von ± 5°.There are two options for aligning the transverse forces of two helical compression springs, namely adapting the alignment of the bisector of the inclusion angle and adapting the direction of the winding. If, for example, the transverse forces of two helical compression springs on a common intermediate element are to be aligned in opposite directions, the angle bisectors must each be aligned axially. In order for the transverse forces to be aligned towards one another, the bisectors must be oriented in opposite directions when the winding direction is identical, or the bisector must be oriented pointing in the same direction when the winding direction is opposite. When considering the bisector, the above-mentioned deviation from an ideal axial alignment of ± 5 ° may also apply.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass zumindest eine der Schraubendruckfedern als Außenfeder oder als Innenfeder eines Federpakets eingerichtet ist,
wobei bevorzugt die windungsbedingten Querkräfte der Innenfeder und der Außenfeder einander entgegengerichtet sind.It is also in an advantageous embodiment of the Torsional vibration damper proposed that at least one of the helical compression springs is set up as an outer spring or as an inner spring of a spring assembly,
wherein the winding-induced transverse forces of the inner spring and the outer spring are preferably directed opposite one another.
Hier ist vorgeschlagen, dass der Torsionsschwingungsdämpfer zumindest ein Federpaket umfasst, welches eine Außenfeder und zumindest eine Innenfeder umfasst. Ein solches Federpaket ist beispielsweise mit konventionellen Schraubendruckfedern ausgeführt, wobei die Außenfeder und/oder zumindest eine der Innenfedern eine Schraubendruckfeder mit den zuvor genannten Eigenschaften hinsichtlich der Ausrichtung der Querkraft ist.It is proposed here that the torsional vibration damper comprises at least one spring assembly which comprises an outer spring and at least one inner spring. Such a spring package is designed, for example, with conventional helical compression springs, the outer spring and / or at least one of the inner springs being a helical compression spring with the aforementioned properties with regard to the alignment of the transverse force.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind zumindest eine der Innenfedern sowie auch die Außenfeder eine solche Schraubendruckfeder, deren Querkräfte einander entgegengerichtet sind. Somit reduziert sich die Summe beziehungsweise es verbleibt eine geringe Differenz der in das Zwischenelement von diesem Federpaket eingetragenen Querkräfte. In einer Ausführungsform ist die Differenz derart gering, dass eine verbleibende Axialkraftkomponente vernachlässigbar ist und die Ausrichtung des Federpakets relativ zu dem Zwischenelement und/oder einer weiteren Schraubendruckfeder (beziehungsweise bevorzugt eben solchen Federpaket) nicht beachtet werden muss.In a preferred embodiment, at least one of the inner springs and also the outer spring are such a helical compression spring, the transverse forces of which are directed opposite one another. The sum is thus reduced, or a slight difference remains between the transverse forces introduced into the intermediate element by this spring assembly. In one embodiment, the difference is so small that a remaining axial force component is negligible and the alignment of the spring assembly relative to the intermediate element and / or a further helical compression spring (or preferably such a spring assembly) does not have to be taken into account.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass zumindest eines der Zwischenelemente zumindest einen Napf aufweist und die zumindest eine Schraubendruckfeder in dem Napf ansetzt.It is further proposed in an advantageous embodiment of the torsional vibration damper that at least one of the intermediate elements has at least one cup and that the at least one helical compression spring is attached to the cup.
Ein Napf ist eine Aufnahmeeinrichtung, welche eine solche Fläche aufweist, dass ein planes Aufliegen des daran ansetzenden Federendes der betreffenden Schraubendruckfeder sichergestellt ist. Damit ist unter Umständen eine größere Freiheit hinsichtlich der Ausrichtung der Federenden geschaffen; denn oftmals sind die Zwischenelemente derart schmal in axialer Richtung ausgeführt, dass ein Federende mit einer Windungslücke in Anlage gebracht werden müsste, um die angestrebte Bedingung der Ausrichtung der Querkräfte zu erreichen. Mit einem Napf als Anlagefläche ist ein gewünscht planes Aufliegen unabhängig von der Orientierung der Schraubendruckfeder stets erreicht. Bevorzugt sind an allen Zwischenelementen des Torsionsschwingungsdämpfers, bevorzugt identische, Näpfe vorgesehen.A cup is a receiving device which has a surface such that the spring end of the relevant helical compression spring that is attached to it lies flat. This creates a greater freedom with regard to the alignment of the spring ends under certain circumstances; because the intermediate elements are often designed so narrow in the axial direction that a spring end would have to be brought into contact with a winding gap in order to achieve the desired condition of aligning the transverse forces. With a cup as a contact surface, a desired flat surface is always achieved regardless of the orientation of the helical compression spring. Preferably, identical cups are provided on all intermediate elements of the torsional vibration damper.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers vorgeschlagen, dass zumindest eines der Zwischenelemente zumindest einen Zapfen aufweist und die zumindest eine Schraubendruckfeder von dem Zapfen zentriert ist, wobei bevorzugt der Zapfen eine zentrale Ausnehmung aufweist.It is also proposed in an advantageous embodiment of the torsional vibration damper that at least one of the intermediate elements has at least one pin and the at least one helical compression spring is centered by the pin, the pin preferably having a central recess.
Mittels des Zapfens ist die korrespondierende Schraubendruckfeder zu dem Zwischenelement (mit dem Zapfen) zentriert. Bei einer Ausführungsform des Torsionsschwingungsdämpfers mit einem Federpaket, welches zumindest eine der orientierten Schraubendruckfedern umfasst, ist bevorzugt einzig die Außenfeder zentriert, und zwar mittels des Zapfens. Die zumindest eine Innenfeder ist mittels der Außenfeder geführt und damit ebenfalls zentriert. Indem die Außenfeder anstatt einer Innenfeder zentriert ist, sind die Reibkräfte infolge des gegenseitigen Führens der ineinander gestapelten Schraubendruckfedern reduziert, weil Innenfedern aufgrund der Abmessungen in der Regel weicher und damit schwächer sind. Die (oftmals deutlich größeren) Führungskräfte (zum Zentrieren des Federpakets) von der Außenfeder sind dann von dem Zapfen aufgenommen. Bevorzugt sind an allen Zwischenelementen des Torsionsschwingungsdämpfers, bevorzugt identische, Zapfen vorgesehen.By means of the pin, the corresponding helical compression spring is centered on the intermediate element (with the pin). In one embodiment of the torsional vibration damper with a spring assembly which comprises at least one of the oriented helical compression springs, only the outer spring is preferably centered, specifically by means of the pin. The at least one inner spring is guided by means of the outer spring and is thus also centered. By centering the outer spring instead of an inner spring, the frictional forces due to the mutual guidance of the stacked helical compression springs are reduced, because inner springs are generally softer and therefore weaker due to their dimensions. The (often significantly larger) executives (for centering the spring assembly) from the outer spring are then taken up by the pin. Preferably identical pins are provided on all intermediate elements of the torsional vibration damper.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Zapfen eine Ausnehmung auf, welche zentral angeordnet ist, also um seine Mitte in Ausdehnung in der Rotationsebene beziehungsweise in Richtung der Ausdehnung des Zwischenelements quer zu der Rotationsachse. Die Ausnehmung ist bevorzugt spannungsoptimiert geformt, oftmals daher nicht symmetrisch und/oder nicht exakt mittig des Zapfens angeordnet. Weil die Zwischenelemente oftmals hochbelastete Komponenten sind, ist eine spannungsoptimierte Form der Zapfen vorteilhaft, wobei hierbei bevorzugt nicht die Spannungsverläufe allein bedingt durch die Zapfenkräfte (zum Zentrieren der zumindest einen Schraubendruckfeder), sondern auch alle oder einige der übrigen Spannungsverläufe in dem Zwischenelement bei der Auslegung des Zapfens und seiner Ausnehmung betrachtet sind.In a preferred embodiment, the pin has a recess which is arranged centrally, that is to say around its center extending in the plane of rotation or in the direction of the extension of the intermediate element transversely to the axis of rotation. The recess is preferably shaped in a stress-optimized manner and is therefore often not arranged symmetrically and / or not exactly in the center of the pin. Because the intermediate elements are often highly stressed components, a stress-optimized shape of the pegs is advantageous, whereby preferably not the stress curves solely due to the pin forces (for centering the at least one helical compression spring), but also all or some of the other stress curves in the intermediate element in the design of the pin and its recess are considered.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Begrenzerscheibe mit einer Rotationsachse für eine Drehmomentbegrenzereinheit vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Reibscheibe zum reibschlüssigen Übertragen eines Drehmoments;
- - ein Wellenanschluss zum Übertragen eines Drehmoments; und
- - einen Torsionsschwingungsdämpfer nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung,
- - A friction disk for frictional transmission of torque;
- - A shaft connection for transmitting a torque; and
- - a torsional vibration damper according to an embodiment according to the above description,
Die hier vorgeschlagene Begrenzerscheibe ist für eine konventionelle Verwendung, beispielsweise in einer Drehmomentbegrenzereinheit, eingerichtet. Bevorzugt weist die Begrenzerscheibe eine konventionelle oder im Vergleich dazu eine geringere Bauraumforderung bei gleicher Funktion auf. Besonders bevorzugt ist die Begrenzerscheibe einzig hinsichtlich des Torsionsschwingungsdämpfers und gegebenenfalls daraus resultierenden Anpassungen, bevorzugt ohne notwendige Anpassungen, anders als eine konventionelle Begrenzerscheibe.The limiter disk proposed here is set up for conventional use, for example in a torque limiter unit. The limiter disk preferably has a conventional installation space requirement or, in comparison therewith, a smaller installation space requirement with the same function. The limiter disk is particularly preferred solely with regard to the torsional vibration damper and any adaptations resulting therefrom, preferably without necessary adaptations, unlike a conventional limiter disk.
Die Begrenzerscheibe weist eine Reibscheibe auf, beispielsweise umfassend eine, bevorzugt zwei Reibbeläge. Die Reibscheibe ist in einem vorbestimmten Bereich, bevorzugt radial-außen, beispielsweise mittels des zumindest einen Reibbelags, zum reibschlüssigen Übertragen eines vorbestimmten Maximaldrehmoments eingerichtet. Beispielsweise ist der vorbestimmte Bereich für eine reibschlüssige Drehmomentübertragung zwischen zwei Reibplatten, bevorzugt einer (axial bewegbaren) Anpressplatte und einer (axial fixierten) Gegenplatte, axial verpressbar, wobei bevorzugt dazu ein separates Vorspannmittel, beispielsweise eine Tellerfeder, vorgesehen ist.The limiter disk has a friction disk, for example comprising one, preferably two, friction linings. The friction disk is set up in a predetermined area, preferably radially outside, for example by means of the at least one friction lining, for the frictional transmission of a predetermined maximum torque. For example, the predetermined area for frictional torque transmission between two friction plates, preferably an (axially movable) pressure plate and an (axially fixed) counter-plate, can be axially compressed, with a separate prestressing means, for example a plate spring, preferably being provided for this purpose.
Weiterhin ist ein Wellenanschluss vorgesehen, beispielsweise zum drehmomentübertragenden Verbinden mit einer Getriebeeingangswelle und/oder einer Rotorwelle einer elektrischen Antriebsmaschine eines Hybridmoduls. Der Wellenanschluss ist beispielsweise als Nabe mit innenseitiger Steckverzahnung ausgebildet.Furthermore, a shaft connection is provided, for example for the torque-transmitting connection to a transmission input shaft and / or a rotor shaft of an electric drive machine of a hybrid module. The shaft connection is designed, for example, as a hub with an internal spline.
Hier ist nun vorgeschlagen, dass ein Torsionsschwingungsdämpfer nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung zwischen die Reibscheibe und den Wellenanschluss zwischengeschaltet ist, also in Reihe geschaltet, ist. Somit ist zwischen der Reibscheibe und dem Wellenanschluss einzig ein gedämpftes Drehmoment übertragbar beziehungsweise eine Eigenfrequenz des Systems verändert. Alternativ ist der Torsionsschwingungsdämpfer parallel geschaltet.It is now proposed here that a torsional vibration damper according to an embodiment according to the above description is interposed between the friction disk and the shaft connection, that is to say is connected in series. Thus, only a damped torque can be transmitted between the friction disk and the shaft connection or a natural frequency of the system is changed. Alternatively, the torsional vibration damper is connected in parallel.
Der Torsionsschwingungsdämpfer weist eine besonders geringe Reibung infolge von (internen) Axialkräften und damit einen besonders hohen Wirkungsgrad hinsichtlich der Drehmomentübertragung auf. Damit ist zudem der Lageraufwand beziehungsweise entsprechende Schutzmaßnahmen gegen Verschleiß gering und bevorzugt die Lebensdauer besonders lang.The torsional vibration damper has a particularly low friction as a result of (internal) axial forces and thus a particularly high degree of efficiency in terms of torque transmission. This also means that the storage costs or corresponding protective measures against wear are low and the service life is preferably particularly long.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Drehmomentbegrenzereinheit mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend
- - eine Eingangsseite;
- - eine Ausgangsseite;
- - eine Begrenzereinheit, umfassend einen Torsionsschwingungsdämpfer nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung oder eine Begrenzerscheibe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung; und
- - ein Vorspannmittel, mittels welchem eine vorbestimmte Anpresskraft auf die Begrenzereinheit für ein resultierendes vorbestimmtes Maximaldrehmoment aufgegeben ist,
- - an entry page;
- - an exit page;
- a limiter unit comprising a torsional vibration damper according to an embodiment according to the above description or a limiter disk according to an embodiment according to the above description; and
- - a pretensioning means, by means of which a predetermined pressing force is applied to the limiter unit for a resulting predetermined maximum torque,
Die Drehmomentbegrenzereinheit ist dazu eingerichtet, in einem Antriebsstrang ein übertragbares Drehmoment auf ein vorbestimmtes Maximaldrehmoment zu begrenzen und somit eine Komponente in einem Antriebsstrang, beispielsweise eine elektrische Antriebsmaschine, vor einer Drehmomentüberhöhung, beispielsweise eines Radmoments in einem Kraftfahrzeug, zu schützen. Dazu ist zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite eine Begrenzereinheit, beispielsweise umfassend eine Begrenzerscheibe wie sie oben beschrieben ist, angeordnet. Die Begrenzerscheibe ist zwischen einer Anpressplatte und einer Gegenplatte mittels eines Vorspannmittels mit einer vorbestimmten axialen Anpresskraft verpresst. Bevorzugt ist die Anpressplatte axial bewegbar und das Vorspannmittel eine Feder, beispielsweise eine Tellerfeder oder Membranfeder, und bevorzugt ist die Gegenplatte axial fixiert. In einer anderen Ausführungsform umfasst die Begrenzereinheit eine Mehrzahl von reibschlüssig miteinander mit einer vorbestimmten axialen Anpresskraft verpresster Reiblamellen. Mittels der vorbestimmten Anpresskraft ist mit der Begrenzereinheit eine reibschlüssige Drehmomentübertragung gebildet. Infolge der Anpresskraft ergibt sich eine Reibkraft über die flächigen Reibpaarungen zwischen dem für einen Reibschluss vorbestimmten Bereich, beispielsweise der Begrenzerscheibe und einem (jeweiligen) korrespondierenden Gegenreibbereich der Anpressplatte und der Gegenplatte. Die Reibkraft ergibt multipliziert mit dem mittleren Radius der gebildeten Reibfläche ein (maximal) übertragbares Drehmoment. Multipliziert mit der Anzahl der Reibpaarungen ergibt sich etwa das übertragbare (maximale) Gesamtdrehmoment der Drehmomentbegrenzereinheit.The torque limiter unit is set up to limit a transferable torque in a drive train to a predetermined maximum torque and thus to protect a component in a drive train, for example an electric drive machine, from excessive torque, for example a wheel torque in a motor vehicle. For this purpose, a limiter unit, for example comprising a limiter disk as described above, is arranged between the input side and the output side. The limiter disk is pressed between a pressure plate and a counter plate by means of a pretensioning means with a predetermined axial pressure force. The pressure plate is preferably axially movable and the pretensioning means is a spring, for example a plate spring or diaphragm spring, and the counter plate is preferably axially fixed. In another embodiment, the limiter unit comprises a plurality of friction disks which are frictionally engaged with one another with a predetermined axial contact force. A frictional torque transmission is formed with the limiter unit by means of the predetermined contact force. As a result of the contact pressure, a frictional force arises via the two-dimensional friction pairings between the area predetermined for a frictional engagement, for example the limiter disk and a (respective) corresponding counter-friction area of the pressure plate and the counter plate. The frictional force multiplied by the mean radius of the friction surface formed results in a (maximum) transmittable torque. Multiplied by the number of friction pairings, this gives roughly the transmittable (maximum) total torque of the torque limiter unit.
Die Eingangsseite, beispielsweise ein Motorflansch, ist zum Aufnehmen eines Drehmoments eingerichtet, beispielsweise mit einer Antriebsmaschine (mittelbar oder unmittelbar) drehmomentfest verbunden. Die Ausgangsseite, beispielsweise der Wellenanschluss der Begrenzerscheibe, ist zum Abgeben eines Drehmoments eingerichtet, beispielsweise mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes und/oder einer Rotorwelle einer elektrischen Antriebsmaschine eines Hybridmoduls (mittelbar oder unmittelbar) drehmomentfest verbunden. Bevorzugt ist die Eingangsseite auch zum Abgeben eines Drehmoments, beispielsweise zum Anlassen einer Verbrennungskraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, und die Ausgangsseite entsprechend auch zum Aufnehmen eines Drehmoments, beispielsweise eines Radmoments und/oder eines Drehmoments von einer Rotorwelle eines Hybridmoduls, eingerichtet.The input side, for example a motor flange, is for receiving a torque set up, for example connected to a drive machine (indirectly or directly) in a torque-proof manner. The output side, for example the shaft connection of the limiter disk, is set up to output a torque, for example connected to a transmission input shaft of a transmission and / or a rotor shaft of an electric drive machine of a hybrid module (indirectly or directly) in a torque-proof manner. The input side is preferably also set up to output a torque, for example to start an internal combustion engine in a motor vehicle, and the output side accordingly also to receive a torque, for example a wheel torque and / or a torque from a rotor shaft of a hybrid module.
Innerhalb der Drehmomentbegrenzereinheit, beispielsweise innerhalb der Begrenzerscheibe, ist ein Torsionsschwingungsdämpfer vorgesehen, womit ein Drehmoment einzig frequenzmoduliert zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite übertragbar ist.A torsional vibration damper is provided within the torque limiter unit, for example within the limiter disk, with which a torque can be transmitted between the input side and the output side in a single frequency-modulated manner.
Mit der hier vorgeschlagenen Drehmomentbegrenzereinheit ist eine hohe Laufruhe beziehungsweise geringe Schwingungsbelastung jener der Drehmomentbegrenzereinheit nachgeschalteten Komponenten eines Antriebsstrangs sowie eine geringe Geräuschemission erzielbar, wobei zugleich der Torsionsschwingungsdämpfer einen besonders hohen Wirkungsgrad hinsichtlich der Drehmomentübertragung aufweist. Zudem ist eine lange Lebensdauer erzielbar und zugleich der Torsionsschwingungsdämpfer mit einem kostengünstigen Herstellungsverfahren herstellbar. Damit ist die Drehmomentbegrenzereinheit besonders wettbewerbsfähig.With the torque limiter unit proposed here, a smooth running or low vibration load of those components of a drive train connected downstream of the torque limiter unit as well as low noise emissions can be achieved, with the torsional vibration damper at the same time having a particularly high degree of efficiency in terms of torque transmission. In addition, a long service life can be achieved and, at the same time, the torsional vibration damper can be manufactured using a cost-effective manufacturing process. This makes the torque limiter unit particularly competitive.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Schwungrad mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend
eine Schwungmasse und einen Torsionsschwingungsdämpfer nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung,
wobei die Schwungmasse mit der Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers dauerhaft drehmomentübertragend verbunden ist und die Schwungmasse zum Verbinden mit einer Verbrennerwelle einer Verbrennungskraftmaschine eingerichtet ist.According to a further aspect, a flywheel with an axis of rotation for a drive train is proposed having
a flywheel and a torsional vibration damper according to an embodiment according to the description above,
wherein the flywheel is permanently connected to the input side of the torsional vibration damper so as to transmit torque, and the flywheel is set up for connection to a combustion shaft of an internal combustion engine.
Ein Schwungrad weist eine Schwungmasse auf, welche bevorzugt Scheiben-artig oder Scheibensegment-artig gebildet ist. Die Schwungmasse ist mit der Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers frequenzmoduliert drehmomentübertragend mit einem Antriebsstrang verbindbar. Die Schwungmasse ist, bevorzugt unmittelbar, mit einer Verbrennerwelle verbindbar. Wenn im Einsatz in einem Antriebsstrang von einer Verbrennerwelle ein Drehmomentausschlag in die Schwungmasse eingeleitet wird, so wird die daraus resultierende Überschussenergie (größtenteils) zunächst in den Torsionsschwingungsdämpfer eingespeist, bevor diese Überschussenergie an den Antriebsstrang weitergegeben wird, wobei der Torsionsschwingungsdämpfer für den Drehmomentausschlag weich ist, aber ein mittleres Drehmoment mit hoher Steifigkeit übertragbar ist.A flywheel has a flywheel, which is preferably designed in the manner of a disk or disk segment. The flywheel can be connected to the input side of the torsional vibration damper in a frequency-modulated manner to transmit torque to a drive train. The flywheel can be connected, preferably directly, to a combustion shaft. If, in use in a drive train, a combustion shaft introduces a torque deflection into the flywheel, the resulting excess energy is (for the most part) first fed into the torsional vibration damper before this excess energy is passed on to the drive train, whereby the torsional vibration damper is soft for the torque deflection, but an average torque can be transmitted with high rigidity.
Der Torsionsschwingungsdämpfer weist eine besonders geringe Reibung infolge von (internen) Axialkräften und damit einen besonders hohen Wirkungsgrad hinsichtlich der Drehmomentübertragung auf. Damit ist zudem der Lageraufwand beziehungsweise entsprechende Schutzmaßnahmen gegen Verschleiß gering und eine besonders lange Lebensdauer erzielbar.The torsional vibration damper has a particularly low friction as a result of (internal) axial forces and thus a particularly high degree of efficiency in terms of torque transmission. This also means that the storage costs or corresponding protective measures against wear are low and a particularly long service life can be achieved.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Hybridmodul für einen Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine elektrische Antriebsmaschine;
- - eine Trennkupplung; und
- - einen Torsionsschwingungsdämpfer nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung,
- - an electric prime mover;
- - a disconnect clutch; and
- - a torsional vibration damper according to an embodiment according to the above description,
Die elektrische Antriebsmaschine des Hybridmoduls ist koaxial oder achsparallel (beispielsweise mittels eines Riementriebs) raumsparend mit einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine verbindbar, wobei eine Drehmomentübertragung mittels der Trennkupplung lösbar ist. Weil die elektrische Antriebsmaschine in der Regel äußerst empfindlich gegen Drehmomentschwingungen ist, wie sie von einer Verbrennungskraftmaschine systembedingt erzeugt werden, ist der Einsatz eines Torsionsschwingungsdämpfers nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung besonders vorteilhaft.The electric drive machine of the hybrid module can be connected coaxially or axially parallel (for example by means of a belt drive) to a crankshaft of an internal combustion engine in a space-saving manner, with torque transmission being releasable by means of the separating clutch. Because the electric drive machine is generally extremely sensitive to torque vibrations, such as those generated by an internal combustion engine as a result of the system, the use of a torsional vibration damper according to an embodiment as described above is particularly advantageous.
Der Torsionsschwingungsdämpfer weist eine besonders geringe Reibung infolge von (internen) Axialkräften und damit einen besonders hohen Wirkungsgrad hinsichtlich der Drehmomentübertragung auf. Damit ist zudem der Lageraufwand beziehungsweise entsprechende Schutzmaßnahmen gegen Verschleiß gering und eine besonders lange Lebensdauer erzielbar.The torsional vibration damper has a particularly low friction as a result of (internal) axial forces and thus a particularly high degree of efficiency in terms of torque transmission. This also means that the storage costs or corresponding protective measures against wear are low and a particularly long service life can be achieved.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - zumindest eine Antriebsmaschine mit einer Maschinenwelle;
- - ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments der zumindest einen Maschinenwelle an einen Verbraucher; und
- - eine Drehmomentbegrenzereinheit mit einer Begrenzerscheibe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung und/oder ein Schwungrad nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung und/oder ein Hybridmodul nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung.
- - at least one drive machine with a machine shaft;
- - A transmission for transmitting a torque of the at least one machine shaft to a consumer; and
- a torque limiter unit with a limiter disk according to an embodiment according to the description above and / or a flywheel according to an embodiment according to the description above and / or a hybrid module according to an embodiment according to the description above.
Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst in einer Ausführungsform eine Drehmomentbegrenzereinheit, beispielsweise mit einer Begrenzerscheibe in einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung, wobei die Drehmomentbegrenzereinheit eine Drehmomentübertragung zwischen der (bevorzugt elektrischen) Antriebsmaschine beziehungsweise deren Maschinenwelle und dem zumindest einen Verbraucher, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug die Vortriebsräder, mittels auf ein Maximaldrehmoment begrenzt.The drive train proposed here comprises in one embodiment a torque limiter unit, for example with a limiter disk in one embodiment according to the above description, the torque limiter unit transmitting torque between the (preferably electric) drive machine or its machine shaft and the at least one consumer, for example the drive wheels in a motor vehicle , limited by means of a maximum torque.
Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst in einer Ausführungsform ein Schwungrad, mittels welchem eine Drehmomentabgabe einer Verbrennungskraftmaschine vergleichmäßigt ist. Besonders in einem hybridisierten Antriebsstrang ist eine elektrische Antriebsmaschine mittels des Schwungrads vor übermäßigen Drehmomentausschlägen geschützt.In one embodiment, the drive train proposed here comprises a flywheel, by means of which a torque output of an internal combustion engine is made uniform. Particularly in a hybridized drive train, an electric drive machine is protected from excessive torque deflections by means of the flywheel.
Der hier vorgeschlagene Antriebsstrang umfasst in einer Ausführungsform ein Hybridmodul, mittels welchem ein nahezu konventioneller Aufbau einer Verbrennungskraftmaschine hybridisierbar ist, indem eine elektrische Antriebsmaschine koaxial oder achsparallel, beispielsweise mittels eines Riementriebs verbunden, bei der Kurbelwelle in den Drehmomentfluss raumsparend eingefügt ist.The drive train proposed here comprises, in one embodiment, a hybrid module, by means of which an almost conventional structure of an internal combustion engine can be hybridized by inserting an electric drive machine coaxially or axially parallel, for example by means of a belt drive, into the torque flow in the crankshaft in a space-saving manner.
In einer Ausführungsform umfasst der Antriebsstrang zumindest eine der vorgenannten Komponenten, wobei bevorzugt zumindest eine einen Torsionsschwingungsdämpfer nach einer Ausführungsform gemäß der vorhergehenden Beschreibung umfasst.In one embodiment, the drive train comprises at least one of the aforementioned components, at least one preferably comprising a torsional vibration damper according to an embodiment according to the preceding description.
Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang ist eine hohe Laufruhe beziehungsweise geringe Schwingungsbelastung jener der Drehmomentbegrenzereinheit, dem Schwungrad beziehungsweise dem Hybridmodul nachgeschalteten Komponenten des Antriebsstrangs sowie ein hoher Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung erzielbar ist, wobei zugleich der erforderliche Bauraum für den Torsionsschwingungsdämpfer unverändert oder verkleinert ist. Alternativ ist der erforderliche Bauraum für den Torsionsschwingungsdämpfer bei gleicher, also konventioneller, Spreizung der Veränderbarkeit der Eigenfrequenz des Antriebsstrangs verringerbar.With the drive train proposed here, it is possible to achieve high running smoothness or low vibration load on those components of the drive train connected downstream of the torque limiter unit, the flywheel or the hybrid module, as well as a high degree of efficiency of torque transmission, while at the same time the space required for the torsional vibration damper is unchanged or reduced. Alternatively, the required installation space for the torsional vibration damper can be reduced with the same, that is to say conventional, spread of the variability of the natural frequency of the drive train.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Vortriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.According to a further aspect, a motor vehicle is proposed, having at least one propulsion wheel, which can be driven by means of a drive train according to an embodiment according to the description above.
Der Bauraum ist gerade bei Kraftfahrzeugen aufgrund der zunehmenden Anzahl von Komponenten besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, einen Antriebsstrang kleiner Baugröße zu verwenden. Mit dem gewünschten sogenannten Downsizing der Antriebsmaschine bei einer gleichzeitigen Verringerung der Betriebsdrehzahlen wird die Intensität der störenden Schwingungen erhöht, sodass eine wirksame Tilgung solcher Schwingungen, welche bedingt durch die Bauart der Antriebsmaschine, beispielsweise deren Zylinderanzahl, auf vorbestimmte Ordnungen klar eingegrenzt sind.The installation space is particularly small in motor vehicles due to the increasing number of components and it is therefore particularly advantageous to use a drive train of small size. With the desired so-called downsizing of the prime mover with a simultaneous reduction in operating speeds, the intensity of the disruptive vibrations is increased, so that an effective elimination of such vibrations, which are clearly limited to predetermined orders due to the design of the prime mover, for example its number of cylinders, is achieved.
Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Bei dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug ist ohne Änderungen an dem erforderlichen Bauraum ein kostengünstiger und schwingungsarmer Antriebsstrang eingesetzt, wobei die Lamellenkupplung in der Auslegung weniger anfällig für die Entwicklung von Störgeräuschen ist. Ein vergleichbares Problem tritt bei den Hybrid-Fahrzeugen auf, bei welchen eine Mehrzahl von Antriebsmaschinen und Kupplungen im Antriebsstrang vorgesehen ist, sodass der Bauraum insgesamt verkleinert ist.This problem is exacerbated in the case of passenger cars in the small car class according to the European classification. The aggregates used in a passenger car of the small car class are not significantly reduced in size compared to passenger cars of larger car classes. Nevertheless, the space available for small cars is much smaller. In the motor vehicle proposed here, an inexpensive and low-vibration drive train is used without changes to the required installation space, the design of the multi-plate clutch being less susceptible to the development of interfering noises. A comparable problem occurs with hybrid vehicles, in which a plurality of drive machines and clutches are provided in the drive train, so that the overall installation space is reduced.
Gerade bei Hybrid-Fahrzeugen mit elektrischen Antriebsmaschinen ist es gewünscht, die elektrische Antriebsmaschine von Momentenschwankungen der Verbrennungskraftmaschine zu entkoppeln. Dafür ist ein Torsionsschwingungsdämpfer besonders vorteilhaft, weil es mit steigendem Drehmoment auf eine zunehmende Weichheit des Antriebsstrangs abstimmbar ist. Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang ist eine hohe Laufruhe beziehungsweise geringe Schwingungsbelastung jener der Drehmomentbegrenzereinheit, dem Schwungrad beziehungsweise dem Hybridmodul nachgeschalteten Komponenten des Antriebsstrangs sowie eine geringe Geräuschemission erzielbar, wobei zugleich der erforderliche Bauraum für den Torsionsschwingungsdämpfer unverändert oder verkleinert ist. Alternativ ist der erforderliche Bauraum für den Torsionsschwingungsdämpfer bei gleicher, also konventioneller, Spreizung der Veränderbarkeit der Eigenfrequenz des Antriebsstrangs verringerbar.In hybrid vehicles with electric drive machines in particular, it is desirable to decouple the electric drive machine from torque fluctuations in the internal combustion engine. A torsional vibration damper is particularly advantageous for this because it can be adjusted to the increasing softness of the drive train as the torque increases. With the drive train proposed here, it is possible to achieve high running smoothness or low vibration loading of the components of the drive train downstream of the torque limiter unit, the flywheel or the hybrid module, as well as low noise emissions, while at the same time the space required for the torsional vibration damper is unchanged or reduced. Alternatively, the space required for the torsional vibration damper is the same, that is more conventional, the spread of the variability of the natural frequency of the drive train can be reduced.
Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka+ oder Renault Clio. Bekannte Hybrid-Fahrzeuge sind BMW 330e oder der Toyota Yaris Hybrid. Als Mild-Hybride bekannt sind beispielsweise ein Audi A6 50 TFSI e oder ein BMW X2 xDrive25e.Passenger cars are assigned to a vehicle class according to, for example, size, price, weight and performance, this definition being subject to constant change according to the needs of the market. In the US market, vehicles in the subcompact car class are assigned to the subcompact car class according to the European classification, and in the British market they correspond to the supermini class or the city car class. Examples of the small car class are a Volkswagen up! or a Renault Twingo. Examples of the small car class are an Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka + or Renault Clio. Well-known hybrid vehicles are the BMW 330e or the Toyota Yaris Hybrid. An
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 Schraubendruckfeder mit Federachse; -
2 : zwei Schraubendruckfedern mit identischem Windungssinn positioniert in einer Draufsicht; -
3 : zwei Schraubendruckfedern mit entgegengesetztem Windungssinn positioniert in einer Draufsicht; -
4 : ein Federpaket mit einer Innenfeder und einer Außenfeder in einer Detailansicht; -
5 : eine Prinzip-Skizze eines Torsionsschwingungsdämpfers; -
6 : eine Prinzip-Skizze eines Torsionsschwingungsdämpfers in einer weiteren Ausführungsform; -
7 : eine Prinzip-Skizze eines Torsionsschwingungsdämpfers in einer weiteren Ausführungsform; -
8 : eine Prinzip-Skizze eines Torsionsschwingungsdämpfers mit Schraubendruckfedern und Näpfen; -
9 : eine Drehmomentbegrenzereinheit mit einer Begrenzerscheibe; und -
10 : ein Antriebsstrang mit einem Schwungrad und einem Hybridmodul in einem Kraftfahrzeug.
-
1 : a helical compression spring with a spring axis; -
2 : two helical compression springs with identical winding directions positioned in a plan view; -
3 : two helical compression springs with opposite winding directions positioned in a plan view; -
4th : a spring package with an inner spring and an outer spring in a detailed view; -
5 : a principle sketch of a torsional vibration damper; -
6th : a principle sketch of a torsional vibration damper in a further embodiment; -
7th : a principle sketch of a torsional vibration damper in a further embodiment; -
8th : a principle sketch of a torsional vibration damper with helical compression springs and cups; -
9 : a torque limiter unit with a limiter disk; and -
10 : a drive train with a flywheel and a hybrid module in a motor vehicle.
In
In
In der dargestellten Ausführungsform sind der erste Windungssinn
In
In
Unabhängig von der Ausrichtung der Querkräfte
In
Alle folgend genannten Bahnen (Eingangsbahn
In dieser Ausführungsform sind nun die erste Schraubendruckfeder
In
Bezüglich der Funktionsweise des Torsionsschwingungsdämpfers
In
Es wirken eine erste Schraubendruckfeder
In
Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß
Optional und unabhängig von der relativen Ausrichtung der Querkräfte
In
In dieser Ausführungsform ist nach radial-innen an die Begrenzereinheit
In
Mit dem hier vorgeschlagenen Torsionsschwingungsdämpfer ist eine Verschleiß verursachende, schwingungsbedingte Axialkraft minimiert.With the torsional vibration damper proposed here, a vibration-induced axial force causing wear is minimized.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- TorsionsschwingungsdämpferTorsional vibration damper
- 22
- RotationsachseAxis of rotation
- 33
- AntriebsstrangPowertrain
- 44th
- EingangsseiteEntry page
- 55
- AusgangsseiteExit page
- 66th
- erstes Zwischenelementfirst intermediate element
- 77th
- zweites Zwischenelementsecond intermediate element
- 88th
- drittes Zwischenelementthird intermediate element
- 99
- erste Schraubendruckfederfirst helical compression spring
- 1010
- zweite Schraubendruckfedersecond helical compression spring
- 1111
- WälzkörperRolling elements
- 1212th
- erste Querkraftfirst transverse force
- 1313th
- zweite Querkraftsecond shear force
- 1414th
- erster Windungssinnfirst sense of twist
- 1515th
- zweiter Windungssinnsecond sense of winding
- 1616
- AußenfederOuter spring
- 1717th
- InnenfederInner spring
- 1818th
- FederpaketSpring package
- 1919th
- erster Napffirst bowl
- 2020th
- zweiter Napfsecond bowl
- 2121
- ZapfenCones
- 2222nd
- AusnehmungRecess
- 2323
- BegrenzerscheibeLimiter disc
- 2424
- DrehmomentbegrenzereinheitTorque limiter unit
- 2525th
- ReibscheibeFriction disc
- 2626th
- WellenanschlussShaft connection
- 2727
- Schwungradflywheel
- 2828
- SchwungmasseFlywheel
- 2929
- VerbrennerwelleBurner shaft
- 3030th
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 3131
- HybridmodulHybrid module
- 3232
- elektrische Antriebsmaschineelectric prime mover
- 3333
- TrennkupplungDisconnect clutch
- 3434
- RotorwelleRotor shaft
- 3535
- Getriebetransmission
- 3636
- linkes Vortriebsradleft propulsion wheel
- 3737
- rechtes Vortriebsradright propulsion wheel
- 3838
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 3939
- BegrenzereinheitLimiter unit
- 4040
- VorspannmittelPretensioning means
- 4141
- AnpresskraftContact pressure
- 4242
- FederachseSpring axis
- 4343
- rechter Winkelright angle
- 4444
- WinkelhalbierendeBisector
- 4545
- EinschlusswinkelInclusion angle
- 4646
- erstes Federendefirst spring end
- 4747
- zweites Federendesecond spring end
- 4848
- erstes Drahtendefirst wire end
- 4949
- zweites Drahtendesecond wire end
- 5050
- EingangsbahnEntrance lane
- 5151
- eingangsseitige Zwischenbahninput-side intermediate track
- 5252
- ausgangsseitige Zwischenbahnoutput-side intermediate track
- 5353
- AusgangsbahnExit path
- 5454
- erste Federkraftfirst spring force
- 5555
- zweite Federkraftsecond spring force
- 5656
- ReibbelagFriction lining
- 5757
- AnpressplattePressure plate
- 5858
- GegenplatteCounter plate
- 5959
- LängsachseLongitudinal axis
- 6060
- FahrerkabineDriver's cab
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102015211899 A1 [0003]DE 102015211899 A1 [0003]
- DE 102014210685 A1 [0003]DE 102014210685 A1 [0003]
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020127457A1 (en) | 2020-08-14 | 2022-02-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | hybrid drive train with rocker damper; as well as motor vehicle |
US20220163090A1 (en) * | 2019-02-27 | 2022-05-26 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Torsional vibration damper with a rotational axis for a powertrain |
WO2022188915A1 (en) * | 2021-03-08 | 2022-09-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Pendulum rocker damper with a rotation axis |
WO2022258101A1 (en) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Torque transmission device and drive assembly |
WO2023110008A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Pendulum rocker damper with an axis of rotation |
WO2023134807A1 (en) * | 2022-01-12 | 2023-07-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Pendulum rocker damper with an axis of rotation for a drive train |
-
2021
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220163090A1 (en) * | 2019-02-27 | 2022-05-26 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Torsional vibration damper with a rotational axis for a powertrain |
US11913514B2 (en) * | 2019-02-27 | 2024-02-27 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Torsional vibration damper with a rotational axis for a powertrain |
DE102020127457A1 (en) | 2020-08-14 | 2022-02-17 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | hybrid drive train with rocker damper; as well as motor vehicle |
WO2022188915A1 (en) * | 2021-03-08 | 2022-09-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Pendulum rocker damper with a rotation axis |
WO2022258101A1 (en) * | 2021-06-11 | 2022-12-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Torque transmission device and drive assembly |
WO2023110008A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Pendulum rocker damper with an axis of rotation |
WO2023134807A1 (en) * | 2022-01-12 | 2023-07-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Pendulum rocker damper with an axis of rotation for a drive train |
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Legal Events
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---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |