-
Die Erfindung betrifft eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung sowie eine Antriebsanordnung.
-
Aus dem Stand der Technik sind diverse Antriebsanordnungen bekannt, die Drehmoment-Übertragungseinrichtungen aufweisen.
-
In bekannten Antriebsanordnungen ist gefordert, dass insbesondere elektrische Aggregate der Antriebsanordnung vor Drehmoment-Überhöhung sowie vor schlagartiger Drehmoment-Änderung geschützt werden. Derartige Drehmoment-Überhöhungen und/oder schlagartige Drehmoment-Änderungen treten insbesondere dann auf, wenn ein mit der Antriebsanordnung ausgestattetes Kraftfahrzeug z. B. auf einem unebenen Untergrund fährt, wobei einzelne Räder des Kraftfahrzeugs gelegentlich ihren reibschlüssigen Kontakt zum Untergrund verlieren, bzw. durchdrehen oder stark beschleunigt werden.
-
Bekannte Drehmoment-Übertragungseinrichtungen in Antriebsanordnungen sind entsprechend mit einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung kombiniert, um die Aufgabe des Schutzes vor Drehmoment-Überhöhung zu erfüllen. Zudem umfassen Drehmoment-Übertragungseinrichtungen häufig Torsionsschwingungsdämpfer zum Schutz angeschlossener Aggregate vor auftretenden Drehschwingungen wie z. B. Drehschwingungen, die im Betrieb von angeschlossenen Verbrennungskraftmaschinen erzeugt werden.
-
Bekannt sind reibschlüssig wirkende Drehmoment-Begrenzungseinrichtungen. Bei diesen Konzepten werden typischerweise Reibpaarungen aus organischen Belägen gegen Stahlgegenreibscheiben gepresst. Die erforderliche Anpresskraft wird typischerweise über (Teller-)Federn erzeugt. Es handelt sich im Prinzip um selbst/drehmomentbetätigte Reibkupplungen bzw. Rutschkupplungen.
-
Die
WO 2019/052603 A1 ,
WO 2019/052602 A1 ,
DE 10 2019 119 826 A1 sowie die nachveröffentlichte
DE 10 2019 135 036.0 beschreiben jeweils eine Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen, umfassend eine Drehmoment- Begrenzungseinrichtung und einen Torsionsschwingungsdämpfer, wobei die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung als Rutschkupplung ausgestaltet ist.
-
Gemäß der
DE 10 2019 135 036.0 ist ein Ausgang eines Antriebsaggregats mit einer ersten Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers gekoppelt. Eine erste Ausgangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers ist mit einer zweiten Eingangsseite der Drehmoment- Begrenzungseinrichtung gekoppelt. Eine zweite Ausgangsseite der Drehmoment- Begrenzungseinrichtung ist mit einer Nabe gekoppelt, über die ein ggf. begrenztes Drehmoment an mindestens ein Rad oder an ein Getriebe weitergeleitet werden kann. Der Torsionsschwingungsdämpfer und die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung sind also in Reihe geschaltet.
-
Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ist derart ausgestaltet, dass deren zweite Eingangsseite und zweite Ausgangsseite reibschlüssig miteinander verbunden sind zur Übertragung eines Drehmoments in einem definierten Drehmoment-Bereich. Bei Überschreitung des Drehmoment-Bereichs, also bei Erreichen einer Schaltschwelle bzw. eines Grenzdrehmoments, löst sich die reibschlüssige Verbindung zwischen den zweiten Seiten und der Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der zweiten Eingangsseite und der zweiten Ausgangsseite der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung wird geöffnet.
-
Die Einhaltung dieses Drehmoment-Bereichs muss aktuell mit sehr großem Aufwand realisiert werden, und kann meistens doch nicht über die gesamte Lebensdauer gehalten werden.
-
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung sowie eine damit ausgestattete Antriebsanordnung bereitzustellen, mit der Schwankungen dieser Schaltschwelle bzw. des Grenzdrehmoments möglichst geringgehalten werden können.
-
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Drehmoment-Übertragungseinrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
-
Es wird eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung vorgeschlagen, zumindest umfassend eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen sowie eine mit der Dämpfungseinrichtung gekoppelte Drehmoment-Begrenzungseinrichtung zur Begrenzung eines über die Drehmoment-Übertragungseinrichtung übertragenen Drehmoments, mit einer gemeinsamen Drehachse. Die Dämpfungseinrichtung weist eine erste Eingangsseite und eine erste Ausgangsseite auf, die über mindestens eine erste Feder in einer Umfangsrichtung um einen begrenzten Winkelbereich relativ zueinander verdrehbar sind. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung weist eine mit der ersten Ausgangsseite gekoppelte zweite Eingangsseite und eine mit der zweiten Eingangsseite über eine Reibkupplung verbundene zweite Ausgangsseite auf. Die Reibkupplung ist über mindestens eine zweite Feder vorgespannt. Das über die erste Eingangsseite in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung eingeleitete Drehmoment ist hin zur zweiten Ausgangsseite übertragbar und dabei auf ein erstes Grenzdrehmoment begrenzbar. Die erste Eingangsseite ist mit der zweiten Eingangsseite über ein Betätigungssystem verbunden, so dass bei einer relativen Verdrehung der ersten Seiten um einen ersten Winkelbetrag ein mit der ersten Eingangsseite verbundenes erstes Betätigungselement gegenüber einem mit einer der anderen Seiten, also der ersten Ausgangsseite, der zweiten Eingangsseite, der zweiten Ausgangsseite, verbundenen zweiten Betätigungselement bewegbar ist. Infolge der relativen Bewegung der Betätigungselemente ist die mindestens eine zweite Feder betätigbar und damit eine Vorspannung der Reibkupplung reduzierbar.
-
Die einzelnen Komponenten Dämpfungseinrichtung und Drehmoment-Begrenzungseinrichtung sowie deren relative Anordnung in einer Drehmoment-Übertragungseinrichtung sind grundsätzlich bekannt. Bei bekannten Drehmoment-Übertragungseinrichtungen fängt bei Erreichen eines vordefinierten Grenzdrehmoments die Kupplung an zu Rutschen, d. h. das in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung eingeleitete Drehmoment wird nicht mehr bzw. nicht mehr vollständig an die zweite Ausgangsseite übertragen. Das Grenzdrehmoment, bei dem das Durchrutschen der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung bzw. der Reibkupplung auftritt, wird von diversen Einflussparametern bestimmt. Das Rutschmoment hängt proportional z. B. von dem Reibwert im Reibkontakt und der von der zweiten Feder aufgebrachten Anpresskraft ab. Diese Anpresskraft variiert insbesondere abhängig von Toleranzen der zweiten Feder und der angrenzenden Bauteile. Der Reibwert variiert beispielsweise über der Temperatur und über Lebensdauer. Diese und weitere Einflüsse führen zu einer signifikanten Variation des Rutschmoments der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung und damit zu einer Variation des Grenzdrehmoments.
-
Die Dämpfungseinrichtung verfügt insbesondere über eine definierte Steifigkeit, aus der über den Verdrehwinkel der relativen Verdrehung zwischen erster Eingangsseite und erster Ausgangsseite auf ein zu übertragenes Drehmoment rückgeschlossen werden kann. Insbesondere kann die Dämpfungseinrichtung durch eine Torsionssteifigkeit realisiert sein, die nicht primär als Dämpfungselement, sondern im Wesentlichen zur Drehmomentsensierung genutzt wird, und zur Betätigung der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung dient.
-
Die bei Drehmoment-Übertragungseinrichtungen eingesetzten Dämpfungseinrichtungen, verfügen regelmäßig über eine definierte Kennlinie bzgl. Drehmoment über Verdrehwinkel. Diese Kennlinie ist relativ robust und unterliegt nur kleinen Schwankungen.
-
Vorliegend wird dieser Umstand ausgenutzt. Aus dem Verdrehwinkel der Dämpfungseinrichtung lässt sich auf das an der Drehmoment-Übertragungseinrichtung anliegende Drehmoment schließen. Die Dämpfungseinrichtung wird vorliegend als Drehmomentsensor genutzt. Bei Erreichen eines definierten Verdrehwinkels, also eines ersten Winkelbetrags, und damit eines definierten Drehmoments, wird der Reibkontakt der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung mechanisch geöffnet bzw. die Anpresskraft der zweiten Feder und damit die Vorspannung der Reibkupplung reduziert. Dabei kann also vorgesehen sein, dass bis zum Erreichen des ersten Winkelbetrags gerade keine Betätigung der zweiten Feder und damit keine Reduzierung der Vorspannung erfolgt.
-
Die mechanische Betätigung der Reibkupplung ermöglicht ein Durchrutschen der Reibpartner der Reibkupplung und damit eine Begrenzung des durch die Drehmoment-Übertragungseinrichtung übertragbaren Drehmoments auf das vordefinierte Grenzdrehmoment.
-
Vorliegend wird also vorgeschlagen, dass das Rutschen der vorgespannten Kupplung aufgrund der Überschreitung eines Grenzdrehmoments nicht abgewartet wird. Dazu wird ein Betätigungssystem vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit von einer relativen Verdrehung der ersten Seiten zueinander betätigt wird. Infolge der Betätigung des Betätigungssystems wird der Reibkontakt der Drehmoment- Begrenzungseinrichtung mechanisch geöffnet.
-
Dabei muss die zweite Feder nicht selber direkt betätigt werden. Insbesondere wird eine Komponente der Drehmoment-Übertragungseinrichtung betätigt, an der sich die zweite Feder abstützt.
-
Die Betätigungselemente des Betätigungssystems ermöglichen, dass eine relative Verdrehung der ersten Eingangsseite gegenüber der ersten Ausgangsseite bei Erreichen eines ersten Winkelbetrags in eine Reduzierung der Vorspannung der Reibkupplung umsetzbar ist. Bei einer über den ersten Winkelbetrag hinausgehenden relativen Verdrehung kann die Vorspannung der Reibkupplung auf einen sich sukzessive verringernden Vorspannungswert oder auf einen konstanten Vorspannungswert reduziert werden.
-
Die Betätigung des Betätigungssystems erfolgt insbesondere erst, wenn die relative Verdrehung der ersten Seiten den ersten Winkelbetrag überschreitet. Vorher erfolgt keine Betätigung des Betätigungssystems. Die Sensitivität des Betätigungssystems kann z. B. über die Betätigungselemente und/oder die zweite Feder eingestellt werden. Eine über den ersten Winkelbetrag hinausgehende Verdrehung führt zur Reduzierung der Vorspannung der Reibkupplung.
-
Die Reibkupplung ist insbesondere so ausgelegt, dass sie im vorgespannten Zustand in jedem Fall ein in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung eingeleitetes Drehmoment übertragen kann. Die Begrenzung des übertragbaren Drehmoments wird insbesondere ausschließlich über die Dämpfungseinrichtung (und über das davon abhängig betätigte Betätigungssystem) eingestellt.
-
Insbesondere weist die Reibkupplung zumindest eine entlang der Drehachse verlagerbare Anpressplatte auf, die durch Betätigung des zweiten Betätigungselements gegen die Vorspannung erzeugende mindestens eine zweite Feder entlang der Drehachse verlagerbar ist.
-
Die Anpressplatte ist eine entlang der Drehachse verlagerbare Komponente der Reibkupplung. Zwischen der mit einer Eingangsseite der Reibkupplung drehfest verbundenen und entlang der Drehachse verlagerbaren Anpressplatte und einer mit der Eingangsseite der Reibkupplung drehfest verbundenen und gegenüber der Drehachse ortsfesten Gegenplatte, kann ein mit einer Ausgangsseite der Reibkupplung drehfest verbundener Reibbelag, verpresst werden.
-
Insbesondere ist das erste Betätigungselement einstückig mit der ersten Eingangsseite ausgeführt. Das erste Betätigungselement bildet insbesondere einen gegenüber der Umfangsrichtung wirkenden Anschlag für das zweite Betätigungselement. Wird also die erste Eingangsseite gegenüber den anderen Seiten verdreht, wird das erste Betätigungselement das zweite Betätigungselement, z. B. erst bei Erreichen des ersten Winkelbetrags, kontaktieren und betätigen.
-
Das erste Betätigungselement kann über ein Rampensystem mit dem zweiten Betätigungselement zusammenwirken, so dass durch eine Verlagerung des ersten Betätigungselements entlang der Umfangsrichtung das zweite Betätigungselement entlang der Drehachse verlagerbar und damit die zweite Feder betätigbar ist. Das Rampensystem umfasst insbesondere zumindest an einem der Betätigungselemente eine Rampe, also eine gegenüber der Umfangsrichtung geneigte Oberfläche, so dass durch eine Kontaktierung der Oberflächen der Betätigungselemente zumindest das zweite Betätigungselement verlagert wird, z. B. entlang der radialen Richtung und/ oder entlang der axialen Richtung
-
Insbesondere ist das zweite Betätigungselement schwenkbar an einer von erster Ausgangsseite, zweiter Eingangsseite oder zweiter Ausgangsseite angeordnet.
-
Insbesondere erstreckt sich eine Schwenkachse des zweiten Betätigungselements entlang einer radialen Richtung oder tangential zu der Umfangsrichtung.
-
Dabei kann, wenn sich das zweite Betätigungselement mit einem ersten Ende bei der Betätigung durch das erste Betätigungselement z. B. an einem Anschlag, z. B. an dem ersten Betätigungselement, abstützt, die Verschwenkung zu einer Verlagerung eines zweiten Endes des zweiten Betätigungselements entlang der Drehachse umgesetzt werden.
-
Es kann auch, wenn die Schwenkachse z. B. gegenüber der Drehachse ortsfest angeordnet ist und das zweite Betätigungselement über ein erstes Ende, bei der Betätigung durch das erste Betätigungselement, durch das erste Betätigungselement kontaktiert wird, die Verschwenkung zu einer Verlagerung eines zweiten Endes des zweiten Betätigungselements entlang der Drehachse umgesetzt werden.
-
Insbesondere umfasst das zweite Betätigungselement zumindest ein elastisch verformbares Zugelement. Wenn das erste Betätigungselement das Zugelement kontaktiert, ist das Zugelement in einer sich entlang der Umfangsrichtung gerichteten ersten Erstreckung elastisch verformbar. Infolge der elastischen Verformung der ersten Erstreckung (z. B. Vergrößerung der ersten Erstreckung) ist das Zugelement in einer sich entlang der Drehachse gerichteten zweiten Erstreckung elastisch verformbar (z. B. Verkürzung der zweiten Erstreckung). Durch die Verformung der zweiten Erstreckung ist die mindestens eine zweite Feder betätigbar. Z. B. kann das Zugelement ein bandähnliches Element umfassen, dass sich entlang der Drehachse zwischen einem ersten Bandende und einem zweiten Bandende erstreckt. Das erste Bandende ist gegenüber der Drehachse ortsfest und das zweite Bandende entlang der Drehachse verlagerbar angeordnet. Wird das Band nun zwischen den Bandenden durch das erste Betätigungselement kontaktiert, wird es verformt und das zweite Bandende wird entlang der ersten Drehachse hin, zum ersten Bandende verlagert. Diese Verlagerung des zweiten Bandendes kann für eine Betätigung der zweiten Feder eingesetzt werden. Z. B. kann mit dem zweiten Bandende ein Bolzen verbunden sein, der sich entlang der Drehachse erstreckt und auf die Anpressplatte der Reibkupplung oder unmittelbar auf die zweite Feder einwirkt. Infolge der Verlagerung des zweiten Bandendes entlang der Drehachse wird nun der Bolzen entlang der Drehachse verlagert und wirkt auf die zweite Feder ein, so dass die Vorspannung der Reibkupplung reduziert wird.
-
Insbesondere ist die Reibkupplung eine Lamellenkupplung mit einer Mehrzahl von mit einem Außenlamellenträger verbundenen Außenlamellen und einer Mehrzahl von mit einem Innenlamellenträger verbundenen Innenlamellen. Die zweite Eingangsseite ist als der Außenlamellenträger und die zweite Ausgangsseite als der Innenlamellenträger ausgeführt. Die Lamellen können über eine entlang der Drehachse verlagerbare Anpressplatte miteinander verpresst werden.
-
Insbesondere ist bei Unterschreiten eines zweiten Grenzdrehmoments zumindest das zweite Betätigungselement durch die mindestens eine zweite Feder in eine Ausgangsposition zurück bewegbar. Insbesondere soll das Betätigungssystem also nicht selbsthemmend wirken, sondern sich bei Unterschreiten eines zweiten Grenzdrehmoments, das insbesondere geringer ist als das erste Grenzdrehmoment, selbsttätig zurückbewegen, so dass sich die Vorspannung der Reibkupplung, die vor Betätigung des Betätigungssystems vorlag, wieder einstellen kann.
-
Insbesondere ist die mindestens eine zweite Feder eine Tellerfeder.
-
Insbesondere ist die Vorspannung der Reibkupplung durch eine relative Verdrehung der ersten Eingangsseite gegenüber den anderen Seiten sowohl in einem Zugbetrieb als auch in einem Schubbetrieb der Drehmoment-Übertragungseinrichtung reduzierbar. Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung soll also insbesondere gegenüber Verdrehungen der ersten Seiten in beide Umfangsrichtungen wirken. Dabei können die eingestellten Grenzdrehmomente und/ oder erste Winkelbeträge durchaus unterschiedlich eingestellt werden.
-
Es wird weiter eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, umfassend ein Antriebsaggregat sowie die beschriebene Drehmoment-Übertragungseinrichtung. Ein Ausgang des Antriebsaggregats, z. B. eine Kurbelwelle, ist mit der ersten Eingangsseite der Dämpfungseinrichtung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung gekoppelt zwecks Übertragung eines Drehmoments von dem Antriebsaggregat auf die Drehmoment-Übertragungseinrichtung.
-
Die zweite Ausgangsseite umfasst insbesondere ein Nabenteil, das drehfest z. B. mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist.
-
Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend die beschriebene Antriebsanordnung mit einer Getriebeeingangswelle und einem Getriebe, wobei die zweite Ausgangsseite insbesondere ein Nabenteil umfasst, das drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist.
-
Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Schutzansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.
-
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Grö-ßen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
- 1: eine bekannte Drehmoment-Übertragungseinrichtung in einer Seitenansicht im Schnitt;
- 2: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer ersten Ausführungsvariante eines Betätigungssystems;
- 3: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer zweiten Ausführungsvariante eines Betätigungssystems;
- 4: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer dritten Ausführungsvariante eines Betätigungssystems, in einer Ansicht entlang der radialen Richtung;
- 5: die Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach 4, in einer perspektivischen Ansicht;
- 6: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer vierten Ausführungsvariante eines Betätigungssystems, in einer Ansicht entlang der Umfangsrichtung;
- 7: die Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach 6, in einer Ansicht entlang der Drehachse;
- 8: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer fünften Ausführungsvariante eines Betätigungssystems; in einer perspektivischen Ansicht;
- 9: die Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach 8, in einer Ansicht entlang der radialen Richtung;
- 10: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer sechsten Ausführungsvariante eines Betätigungssystems; in einer Ansicht entlang der Drehachse; und
- 11: die Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach 10, in einer Ansicht entlang der Umfangsrichtung.
-
1 zeigt eine bekannte Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 umfasst eine Dämpfungseinrichtung 2 zur Dämpfung von Drehschwingungen sowie eine mit der Dämpfungseinrichtung 2 gekoppelte Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 zur Begrenzung eines über die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 übertragenen Drehmoments, mit einer gemeinsamen Drehachse 4. Die Dämpfungseinrichtung 2 weist eine als Flansch ausgeführte erste Eingangsseite 5 und eine als Flansch ausgeführte erste Ausgangsseite 6 auf, die über mindestens eine erste Feder 7 in einer Umfangsrichtung 8 um einen begrenzten Winkelbereich 9 relativ zueinander verdrehbar sind. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 weist eine mit der ersten Ausgangsseite 6 gekoppelte zweite Eingangsseite 10 und eine mit der zweiten Eingangsseite 10 über eine Reibkupplung 11 verbundene zweite Ausgangsseite 12 auf. Die Reibkupplung 11 ist über eine zweite Feder 13 vorgespannt. Das über die erste Eingangsseite 5 in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 eingeleitete Drehmoment ist hin zur zweiten Ausgangsseite 12 übertragbar und dabei auf ein erstes Grenzdrehmoment begrenzbar.
-
Die Anordnung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in einer Antriebsanordnung 31 ist angedeutet. Die Antriebsanordnung 31 umfasst ein Antriebsaggregat 32 sowie die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1. Ein Ausgang 33 des Antriebsaggregats 32 ist mit der ersten Eingangsseite 5 der Dämpfungseinrichtung 2 der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 gekoppelt zwecks Übertragung eines Drehmoments von dem Antriebsaggregat 32 auf die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1. Die zweite Ausgangsseite 12 umfasst ein Nabenteil 34.
-
Bei dieser bekannten Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 fängt bei Erreichen eines vordefinierten Grenzdrehmoments die Reibkupplung 11 an zu rutschen, d. h. das in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 eingeleitete Drehmoment wird nicht mehr bzw. nicht mehr vollständig an die zweite Ausgangsseite 12 übertragen. Das Grenzdrehmoment, bei dem das Durchrutschen der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 bzw. der Reibkupplung 11 auftritt, wird von diversen Einflussparametern bestimmt. Das Rutschmoment hängt proportional z. B. von Reibwert im Reibkontakt und der von der zweiten Feder 13 aufgebrachten Anpresskraft ab. Diese Anpresskraft variiert insbesondere abhängig von Toleranzen der zweiten Feder 13 und der angrenzenden Bauteile. Der Reibwert variiert beispielsweise über der Temperatur und über Lebensdauer. Diese und weitere Einflüsse führen zu einer signifikanten Variation des Rutschmoments der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 und damit zu einer Variation des Grenzdrehmoments.
-
Die Reibkupplung 11 ist eine Lamellenkupplung mit einer Mehrzahl von mit einem Außenlamellenträger 25 verbundenen Außenlamellen 26 und einer Mehrzahl von mit einem Innenlamellenträger 27 verbundenen Innenlamellen 28. Die zweite Eingangsseite 10 ist als der Außenlamellenträger 25 und die zweite Ausgangsseite 12 als der Innenlamellenträger 27 ausgeführt. Die Lamellen 26, 28 können über eine entlang der Drehachse 4 verlagerbare und durch eine zweite Feder 13 vorgespannte Anpressplatte 18 miteinander verpresst werden. Der Innenlamellenträger 27 ist als Nabenteil 34 ausgeführt.
-
Die Anpressplatte 18 ist eine entlang der Drehachse 4 verlagerbare Komponente. Zwischen der mit einer Eingangsseite der Reibkupplung 11 (zweite Eingangsseite 10) drehfest verbundenen und entlang der Drehachse 4 verlagerbaren Anpressplatte 18 und einer mit der Eingangsseite (zweiten Eingangsseite 10) drehfest verbundenen und gegenüber der Drehachse 4 ortsfesten Gegenplatte 35 kann ein mit einer Ausgangsseite der Reibkupplung 11 (zweite Ausgangsseite 12) drehfest verbundener Reibbelag (die Innenlamellen 28) verpresst werden.
-
2 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer ersten Ausführungsvariante eines Betätigungssystems 14. Auf die Ausführungen zu 1 wird verwiesen.
-
Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 umfasst eine Dämpfungseinrichtung 2 zur Dämpfung von Drehschwingungen sowie eine mit der Dämpfungseinrichtung 2 gekoppelte Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 zur Begrenzung eines über die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 übertragenen Drehmoments, mit einer gemeinsamen Drehachse 4. Die Dämpfungseinrichtung 2 weist eine erste Eingangsseite 5 und eine erste Ausgangsseite 6 auf, die über mindestens eine erste Feder 7 in einer Umfangsrichtung 8 um einen begrenzten Winkelbereich 9 relativ zueinander verdrehbar sind. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 weist eine mit der ersten Ausgangsseite 6 gekoppelte zweite Eingangsseite 10 und eine mit der zweiten Eingangsseite 10 über eine Reibkupplung 11 verbundene zweite Ausgangsseite 12 auf. Die Reibkupplung 11 ist über eine zweite Feder 13 vorgespannt. Das über die erste Eingangsseite 5 in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 eingeleitete Drehmoment ist hin zur zweiten Ausgangsseite 12 übertragbar und dabei auf ein erstes Grenzdrehmoment begrenzbar. Diesbezüglich wird auf die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 gemäß 1 verwiesen. Die Reibkupplung 11 kann, wie dargestellt, eine als Gegenreibscheibe ausgeführte zweite Ausgangsseite 12 aufweisen. Alternativ kann sie aber auch als Mehrscheiben- oder Lamellenkupplung eingesetzt werden.
-
Der primäre Zweck der skizzierten ersten Feder 7 muss nicht die Dämpfung von Schwingungen sein. Es ist ebenso vorstellbar (falls kein Dämpfer benötigt wird), eine Drehmomentsensierung über eine erste Feder 7 zu realisieren, wobei diese dann ausschließlich zum Zweck der Drehmomentsensierung verbaut werden kann. Dementsprechend ist die Anwendung nicht nur auf Drehmoment-Übertragungseinrichtungen 1 bzw. Antriebsstränge, die einen Dämpfer mit einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 benötigen, beschränkt. Es ist auch vorstellbar die beschriebene Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in Antriebssträngen, die nur eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 (aber keinen Dämpfer) benötigen, einzusetzen.
-
Weiter umfasst die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 ein Betätigungssystem 14. 2 zeigt die erste Eingangsseite 5 als das erste Betätigungselement 16. Ein zweites Betätigungselement 17 ist mit der ersten Ausgangsseite 6 verbunden. Die erste Ausgangsseite 6 ist in einer Ansicht entlang der Umfangsrichtung 8 dargestellt. Das Zusammenwirken der ersten Eingangsseite 5 und der ersten Ausgangsseite 6 ist in einer Ansicht entlang der radialen Richtung 21 dargestellt.
-
Die erste Eingangsseite 5 ist mit der zweiten Eingangsseite 10 über das Betätigungssystem 14 verbunden, so dass bei einer relativen Verdrehung der ersten Seiten 5, 6 um einen ersten Winkelbetrag 15 ein mit der ersten Eingangsseite 5 verbundenes erstes Betätigungselement 16 gegenüber einem mit einer der anderen Seiten 6, 10, 12, also der ersten Ausgangsseite 6, der zweiten Eingangsseite 10, der zweiten Ausgangsseite 12, verbundenen zweiten Betätigungselement 17 bewegbar ist. Infolge der relativen Bewegung der Betätigungselemente 16, 17 ist die zweite Feder 13 betätigbar und damit eine Vorspannung der Reibkupplung 11 reduzierbar. Das zweite Betätigungselement 17 ist elastisch verformbar ausgeführt, so dass es durch eine Betätigung entlang der Umfangsrichtung 8 in einer parallel zur Drehachse 4 verlaufenden Richtung verformt wird. Infolge dieser Verformung wird die zweite Feder 13 betätigt.
-
Bei Unterschreiten eines zweiten Grenzdrehmoments ist zumindest das zweite Betätigungselement 17 durch die zweite Feder 13 in eine Ausgangsposition 29 zurück bewegbar. Das Betätigungssystem 14 wirkt also nicht selbsthemmend.
-
3 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer zweiten Ausführungsvariante eines Betätigungssystems 14. Auf die Ausführungen zu den 1 und 2 wird verwiesen.
-
Das Zusammenwirken der ersten Eingangsseite 5 und der ersten Ausgangsseite 6 ist in einer Ansicht entlang der radialen Richtung 21 dargestellt. Das erste Betätigungselement 16 wirkt über ein Rampensystem 19 mit dem zweiten Betätigungselement 17 zusammen, so dass durch eine Verlagerung des ersten Betätigungselements 16 entlang der Umfangsrichtung 8 das zweite Betätigungselement 17 entlang der Drehachse 4 verlagerbar und damit die zweite Feder 13 betätigbar ist. Das Rampensystem 19 umfasst an beiden Betätigungselementen 16, 17 Rampen 30, also gegenüber der Umfangsrichtung 8 geneigte Oberflächen, so dass durch eine Kontaktierung der Oberflächen der Betätigungselemente 16, 17 das zweite Betätigungselement 17, hier die erste Ausgangsseite 6, entlang der zur Drehachse 4 parallelen axialen Richtung verlagert wird. Zur Realisierung der Funktion ist eine Rampe 30 an einer Fläche insbesondere ausreichend.
-
4 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer dritten Ausführungsvariante eines Betätigungssystems 14, in einer Ansicht entlang der radialen Richtung 21. 5 zeigt die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 nach 4, in einer perspektivischen Ansicht. Die 4 und 5 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 3 wird verwiesen.
-
Das zweite Betätigungselement 17 ist schwenkbar an der ersten Ausgangsseite 6 angeordnet. Eine Schwenkachse 20 des zweiten Betätigungselements 17 erstreckt sich entlang einer radialen Richtung 21. Es sind zwei verschwenkbare zweite Betätigungselemente 17 vorgesehen.
-
Jedes der zweiten Betätigungselemente 17 stützt sich mit einem ersten Ende 36 bei der Betätigung durch das erste Betätigungselement 16 an dem ersten Betätigungselement 16 ab, so die Verschwenkung zu einer Verlagerung eines zweiten Endes 37 des einen zweiten Betätigungselements 17 und damit der ersten Ausgangsseite 6 entlang der Drehachse 4 umgesetzt wird.
-
6 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer vierten Ausführungsvariante eines Betätigungssystems 14, in einer Ansicht entlang der Umfangsrichtung 8. 7 zeigt die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 nach 6, in einer Ansicht entlang der Drehachse 4. Die 6 und 7 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 5 wird verwiesen.
-
Die Reibkupplung 11 ist eine Lamellenkupplung mit einer Mehrzahl von mit einem Außenlamellenträger 25 verbundenen Außenlamellen 26 und einer Mehrzahl von mit einem Innenlamellenträger 27 verbundenen Innenlamellen 28. Die zweite Eingangsseite 10 ist als der Außenlamellenträger 25 und die zweite Ausgangsseite 12 als der Innenlamellenträger 27 ausgeführt. Die Lamellen 26, 28 können über eine entlang der Drehachse 4 verlagerbare und durch eine zweite Feder 13 vorgespannte Anpressplatte 18 miteinander verpresst werden. Der Innenlamellenträger 27 ist als Nabenteil 34 ausgeführt. Anstatt der Lamellenkupplung kann auch eine Einscheibenkupplung eingesetzt werden.
-
Das zweite Betätigungselement 17 umfasst ein elastisch verformbares Zugelement 22. Wenn das erste Betätigungselement 16 das Zugelement 22 kontaktiert, ist das Zugelement 22 in einer sich entlang der Umfangsrichtung 8 gerichteten ersten Erstreckung 23 elastisch verformbar. Infolge der elastischen Verformung der ersten Erstreckung 23, Vergrößerung der ersten Erstreckung 23, ist das Zugelement 22 in einer sich entlang der Drehachse 4 gerichteten zweiten Erstreckung 24 elastisch verformbar, Verkürzung der zweiten Erstreckung 24. Durch die Verformung der zweiten Erstreckung 24 ist die mindestens eine zweite Feder 13 betätigbar. Das Zugelement 22 umfasst ein bandähnliches Element, dass sich entlang der Drehachse 4 zwischen einem ersten Bandende 38 und einem zweiten Bandende 39 erstreckt. Das erste Bandende 38 ist gegenüber der Drehachse 4 ortsfest und das zweite Bandende 39 entlang der Drehachse 4 verlagerbar angeordnet. Wird das Band nun zwischen den Bandenden 38, 39 durch das erste Betätigungselement 16 kontaktiert wird es verformt und das zweite Bandende 39 wird entlang der erste Drehachse 4 hin zum ersten Bandende 38 verlagert. Diese Verlagerung des zweiten Bandendes 39 wird für eine Betätigung der zweiten Feder 13 eingesetzt. Mit dem zweiten Bandende 39 ist ein Bolzen 40 verbunden, der sich entlang der Drehachse 4 erstreckt und auf die Anpressplatte 18 der Reibkupplung 11 einwirkt. Infolge der Verlagerung des zweiten Bandendes 39 entlang der Drehachse 4 wird der Bolzen 40 entlang der Drehachse 4 verlagert und wirkt auf die zweite Feder 13 ein, so dass die Vorspannung der Reibkupplung 11 reduziert wird.
-
8 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer fünften Ausführungsvariante eines Betätigungssystems 14; in einer perspektivischen Ansicht. 9 zeigt die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 nach 8, in einer Ansicht entlang der radialen Richtung 21. Die 8 und 9 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 7 wird verwiesen.
-
Das erste Betätigungselement 16 wird gegenüber zwei zweiten Betätigungselementen 17 in der Umfangsrichtung 8 verschwenkt. Die zweiten Betätigungselemente 17 sind an der ersten Ausgangsseite 6 angeordnet. Durch die gegenüber der Umfangsrichtung 8 geneigte Anordnung der zweiten Betätigungselemente 17 wird die Betätigung entlang der Umfangsrichtung 8 in eine Verlagerung der zweiten Betätigungselemente 17 entlang der Drehachse 4 umgesetzt.
-
10 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer sechsten Ausführungsvariante eines Betätigungssystems 14; in einer Ansicht entlang der Drehachse 4. 11 zeigt die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 nach 10, in einer Ansicht entlang der Umfangsrichtung 8. Die 10 und 11 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 9 wird verwiesen.
-
Das zweite Betätigungselement 17 ist schwenkbar an der ersten Ausgangsseite 6 angeordnet. Die Schwenkachse 20 des zweiten Betätigungselements 17 erstreckt sich tangential zu der Umfangsrichtung 8. Die Schwenkachse 20 ist gegenüber der Drehachse 4 ortsfest angeordnet und das zweite Betätigungselement 17 wird über ein erstes Ende 36 bei der Betätigung durch das erste Betätigungselement 16 kontaktiert. Die Verschwenkung des zweiten Betätigungselements 17 wird zu einer Verlagerung eines zweiten Endes 37 des zweiten Betätigungselements 17 entlang der Drehachse 4 umgesetzt. Mit dem zweiten Ende 37 wirkt das zweite Betätigungselement 17 auf die Anpressplatte 18 der Reibkupplung 11 ein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Drehmoment-Übertragungseinrichtung
- 2
- Dämpfungseinrichtung
- 3
- Drehmoment-Begrenzungseinrichtung
- 4
- Drehachse
- 5
- erste Eingangsseite
- 6
- erste Ausgangsseite
- 7
- erste Feder
- 8
- Umfangsrichtung
- 9
- Winkelbereich
- 10
- zweite Eingangsseite
- 11
- Reibkupplung
- 12
- zweite Ausgangsseite
- 13
- zweite Feder
- 14
- Betätigungssystem
- 15
- erster Winkelbetrag
- 16
- erstes Betätigungselement
- 17
- zweite Betätigungselement
- 18
- Anpressplatte
- 19
- Rampensystem
- 20
- Schwenkachse
- 21
- radiale Richtung
- 22
- Zugelement
- 23
- erste Erstreckung
- 24
- zweite Erstreckung
- 25
- Außenlamellenträger
- 26
- Außenlamelle
- 27
- Innenlamellenträger
- 28
- Innenlamelle
- 29
- Ausgangsposition
- 30
- Rampe
- 31
- Antriebsanordnung
- 32
- Antriebsaggregat
- 33
- Ausgang
- 34
- Nabenteil
- 35
- Gegenplatte
- 36
- erstes Ende
- 37
- zweites Ende
- 38
- erstes Bandende
- 39
- zweites Bandende
- 40
- Bolzen
-
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 2019/052603 A1 [0006]
- WO 2019/052602 A1 [0006]
- DE 102019119826 A1 [0006]
- DE 102019135036 [0006, 0007]
