WO2012152533A1

WO2012152533A1 - Antriebssystem, insbesondere für ein fahrzeug

Info

Publication number: WO2012152533A1
Application number: PCT/EP2012/056877
Authority: WO
Inventors: Thomas Weigand; Michael Kühner; Tobias HÖCHE
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2012-11-15
Anticipated expiration: 2013-11-12
Also published as: DE102011075742A1

Abstract

Ein Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend ein Antriebsaggregat, vorzugsweise Brennkraftmaschine, mit einer um eine Drehachse (K) drehbaren Antriebswelle (12) und eine Vorrichtung (10) zur Beeinflussung des Drehverhaltens der Antriebswelle (12), die Vorrichtung (10) umfassend eine vermittels eines Koppelgetriebes (16) mit der Antriebswelle (12) zur Drehung um die Drehachse (K) gekoppelte Ausgleichsmasse (14), wobei durch das Koppelgetriebe (16) eine Relativdrehlage der Ausgleichsmasse (14) bezüglich der Antriebswelle (12) veränderbar ist, ist gekennzeichnet durch eine mit der Antriebswelle (12) verbundene und wenigstens eine Reibfläche (78) bereitstellende Kupplungsanordnung (50).

Description

Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend ein Antriebsaggregat, vorzugsweise Brennkraftmaschine, mit einer um eine Drehachse drehbaren Antriebswelle und eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Drehverhaltens der Antriebswelle, die Vorrichtung umfassend eine vermittels eines Koppelgetriebes mit der Antriebswelle zur Drehung um die Drehachse gekoppelte Ausgleichsmasse, wobei durch das Koppelgetriebe eine Relativdrehlage der Ausgleichsmasse bezüglich der Antriebswelle veränderbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 10 2007 025 549 A1 bekannt. Eine beispielsweise ringscheibenartig ausgebildete Ausgleichsmasse dieser bekannten Vorrichtung rotiert zusammen mit einer als Drehorgan wirksamen Kurbelwelle um eine Drehachse derselben. Die Drehverbindung zwischen dem Drehorgan, also der Kurbelwelle, und der Ausgleichsmasse ist hergestellt durch ein Koppelgetriebe bzw. zwei gelenkig miteinander verbundenen Übertragungsgliedern des Koppelgetriebes. Eines dieser Ü- bertragungsglieder ist an einem nach radial außen greifenden Arm der Kurbelwelle gelenkig angebunden. Dieser mit der Kurbelwelle um deren Drehachse drehbare Arm dient als Antriebsorgan für die Ausgleichsmasse. Das andere der Übertragungsglieder ist an seinem nicht mit dem erstgenannten Übertragungsglied gelenkig verbundenen Ende mit der Ausgleichsmasse gelenkig verbunden, so dass über die beiden Übertragungsglieder die Kurbelwelle mit ihrem nach radial außen greifenden Arm die Ausgleichsmasse zur Drehung antreibt.

Ein ringartig ausgebildetes Exzenterorgan ist auf einem Exzenterorganträger zur Drehung um eine Exzenterorgandrehachse getragen. Der Exzenterorganträger ist hebelartig ausgebildet und ist in einem Endbereich um eine Exzenterorganträgerschwen- kachse schwenkbar getragen. Im anderen Endbereich greift ein Stellantrieb an dem Exzenterorganträger an, um diesen um seine Exzenterorganträgerschwenkachse zu verlagern. Bei Verlagerung des Exzenterorganträgers um seine Schwenkachse verlagert sich mit diesem das Exzenterorgan und dessen Exzenterorgandrehachse bezüglich der Drehachse der Kurbelwelle und somit auch der Drehachse der Ausgleichsmas- se.

Über einen nach radial außen greifenden Arm ist das Exzenterorgan mit den beiden Übertragungsgliedern gelenkig verbunden, und zwar im Bereich der gelenkigen Verbindung derselben miteinander.

Ist der Exzenterorganträger durch den ihm zugeordneten Stellantrieb so positioniert, dass die Exzenterorgandrehachse mit der Drehachse der Kurbelwelle und damit auch der Drehachse der Ausgleichsmasse übereinstimmt, dreht sich das Exzenterorgan zusammen mit der Kurbelwelle und der Ausgleichsmasse um eine gemeinsame Drehachse. Ist der Exzenterorganträger jedoch so positioniert, dass die Drehachse der Kurbelwelle und damit der Ausgleichsmasse nicht mit der Exzenterorgandrehachse ü- bereinstimmt, so dreht sich zwar das Exzenterorgan aufgrund seiner gelenkigen Anbin- dung an die beiden Übertragungsglieder zusammen mit der Kurbelwelle und der Ausgleichsmasse, jedoch nicht um die gleiche Drehachse wie diese. Dies führt dazu, dass der Anlenkpunkt des Exzenterorgans an die beiden Übertragungsglieder, welcher zur Exzenterorgandrehachse immer den gleichen Radialabstand aufweist, im Verlaufe der Drehung seinen Radialabstand zur Drehachse der Kurbelwelle und damit auch der Ausgleichsmasse verändert. Aufgrund dieser Änderung des Radialabstands, d. h. der Exzentrizität des Anlenkpunkts, ändert sich auch die Winkellage der beiden an das Exzenterorgan angelenkten Übertragungsglieder zueinander, mit der Folge, dass der Um- fangsabstand zwischen dem Anlenkpunkt der Übertragungsglieder an den an der Kurbelwelle vorgesehenen Arm und dem Anlenkpunkt an die Ausgleichsmasse sich entsprechend ändert. Dies wiederum hat zur Folge, dass im Verlaufe der Drehung die Ausgleichsmasse phasenweise bezüglich der Kurbelwelle beschleunigt wird und phasenweise bezüglich der Kurbelwelle verzögert wird. Aufgrund des Massenträgheitsmoments der Ausgleichsmasse führt dies dazu, dass der Drehbewegung der Kurbelwelle eine Oszillation eines Massenträgheitsmoments überlagert wird, welche so gewählt werden kann, dass sie Oszillationen in der Drehbewegung der Kurbelwelle, beispielsweise hervorgerufen durch die Zündungen in den Zylindern einer Brennkraftmaschine, zumindest teilweise kompensieren kann. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, mit weiter verbessertem Schwingungsdämpfungsverhalten bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend ein Antriebsaggregat, vorzugsweise Brennkraftmaschine, mit einer um eine Drehachse drehbaren Antriebswelle und eine Vorrichtung zur Beeinflussung des Drehverhaltens der Antriebswelle, die Vorrichtung umfassend eine vermittels eines Koppelgetriebes mit der Antriebswelle zur Drehung um die Drehachse gekoppelte Ausgleichsmasse, wobei durch das Koppelgetriebe eine Relativdrehlage der Ausgleichsmasse bezüglich der Antriebswelle veränderbar ist.

Dabei ist mit der Antriebswelle eine wenigstens eine Reibfläche bereitstellende Kupplungsanordnung verbunden oder verbindbar.

Durch eine derartige Kupplungsanordnung kann das Massenträgheitsmoment der Antriebswelle erhöht werden, so dass zusätzlich zu der durch die Ausgleichsmasse bereitgestellten Dämpfungscharakteristik das Auftreten bzw. Ausbreiten von Dre- hungleichförmigkeiten über einen Antriebsstrang weiter eingedämmt werden kann.

Dabei kann der Aufbau beispielsweise derart sein, dass das Koppelgetriebe ein mit der Antriebswelle drehbares Antriebsorgan mit einem bezüglich der Drehachse exzentrischen ersten Koppelbereich sowie eine Übertragungsgliederanordnung mit wenigstens einem, vorzugsweise zwei, Übertragungsgliedern umfasst, wobei ein Übertragungsglied in dem ersten Koppelbereich mit dem Antriebsorgan gelenkig verbunden ist und ein Übertragungsglied in einem zweiten Koppelbereich mit der Ausgleichsmasse gelenkig verbunden ist, wobei das Koppelgetriebe ein um eine Exzenterorgandrehachse drehbares Exzenterorgan mit bezüglich der Drehachse der Antriebswelle exzentrischem und bei seiner Drehbewegung in seiner Exzentrizität veränderbarem Koppelbereich umfasst, wobei in diesem Koppelbereich wenigstens ein Übertragungsglied der Übertragungsgliederanordnung mit dem Exzenterorgan gelenkig verbunden ist. Die Kupplungsanordnung kann beispielsweise eine Schwungradanordnung umfassen.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Schwungradanordnung eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung mit einer mit der Antriebswelle im Wesentlichen drehfest verbundenen Primärseite und einer gegen die Rückstellwirkung einer Dämpferelementenanordnung bezüglich der Primärseite drehbaren Sekundärseite umfasst, wobei an der Sekundärseite ein die Reibfläche bereitstellendes Schwungrad vorgesehen ist. Durch eine derartige Torsionsschwin- gungsdämpferanordnung wird ein weiterer Dämpfungsaspekt in das Antriebssystem integriert, der in Verbindung mit der Dämpfungscharakteristik der Ausgleichsmasse ein sehr breitbandiges Dämpfungsspektrum bereitstellt.

Bei einer alternativen Ausgestaltungsform kann vorgesehen sein, dass die Schwungradanordnung ein in einem radial äußeren Bereich die Reibfläche bereitstellendes, in einem radial inneren Bereich mit der Antriebswelle im Wesentlichen drehfest verbundenes Schwungrad umfasst.

Zum Erhalt einer vorteilhaften Funktionenverknüpfung wird vorgeschlagen, dass die Kupplungsanordnung das Antriebsorgan bereitstellt.

Zur Vorgabe bzw. Veränderung des Schwingungsdämpfungsverhaltens der Ausgleichsmasse wird vorgeschlagen, dass das Exzenterorgan an einem Exzenterorganträger um die Exzenterorgandrehachse drehbar getragen ist, wobei die Exzenterorgandrehachse bezüglich der Drehachse der Antriebswelle exzentrisch angeordnet oder in ihrer Exzentrizität bezüglich der Drehachse der Antriebswelle veränderbar ist.

Reibeffekte, welche die Dämpfungscharakteristik nachteilhaft beeinflussen können, können dadurch vermieden werden, dass das Exzenterorgan vermittels einer Lagerung auf dem Exzenterorganträger um die Exzenterorgandrehachse drehbar getragen ist. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Lagerung ein Wälzkörperlager, insbesondere Kugellager, Tonnenlager oder Nadellager umfasst. Gemäß einem weiteren optional auch in Verbindung mit den vorangehend bereits diskutierten Merkmalen kombinierbaren Aspekt kann wenigstens eine Torsions- schwingungsdämpferanordnung vorgesehen sein. Diese kann grundsätzlich von beliebigem Aufbau sein und muss nicht notwendigerweise unmittelbar mit der Antriebswelle gekoppelt sein, sondern kann auch in in einem Antriebsstrang folgende Systembereiche, beispielsweise in eine Trockenreibungskupplung, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, ein Getriebe, eine oder mehrere Kupplungsscheiben, eine Fluid- kupplung, eine nasslaufende Reibungskupplung oder dergleichen, integriert sein.

Dabei wird vorgeschlagen, dass eine Primärseite der Torsionsschwingungs- dämpferanordnung mit der Antriebswelle zur gemeinsamen Drehung verbunden oder verbindbar ist und eine Sekundärseite der Torsionsschwingungsdämpferanordnung gegen die Rückstellwirkung einer Dämpferelementenanordnung bezüglich der Primärseite drehbar ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Axialansicht eines Antriebssystems mit Antriebswelle und bezüglich dieser oszillierend bewegbarer Auslenkungsmasse;

Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung eines Antriebssystems mit Ausgleichsmasse und Torsionsschwingungsdämpferanordnung;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines Antriebssystems mit Ausgleichsmasse und im Wesentlichen starrem Schwungrad;

Fig. 4 ein Antriebssystem mit einer reibungsarmen Wirkungsweise der Ausgleichsmasse.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zur Beeinflussung des Drehverhaltens einer als Drehorgan wirksamen und um eine Drehachse K drehbaren Kurbelwelle 12 teilweise geschnitten dargestellt. Zusammen mit der Kurbelwelle 12 und beispielsweise auf dieser gelagert ist eine ringscheibenartig ausgebildete Ausgleichsmasse 14 vorgesehen. Durch ein allgemein mit 16 bezeichnetes Koppelgetriebe wird die Ausgleichsmasse 14 bei Drehung der Kurbelwelle 12 um deren Drehachse K gleichermaßen zur Drehbewegung angetrieben, jedoch, wie im Folgenden dargelegt, gewünschtenfalls mit bezüglich der Drehbewegung der Kurbelwelle 12 oszillierender Drehbewegung.

Das Koppelgetriebe 16 umfasst ein mit der Kurbelwelle 12 drehfestes und mit dieser um die Drehachse K drehendes Antriebsorgan 18, in Fig. 1 durch einen nach radial außen bezüglich der Drehachse K greifenden Arm 20 bereitgestellt. Ferner umfasst das Koppelgetriebe 16 eine Übertragungsgliederanordnung 22 mit zwei Übertragungsgliedern 24, 26. In einem ersten Koppelbereich 28 ist das Übertragungsglied 24 mit dem Antriebsorgan 18, also dem Arm 20, gelenkig verbunden, so dass es grundsätzlich eine Schwenkbewegung bezüglich des Antriebsorgans 18 vorzugsweise um eine zur Drehachse K parallele Schwenkachse durchführen kann. In einem zweiten Koppelbereich 30 ist das Übertragungsglied 26 mit der Ausgleichsmasse 14 gelenkig verbunden, so dass es um eine zur Drehachse K der Ausgleichsmasse 14 im Wesentlichen parallele Schwenkachse verschwenken kann.

Das Koppelgetriebe 16 umfasst ferner ein ringartig ausgebildetes Exzenterorgan 32. Dieses ringartige Exzenterorgan 32 ist auf einem hebelartig ausgebildeten Exzenterorganträger 34 beispielsweise in einem zentralen, kreisscheibenartig geformten Bereich desselben drehbar getragen. Dabei ist das Exzenterorgan 32 um eine Exzenterorgandrehachse E auf dem Exzenterorganträger 34 drehbar. Es ist hier darauf hinzuweisen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung die Aussage, dass das Exzenterorgan 32 um eine Exzenterorgandrehachse E drehbar ist, so zu verstehen ist, dass das Exzenterorgan insbesondere mit einem nachfolgend noch erläuterten, daran vorgesehenen Koppelbereich eine Dreh-, also im Wesentlichen eine Kreisbewegung um eine Achse, nämlich die Exzenterorgandrehachse E, ausführt. Dies bedeutet nicht notwendigerweise, dass das Exzenterorgan 32 dazu ringartig oder kreisscheibenartig geschlossen ausgebildet sein muss, wenngleich dies aus Gründen der Stabilität und der Lagerungsfunktionalität besonders vorteilhaft ist.

In einem ersten Armabschnitt 36 ist der Exzenterorganträger 34 beispielsweise an einem Motorblock oder einer sonstigen feststehenden Baugruppe 38 um eine Ex- zenterorganträgerschwenkachse T, welche zur Drehachse K der Kurbelwelle 12 gleichermaßen exzentrisch liegt, schwenkbar. An einem in entgegengesetzter Richtung sich erstreckenden Armabschnitt 40 des Exzenterorganträgers 34 greift ein Stellantrieb 42 an, welcher bezüglich der feststehenden Baugruppe 38 in seinem anderen Endbereich abgestützt ist. Der Stellantrieb 42 kann hydraulisch, pneumatisch, elektromotorisch oder in sonstiger Weise wirken. Durch Erregung des Stellantriebs 42 kann die Schwenklage des Exzenterorganträgers 34 um die Exzenterorganträgerschwenkachse T verändert werden, wodurch auch die Lage der Exzenterorgandrehachse E insbesondere bezüglich der Drehachse K der Kurbelwelle 12 und damit auch der Ausgleichsmasse 14 verändert werden kann. In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand ist der Exzenterorganträger 34 derart positioniert, dass die Exzenterorgandrehachse E nicht mit der Drehachse K der Kurbelwelle 12 übereinstimmt. Grundsätzlich kann der Exzenterorganträger 34 jedoch in eine derartige Schwenkposition gebracht werden, so dass diese beiden Drehachsen K und E übereinstimmen.

In einem dritten Koppelbereich 44 sind die beiden Übertragungsglieder 24, 26 in ihren einander benachbart liegenden Endbereichen miteinander und auch mit dem Exzenterorgan 32 um eine vorzugsweise zur Drehachse K der Kurbelwelle im Wesentlichen parallele Schwenkachse gelenkig verbunden. Durch diese gelenkige Anbindung ist gewährleistet, dass das über das Übertragungsglied 24 an die Kurbelwelle 12 angekoppelte Exzenterorgan 32 zur Drehung um seine Exzenterorgandrehachse E angetrieben wird, und dass weiterhin durch die Ankopplung vermittels des Übertragungsglieds 26 an das Exzenterorgan 32 die Ausgleichsmasse 14 zur Drehung um die Drehachse K der Kurbelwelle angetrieben wird.

In einem Zustand, in welchem die Exzenterorgandrehachse E und die Drehachse K der Kurbelwelle 12 und damit auch der Ausgleichsmasse 14 einander deckend liegen, also diese drei Bauteile um die gleiche Drehachse rotieren, rotieren diese drei Bauteile tatsächlich mit zueinander identischer Drehgeschwindigkeit, da der dritte Koppelbereich 44 seinen Radialabstand zur Drehachse K der Kurbelwelle 12 nicht ändert und damit auch die gegenseitige Winkellage der beiden Übertragungsglieder 24, 26 des Koppelgetriebes 16 bei der Drehung unverändert bleibt.

Wird jedoch durch Verschwenkung des Exzenterorganträgers 34 beispielsweise der in Fig. 1 erkennbare Zustand erreicht, ändert sich der Radialabstand des dritten Koppelbereichs 44 zur Drehachse K der Kurbelwelle 12 aufgrund der Exzentrizität der Exzenterorgandrehachse E bezüglich der Drehachse K der Kurbelwelle 12 im Verlaufe der Drehung. Dies hat zur Folge, dass entsprechend auch die Winkellage der beiden Übertragungsglieder 24, 26 sich während der Drehung der Kurbelwelle 12 und damit auch der Ausgleichsmasse 14 um die Drehachse K periodisch ändert. Die Folge davon ist, dass oszillierend die Ausgleichsmasse 14 bezüglich der Kurbelwelle 12 beschleunigt wird, nämlich dann, wenn der zwischen den beiden Übertragungsgliedern 24, 26 eingeschlossene Winkel abnimmt, und verzögert wird, nämlich dann, wenn dieser Winkel zunimmt, bezogen auf einen Zustand, in welchem die Ausgleichsmasse 14 durch die beiden Übertragungsglieder 24, 26 bei der Drehung gezogen wird.

Durch diese oszillierende Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsbewegung der Ausgleichsmasse 14 wird aufgrund der trägen Masse bzw. des Massenträgheitsmoments der Ausgleichsmasse 14 auf die Kurbelwelle 12 alternierend eine diese beschleunigende und verzögernde Kraft ausgeübt. Durch Abstimmung dieser Oszillation auf beispielsweise die entsprechend oszillierend auf die Kurbelwelle ausgeübten Beschleunigungskräfte der verschiedenen Zylinder wird es möglich, die mit der Zündfrequenz auftretenden oszillierenden Beschleunigungen der Kurbelwelle zu glätten und somit ein gleichmäßigeres Drehverhalten derselben zu erreichen.

Dabei kann durch Ausgestaltung des Koppelgetriebes 16 eine Abstimmung auf verschiedene anregende Ordnungen erlangt werden. So kann beispielsweise dann, wenn im Verlaufe einer vollständigen Umdrehung die beiden Übertragungsglieder 24, 26 über die Strecklage, also einen Totpunkt hinaus verschwenkt werden, dafür gesorgt werden, dass bei jeder Umdrehung die Ausgleichsmasse 14 zweimal beschleunigt und zweimal verzögert werden. Wird durch die Ausgestaltung des Koppelgetriebes 16 eine derartige Totpunktlage nicht überschritten, wird bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle die Ausgleichsmasse 14 nur einmal beschleunigt und einmal verzögert.

Es ist darauf hinzuweisen, dass das Koppelgetriebe 16, insbesondere auch die Ausgestaltung der Übertragungsgliederanordnung 22, anders gewählt werden kann, als vorangehend dargelegt. So können grundsätzlich die Übertragungsglieder 24, 26 mit anderer geometrischer Konfiguration ausgebildet sein. Es müssen nicht notwendigerweise beide Übertragungsglieder im dritten Koppelbereich 44 mit dem Exzenterorgan 32 um die selbe Schwenkachse schwenkbar verbunden sein. Hier könnte ein Um- fangs- bzw. auch ein Radialversatz bei der Anlenkung der beiden Übertragungsglieder an das Exzenterorgan realisiert sein. Auch ist es grundsätzlich möglich, nur eines der Übertragungsglieder im dritten Koppelbereich an das Exzenterorgan schwenkbar, also gelenkig anzubinden, während das andere der Übertragungsglieder mit dem im dritten Koppelbereich 44 an das Exzenterorgan 32 gelenkig angebundenen Übertragungsglied gelenkig verbunden ist. Beispielsweise könnte das erste Übertragungsglied 24 einerseits im ersten Koppelbereich 28 an das Antriebsorgan 18 gelenkig angebunden sein und andererseits im dritten Koppelbereich 44 an das Exzenterorgan 32 gelenkig angebunden sein. Das zweite Übertragungsglied 26 könnte einerseits an die Ausgleichsmasse 14 gelenkig angebunden sein und könnte andererseits gelenkig mit dem ersten Übertragungsglied 24 verbunden sein, beispielsweise in einem zwischen dem ersten Koppelbereich 28 und dem dritten Koppelbereich 44 liegenden Verbindungsbereich oder in einem über den dritten Koppelbereich 44 hinaus sich erstreckenden Hebelabschnitt des ersten Übertragungsglieds 24.

Die Fig. 2 zeigt die Integration der vorangehend mit Bezug auf die Fig. 1 beschriebenen Vorrichtung 10 in ein Antriebssystem, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug. Es ist hier darauf hinzuweisen, dass die Wirkungsweise bzw. der Aufbau des Koppelgetriebes 16 so sein kann, wie vorangehend mit Bezug auf die Fig. 1 detailliert beschrieben. Insbesondere sei darauf hingewiesen, dass die Fig. 2 zeigt, dass die Ausgleichsmasse 14 auf der Kurbelwelle 12 vermittels einer Lagerung 52, vorzugsweise Wälzkörperlager, wie z.B. Nadellager, Kugellager oder Tonnenlager, drehbar gelagert ist, um somit eine Reibwechselwirkung zwischen diesen beiden grundsätzlich bezüglich einan- der drehbaren Bauteilen so weit als möglich auszuschließen.

An die Kurbelwelle 12 ist eine allgemein mit 50 bezeichnete Schwungradanordnung angebunden. Diese umfasst eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung 54, welche hier nach Art eines Zweimassenschwungrads aufgebaut ist bzw. wirkt. Die Tor- sionsschwingungsdämpferanordnung 54 umfasst eine Primärseite 56 mit zwei in axialem Abstand zueinander angeordneten und in ihrem radial äußeren Bereich miteinander beispielsweise durch Verschweißung oder dergleichen verbundenen Deckscheibenelementen 58, 60. Dabei ist das Deckscheibenelement 58 in seinem radial inneren Bereich durch Schraubbolzen 62 an einen Kurbelwellenflansch 64 angebunden.

Eine Sekundärseite 66 der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 54 umfasst ein Zentralscheibenelement 68, das in seinem radial äußeren Bereich zwischen die beiden Deckscheibenelemente 58, 60 eingreift. In diesem Bereich, in welchem die beiden Deckscheibenelemente 58, 60 einen nach radial außen hin im Wesentlichen fluiddicht abgeschlossenen Raum begrenzen, ist eine Dämpferelementenanordnung 70 mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung aufeinander folgenden und beispielsweise auch ineinander geschachtelten Dämpferelementen 72, beispielsweise Schraubendruckfedern, vorgesehen. Diese stützen sich an den Deckscheibenelementen 58, 60 einerseits und dem Zentralscheibenelement 68 andererseits ggf. über Gleitschuhe bzw. Federteller ab und übertragen somit das Drehmoment zwischen der Primärseite 56 und der Sekundärseite 66. Unter Kompression der Dämpferelemente 72 können die Primärseite 56 und die Sekundärseite 66 sich bezüglich einander um die Drehachse K verdrehen.

Man erkennt in Fig. 2, dass die Sekundärseite 66 bzw. das Deckscheibenelement 68 in seinem radial inneren Bereich auf einem Lagerungselement 74 drehbar gelagert ist, wobei dieses Lagerungselement 74 zusammen mit dem Deckscheibenelement 58 vermittels der Schraubbolzen 62 am Kurbelwellenflansch 64 festgelegt ist.

Mit dem Zentralscheibenelement 68 ist ein Schwungrad 76 beispielsweise durch Verschraubung oder Vernietung fest verbunden. Dieses Schwungrad 76 stellt eine Reibfläche 78 für eine Reibungskupplung bzw. eine damit zu verbindende Druckplat- tenbaugruppe bereit, so dass die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 54 zumindest mit ihrer Sekundärseite 66 bzw. dem daran vorgesehenen Schwungrad 76 einen wesentlichen Bestandteil einer Kupplungsanordnung bildet.

Durch die Kombination der Dämpfungscharakteristik der oszillierend bezüglich der Kurbelwelle 12 auslenkbaren Ausgleichsmasse 14 einerseits und der Dämpfungscharakteristik der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 54, hier also eines Zweimassenschwungrads, andererseits wird ein deutlich verbessertes Gesamtschwin- gungsdämpfungsvermögen erreicht. Insbesondere im Teillastbetrieb und bei höheren Drehzahlen besteht die Gefahr, dass durch die Oszillation der Ausgleichsmasse 14 höhere Motorordnungen, also höhere Ordnungen der in einer Brennkraftmaschine generierten Zündfrequenz, nicht mehr optimal kompensiert werden können. Insbesondere in diesen Betriebszuständen macht sich das Schwingungsentkopplungsvermögen der Torsionsschwingungsdämpferanordnung 54 besonders vorteilhaft bemerkbar.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Torsionsschwingungsdämpferanordnung 54 nicht nur in Form eines Zweimassenschwungrads bereitgestellt sein kann. Sie kann alternativ oder zusätzlich auch in eine Reibungskupplung, insbesondere die Kupplungsscheibe/n derselben beispielsweise als Weitwinkeldämpfer integriert sein. Auch ist die Integration einer derartigen Torsionsschwingungsdämpferanordnung in eine weitere Antriebsstrangbaugruppe, wie z.B. einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder eine Fluidkupplung im Drehmomentübertragungsweg zwischen einer Überbrückungs- kupplung und einer Abtriebsnabe derselben oder auch einem Turbinenrad und einer Abtriebsnabe derselben, sowie eine nasslaufende Kupplung möglich. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass eine derartige weitergehend schwingungsdämpfend wirksame Baugruppe in Drehmomentenfluss nach der Kurbelwelle und somit auch nach dem Wirkungsbereich der Ausgleichsmasse 14 liegt, so dass diese durch unmittelbare Wechselwirkung mit der Kurbelwelle die in einem Antriebsaggregat, wie z.B. Brennkraftmaschine, mit der Zündfrequenz bzw. höherer Ordnung davon entstehenden Anregungen optimal eliminieren kann.

Ein weiterer in Fig. 2 erkennbarer Aspekt ist, dass die Schwungradanordnung 50 bzw. Torsionsschwingungsdämpferanordnung 54 insbesondere mit ihrer Primärseite 56 gleichzeitig auch das Antriebsorgan 18 bereitstellt, an welches im ersten Koppelbereich 28 das Übertragungsglied 24 gelenkig angebunden ist. Somit ist keine weitere diese Funktionalität übernehmende Baugruppe erforderlich.

Eine alternative Ausgestaltungsvariante ist in Fig. 3 gezeigt. Hier ist die

Schwungradanordnung 50 mit einem im Wesentlichen starren Schwungrad 80 ausgebildet, welches die Reibfläche 78 für eine Reibungskupplung bereitstellen kann und in seinem Außenumfangsbereich einen Anlasserzahnkranz 82 tragen kann. In seinem radial inneren Bereich 84 ist das Schwungrad 80 durch Verschraubung oder dergleichen an die Stirnseite der Kurbelwelle 12 drehfest angebunden und somit mit dieser um die Drehachse K drehbar.

Auch hier stellt das Schwungrad 80 gleichermaßen das Antriebsorgan 18 für die Ausgleichsmasse 14 bereit. Man erkennt, dass im ersten Koppelbereich 28 das Übertragungsglied 24 gelenkig, also um eine zur Drehachse K im Wesentlichen parallele Achse schwenkbar mit dem Schwungrad 80 verbunden ist. So wie auch bei der in Fig. 2 gezeigten Ausgestaltungsform liegen die beiden Übertragungsglieder 24, 26 und das im dritten Koppelbereich 44 mit diesen gelenkig verbundene Exzenterorgan 32 an unterschiedlichen axialen Seiten der Ausgleichsmasse 14. Um hier die gelenkige Verbindungswirkung realisieren zu können, ist in der Ausgleichsmasse 14 eine von einem Kopplungsbolzen 86 durchgriffene Aussparung vorgesehen, wobei der Kopplungsbolzen 86 beispielsweise am Exzenterorgan 32 getragen ist und die beiden Übertragungsglieder 24, 26 an dem Kopplungsbolzen 86 gelenkig, um eine zur Drehachse K im Wesentlichen parallele Achse schwenkbar getragen sind.

Ein weiterer zur Verbesserung des Schwingungsdämpfungsverhaltens beitragender Aspekt ist in Fig. 4 veranschaulicht. Hier ist die Schwungradanordnung 50 nur mit ihrem radial inneren Bereich dargestellt. Der Aufbau der Schwungradanordnung 50 kann so wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt realisiert sein.

Man erkennt in Fig. 4 den am Exzenterorgan 32 beispielsweise durch eine Ku- gelgelenkverbindung getragenen Kopplungsbolzen 86 mit den im dritten Koppelbereich 44 damit gelenkig verbundenen Übertragungsgliedern 24, 26. Das Übertragungsglied 24 ist im ersten Koppelbereich 28 an die Schwungradanordnung 50 gelenkig angebunden. Neben der vorangehend bereits angesprochenen reibungsarmen Lagerung der Ausgleichsmasse 14 auf der Kurbelwelle 12 vermittels der Lagerung 52 ist hier auch das Exzenterorgan 32 vermittels einer Lagerung 88 auf dem Exzenterorganträger 54 um die mit Bezug auf die Fig. 1 beschriebene Exzenterorgandrehachse E drehbar getragen. Auch die Lagerung 88 kann vorzugsweise als Wälzkörperlager, beispielsweise Kugellager, Tonnenlager, Nadellager, ausgebildet sein. Dadurch wird eine zu Schleppmomenten führende und das Dämpfungsverhalten beeinträchtigende Reibwechselwirkung im Bereich der Vorrichtung 10 selbst weitestgehend eliminiert.

Es sei abschließend darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung in verschiedensten Aspekten variiert werden, ohne von den Prinzipien derselben abzuweichen. So könnte selbstverständlich die Torsionsschwingungsdämpferanordnung anders ausgebildet sein, als mit Bezug auf die Fig. 2 beschrieben. Sie könnte beispielsweise zwei in Serie und ggf. radial ineinander geschachtelte Torsionsschwingungsdämpfer umfassen, was sich insbesondere bei Integration in eine weitere Drehmomentübertragungsbaugruppe, wie z.B. hydrodynamischer Drehmomentwandler, hydrodynamische Kupplung, Fluidkupplung, nasslaufende Kupplung, Trockenkupplung oder Kupplungsscheibe, anbietet. Von Bedeutung ist dabei also, dass zusätzlich zu der Vorrichtung, mit welcher das Drehverhalten eines Drehorgans, also beispielsweise einer Kurbelwelle, beeinflusst werden kann, im folgenden Bereich eines Antriebsstrangs weitere zur Dämpfung bzw. Tilgung von Drehungleichförmigkeiten bzw. Torsionsschwingungen beitragende Baugruppen, also z.B. Torsionsschwingungsdämpferanordnungen vorgesehen sein können. Diese können beispielsweise auch in eine Doppelkupplung oder eine Hybridanordnung integriert sein oder, wie bereits ausgeführt, in einen hydrodynamischen Drehmomentwandler. Auch die Integration derartiger Torsionsschwingungs- dämpferanordnungen in ein im Drehmomentenfluß folgendes Getriebe, insbesondere Automatikgetriebe, ist denkbar. Auch die Kombination mehrerer Torsionsschwingungs- dämpferanordnungen in verschiedenen in einem Antriebsstrang aufeinander folgenden Systembereichen ist möglich. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Antriebssystem jedoch auch, wie die Fig. 3 dies andeutet, lediglich mit einer als Schwungmasse dienenden Kupplungsanordnung ausgeführt sein, also keine bei Auftreten von Drehunformigkeiten elastisch wirksamen Federelemente umfassen.

Claims

Patentansprüche

1 . Antriebssystem, insbesondere für ein Fahrzeug, umfassend ein Antriebsaggregat, vorzugsweise Brennkraftmaschine, mit einer um eine Drehachse (K) drehbaren Antriebswelle (12) und eine Vorrichtung (10) zur Beeinflussung des Drehverhaltens der Antriebswelle (12), die Vorrichtung (10) umfassend eine vermittels eines Koppelgetriebes (16) mit der Antriebswelle (12) zur Drehung um die Drehachse (K) gekoppelte Ausgleichsmasse (14), wobei durch das Koppelgetriebe (16) eine Relativdrehlage der Ausgleichsmasse (14) bezüglich der Antriebswelle (12) veränderbar ist, gekennzeichnet durch eine mit der Antriebswelle (12) verbundene oder/und verbindbare, wenigstens eine Reibfläche (78) bereitstellende Kupplungsanordnung (50).

2. Antriebssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelgetriebe (16) ein mit der Antriebswelle (12) drehbares Antriebsorgan (18) mit einem bezüglich der Drehachse (K) exzentrischen ersten Koppelbereich (28) sowie eine Übertragungsgliederanordnung (22) mit wenigstens einem, vorzugsweise zwei, Übertragungsgliedern (24, 26) umfasst, wobei ein Übertragungsglied (24, 26) in dem ersten Koppelbereich (28) mit dem Antriebsorgan (18) gelenkig verbunden ist und ein Übertragungsglied (24, 26) in einem zweiten Koppelbereich (30) mit der Ausgleichsmasse (14) gelenkig verbunden ist, wobei das Koppelgetriebe (16) ein um eine Exzenterorgandrehachse (E) drehbares Exzenterorgan (32) mit bezüglich der Drehachse (K) der Antriebswelle (12) exzentrischem und bei seiner Drehbewegung in seiner Exzentrizität veränderbarem Koppelbereich (44) umfasst, wobei in diesem Koppelbereich (44) wenigstens ein Übertragungsglied (24, 26) der Übertragungsgliederanordnung (16) mit dem Exzenterorgan (32) gelenkig verbunden ist.

3. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung eine Schwungradanordnung (50) umfasst.

4. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die

Schwungradanordnung (50) eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung (54) mit einer mit der Antriebswelle (12) im Wesentlichen drehfest verbundenen Primärseite (56) und einer gegen die Rückstellwirkung einer Dämpferelementenanordnung (70) bezüglich der Primärseite (56) drehbaren Sekundärseite (66) umfasst, wobei an der Sekundärseite (66) ein die Reibfläche (78) bereitstellendes Schwungrad (76) vorgesehen ist.

5. Antriebssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die

Schwungradanordnung (50) ein in einem radial äußeren Bereich die Reibfläche (78) bereitstellendes, in einem radial inneren Bereich (84) mit der Antriebswelle (12) im Wesentlichen drehfest verbundenes Schwungrad (80) umfasst.

6. Antriebssystem nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 5, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsanordnung (50) das Antriebsorgan (18) bereitstellt.

7. Antriebssystem nach Anspruch 2 oder nach einem der Ansprüche 3 bis 6, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterorgan (32) an einem Exzenterorganträger (34) um die Exzenterorgandrehachse (E) drehbar getragen ist, wobei die Exzenterorgandrehachse (E) bezüglich der Drehachse (K) der Antriebswelle (12) exzentrisch angeordnet oder in ihrer Exzentrizität bezüglich der Drehachse (K) der Antriebswelle (12) veränderbar ist.

8. Antriebssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterorgan (32) vermittels einer Lagerung (88) an dem Exzenterorganträger (34) um die Exzenterorgandrehachse (E) drehbar getragen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (88) ein Wälzkörperlager, insbesondere Kugellager, Tonnenlager oder Nadellager umfasst.

10. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , gekennzeichnet durch wenigstens eine Torsionsschwingungsdämpferan- ordnung.

1 1 . Antriebssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Primärseite (56) der Torsionsschwingungsdämpferanordnung (54) mit der Antriebswelle (12) zur gemeinsamen Drehung verbunden oder verbindbar ist und eine Sekundärseite (66) der Torsionsschwingungsdämpferanordnung (54) gegen die Rückstellwirkung einer Dämpferelementenanordnung (70) bezüglich der Primärseite (56) drehbar ist.