WO2014082629A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung und antriebsstrang mit drehmomentübertragungseinrichtung - Google Patents

Drehmomentübertragungseinrichtung und antriebsstrang mit drehmomentübertragungseinrichtung Download PDF

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WO2014082629A1
WO2014082629A1 PCT/DE2013/200244 DE2013200244W WO2014082629A1 WO 2014082629 A1 WO2014082629 A1 WO 2014082629A1 DE 2013200244 W DE2013200244 W DE 2013200244W WO 2014082629 A1 WO2014082629 A1 WO 2014082629A1
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torque transmission
transmission device
flywheel
pendulum
centrifugal pendulum
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PCT/DE2013/200244
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Inventor
Gerd Ahnert
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/14—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
    • F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
    • F16F15/145—Masses mounted with play with respect to driving means thus enabling free movement over a limited range
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00—Friction clutches
    • F16D13/58—Details
    • F16D13/70—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D2013/703—Pressure members, e.g. pressure plates, for clutch-plates or lamellae; Guiding arrangements for pressure members the pressure plate on the flywheel side is combined with a damper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock

Definitions

  • the invention relates to a torque transmission device for a drive train of a vehicle, having (i) a rotary part, in particular a flywheel having at least one flywheel, (ii) at least one centrifugal pendulum which has at least one pendulum mass and at least one carrier device carrying this pendulum mass, and (iii) a bearing device for supporting the centrifugal pendulum on the rotary part.
  • Such a torque transmitting device with a coupling and disengageable friction clutch for a vehicle is known. This includes at least one
  • Flywheel having flywheel, at least one at least one pendulum mass and at least one of these pendulum mass carrying carrier device exhibiting centrifugal pendulum, and a bearing device for supporting the centrifugal pendulum on the flywheel.
  • the flywheel forms a counter-pressure plate of the friction clutch, which also has a pressure plate for pressing a clutch disc between the pressure plate and the counter-pressure plate.
  • the bearing device By means of the bearing device, the carrier device of the centrifugal pendulum is firmly connected to the flywheel.
  • the pressure plate is connected downstream of the counter-pressure plate in the torque transmission path of the torque transmission device.
  • a corresponding drive train with an internal combustion engine an internal combustion engine
  • the torque transmission device is interposed in the drive train between the engine and transmission, wherein the torque input to the crankshaft of the internal combustion engine and the torque output is connected to the transmission input shaft of the transmission.
  • a special design of a rotary swivel gungstilgers is the centrifugal pendulum in which pendulum masses are arranged on tracks with circumferential and radial share displaced, so that the pendulum masses take different radii in torsional vibrations and thus increases the moment of inertia of the pendulum masses receiving component and the component is thus slowed down for a short time.
  • centrifugal pendulum reaches its limits, ie the end point of the swinging pendulum of its pendulum masses, then these pendulum masses must be braked by means of elastic end stops at the end point of the corresponding curved track, in order to avoid damage from impacts of the components of the centrifugal pendulum pendulum.
  • the stops may be made with elastic plastic parts. If the centrifugal pendulum, for example, fixed to the flywheel or the clutch pressure plate, it may lead to a disadvantageous high thermal load of the material, which leads in extreme cases to a reduced life and limits the choice of materials.
  • the bearing device alone or together with at least one part of the rotary part and / or a part of the carrier device forms an overload protection coupling.
  • This overload protection clutch is in particular an overload protection by means of adhesion causing slipping clutch, so a friction clutch.
  • This coupling allows rotation of the centrifugal pendulum against the rotary member (in particular the flywheel) when exceeding a predetermined maximum value of the torque, which defines the presence of a corresponding overload.
  • the bearing of the centrifugal pendulum on the rotary part by means of the bearing device can comprise both an axial bearing component and a radial bearing component. For these two storage components, common components or separate components of the storage device may be provided.
  • the torque transmission device according to the invention is a robust, functionally reliable solution for reducing momentary irregularities, which can withstand even unexpectedly high momentary momentary irregularities without damage.
  • flywheel is understood to mean both a mass (in the physical sense) and a mass body (ie a flywheel mass body) applying this flywheel mass.
  • the bearing device has at least one coupling element arranged between the rotary part and the carrier device for forming the overload protection coupling.
  • this coupling element By means of this coupling element, the carrier device of the centrifugal pendulum in normal operation is connected in a rotationally fixed manner to the rotary part. In case of overload, this non-rotatable connection is released.
  • the overload protection coupling is a friction clutch
  • the connection is made via a frictional connection between the coupling element designed as a friction element and a further element.
  • This further element may be part of the carrier device, the rotary part and / or the bearing device.
  • the friction element is then, for example, a friction ring or a friction disk.
  • the bearing device further comprises at least one spring element effecting a force application of the coupling element or at least one of the coupling elements.
  • This spring element causes the frictional connection between the coupling element and the further element.
  • this at least one spring element is designed as a plate spring.
  • the bearing device in addition to the at least one coupling element and the at least one spring element also have other components.
  • the at least one coupling element and the at least one spring element form the bearing device.
  • the bearing device acts on a radial outer region of the centrifugal pendulum pendulum.
  • the bearing device engages on a radially inner region of the centrifugal pendulum.
  • the centrifugal pendulum is designed as a preassembled pendulum module.
  • the flywheel may be a one-way flywheel having a flywheel or a multi-mass flywheel (preferably a dual-mass flywheel) having a plurality
  • the flywheel is a single flywheel with only one flywheel.
  • the single flywheel is particularly simple and robust.
  • the arrangement of flywheel, bearing device and centrifugal pendulum is preferably arranged directly at the input end of the torque transmission device. As a result, the moment irregularities are reduced directly after the torque input.
  • a plurality of pendulum masses are provided, which are circumferentially regularly distributed with respect to the axis of rotation of the centrifugal pendulum.
  • the at least one pendulum mass is guided by means of at least one slotted guide along guide surfaces of the support means.
  • a slotted guide is known in principle from the aforementioned document DE 10 2009 042 831 A1.
  • the torque transmission device further comprises a friction clutch with a pressure plate, a counter pressure plate and a compressible between pressure plate and counter plate Clutch plate, wherein the flywheel forms the counter-pressure plate or is connected to the counter-pressure plate.
  • Flywheel has a starter toothing for combing with a starter pinion of a starter.
  • the engine can be started by the starter.
  • the starter toothing is arranged on the outer circumference of the flywheel.
  • the starter toothing is formed on the input side on the outer circumference of the flywheel.
  • the starter toothing is formed directly on the flywheel or one of the flywheels or on a starter ring gear of the flywheel.
  • the drive train according to the invention for a vehicle has an engine, in particular an internal combustion engine (an internal combustion engine), a transmission and an intermediate between the prime mover and the transmission torque transmission device, which is designed as above-mentioned torque transmission device.
  • an engine in particular an internal combustion engine (an internal combustion engine)
  • a transmission and an intermediate between the prime mover and the transmission torque transmission device, which is designed as above-mentioned torque transmission device.
  • FIG. 1 shows a torque transmission device according to a first preferred
  • FIG. 3 shows a torque transmission device according to a third preferred
  • Embodiment of the invention in a sectional view.
  • the torque transmission device 10 has, for example, a friction clutch (not shown) in the powertrain of a motor vehicle is generally interposed between the crankshaft of the internal combustion engine (the internal combustion engine) and / or the output shaft of another prime mover of the motor vehicle and a transmission input shaft of a transmission (both not shown).
  • the torque transmission device 10 has a flywheel 14 designed as a single flywheel 12 with a flywheel 16 and a centrifugal pendulum 18.
  • the rotary part is, for example, a rigid flywheel, the primary or secondary mass of a dual-mass flywheel, a converter part, a clutch plate or a clutch pressure plate.
  • the centrifugal pendulum 18 comprises a plurality of pendulum masses 20 and a carrier device 22 carrying these pendulum masses 20, wherein only one of these pendulum masses 20 is shown in the figures.
  • the torque transmission device 10 has a bearing device 24 for supporting the centrifugal pendulum 18 on the flywheel 14.
  • the flywheel 14 has on its outer circumference 26, ie radially outside of the centrifugal force pendulum 18, a starter ring gear 28 with a starter toothing in the form of a spur gear.
  • the flywheel 16 of the flywheel 14 has on one side a recess 29 for receiving the centrifugal pendulum 18.
  • Each of the pendulum masses 20 is guided by means of at least one slide guide (not shown) along guide surfaces 30, 32 of the carrier device 22 on corresponding tracks.
  • each of the pendulum masses 20 with (not shown) sliding recesses and the support means 22 in the region of their guide surfaces 30, 32 with further (not shown) Kulissenaus fundamentalept for engagement at least one guide roller 34 is provided.
  • Per pendulum mass 20, for example, two guide rollers 34 are provided.
  • Each of the guide rollers 34 passes through a sliding recess of its associated pendulum mass 20 and the other scenes recesses of the guide surfaces 30, 32 forming elements of the support means 22.
  • the slide recesses form roller conveyors of the guide rollers 34.
  • Each of the pendulum masses 20 is carried out in the example as a laminated core, by means of rivets 36 is held together.
  • the bearing device 24 forms on the one hand a rotary bearing for the centrifugal pendulum 18 and on the other hand, together with a part of the support means 22, an overload protection coupling 38, more precisely an overload protection by means of adhesion Slip clutch 40.
  • the bearing device 24 shown in FIG. 1 has two coupling elements 40, 42 arranged between the flywheel 14 and the support device 22 and a spring element 46 which effects the force exerted on the coupling elements 42, 44.
  • the coupling elements 42, 44 each have an annular basic shape, so they are designed as friction rings. Alternatively, groups of a plurality of segment elements distributed over the circumference formed coupling elements 42, 44 are provided.
  • the spring element 46 is mounted between the starter ring gear 28 and flywheel 16 and axially presses directly against one of the two coupling elements 42.
  • the coupling elements 42, 44 are arranged in a radial outer region 48 of the centrifugal pendulum 18 axially on both sides of the support means 22.
  • the pendulum masses 20 are guided between two guide plates 50, 52 of the carrier device, which form the guide surfaces 30, 32.
  • the one of the two coupling elements 42 is arranged between the free end of the spring element 46 and a guide plate 50 of the support means 22 and the other of the two coupling elements 44 is disposed between the other guide plate 52 of the support means 22 and the flywheel 16.
  • the overload protection coupling 38 thus acts on the radial outer region 48 of the centrifugal pendulum 18.
  • the other of the two annular Coupling elements 46 has an L-shaped cross-section and is arranged in the recess 29 both axially and radially between flywheel 14 and support means 22.
  • the torque transmitting device 10 further includes a clutch (not shown) engageable and disengageable.
  • the flywheel 14 forms a counter-pressure plate of this friction clutch.
  • the friction clutch also has a clutch disc and a pressure plate (not shown) for pressing the clutch disc between the pressure plate and the counter pressure plate.
  • the clutch disc of the counter-pressure plate (or the flywheel 14) and the (not shown) pressure plate of the clutch disc is connected downstream.
  • FIGS. 2 and 3 show two further variants of the torque transmission device 10, which essentially correspond to that of FIG. 1, so that only the differences should be discussed here.
  • the respective two-piece pendulum masses 20 are axially guided on both sides of a single guide plate 50 of the support means 22, which forms the guide surfaces 30, 32 on its two sides.
  • the force is applied to the coupling elements 42, 44 similarly as in the embodiment of FIG. 1.
  • the support of the plate spring formed as a spring element 46 takes place in the opposite direction (the Kraftbeetzungsplatz) by means of a locking ring 54 in a circumferential inside Groove 56 in the flywheel 14.
  • the force is applied to the coupling elements 42, 44 as in the embodiments of Figures 1 and 2.
  • the support of the plate spring formed as spring element 46 takes place in the opposite direction by means of a paragraph 58 (with a corresponding projection) on the inner circumference of the ring gear 28 (possibly screwed, riveted or welded) or alternatively by a separate locking ring (eg screwed, riveted or welded).
  • the storage can be done, for example, on the inner diameter of the centrifugal pendulum 18.
  • the bearing device 24 then two sub-devices (not shown), wherein one sub-device forms the overload protection coupling 38 or mit vers and radially supports and the other sub-device of the bearing means 24 provides for the axial bearing.
  • the overload protection clutch or slip clutch 38, 40 designed so that a certain maximum torque value can be transmitted from and to the centrifugal pendulum 18. If this maximum torque value is exceeded, the carrier device 22 of the centrifugal force pendulum 18 can rotate relative to the flywheel 14 (or the other rotary part). It is thus used a kind of torque limitation (overload clutch). Thus, all types or operating principles of overload protection clutches 38 can be used for this task (ratchet teeth, axial or radial spring shapes, etc.). The maximum torque value of the clutch 38 is limited so that no component damage occurs due to the jerky reaching of the movement range ends of the pendulum masses 20.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung, für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, mit einem Rotationsteil, insbesondere einem mindestens eine Schwungmasse aufweisenden Schwungrad, mindestens einem Fliehkraftpendel, das mindestens eine Pendelmasse und mindestens eine diese Pendelmasse tragende Trägereinrichtung aufweist, sowie einer Lagereinrichtung zur Lagerung des Fliehkraftpendels am Rotationsteil. Es ist vorgesehen, dass die Lagereinrichtung alleine oder zusammen mit mindestens einem Teil des Rotationsteils und/oder der Trägereinrichtung eine Überlastschutz-Kupplung, insbesondere eine den Überlastschutz mittels Kraftschluss bewirkende Rutschkupplung, bildet. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug mit einer solchen Drehmomentübertragungseinrichtung.

Description

Drehmomentübertragungseinrichtung und Antriebsstrang mit Drehmomentübertragungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, mit (i) einem Rotationsteil, insbesondere einem mindestens eine Schwungmasse aufweisenden Schwungrad, (ii) mindestens einem Fliehkraftpendel, das mindestens eine Pendelmasse und mindestens eine diese Pendelmasse tragende Trägereinrichtung aufweist, sowie (iii) einer Lagereinrichtung zur Lagerung des Fliehkraftpendels am Rotationsteil.
Eine derartige Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer ein- und auskuppelbaren Reibungskupplung für ein Fahrzeug ist bekannt. Diese umfasst ein mindestens eine
Schwungmasse aufweisendes Schwungrad, mindestens ein mindestens eine Pendelmasse und mindestens eine diese Pendelmasse tragende Trägereinrichtung aufweisendes Fliehkraftpendel, sowie eine Lagereinrichtung zur Lagerung des Fliehkraftpendels am Schwungrad. Das Schwungrad bildet eine Gegendruckplatte der Reibungskupplung, die weiterhin auch eine Anpressplatte zum Verpressen einer Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte aufweist. Mittels der Lagereinrichtung ist die Trägereinrichtung des Fliehkraftpendels fest mit dem Schwungrad verbunden. Die Anpressplatte ist der Gegendruckplatte im Drehmomentübertragungspfad der Drehmomentübertragungseinrichtung nachgeschaltet. Weiterhin ist aus dieser Druckschrift auch ein entsprechender Antriebsstrang mit einer Brennkraftmaschine (einem Verbrennungsmotor), einem Getriebe und einer solchen Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer Kupplung bekannt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung ist im Antriebsstrang zwischen Brennkraftmaschine und Getriebe zwischengeschaltet, wobei der Drehmomenteingang an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Drehmomentausgang an die Getriebeeingangswelle des Getriebes angeschlossen ist.
In den Brennräumen der Brennkraftmaschine laufen Verbrennungsvorgänge ab, die durch ihre bauartbedingte Betriebsweise ein nicht kontinuierliches Drehmoment auf die den Antriebsstrang antreibende Kurbelwelle übertragen. Infolgedessen treten Dreh- oder Torsionsschwingungen auf, zu deren Dämpfung so genannte Drehschwingungsdämpfer oder Drehschwingungstilger eingesetzt werden. Drehschwingungsdämpfer sind beispielsweise in Kupplungsscheiben der Reibungskupplung integriert. Eine besondere Bauform eines Drehschwin- gungstilgers ist das Fliehkraftpendel, bei dem Pendelmassen auf Laufbahnen mit Umfangsund Radialanteil verlagerbar angeordnet sind, sodass die Pendelmassen bei Drehschwingungen unterschiedliche Radien einnehmen und damit das Trägheitsmoment des die Pendelmassen aufnehmenden Bauteils erhöht und das Bauteil damit kurzzeitig abgebremst wird.
Kommt das Fliehkraftpendel jedoch an seine Grenzen, also den Endpunkt des Pendelausschlags seiner Pendelmassen, so müssen diese Pendelmassen mittels elastischer Endanschläge an dem Endpunkt der entsprechenden Kurvenbahn gebremst werden, um eine Schädigung durch Stöße der Bauteile des Fliehkraftpendels zu vermeiden. Die Anschläge sind unter Umständen mit elastischen Kunststoffteilen ausgeführt. Wird das Fliehkraftpendel zum Beispiel am Schwungrad oder der Kupplungsdruckplatte fixiert, so kann es zu einer nachteilig hohen thermische Belastung des Materials kommen, was im Extremfall zu einer verminderten Lebensdauer führt und die Werkstoffauswahl einschränkt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Drehmomentübertragungseinrichtung und einen Antriebsstrang mit einer solchen Drehmomentübertragungseinrichtung anzugeben, bei denen derartige extreme Belastungen des Fliehkraftpendels unterdrückt oder sogar vollständig vermieden werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Bei der erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung ist vorgesehen, dass die Lagereinrichtung alleine oder zusammen mit mindestens einem Teil des Rotationsteils und/oder einem Teil der Trägereinrichtung eine Überlastschutz-Kupplung bildet. Diese Überlastschutz-Kupplung ist insbesondere eine den Überlastschutz mittels Kraftschluss bewirkende Rutschkupplung, also eine Reibkupplung. Diese Kupplung ermöglicht ein Verdrehen des Fliehkraftpendels gegenüber dem Rotationsteil (insbesondere dem Schwungrad) bei überschreiten eines vorgegebenen Maximalwerts des Drehmoments, der das Vorliegen einer entsprechenden Überlast definiert. Die Lagerung des Fliehkraftpendels an dem Rotationsteil mittels der Lagereinrichtung kann dabei sowohl eine axiale Lagerungskomponente als auch eine radiale Lagerungskomponente umfassen. Für diese beiden Lagerungskomponenten können gemeinsame Bauteile oder separate Bauteile der Lagereinrichtung vorgesehen sein. Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung ist eine robuste, funktionssichere Lösung zur Reduzierung von Momentungleichförmigkeiten, die selbst unerwartet hohe stoßartige Momentungleichförmigkeiten ohne Schäden aushalten kann.
Im Zusammenhang mit der hier beschriebenen Erfindung ist unter dem Begriff Schwungmasse sowohl eine Masse (im physikalischen Sinne) auch ein diese Schwungmasse aufbringender Massekörper (also ein Schwungmassekörper) zu verstehen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagereinrichtung mindestens ein zwischen Rotationsteil und Trägereinrichtung angeordnetes Kupplungselement zur Bildung der Überlastschutz-Kupplung aufweist. Mittels dieses Kupplungselements ist die Trägereinrichtung des Fliehkraftpendels im Normalbetrieb drehfest an das Rotationsteil angebunden. Bei Überlast wird diese drehfeste Anbindung gelöst. Handelt es sich bei der Ü- berlastschutz-Kupplung um eine Rutschkupplung, so erfolgt die Anbindung über einen Kraft- schluss zwischen dem als Reibelement ausgebildeten Kupplungselement und einem weiteren Element. Dieses weitere Element kann Teil der Trägereinrichtung, des Rotationsteils und/oder der Lagereinrichtung sein. Das Reibelement ist dann beispielsweise ein Reibring oder eine reibscheibe.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagereinrichtung weiterhin mindestens ein eine Kraftbeaufschlagung des Kupplungselements oder mindestens eines der Kupplungselemente bewirkendes Federelement aufweist. Dieses Federelement bewirkt den Kraftschluss zwischen dem Kupplungselement und dem weiteren Element. Bevorzugt ist dieses mindestens eine Federelement als Tellerfeder ausgebildet.
Generell kann die Lagereinrichtung neben dem mindestens einen Kupplungselement und dem mindestens einen Federelement auch noch andere Bauteile aufweisen. In einer besonders einfachen und daher für einige Anwendungen bevorzugten Ausführungsform bilden das mindestens eine Kupplungselement und das mindestens eine Federelement die Lagereinrichtung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagereinrichtung an einem radialen Außenbereich des Fliehkraftpendels angreift. Alternativ oder zusätzlich dazu greift die Lagereinrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung an einem radialen Innenbereich des Fliehkraftpendels an.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fliehkraftpendel als vormontiertes Pendelmodul ausgebildet ist.
Generell kann das Schwungrad ein Einmassenschwungrad mit einer Schwungmasse oder ein Mehrmassenschwungrad (vorzugsweise ein Zweimassenschwungrad) mit mehreren
Schwungmassen sein. Es ist jedoch insbesondere vorgesehen, dass das Schwungrad ein Einmassenschwungrad mit nur einer Schwungmasse ist. Das Einmassenschwungrad ist besonders simpel und robust.
Bevorzugt ist die Anordnung aus Schwungrad, Lagereinrichtung und Fliehkraftpendel unmittelbar am eingangsseitigen Ende der Drehmomentübertragungseinrichtung angeordnet. Dadurch werden die Momentungleichförmigkeiten direkt nach dem Drehmomenteingang reduziert.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Schwungmasse des Einmassenschwungrades oder die Primärschwungmasse eines Mehrmassenschwungrades mindestens eine Ausnehmung zur Aufnahme des Fliehkraftpendels oder zumindest der mindestens einen Pendelmasse des Fliehkraftpendels auf. Diese ist insbesondere bezüglich des Drehmomenteingangs eingangsseitig ausgebildet.
Insbesondere sind mehrere Pendelmassen vorgesehen, die bezüglich der Drehachse des Fliehkraftpendels umfänglich regelmäßig verteilt sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die mindestens eine Pendelmasse mittels mindestens einer Kulissenführung entlang von Führungsflächen der Trägereinrichtung geführt. Eine derartige Kulissenführung ist vom Prinzip her aus der eingangs genannten Druckschrift DE 10 2009 042 831 A1 bekannt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehmomentübertragungseinrichtung weiterhin eine Reibungskupplung mit einer Anpressplatte, einer Gegendruckplatte und einer zwischen Anpressplatte und Gegenplatte verpressbaren Kupplungsscheibe aufweist, wobei das Schwungrad die Gegendruckplatte bildet oder mit der Gegendruckplatte verbunden ist.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das
Schwungrad eine Anlasserverzahnung zum Kämmen mit einem Anlasserritzel eines Anlassers auf. Über das Schwungrad kann die Brennkraftmaschine vom Anlasser gestartet werden. Die Anlasserverzahnung ist am Außenumfang des Schwungrades angeordnet. Bevorzugt ist die Anlasserverzahnung eingangsseitig am Außenumfang des Schwungrades ausgebildet. Die Anlasserverzahnung ist dabei direkt an der Schwungmasse oder einer der Schwungmassen beziehungsweise an einem Anlasserzahnkranz des Schwungrades ausgebildet.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Fahrzeug weist eine Antriebsmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine (einen Verbrennungsmotor), ein Getriebe und eine zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebe zwischengeschaltete Drehmomentübertragungseinrichtung auf, wobei diese als vorstehen genannte Drehmomentübertragungseinrichtung ausgebildet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
Fig. 1 : eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer ersten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittdarstellung,
Fig. 2: eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittdarstellung und
Fig. 3: eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß einer dritten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittdarstellung.
Die Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine Drehmomentübertragungseinrichtung 10 für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, genauer gesagt eines Kraftfahrzeugs. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 weist beispielsweise eine (nicht gezeigte) Reibungskupplung auf und ist bei dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs im Allgemeinen zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (des Verbrennungsmotors) und/oder der Abtriebswelle einer anderen Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes (beides nicht gezeigt) zwischengeschaltet.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 weist ein als Einmassenschwungrad 12 ausgebildetes Schwungrad 14 mit einer Schwungmasse 16 und einem Fliehkraftpendel 18 auf. Statt des gezeigten Schwungrades 14 kann prinzipiell auch ein andersartiges Rotationsteil vorgesehen sein. Das Rotationsteil ist beispielsweise ein starres Schwungrad, die Primäroder Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrades, ein Wandlerteil, eine Kupplungsscheibe oder eine Kupplungsdruckplatte. Das Fliehkraftpendel 18 umfasst mehrere Pendelmassen 20 und eine diese Pendelmassen 20 tragende Trägereinrichtung 22, wobei in den Figuren jeweils nur eine dieser Pendelmassen 20 dargestellt ist. Weiterhin weist die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 eine Lagereinrichtung 24 zur Lagerung des Fliehkraftpendels 18 am Schwungrad 14 auf. Das Schwungrad 14 weist an seinem Außenumfang 26, also radial außerhalb des Fliehkraftpendels 18, einen Anlasserzahnkranz 28 mit einer Anlasserverzahnung in Form eines Stirnrades auf. Die Schwungmasse 16 des Schwungrades 14 weist auf einer Seite eine Ausnehmung 29 zur Aufnahme des Fliehkraftpendels 18 auf.
Jede der Pendelmassen 20 wird mittels mindestens einer Kulissenführung (nicht gezeigt) entlang von Führungsflächen 30, 32 der Trägereinrichtung 22 auf entsprechenden Bahnen geführt. Dazu ist jede der Pendelmassen 20 mit (nicht gezeigten) Kulissenausnehmungen sowie die Trägereinrichtung 22 im Bereich ihrer Führungsflächen 30, 32 mit weiteren (nicht gezeigten) Kulissenausnehmungen zum Eingriff mindestens einer Führungsrolle 34 versehen. Pro Pendelmasse 20 sind beispielsweise je zwei Führungsrollen 34 vorgesehen. Jeder der Führungsrollen 34 durchgreift eine Kulissenausnehmung ihrer zugeordneten Pendelmasse 20 und die weiteren Kulissenausnehmungen der die Führungsflächen 30, 32 bildenden Elemente der Trägereinrichtung 22. Die Kulissenausnehmungen bilden dabei Rollenbahnen der Führungsrollen 34. Jede der Pendelmassen 20 ist im Beispiel als Blechpaket ausgeführt, das mittels Nieten 36 zusammengehalten wird.
Die Lagereinrichtung 24 bildet zum einen eine Drehlagerung für das Fliehkraftpendel 18 und zum anderen zusammen mit einem Teil der Trägereinrichtung 22 eine Überlastschutz- Kupplung 38, genauer gesagt eine den Überlastschutz mittels Kraftschluss bewirkende Rutschkupplung 40. Somit ist es möglich, dass beim Erreichen der Bewegungsbereichsenden der Pendelmassen 20 ein Nachgeben der Trägereinrichtung 22 in Rotationsrichtung möglich ist. Der Energieeintrag in die Bauteile (Stoßpartner) des Fliehkraftpendels 18 wird durch die Nachgiebigkeit der Überlastschutz-Kupplung 38 beschränkt.
Durch diese Art der Anbindung des Fliehkraftpendels 18 an das Schwungrad 14 kann somit die Stärke der Endlagenstöße der Pendelmassen 20 verringert werden, wodurch eine bedeutend schwächere Ausführung der Anschlagteile (Endanschlagdämpfer) realisiert werden kann oder massive Anschlagteile sogar gänzlich weggelassen werden können. Weiterhin ist es möglich, dass der Einfluss einer thermischen Verformung des Schwungrades 14 (oder sonstigen Rotationsteils) auf das Fliehkraftpendel 18 unterbunden wird.
Zur Ausbildung der Überlastschutz-Kupplung 38 weist die in Fig. 1 gezeigte Lagereinrichtung 24 zwei zwischen Schwungrad 14 und Trägereinrichtung 22 angeordnete Kupplungselemente 40, 42 und ein die Kraftbeaufschlagung der Kupplungselemente 42, 44 bewirkendes Federelement 46 auf. Die Kupplungselemente 42, 44 haben jeweils eine ringförmige Grundform, sind also als Reibringe ausgebildet. Alternativ sind Gruppen von mehreren als über den Umfang verteilte Segmentelemente ausgebildeten Kupplungselementen 42, 44 vorgesehen.
Das Federelement 46 ist zwischen Anlasserzahnkranz 28 und Schwungmasse 16 befestigt und drückt axial direkt gegen eines der beiden Kupplungselemente 42. Die Kupplungselemente 42, 44 sind in einem radialen Außenbereich 48 des Fliehkraftpendels 18 axial beidseitig der Trägereinrichtung 22 angeordnet. Bei der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 der Fig. 1 werden die Pendelmassen 20 zwischen zwei Führungsblechen 50, 52 der Trägereinrichtung geführt, die die Führungsflächen 30, 32 bildenden. Das eine der beiden Kupplungselemente 42 ist dabei zwischen dem freien Ende des Federelements 46 und dem einen Führungsblech 50 der Trägereinrichtung 22 angeordnet und das andere der beiden Kupplungselemente 44 ist zwischen dem anderen Führungsblech 52 der Trägereinrichtung 22 und der Schwungmasse 16 angeordnet. Die Überlastschutz-Kupplung 38 greift somit an dem radialen Außenbereich 48 des Fliehkraftpendels 18 an.
Während das eine der beiden Kupplungselemente 44 in einem Absatz der Trägereinrichtung 22 geführt und als flacher Reibring ausgeführt ist, weist die andere der beiden ringförmigen Kupplungselemente 46 einen L-förmigen Querschnitt auf und ist in der Ausnehmung 29 sowohl axial als auch radial zwischen Schwungrad 14 und Trägereinrichtung 22 angeordnet.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 weist weiterhin eine (nicht gezeigte) ein- und auskuppelbare Reibungskupplung auf. Dabei bildet das Schwungrad 14 eine Gegendruckplatte dieser Reibungskupplung. Die Reibungkupplung weist weiterhin auch eine Kupplungsscheibe und eine Anpressplatte (nicht gezeigt) zum Verpressen der Kupplungsscheibe zwischen der Anpressplatte und der Gegendruckplatte auf. Im Drehmomentübertragungspfad der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 ist die Kupplungsscheibe der Gegendruckplatte (bzw. dem Schwungrad 14) und die (nicht gezeigte) Anpressplatte der Kupplungsscheibe nachgeschaltet.
Die Figuren 2 und 3 zeigen zwei weitere Varianten der Drehmomentübertragungseinrichtung 10, die im Wesentlichen der der Fig. 1 entsprechen, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen werden soll.
Bei den Drehmomentübertragungseinrichtungen 10 der Figuren 2 und 3 werden die jeweils zweiteiligen Pendelmassen 20 axial beidseitig eines einzelnen Führungsbleches 50 der Trägereinrichtung 22 geführt, das an seinen beiden Seiten die Führungsflächen 30, 32 bildet.
Bei der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 der Fig. 2 erfolgt die Kraftbeaufschlagung der Kupplungselemente 42, 44 ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1. Die Abstützung des als Tellerfeder ausgebildeten Federelements 46 erfolgt dabei in Gegenrichtung (der Kraftbeaufschlagungsrichtung) mittels eines Sicherungsrings 54 in einer umlaufenden innen liegenden Nut 56 im Schwungrad 14.
Bei der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 der Fig. 3 erfolgt die Kraftbeaufschlagung der Kupplungselemente 42, 44 wie bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 2. Die Abstützung des als Tellerfeder ausgebildeten Federelements 46 erfolgt in Gegenrichtung mittels eines Absatzes 58 (mit entsprechendem Vorsprung) am Innenumfang des Zahnkranzes 28 (u. U. verschraubt, vernietet oder verschweißt) oder alternativ durch einen separaten Verschlussring (z.B. verschraubt, vernietet oder verschweißt). Prinzipiell kann die Lagerung z.B. auch am Innendurchmesser des Fliehkraftpendels 18 erfolgen. Auch ist eine Funktionstrennung möglich, z.B. Drehlagerung am Innendurchmesser und Überlastschutz-Kupplung 38 mit radialer Reibkraftrichtung am Außendurchmesser des Fliehkraftpendels 18. Dazu weist die Lagereinrichtung 24 dann zwei Teileinrichtungen auf (nicht gezeigt), wobei die eine Teileinrichtung die Überlastschutz-Kupplung 38 bildet oder mitbildet und radial lagert und die andere Teileinrichtung der Lagereinrichtung 24 für die axiale Lagerung sorgt.
Es ergeben sich folgende Vorteile:
Prinzipiell ist die Überlastschutz-Kupplung bzw. Rutschkupplung 38, 40 so gestaltet, dass ein gewisser maximaler Momentenwert von und zum Fliehkraftpendel 18 übertragen werden kann. Wird dieser maximale Momentenwert überschritten, kann sich die Trägereinrichtung 22 des Fliehkraftpendels 18 gegenüber dem Schwungrad 14 (oder dem sonstigen Rotationsteil) verdrehen. Es wird somit eine Art Momentenbeschränkung (Überlastkupplung) genutzt. Somit können sämtliche Bauformen oder Funktionsprinzipien von Überlastschutz-Kupplungen 38 für diese Aufgabe genutzt werden (Ratschenverzahnung, axiale oder radiale Federformen o.a.). Der maximale Momentenwert der Kupplung 38 ist so beschränkt, dass keine Bauteilschädigung durch das stoßartige Erreichen der Bewegungsbereichenden der Pendelmassen 20 eintritt. Es werden somit keine elastische Endanschläge notwendig oder solche Endanschläge können wesentlich verändert (nämlich schwächer, weicher) ausgeführt werden. Durch die Veränderung (Abnahme) der Endanschläge ist auch ein verändertes Geräuschverhalten des Fliehkraftpendels 18 zu erwarten.
Durch die veränderte Lagerung des Fliehkraftpendels 18 (keine massive Fixierung zur Aufnahme der Endlagenstöße), ist eine Entkopplung (Isolierung) vom thermischen Verformungsverhalten des Schwungrades 14 oder sonstigen Rotationsteil möglich. Bezuqszeichenliste Drehmomentübertragungseinrichtung
Einmassenschwungrad
Schwungrad
Schwungmasse
Fliehkraftpendel
Pendelmasse
Trägereinrichtung
Lagereinrichtung
Außenumfang
Anlasserzahnkranz
Ausnehmung
Führungsfläche
Führungsfläche
Führungsrolle
Niete
Überlastschutz-Kupplung
Rutschkupplung
Kupplungselement
Kupplungselement
Federelement
Radialer Außenbereich
Führungsblech
Führungsblech
Sicherungsring
Nut
Absatz

Claims

Patentansprüche
1 . Drehmomentübertragungseinrichtung (10) für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, mit
- einem Rotationsteil, insbesondere einem mindestens eine Schwungmasse (16) aufweisenden Schwungrad (14),
- mindestens einem Fliehkraftpendel (18), das mindestens eine Pendelmasse (20) und mindestens eine diese Pendelmasse (20) tragende Trägereinrichtung (22) aufweist, sowie
- einer Lagereinrichtung (24) zur Lagerung des Fliehkraftpendels (18) am Rotationsteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (24) alleine oder zusammen mit mindestens einem Teil des Rotationsteils (14) und/oder der Trägereinrichtung (22) eine Überlastschutz-Kupplung (38), insbesondere eine den Überlastschutz mittels Kraftschluss bewirkende Rutschkupplung (40), bildet.
2. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (24) zur Bildung der Überlastschutz-Kupplung (38) mindestens ein zwischen Rotationsteil (14) und Trägereinrichtung (22) angeordnetes Kupplungselement (42, 44) aufweist.
3. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (24) weiterhin mindestens ein eine Kraftbeaufschlagung des Kupplungselements (42, 44) oder mindestens eines der Kupplungselemente (42, 44) bewirkendes Federelement (46), insbesondere eine Tellerfeder, aufweist.
4. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (24) an einem radialen Außenbereich des Fliehkraftpendels (18) angreift.
5. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagereinrichtung (24) an einem radialen Innenbereich des Fliehkraftpendels (18) angreift.
6. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fliehkraftpendel (18) als vormontiertes Pendelmodul ausgebildet ist.
7. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwungrad (14) ein Einmassenschwungrad (12) mit nur einer Schwungmasse (16) ist.
8. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmasse (16) des Einmassenschwungrades (12) oder die Primärschwungmasse eines Mehrmassenschwungrades mindestens eine Ausnehmung (29) zur Aufnahme des Fliehkraftpendels (18) oder zumindest der mindestens einen Pendelmasse (20) des Fliehkraftpendels (18) aufweist.
9. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Reibungskupplung mit einer Anpressplatte, einer Gegendruckplatte und einer zwischen Anpressplatte und Gegenplatte verpressbaren Kupplungsscheibe, wobei das Schwungrad (14) die Gegendruckplatte bildet oder mit der Gegendruckplatte verbunden ist.
10. Antriebsstrang für ein Fahrzeug, mit einer Antriebsmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine, einem Getriebe und einer zwischen der Antriebsmaschine und dem Getriebe zwischengeschalteten Drehmomentübertragungseinrichtung (10), dadurch gekennzeichnet, dass diese Drehmomentübertragungseinrichtung (10) als Drehmomentübertragungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
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