WO2015149788A2

WO2015149788A2 - Einrichtung zur übertragung von drehmoment

Info

Publication number: WO2015149788A2
Application number: PCT/DE2015/200173
Authority: WO
Inventors: Christian Dinger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2014-04-01
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2015-10-08
Also published as: DE112015001609A5; WO2015149788A3

Abstract

Eine Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment umfasst eine Eingangsseite, die um eine Drehachse drehbar angeordnet ist, ein Fliehkraftpendel mit zwei axial versetzten Pendelflanschen und einer zwischen den Pendelflanschen liegenden, in der Drehebene verschiebbaren Pendelmasse, ferner ein elastisches Element zur drehelastischen Verbindung der Eingangsseite mit dem Fliehkraftpendel und eine Ausgangsseite, die mit den Pendelflanschen verbunden ist.

Description

Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Drehmomentübertragungseinrichtung zum Einsatz in einem Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug.

In einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist eine Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe vorgesehen. Die Einrichtung umfasst optional eine Kupplung und eine oder mehrere Vorrichtungen zur Entkopplung bzw. Tilgung von Drehungleichförmigkeiten im Antriebsstrang. Diese Drehungleichförmigkeiten können insbesondere durch den Antriebsmotor bedingt sein, der eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Kolbenmotor, umfassen kann. Ungleichförmigkeiten in der übertragenen Drehbewegung können jedoch auch in der entgegengesetzten Richtung eingekoppelt werden, beispielsweise über ein Antriebsrad, das mit dem Getriebe gekoppelt ist.

Zur Entkopplung von Drehungleichförmigkeiten ist es bekannt, ein elastisches Element vorzusehen, das auf einem Umfang um eine Drehachse des Antriebsstrangs angeordnet ist und dessen entgegengesetzte Enden mit unterschiedlichen Seiten des Antriebsstrangs verbunden sind. Ferner ist es bekannt, ein Fliehkraftpendel zur Tilgung von Drehungleichförmigkeiten einzusetzen. Dabei ist ein Pendelflansch mit einem sich drehenden Element des Antriebsstrangs verbunden. Am Pendelflansch sind Pendelmassen befestigt, die in der Drehebene auf vorbestimmten Pendelbahnen am Pendelflansch verschiebbar befestigt sind. Die Pendelmassen bilden Energiespeicher zur Aufnahme kurzfristiger Drehbeschleunigungen.

Eine Kombination eines elastischen Elements und eines Fliehkraftpendels resultiert häufig in einer Vielzahl Bauelemente, die nicht in allen Fällen Bauraum sparend angeordnet sind. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment unter Einsatz eines Fliehkraftpendels und eines elastischen Elements bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels einer Einrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment umfasst eine

Eingangsseite, die um eine Drehachse drehbar angeordnet ist, ein Fliehkraftpendel mit zwei axial versetzten Pendelflanschen und einer zwischen den Pendelflanschen liegenden, in der Drehebene verschiebbaren Pendelmasse, ferner ein elastisches Element zur drehelastischen Verbindung der Eingangsseite mit dem Fliehkraftpendel und einer Ausgangsseite, die mit den Pendelflanschen verbunden ist.

Durch die Kombination des Fliehkraftpendels mit zwei Pendelflanschen mit dem elastischen Element kann eine kompakte, effektive Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment realisiert werden.

Bevorzugterweise sind die Pendelmasse und das elastische Element axial versetzt radial außen angeordnet. Durch die Anordnung des elastischen Elements und der Pendelmassen radial außen kann sich ein Bauraumvorteil gegenüber einer bekannten Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment ergeben. Außerdem kann eine Anzahl verwendeter Bauelemente der Einrichtung reduziert sein. Daraus können sich Kostenvorteile bei der Herstellung ergeben.

In einer Ausführungsform umfasst die Eingangsseite einen Kupplungskorb mit einer

Innenverzahnung zum Eingriff einer außenverzahnten Kupplungsscheibe, wobei das elastische Element radial außerhalb des Kupplungskorbs liegt. Durch die Anordnung des elastischen Elements radial außerhalb des Kupplungskorbs können Kraftwege verkürzt und ein zur Verfügung stehender Bauraum verbessert genutzt werden. In unterschiedlichen Varianten kann die Pendelmasse ebenfalls radial außerhalb des Kupplungskorbs oder derart angeordnet sein, dass sie zumindest teilweise radial außerhalb des Kupplungskorbs liegt. Die genaue radiale Position der Pendelmasse kann von ihrer gegenwärtigen Auslenkung bezüglich der Pendelflansche abhängig sein.

Bevorzugterweise sind die Pendelflansche radial innerhalb der Pendelmasse drehmomentschlüssig miteinander verbunden und das elastische Element greift radial außen in den ersten Pendelflansch ein. Dadurch kann ein Drehmoment, das das elastische Element überträgt, auf einfache und effiziente Weise in das Fliehkraftpendel eingekoppelt werden. Ein Zwischenflansch oder eine komplexe Anlenkung zur Übertragung der erforderlichen Kräfte können entfallen.

Es ist ferner bevorzugt, dass die Pendelflansche radial innerhalb der Pendelmasse

drehmomentschlüssig miteinander verbunden sind und die Ausgangsseite radial außen in den zweiten Pendelflansch eingreift. Beispielsweise kann die Ausgangsseite eine Turbine eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers umfassen. Die kraftschlüssige Anbindung eines Elements der Ausgangsseite auf einem großen Radius um die Drehachse kann dazu beitragen, die übertragenen Kräfte gering zu halten und besonders aufwändige oder massereiche Übertragungselemente einzusparen.

Die Verbindung zwischen dem elastischen Element und dem ersten Pendelflansch, das dem elastischen Element zugewandt ist, kann in unterschiedlichen Varianten ausgeführt werden. In einer ersten Variante ist ein Eingriffselement zur Anlage am elastischen Element einstückig mit dem ersten Pendelflansch ausgebildet. Insbesondere kann eine Lasche in axialer Richtung aus dem ersten Pendelflansch ausgestellt bzw. herausgebogen sein.

In einer zweiten Variante ist am ersten Pendelflansch ein Eingriffselement zur Anlage am elastischen Element befestigt. Das Eingriffselement kann eine Lasche oder einen Haken umfassen, der mit dem ersten Pendelflansch kraftschlüssig verbunden ist. Dadurch kann vermieden werden, dass der Querschnitt des ersten Pendelflanschs stark verringert wird.

In noch einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich ein radial äußerer Abschnitt des ersten Pendelflanschs in axialer Richtung, um eine radial äußere Anlage für das elastische Element zu bilden. Insbesondere unter dem Einfluss von Fliehkraft kann das elastische Element gegen die Anlage gedrückt werden, die eine korrekte Position des elastischen Elements sicherstellt. Zusätzlich kann durch die entstehende Reibung eine gewollte Dämpfung der Federbewegung des elastischen Elements erzielt werden.

Es ist weiter bevorzugt, dass die Pendelflansche, insbesondere der der Pendelmasse zugewandte erste Pendelflansch, so geformt sind, dass die Pendelmasse und das elastische Element voneinander isoliert sind, sodass ein physischer Kontakt zwischen der Pendelmasse und dem elastischen Element verhindert wird. Dazu kann der erste Pendelflansch insbesondere axial zwischen der Pendelmasse und dem elastischen Element liegen. Eine Bewegung der Pendelmasse kann dadurch verbessert unabhängig von einer Bewegung bzw. Kompression des elastischen Elements erfolgen.

Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment; Fig. 2 die Einrichtung von Fig. 1 in einer Schrägansicht und

Fig. 3 und 4 Schnittdarstellungen von weiteren Ausführungsformen der Einrichtung der Figuren 1 und 2 darstellen.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung einer Einrichtung 100 zur Übertragung von Drehmoment um eine Drehachse 105. Die Einrichtung 100 kann insbesondere in einem Antriebsstrang, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, eingesetzt werden. Die Einrichtung 100 ist dazu eingerichtet, eine Drehbewegung bzw. ein Drehmoment zwischen einer Eingangsseite 1 10 und einer Ausgangsseite 1 15 zu übermitteln und dabei Ungleichförmigkeiten der Drehbewegung zu isolieren bzw. zu tilgen.

Die Eingangsseite 1 10 umfasst in einer bevorzugten, in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform einen Kupplungskorb 120 mit einer Innenverzahnung 125 zum Eingriff einer außenverzahnten Kupplungsscheibe (nicht dargestellt). Der Kupplungskorb 120, die Kupplungsscheibe und ein weiterer Kupplungskorb können von einer Kupplung zur steuerbaren Übertragung von Drehmoment umfasst sein. Die Ausgangsseite 1 15 kann mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, insbesondere dessen Turbine, verbunden sein.

Die Eingangsseite 1 10 greift in ein erstes axiales Ende eines elastischen Elements 130 ein, das auf einem Umfang um die Drehachse 105 angeordnet ist. Das elastische Element 130 kann in unterschiedlichen Ausführungsformen eine gerade Zylinderfeder oder eine sich auf einem Umfang um die Drehachse 105 erstreckende Bogenfeder umfassen. Ferner kann das elastische Element 130 mehrere seriell oder parallel angeordnete elastische Elemente umfassen. Das elastische Element 130 ist Teil eines Dämpfers 135, in dem das elastische Element 130 üblicherweise derart zwischen zwei drehbaren Elementen eingespannt ist, dass sowohl eine positive als auch eine negative Verdrehung der Elemente eine Kompression des elastischen Elements 130 bewirkt. Der Dämpfer 135 isoliert Drehungleichförmigkeiten der Eingangsseite 1 10 von der Ausgangsseite 1 15. In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann sich an dem Dämpfer 135 im Kraftpfad durch die Einrichtung 100 ein weiterer Dämpfer 135 anschließen. ln das zweite axiale Ende des elastischen Elements 130 greift ein Fliehkraftpendel 140 ein. Das Fliehkraftpendel 140 umfasst einen ersten Pendelflansch 145, der dem elastischen Element 130 axial zugewandt ist, und einen zweiten Pendelflansch 150, der axial auf der entfernten Seite des elastischen Elements 130 liegt. Axial zwischen den Pendelflanschen 145 und 150 ist eine Pendelmasse 155 in der Drehebene um die Drehachse 105 verschiebbar an den Pendelflanschen 145 und 150 angebracht. Auf einer radialen Innenseite der Pendelmasse 155 sind die Pendelflansche 145 und 150 kraftschlüssig miteinander verbunden. Optional kann eine weitere kraftschlüssige Verbindung zwischen den Pendelflanschen 145 und 150 vorgesehen sein, beispielsweise radial außerhalb der Pendelmasse 155 oder in Form eines Bolzens, der sich in einer Ausführungsform durch eine axiale Aussparung in der Pendelmasse 155 erstreckt und mit der Aussparung eine Kulissenführung zur Definition einer Pendelbahn der Pendelmasse 155 bildet.

Bevorzugterweise liegen der Dämpfer 135 bzw. das elastische Element 130 und die

Pendelmasse 155 radial außen. Insbesondere ist bevorzugt, dass die radial äußeren Konturen des Dämpfers 135 und des Fliehkraftpendels 140 auch die radial äußeren Konturen der Einrichtung 105 definieren. Bei Einsatz des Kupplungskorbs 120 ist weiter bevorzugt, dass wenigstens das elastische Element 130 und weiter bevorzugt ein möglichst großer radial äußerer Abschnitt der Pendelmasse 155 sich radial außerhalb des Kupplungskorbs 120 erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform liegt das Fliehkraftpendel 140 axial versetzt zum Kupplungskorb 120.

Zur Verbindung des Fliehkraftpendels 140 mit dem elastischen Element 130 sind unterschiedliche Varianten vorgesehen. In der dargestellten Variante ist ein Abschnitt des ersten Pendel- flanschs 145 axial ausgestellt bzw. in axialer Richtung herausgebogen, um an einer Stirnseite des elastischen Elements 130 anzuliegen. Der ausgestellte Abschnitt erfüllt die Funktion eines Eingriffselements 160 zur Kraftübertragung zwischen dem elastischen Element 130 und dem ersten Pendelflansch 145. Dabei ist weiter bevorzugt, dass der Pendelflansch 145 radial innerhalb der Pendelmasse 155 leicht gekröpft ist, um einen Abschnitt des Pendelflanschs 145, der zum Eingriffselement 160 führt, axial von der Pendelmasse 155 zu entfernen. Dadurch kann verbessert sichergestellt sein, dass die Bewegung der Pendelmasse 155 nicht von der Bewegung oder Kompression des elastischen Elements 130 abhängig ist. Eine mögliche axiale Auslenkung des ersten Pendelflanschs 145 unter der Einwirkung einer Kraftübertragung zwischen dem Dämpfer 135 und dem Fliehkraftpendel 140 kann toleriert werden, ohne dass die Pendelmasse 155 am ersten Pendelflansch 145 eingeklemmt und somit in ihrer Bewegung in der Drehebene um die Drehachse 105 behindert wird. Um das elastische Element 130 auf der radialen Außenseite abzustützen, insbesondere wenn das elastische Element 130 als Bogenfeder ausgeführt ist, kann eine Anlage 165 vorgesehen sein. In der dargestellten Ausführungsform ist die Anlage 165 als separates Element ausgeführt, das mit einem Flansch verbunden ist, der die Eingangsseite 1 10 bzw. den Kupplungskorb 120 kraftschlüssig mit einer Stirnseite des elastischen Elements 130 verbindet.

Fig. 2 zeigt die Einrichtung 100 von Fig. 1 in einer Schrägansicht. Der erste Pendelflansch 145 ist bevorzugterweise scheibenförmig ausgeführt, wobei in der dargestellten Ausführungsform mehrere Eingriffselemente 160 axial ausgestellt sind. Die Kröpfung der radial zu den Eingriffselementen 160 führenden Abschnitte des ersten Pendelflanschs 145 sind als Prägungen bzw. Sicken erkennbar. Ferner sind Bolzen 205 gezeigt, die die Pendelflansche 145 und 150 in einem radial äußeren Bereich kraftschlüssig miteinander verbinden. In einem Bereich radial innerhalb der Pendelmasse 155 ist die Verbindung der Pendelflansche 145 und 150 durch axiale Elemente, insbesondere Nieten, vorgesehen, für die eine Reihe von Aussparungen 210 vorgesehen ist, die auf einem Umfang um die Drehachse 105 verteilt sind.

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Einrichtung 100 der Figuren 1 und 2. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich ein radial äußerer Bereich des ersten Pendelflanschs 145 in axialer Richtung, um auf der radialen Außenseite des elastischen Elements 130 die Anlage 165 zu bilden. Zum kraftschlüssigen Eingriff mit dem elastischen Element 130 kann entweder die oben beschriebene Ausstellung vorgesehen werden oder ein separates Eingriffselement 160 ist mit dem ersten Pendelflansch 145 verbunden, um stirnseitig an einem Ende des elastischen Elements 130 anzuliegen. Das Eingriffselement 160 kann beispielsweise mittels Nieten oder Schweißen am ersten Pendelflansch 145 befestigt sein.

Der erste Pendelflansch 145 kann sich radial weniger weit nach innen erstrecken als der zweite Pendelflansch 150, um axialen Bauraum für den Flansch zu lassen, der die Eingangsseite 1 10 bzw. den Kupplungskorb 120 kraftschlüssig mit dem elastischen Element 130 verbindet und sich weiter radial nach innen erstrecken kann. Ein radial innerer Bereich der Pendelflansche 145 und 150, bzw. in der dargestellten Ausführungsform nur des zweiten Pendelflanschs 150, kann dazu eingerichtet sein, radial bezüglich der Drehachse 105 gelagert zu sein, beispielsweise mittels einer Nabe 305. Eine Übertragung von Drehmoment zwischen dem Fliehkraftpendel 140 und der Nabe 305 in diesem Bereich ist möglich. Fig. 4 zeigt eine weitere Schnittdarstellung noch einer weiteren Ausführungsform der

Einrichtung 100 der Figuren 1 und 2. Im Unterschied zu der oben mit Bezug auf Fig. 3 erläuterten Ausführungsform ist hier die Anlage 165 für das elastische Element 130 wie in der Ausführungsform von Fig. 1 als separates Bauelement ausgeführt, das mit der Eingangsseite 1 10 bzw. dem Kupplungskorb 120 verbunden ist. Der erste Pendelflansch 145 ist jedoch nicht axial ausgestellt, um das Eingriffselement 160 zu bilden. Stattdessen ist das Eingriffselement 160 wie in der Ausführungsform von Fig. 2 als separates Element ausgeführt.

Radial innerhalb der Pendelmasse 155 ist eine Verbindung 405 vorgesehen, um die

Eingangsseite 1 10 bzw. den Kupplungskorb 120 oder einen damit verbundenen Flansch axial mit beiden Pendelflanschen 145 und 150 zu verbinden. Die Verbindung 405 kann insbesondere einen Bolzen oder eine Nietverbindung umfassen. In der dargestellten Ausführungsform ist exemplarisch wieder eine Nabe 305 vorgesehen, mit der zumindest ein radial innerer Fortsatz des ersten Pendelflanschs 145 verbunden ist. Ein weiterer Flansch 410 kann optional mittels der gleichen Verbindung drehmomentschlüssig mit dem Fliehkraftpendel 140 verbunden sein, um die Ausgangsseite 1 15 zu bilden. Ansonsten kann die Ausgangsseite 1 15 auch durch die Nabe 305 gebildet sein.

In einer weiteren Ausführungsform kann ein radial nach innen weisender Abschnitt der Eingangsseite 1 10 bzw. des Kupplungskorbs 120 dazu eingerichtet sein, radial bezüglich der Drehachse 105 gelagert zu sein, insbesondere an einer Schulter oder einer anderen radialen Anlagefläche der Nabe 305.

Bezuqszeichenliste

100 Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment

105 Drehachse

110 Eingangsseite

1 15 Ausgangsseite

120 Kupplungskorb

125 Innenverzahnung

130 elastisches Element

135 Dämpfer

140 Fliehkraftpendel

145 erster Pendelflansch

150 zweiter Pendelflansch

155 Pendelmasse

160 Eingriffselement

165 Anlage

205 Bolzen

210 Aussparung

305 Nabe

405 Verbindung

410 Flansch

Claims

Patentansprüche

1 . Einrichtung (100) zur Übertragung von Drehmoment, umfassend:

eine Eingangsseite (1 10), die um eine Drehachse (105) drehbar angeordnet ist; ein Fliehkraftpendel (140) mit zwei axial versetzten Pendelflanschen (145, 150) und einer zwischen den Pendelflanschen (145, 150) liegenden, in der Drehebene verschiebbaren Pendelmasse (155);

ein elastisches Element (130) zur drehelastischen Verbindung der Eingangsseite (1 10) mit dem Fliehkraftpendel (140);

eine Ausgangsseite (1 15), die mit den Pendelflanschen (145, 150) verbunden ist.

2. Einrichtung (100) nach Anspruch 1 , wobei die Eingangsseite (1 10) einen Kupplungskorb (120) mit einer Innenverzahnung zum Eingriff einer außenverzahnten Kupplungsscheibe umfasst und das elastische Element (130) radial außerhalb des Kupplungskorbs (120) liegt.

3. Einrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Pendelflansche (145, 150) radial innerhalb der Pendelmasse (155) drehmomentschlüssig miteinander verbunden sind und das elastische Element (130) radial außen in den ersten Pendelflansch (145) eingreift.

4. Einrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Pendelflansche (145, 150) radial innerhalb der Pendelmasse (155) drehmomentschlüssig miteinander verbunden sind und die Ausgangsseite (1 15) radial außen in den zweiten Pendelflansch (150) eingreift.

5. Einrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Eingriffselement (160) zur Anlage am elastischen Element (130) einstückig mit dem ersten Pendelflansch (145) ausgebildet ist.

6. Einrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei am ersten Pendelflansch (145) ein Eingriffselement (160) zur Anlage am elastischen Element (130) befestigt ist.

7. Einrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich ein radial äußerer Abschnitt des ersten Pendelflanschs (145) in axialer Richtung erstreckt, um eine radial äußere Anlage für das elastische Element (130) zu bilden. Einrichtung (100) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Pendelflansche (145, 150) so geformt sind, dass die Pendelmasse (155) und das elastische Element (130) voneinander isoliert sind.