Drehmomentübertragungseinrichtung und Antriebsstrang
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung für einen Antriebs- sträng eines Fahrzeugs, mit einem mindestens eine Schwungmasse aufweisenden Rotationsteil, insbesondere einem Schwungrad, und einer Fliehkraftpendeleinrichtung mit Pendelmassen und einer die Pendelmassen tragenden Trägereinrichtung, wobei die eine Schwungmasse oder eine der Schwungmassen die Fliehkraftpendeleinrichtung trägt. Die Erfindung betrifft weiterhin einen entsprechenden Antriebsstrang für ein Fahrzeug.
Eine entsprechende Drehmomentübertragungseinrichtung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist beispielsweise aus der DE 10 2012 221 949 A1 bekannt. Diese weist ein Einmasseschwungrad mit genau einer Schwungmasse und eine Fliehkraft- pendeleinrichtung mit Pendelmassen und einer die Pendelmassen tragenden Trägereinrichtung auf, wobei die Fliehkraftpendeleinrichtung über ihre Trägereinrichtung an der einen Schwungmasse befestigt ist. Derartige Schwungräder sind in der Praxis als Guss-Schwungräder ausgebildet. In dem Antriebsstrang ist die Drehmomentübertragungseinrichtung in der Regel zwischen einer Brennkraftmaschine oder einer anderen Antriebsmaschine und einem Getriebe zwischengeschaltet.
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 sogenannte Drehschwingungsdämpfer und/oder Drehschwingungstilger eingesetzt werden. Drehschwingungsdämpfer sind beispielsweise in Kupplungsscheiben einer Reibungskupplung oder in solchen Zweimassenschwungrädern integriert. Eine besondere Bauform eines Drehschwingungstilgers ist die Fliehkraftpendeleinrichtung, bei dem Pendelmassen auf Pendelbahnen mit Umfangs- und Radialanteil verlagerbar angeordnet sind, sodass die Pendelmassen bei Drehschwingungen unterschiedliche Radien einnehmen und damit das Trägheitsmoment des die Pendelmassen aufnehmenden Bauteils er-
höht und das Bauteil damit kurzzeitig abgebremst wird. Fliehkraftpendeleinrichtungen werden zumeist in einem Zweimassenschwungrad oder mit einer Kupplungseinheit einer Reibungskupplung im Antriebsstrang verbaut. Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit Fliehkraftpendeleinrichtung und einen Antriebsstrang mit einer entsprechenden Drehmomentübertragungseinrichtung anzugeben bei denen die Drehmomentübertragungseinrichtung Bauraum sparend ausgestaltet ist. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. 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 das (gesamte) Rotationsteil oder zumindest die Schwungmasse, die die Fliehkraftpendeleinrichtung trägt, aus Stahl gefertigt ist.
Die erfindungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung hat folgende Vorteile: Für eine hohe Stückzahl ist die Ausführung mit dem kompletten Rotationsteil oder zumindest dessen Schwungmasse aus Stahl günstiger als eine Ausführung mit einer Guss-Schwungmasse (einer Schwungmasse aus Gusseisen). Weiterhin hat ein Rotationsteil bzw. eine Schwungmasse aus Stahl bei vergleichbarer Momentübertragung ein deutlich besseres Thermoverhalten als ein Rotationsteil bzw. eine entsprechende Schwungmasse aus Gusseisen.
Als Stahl werden metallische Legierungen mit dem Hauptbestandteil Eisen bezeichnet, die im Unterschied zum Gusseisen umformtechnisch verarbeitet werden können. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Rotationsteil als
Einmasse-Schwungrad mit genau einer Schwungmasse ausgebildet. Mit einer derart
einfach ausgebildeten Drehmomentübertragungseinrichtung lassen sich die Drehschwingungen vieler Arten von Antriebssträngen hinreichend gut reduzieren.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Drehmo- mentübertragungseinrichtung allein durch das Rotationsteil und die Fliehkraftpendeleinrichtung gebildet. Bei dieser Ausgestaltung sind also keine weiteren Komponenten vorgesehen.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schwungmasse ein Flanschteil auf, an dem die Trägereinrichtung befestigt ist. Die Trägereinrichtung weist dann bevorzugt ebenfalls ein Flanschteil auf, wobei die beiden Flanschteile miteinander verbunden sind.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Befestigung durch eine Vernietung mit- tels Nieten und/oder einer Warzenvernietung und/oder einer Verschraubung mittels Schrauben und/oder einer Verschweißung mittels Schweißstellen erfolgt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Trägereinrichtung nach außen gewandte Führungsflächen aufweist, an denen die Schwungmassen geführt werden. Alternativ ist gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Trägereinrichtung nach innen gewandte Führungsflächen aufweist, an denen die Schwungmassen geführt werden. Der Stahl des Rotationsteils bzw. der einzelnen Komponenten des Rotationsteils ist bevorzugt ganz oder teilweise gehärteter Stahl.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Rotationsteil an seinem Außenumfang einen Anlasserzahnkranz auf. Ist auch der Anlasserzahnkranz aus Stahl, so ist zumindest die Verzahnung dieses
Anlasserzahnkranzes bevorzugt gehärtet.
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang für ein Fahrzeug ist vorgesehen, dass dieser eine vorstehend genannte Drehmomentübertragungseinrichtung aufweist.
Die gängigen Ausführungsformen und die generelle Funktion von Drehmomentüber- tragungseinrichtungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs sind aus einer Vielzahl von Patentanmeldungen und anderen Dokumenten der Anmelderin bekannt.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen 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. Dabei ist lediglich die Oberseite der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 bis zu einer Drehachse 12 dargestellt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 weist zwei Baugruppen 14, 16 auf, nämlich ein als Schwungrad 18 ausgebildetes Rotationsteil 14 und eine Fliehkraftpendeleinrichtung 16. Neben diesen beiden Baugruppen 14, 16 kann die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 optional auch weitere Baugruppen beziehungsweise Bauteile aufweisen. Denkbar ist zum Beispiel, dass die Dreh- momentübertragungseinrichtung 10 weiterhin Bauteile aufweist, die alleine oder zusammen mit dem Rotationsteil 14 und/oder dem Fliehkraftpendel-Modul 16 eine Reibungskupplung des Fahrzeugs bilden. Im gezeigten Beispiel wird die Drehmoment-
übertragungseinrichtung 10 jedoch allein durch das Rotationsteil 14 und die Fliehkraftpendeleinrichtung 16 gebildet. Derartige Drehmomentübertragungseinrichtungen 10 sind bei Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen im Allgemeinen zwischen der jeweiligen Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (des Verbrennungsmotors) und einer ent- sprechenden Getriebeeingangswelle eines Getriebes (beides nicht gezeigt) zwischengeschaltet.
Das Schwungrad 18 ist als ein im Wesentlichen scheibenförmiges Einmasseschwungrad mit einer im radialen Außenbereich angeordneten Schwungmasse (ei- nem Schwungmassenkörper) 20 ausgebildet. Im Innenbereich befindet sich ein
Flanschteil 22 des Schwungrades 18. Dieses ist gekröpft ausgebildet. Die Schwungmasse 20 und das Flanschteil 22 sind einstückig miteinander verbunden. Das
Flanschteil 22 weist Durchbrüche 24 zum Durchstecken von Schrauben einer (nicht gezeigten) Verschraubung auf, mittels der das Schwungrad 18 oder das sonstige Ro- tationsteil 14 an der (ebenfalls nicht gezeigten) Kurbelwelle der Brennkraftmaschine befestigt werden kann. In der Figur ist nur einer dieser Durchbrüche 24 gezeigt.
Eine solche Befestigung ist Teil einer Montage des Rotationsteils 14 beziehungsweise der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 im Antriebsstrang des Fahrzeugs.
Das Schwungrad 18 bildet an einer seiner Seitenflächen 26 im Bereich der Schwungmasse 20 einen ausnehmungsartigen Aufnahmebereich 28 für die Fliehkraftpendeleinrichtung 16 aus. Dieser Aufnahmebereich 28 hat die Form einer (breiten) Ringnut. Am Außenumfang 30 der Schwungmasse 20 ist ein Anlasserzahnkranz 32 der Dreh- momentübertragungseinrichtung 10 befestigt. In diesem Beispiel ist der
Anlasserzahnkranz 32 also Teil des als Schwungrad 18 ausgebildeten Rotationsteils 14.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 16 weist mehrere Pendelmassen 34 und eine die Pendelmassen 34 (von denen jedoch nur eine dargestellt ist) und eine diese Pendelmassen 34 tragende Trägereinrichtung 36 auf (die unter Umständen aus mehreren, je einer Pendelmasse 34 zugeordneten Bauteilen bestehen kann). Die Trägereinrichtung
36 weist dabei einen inneren Abschnitt 38 zur Befestigung der Fliehkraftpendeleinrichtung am Rotationsteil 14 und einen äußeren Abschnitt 40 auf, an dem die Pendelmassen tatsächlich gehalten werden. Zumindest der innere Anschnitt 38 der Trägereinrichtung 36 ist ebenfalls als Flanschteil ausgeführt.
Zur Befestigung der Fliehkraftpendeleinrichtung 16 an dem Rotationsteil 14 weisen der inneren Abschnitt 38 der Trägereinrichtung 36 und das Flanschteil 22 des Rotationsteils 14 aufeinander abgestimmte Durchbrüche für die Befestigung der Fliehkraftpendeleinrichtung am Rotationsteil 14 mittels Nieten 42 auf (von denen jedoch nur ei- ne dargestellt ist). Prinzipiell sind -neben der gezeigten Vernietung- jedoch auch andere Formen der Befestigung realisierbar (Warzenvernietung, Verschraubung, Verschweißung, etc.).
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 16 ist wie Folgt aufgebaut: Jede der Pendelmassen 34 wird mittels mindestens einer (nicht gezeigten) Kulissenführung entlang von Führungsflächen 44, 46 der Trägereinrichtung 36 auf entsprechenden Bahnen geführt. Dazu ist jede der Pendelmassen 34 mit (nicht gezeigten) Kulissenausnehmungen sowie die Trägereinrichtung 36 im Bereich ihrer Führungsflächen 44, 46 mit weiteren (nicht gezeigten) Kulissenausnehmungen zum Eingriff mindestens einer (nicht gezeig- ten) Führungsrolle versehen. Pro Pendelmasse 34 sind beispielsweise je zwei Führungsrollen vorgesehen. Jeder der Führungsrollen durchgreift eine Kulissenausneh- mung ihrer zugeordneten Pendelmasse 34 und die weiteren Kulissenausnehmungen des die Führungsflächen 44, 46 bildenden äußeren Abschnitts 40 der Trägereinrichtung 36. Die Kulissenausnehmungen bilden dabei Rollenbahnen der Führungsrollen. Jede der Pendelmassen 34 ist im Beispiel der Fig. 1 , als Blechpaketpaar ausgeführt, dessen Blechpakete mittels (nicht gezeigter) Nieten zusammengehalten werden, wobei bei jeder der Pendelmassen 34 das eine Paket auf der einen Seite und das andere Paket auf der anderen Seite der die Führungsflächen 44, 46 bereitstellenden und als Führungsflansch 48 ausgebildeten Trägereinrichtung 36 angeordnet ist.
Das gesamte Rotationsteil 14 oder zumindest dessen Schwungmasse 20, die die Fliehkraftpendeleinrichtung 16 trägt, sind aus Stahl gefertigt. Das gesamte Rotations-
teil besteht in den gezeigten Beispielen aus: der Schwungmasse 20, dem Flanschteil 22 und dem Anlasserzahnkranz 32.
Es ergeben sich folgende Vorteile:
Für eine hohe Stückzahl ist die Ausführung des Rotationsteils 14 (hier also des Schwungrades 18) mit einer Schwungmasse 20 aus Stahl günstiger als eine Ausführung mit einer Guss-Schwungmasse. Weiterhin hat eine Schwungmasse 20 aus Stahl bei vergleichbarer Momentübertragung ein deutlich besseres Thermoverhalten als ei- ne herkömmliche Guss-Schwungmasse. Den für die Fliehkraftpendeleinrichtung 16 benötigten Bauraum stellt das Rotationsteil 14 durch den ausnehmungsartigen Aufnahmebereich 28 zur Verfügung.
Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 der Fig. 2 entspricht im Wesentlichen der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 der Fig. 1 , sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
Die Pendelmassen 34 der Fliehkraftpendeleinrichtung 36 der Fig. 2 sind im Gegensatz zu dem der Fig. 1 jeweils als einteiliges Blechpaket ausgebildet, das zwischen zwei Führungsflanschen 48, 50 der Trägereinrichtung 42 geführt wird. Dabei bildet die jeweilige nach innen weisende Seitenfläche der Führungsflansche 48, 50 je eine Führungsfläche 44, 46. Das Flanschteil der Trägereinrichtung 36 der Fig. 2 ist einstückig mit dem einen der beiden Führungsflanschen 48, 50 ausgeführt.
Auch bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist die Fliehkraftpendeleinrichtung 16 so ausgebildet, dass der innere Abschnitt 38 der Trägereinrichtung 36 die Fliehkraftpendeleinrichtung 16 innerhalb der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 in der vom Rotationsteil 14 bereitgestellten ausnehmungsartigen Aufnahmebereich 28 hält.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Drehmomentübertragungseinrich- tung 10. Bei dieser Ausführungsform ist die Fliehkraftpendeleinrichtung 16 als füh- rungsflanschfreie Fliehkraftpendeleinrichtung 16 ausgebildet.
Bei jeder der drei gezeigten Ausführungsformen ist bevorzugt vorgesehen, dass die Fliehkraftpendeleinrichtung 16 antriebsseitig, also der Antnebsmaschine zugewandt, und die Schwungmasse 20 abtriebsseitig, also dem Getriebe zugewandt, in den Antriebsstrang eingebaut wird.
Bezuqszeichenliste Drehmomentübertragungseinrichtung
Drehachse
Rotationsteil
Fliehkraftpendeleinrichtung
Schwungrad
Schwungmasse
Flanschteil
Durchbruch (Rotationsteil)
Seitenfläche
Aufnahmebereich
Außenumfang
Anlasserzahnkranz
Pendelmasse
Trägereinrichtung
Abschnitt, innerer
Abschnitt, äußerer
Niete
Führungsfläche
Führungsfläche
Führungsflansch
Führungsflansch