WO2022179797A1 - Damping unit and planetary transmission having a damping unit of this kind - Google Patents

Damping unit and planetary transmission having a damping unit of this kind Download PDF

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WO2022179797A1
WO2022179797A1 PCT/EP2022/051974 EP2022051974W WO2022179797A1 WO 2022179797 A1 WO2022179797 A1 WO 2022179797A1 EP 2022051974 W EP2022051974 W EP 2022051974W WO 2022179797 A1 WO2022179797 A1 WO 2022179797A1
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toothing
damping unit
planetary gear
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Manfred Rahm
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Magna powertrain gmbh & co kg
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    • F16H3/58—Gearings having only two central gears, connected by orbital gears with sets of orbital gears, each consisting of two or more intermeshing orbital gears

Definitions

  • the present invention relates to the damping unit comprising a friction unit with at least two opposing friction components, a first gear component with a first gear, a second gear component with a second gear, the first gear meshing with the second gear and the
  • the first toothing has an adjustment geometry at least in regions, which is designed as a depression in an end face of the first toothing, the depression having a ramp that rises at least in an axial direction in relation to an axis of rotation of the first toothing component, and an axially movable transmission element on the adjustment geometry is is that, depending on the component between the first Vernierungskompo and the second toothing component transmitted torque, the friction components of the friction unit indirectly presses against each other and so the compressive force and thus changes the distance between the friction components in depen dence on the transmitted torque.
  • the present invention relates to a planetary gear comprising such a damping unit.
  • the damping unit according to the invention is used to dampen a load change impact in a motor vehicle drive train.
  • the damping unit comprises a friction unit with at least two opposing friction components, a first toothing component with a first toothing, a second toothing component with a second toothing, the first toothing being in meshing tooth engagement with the second toothing and the first Gearing has an adjustment geometry at least in regions, which is designed as a depression in an end face of the first gearing, the depression having a ramp that rises at least in an axial direction in relation to an axis of rotation of the first gearing component, and an axially movable transmission element the adjustment geometry is applied, the component transmitted as a function of the between the first Vernierungskom and the second toothing component torque, the friction components of the friction unit indirectly presses against each other and so the pressure force t and thus the distance between the friction components changes depending on the transmitted torque.
  • the friction unit has a plate spring and three friction components, namely a first friction component, a second friction component and a third friction component.
  • the second friction component is preferably at least partially arranged in the axial direction between the first friction component and the third friction component, with the plate spring being designed and arranged in such a way that it presses the friction components together axially.
  • the first friction component is preferably formed by the transmission element
  • the second friction component is preferably formed by a first friction plate
  • the third friction component is preferably formed by the first toothed element or a second friction plate.
  • the transmission element preferably has a first area and at least a second area, with the first area extending radially between the disk spring of the friction unit and the first friction plate and the second area extending axially into the area of the toothing and being applied to the adjustment geometry .
  • the planetary gear according to the invention comprises a damping unit according to the present invention, a sun gear, a ring gear, the ring gear being fixedly connected to a ring gear carrier, the ring gear carrier representing an input element of the planetary gear, an output element and at least one planetary gear pair, comprising a first planetary gear and a second planetary gear, each planetary gear being arranged on a respective planetary gear bolt which is mounted axially between a first planetary gear carrier half and a second planetary gear carrier half of a planetary gear carrier, the first planetary gear meshing with the ring gear and the second planetary gear and the second planetary gear with the sun gear and the first planetary gear combing is arranged radially between the ring gear and the sun gear, with the first planetary gear carrier half representing the first toothed component of the damping unit and with the output element being the second toothed component duck of the damping unit.
  • a second friction component of a friction unit of the damping unit is designed as a first friction disk and applied to the sun gear, and a third friction component of the friction unit of the damping unit is designed as a second friction disk and is applied to the output element.
  • the damping element according to the invention for damping a load change impact for a drive train of a motor vehicle allows unnecessary friction losses to be prevented in the by far largest proportion of motor vehicle operation.
  • the damping element is only active in driving states that are directly relevant to load changes.
  • the friction unit thus generates power loss only in driving conditions that are directly relevant to load changes. In this way, the efficiency, the CO2 balance and range as well as the heat balance of the motor vehicle drive train can be improved. Furthermore, the wear and tear of the damping unit, in particular the friction unit of the damping unit, can be reduced.
  • FIG. 1a shows a schematic representation of a damping unit according to a first embodiment variant, with the damping unit being active.
  • FIG. 1 b shows a detailed illustration of a first toothing and a second area of a transmission element, with the damping unit being active.
  • FIG. 2a shows a schematic representation of a damping unit according to a first embodiment variant, with the damping unit being inactive.
  • FIG. 2b shows a detailed illustration of a first toothing and a second area of a transmission element, with the damping unit being inactive.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a damping unit according to a second embodiment variant, with the damping unit being active.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a damping unit according to a second embodiment variant, with the damping unit being inactive.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a planetary gear with a friction unit within a transfer case of a motor vehicle.
  • FIG. 1a Fig. 1a, Fig. 1b, Fig. 2a and Fig. 2b is a damping unit according to the invention 1 is shown according to a first embodiment.
  • FIG. 3 and FIG. 4 show a damping unit 1 according to the invention corresponding to a second embodiment variant.
  • the damping unit 1 has a Friction unit 2 with at least two opposing friction components 3,
  • the first toothing 7 is in meshing engagement with the second toothing 9 .
  • the first toothing 7 has, at least in regions, an adjustment geometry 10, which is designed as a depression 10a in an end face, namely in an end face of the first toothing 7 running perpendicular to an axis of rotation 11 of the first toothing component 6.
  • the depression has 10a a relation on an axis of rotation 11 of the first Vernierungskom component 6 has at least one ramp in an axial direction.
  • a directional statement “axial” is to be understood as meaning a direction along or parallel to the axis of rotation 11 of the first toothed component 6 .
  • a “radial” direction is to be understood as meaning a direction normal to the axis of rotation 11 of the first toothed component 6 .
  • the friction unit 2 has a plate spring 13 and three friction components, namely a first friction component 3 , a second friction component 4 and a third friction component 5 .
  • the second friction component 4 is partially arranged between the first friction component 3 and the third friction component 5 in the axial direction.
  • the plate spring 13 is designed and arranged in such a way that it presses the friction components 3, 4, 5 together axially by pressing against the first friction component on one side (to the right in relation to FIGS. 1a to 3).
  • the damping unit 1 has an axially movable transmission element 12, which is applied to the adjustment geometry 10 in an adjustable manner and which, depending on the torque transmitted between the first toothed component 6 and the second toothed component 8, changes the friction component.
  • components 3, 4, 5 of the friction unit 2 presses against each other indirectly.
  • the compressive force and thus the distances between the friction components 3, 4, 5 depending on the between tween the first gear component 6 and the second Vernierungskom component 8 torque is changed purely mechanically.
  • the transmission element 12 has a first area 14 and a second area 15 .
  • the first area 14 extends radially between the disk spring 13 of the friction unit 2 and the second friction component 4 of the friction unit 2.
  • the second area 15 extends axially in the area of the meshing gears 7, 9 of the two gear components 6, 8 and is on the Adjustment geometry 10 created.
  • 1a and 1b show a damping unit 1 according to a first embodiment variant in an active, ie activated, state.
  • 2a and 2b show a damping unit 1 according to a first embodiment variant in an inactive, ie not activated, state.
  • the transmission element 12 represents the first friction component 3.
  • a first friction plate 4a forms the second friction component 4 and the first toothed element 5 forms the third friction component 5.
  • the transmission of small torques namely in relation to the average given operating torque smaller torques, between the first toothed component 6 and the second toothed component 8 does not take place directly, but via the transmission element 12.
  • About the one-sided to the transmission 12 acting compressive force of the plate spring 13 is pressure on the second friction component 4, so the first friction plate 4a, in the direction of the third friction component 5, i.e. to the first toothed component 6.
  • the friction components 3, 4, 5 are pressed against one another.
  • the second region 15 of the transmission element remains at the lowest point of the recess 10a on the front side of the first toothing 7 and is not shifted axially.
  • the compressive force on the part of the transfer element 12 is therefore not sufficient to overcome the compressive force of the disc spring 13 - the friction components 3, 4, 5 remain pressed against one another and the damping unit 1 is active in this state (FIGS. 1a, 1b).
  • FIG. 3 shows a damping unit 1 according to a second embodiment variant in an active, ie activated, state.
  • FIG. 4 shows a damping unit 1 according to a first embodiment variant in an inactive, ie not activated, state.
  • the transmission element 12 represents the first friction component 3 .
  • a first friction lamella 4a forms the second friction component 4 and a second friction lamella 5a forms the third friction component 5 .
  • the transmission of small torques namely in relation to the average given operating torque smaller torques, between the first toothed component 6 and the second toothed component 8 does not take place directly, but via the transmission element 12.
  • FIG. 5 shows an exemplary planetary gear 16 with one of the previously described friction units 2, which is suitable for use in a damping unit 1 according to the invention.
  • the planetary gear 16 is part of a transfer case in a four-wheel motor vehicle, which is used to distribute a drive torque to a front axle and a flinter axle of the motor vehicle.
  • the planetary gear 16 comprises a sun gear 17, a floating gear 18, wherein the ring gear 18 is fixedly connected to a ring gear carrier 19, and at least one planetary gear pair 20, comprising a first planetary gear and a second planetary wheel, each planetary gear being arranged on a respective planetary gear pin 21 which is mounted axially between a first planetary gear carrier half 22a and a second planetary gear carrier half 22b of a planetary gear carrier 22.
  • the first planet gear is arranged in such a way that it meshes with the ring gear 18 on the one hand and with the second planet gear on the other.
  • the second planet gear is arranged in such a way that it meshes with the sun gear 17 on the one hand and with the first planet gear on the other.
  • the ring gear carrier 19 and thus the ring gear 18 are drivingly connected to an input shaft 24 and thus represent an input element of the planetary gear transmission 16.
  • the planetary gear carrier 22 is drivingly connected to an output element 23.
  • the sun gear 17 is rotatably mounted on the input shaft 24 .
  • the planetary gear pair 20 is arranged meshing with the ring gear 18 and the sun gear 17 radially between the ring gear 18 and the sun gear 17, wherein, as already described above, the first planetary gear of the planetary gear pair 20 is arranged meshing with the ring gear 18 and the second planetary gear and the second planetary gear of the pair of planetary gears 20 is arranged meshing with the sun gear 17 and the first planetary gear.
  • the first planet carrier half 22a represents the first toothed component 6 of the damping unit 1 in the planetary gear 16.
  • the output element 23 represents the second toothed component 8 of the damping unit 1 in the planetary gear 16.
  • a friction unit 2 of the damping unit is arranged axially adjacent to the first planet carrier half 22a.
  • the friction unit 2 has a first friction component 3 , a second friction component 4 and a third friction component 5 .
  • the first friction component 3 is formed by a transmission element 12 of the damping unit 1
  • the second friction component 4 of the friction unit 2 of the damping unit 1 is formed as a first friction plate 4a and on one side applied to the sun gear 17.
  • the third friction component 5 of the friction unit 2 of the damping unit 1 is in the form of a second friction lamella 5a and is applied to the output element 23 on one side.
  • the friction components 3, 4, 5 form a friction component package in the arrangement transmission element 12-first friction plate 4a-second friction plate 5a. This design of the damping unit corresponds to a second design variant of the damping unit 1.
  • the damping unit 1 Taking into account the presence of the damping unit 1 according to a second embodiment variant according to FIGS. 3 and 4 in the planetary gear 16 shown in FIG the first planetary gear carrier half 22a of the planetary gear carrier 22 to the output element 23, but via the transmission element 12 of the damping unit 1.
  • the first toothing 7 has a recess 10a with axially rising ramps on every second tooth.
  • the transmission element 12 has the number of depressions 10a corresponding to the number of second regions 15, with each second region 15 engaging in a depression 10a.
  • the second friction disc 5a is designed at least in such a way that it has corresponding gaps for the second regions 15 of the transmission element 12 to pass through.
  • the second areas 15 of the transmission element 12 are each in the axially rising ramps of the recesses 10a in the end faces of the first toothing 7, which is formed on the first planetary gear carrier half 22a of the planetary gear carrier 22. If the planetary gear carrier 22 is rotated slightly relative to the output element 23, the second areas 15 of the transmis- sion element 12 and thus the transmission element 12 are pressed axially outwards (with respect to FIG. 3 to the left). In this way, the pressing force of the disk spring 13 of the friction unit 2 is opposed to a pressing force on the part of the transmission element 12 . With a small, i.e.
  • transmitted drive train torque remains the transmission element 12 in its position, since its second areas 15 are in the respective depressions 10a at the lowest point of the ramps.
  • the disk spring 13 thus retains its clamping force, the friction components 3, 4, 5 are pressed together and the damping unit 1 remains closed.
  • the damping unit 1 is thus active (Fig. 3).
  • the transmitted drive train torque increases but is still smaller than the average given drive train operating torque, the second areas 15 of the transmission element 12 are pushed axially outwards (to the left in relation to FIG. 3) as they move along the ramps.
  • the clamping force of the plate spring 13 decreases and the corresponding frictional torque between the frictional components 3, 4, 5 also decreases.
  • the damping unit 1 is active in this state, but reduced. If the transmitted drive train torque is even greater than the average drive train operating torque, i.e. it exceeds this, the compressive force of the plate spring 13 is counteracted by the transmission element 12 to such an extent that the friction components 3, 4, 5 move apart axially, so that between them no or only a small friction torque is transmitted - the damping unit 1 is inactive (Fig. 4). In this state, the portion of the drive train torque that goes beyond the torque required to actuate the damping unit 1 is transmitted from the planet gear carrier 22 directly to the output element 23 via the toothing 7 , 9

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Abstract

The invention relates to a damping unit (1) for damping a load change shock in a motor vehicle drive train, comprising: a friction unit (2) having at least two mutually opposing friction components (3, 4, 5); a first toothed component (6) having a first toothing (7); a second toothed component (8) having a second toothing (9), the first toothing (7) intermeshing with the second toothing (9), and the first toothing (7) having a variable geometry (10) at least in some regions, which is formed as a depression (10a) in an end face of the first toothing (7), wherein the depression (10a) has a ramp rising at least in an axial direction in relation to an axis of rotation (11) of the first toothed component (6), and wherein an axially movable transmission element (12) is arranged on the variable geometry (10), which element presses the friction components (3, 4, 5) of the friction unit (2) indirectly against one another depending on the torque transmitted between the first toothed component (6) and the second toothed component (8) and in this way changes the pressure force and thus the distance between the friction components (3, 4, 5) depending on the torque transmitted between the first toothed component (6) and the second toothed component (8). The invention also relates to a planetary gearing (16) comprising a damping unit (1) of this kind.

Description

Dämpfunqseinheit und Planetenqetriebe mit einer solchen Damping unit and planetary gear with such
Dämpfunqseinheit damping unit
Gebiet der Erfindung field of invention
Die vorliegende Erfindung betrifft die Dämpfungseinheit umfassend eine Reibein heit mit zumindest zwei sich gegenüberliegenden Reibkomponenten, eine erste Verzahnungskomponente mit einer ersten Verzahnung, eine zweite Verzahnungs komponente mit einer zweiten Verzahnung, wobei die erste Verzahnung mit der zweiten Verzahnung in einem kämmenden Zahneingriff steht und wobei die erste Verzahnung zumindest bereichsweise eine Verstellgeometrie aufweist, die als eine Vertiefung in einer Stirnfläche der ersten Verzahnung ausgebildet ist, wobei die Vertiefung eine sich in Bezug auf eine Drehachse der ersten Verzahnungs komponente zumindest in eine axiale Richtung erhebende Rampe aufweist, und wobei ein axial bewegbares Übertragungselement an der Verstellgeometrie ange legt ist, das in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskompo nente und der zweiten Verzahnungskomponente übertragenen Drehmoment die Reibkomponenten der Reibeinheit indirekt aneinanderdrückt und sich so die Druckkraft und somit die Entfernung zwischen den Reibkomponenten in Abhän gigkeit von dem übertragenen Drehmoment ändert. Weiterhin betrifft die vorlie gende Erfindung ein Planetenradgetriebe umfassend eine solche Dämpfungsein heit. The present invention relates to the damping unit comprising a friction unit with at least two opposing friction components, a first gear component with a first gear, a second gear component with a second gear, the first gear meshing with the second gear and the The first toothing has an adjustment geometry at least in regions, which is designed as a depression in an end face of the first toothing, the depression having a ramp that rises at least in an axial direction in relation to an axis of rotation of the first toothing component, and an axially movable transmission element on the adjustment geometry is is that, depending on the component between the first Verzahnungskompo and the second toothing component transmitted torque, the friction components of the friction unit indirectly presses against each other and so the compressive force and thus changes the distance between the friction components in depen dence on the transmitted torque. Furthermore, the present invention relates to a planetary gear comprising such a damping unit.
Stand der Technik State of the art
In einem Kraftfahrzeugantriebsstrang kommt es bei bestimmten Fahrmanövern und Fahrzuständen zur Umkehrung des Drehmomentes. Das dabei auftretende Durchfahren der mechanischen Spiele und das Wechseln der mechanischen Kon takte („Nulldurchgang“) wird akustisch als „Lastwechselschlag“ wahrgenommen. Ein für einen Nulldurchgang und dementsprechend für einen Lastwechselschlag in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang typischer Fall liegt beispielsweise vor, wenn ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs aus einer Konstantfahrt des Kraftfahrzeugs heraus das Kraftfahrzeug, beispielsweise durch eine Motorbremswirkung, verzögert - dabei erfolgt eine Drehmomentumkehr im Kraftfahrzeugantriebsstrang verbunden mit einem Nulldurchgang des Antriebsmoments. Bei einem derartigen Nulldurch gang des Antriebsmoments treten beispielsweise sogenannte Flankenwechsel an miteinander im Eingriff befindlichen Zahnrädern, die an der Momentenübertragung beteiligt sind, im jeweiligen Getriebe des Kraftfahrzeugantriebsstrangs auf. Auf grund des Nulldurchgangs werden dabei die Zähne der an der Momentenübertra gung beteiligten Zahnräder der jeweiligen Getriebe schlagartig von einer, der zu vor in Eingriff befindlichen Zahnflanke gegenüberliegenden Zahnflanke mit einem dem Antriebsmoment entgegenwirkenden und nunmehr zur Verzögerung des Kraftwagens dienenden Drehmoment beaufschlagt. Ein solches Lastwechselver halten pflanzt sich innerhalb des Antriebsstranges über alle spielbehafteten Kon taktstellen kaskadenartig fort, sofern es nicht wirksam gedämpft wird. In a motor vehicle drive train, certain driving maneuvers and driving conditions cause the torque to be reversed. The occurring Running through the mechanical clearances and changing the mechanical contacts ("zero crossing") is acoustically perceived as a "load change impact". A case that is typical for a zero crossing and accordingly for a load change impact in a motor vehicle drive train is, for example, when a driver of a motor vehicle decelerates the motor vehicle from constant driving of the motor vehicle, for example by an engine braking effect - this results in a torque reversal in the motor vehicle drive train associated with a zero crossing of the drive torque. With such a zero transition of the drive torque, for example, so-called edge changes occur on gears that are in mesh with one another and that are involved in the torque transmission in the respective transmission of the motor vehicle drive train. Due to the zero crossing, the teeth of the gears involved in the torque transmission of the respective transmission are abruptly acted upon by a tooth flank opposite to the tooth flank that is in engagement with a torque that counteracts the drive torque and is now used to decelerate the motor vehicle. Such load change behavior is propagated in a cascading fashion within the drive train via all contact points with play, unless it is effectively dampened.
Durch ein sogenanntes Lastwechselschlag-Dämpfungselement bzw. eine - Dämpfungseinheit wird die Dynamik der mechanischen Kontaktwechsel gedämpft und das störende Geräusch (Lastwechselschlag) minimiert. The dynamics of the mechanical contact changes are dampened and the disturbing noise (load change impact) is minimized by a so-called load change impact damping element or a damping unit.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the Invention
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Dämpfungseinheit für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs anzugeben, die sich insbesondere durch einen einfachen Aufbau und somit durch einen minimierten Bauteilbedarf aus zeichnet. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein hinsichtlich Verlustleistung verbessertes Planetenradgetriebe, insbesondere für ein Verteiler getriebe eines Kraftfahrzeugs, anzugeben, dass eine solche Dämpfungseinheit aufweist. It is an object of the invention to specify an improved damping unit for a drive train of a motor vehicle, which is characterized in particular by a simple structure and thus by a minimized component requirement. Furthermore, it is an object of the present invention in terms Power loss improved planetary gear, in particular for a transfer case of a motor vehicle, to specify that such a damping unit has.
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 4 gedeckt werden. Vorteilhafte Ausfüh rungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. This need can be met by the subject matter of the present invention according to independent claims 1 and 4. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
Die erfindungsgemäße Dämpfungseinheit dient der Dämpfung eines Lastwechsel schlags in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang. The damping unit according to the invention is used to dampen a load change impact in a motor vehicle drive train.
Die Dämpfungseinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst eine Reibeinheit mit zumindest zwei sich gegenüberliegenden Reibkomponenten, eine erste Verzahnungskomponente mit einer ersten Verzahnung, eine zweite Verzah nungskomponente mit einer zweiten Verzahnung, wobei die erste Verzahnung mit der zweiten Verzahnung in einem kämmenden Zahneingriff steht und wobei die erste Verzahnung zumindest bereichsweise eine Verstellgeometrie aufweist, die als eine Vertiefung in einer Stirnfläche der ersten Verzahnung ausgebildet ist, wobei die Vertiefung eine sich in Bezug auf eine Drehachse der ersten Verzah nungskomponente zumindest in eine axiale Richtung erhebende Rampe aufweist, und wobei ein axial bewegbares Übertragungselement an der Verstellgeometrie angelegt ist, das in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskom ponente und der zweiten Verzahnungskomponente übertragenen Drehmoment die Reibkomponenten der Reibeinheit indirekt aneinanderdrückt und sich so die Druckkraft und somit die Entfernung zwischen den Reibkomponenten in Abhän gigkeit von dem übertragenen Drehmoment ändert. The damping unit according to the present invention comprises a friction unit with at least two opposing friction components, a first toothing component with a first toothing, a second toothing component with a second toothing, the first toothing being in meshing tooth engagement with the second toothing and the first Gearing has an adjustment geometry at least in regions, which is designed as a depression in an end face of the first gearing, the depression having a ramp that rises at least in an axial direction in relation to an axis of rotation of the first gearing component, and an axially movable transmission element the adjustment geometry is applied, the component transmitted as a function of the between the first Verzahnungskom and the second toothing component torque, the friction components of the friction unit indirectly presses against each other and so the pressure force t and thus the distance between the friction components changes depending on the transmitted torque.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung weist die Reibeinheit eine Tellerfeder und drei Reibkomponenten, nämlich eine erste Reib- komponente, eine zweite Reibkomponente und eine dritte Reibkomponente, auf. Die zweite Reibkomponente ist in axialer Richtung bevorzugt zumindest teilweise zwischen der ersten Reibkomponente und der dritten Reibkomponente angeord net, wobei die Tellerfeder derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie die Reibkomponenten axial aneinanderdrückt. Die erste Reibkomponente ist vor zugsweise durch das Übertragungselement ausgebildet, die zweite Reibkompo nente ist vorzugweise über eine erste Reiblamelle ausgebildet und die dritte Reib komponente ist vorzugsweise durch das erste Verzahnungselement oder eine zweite Reiblamelle ausgebildet. In a preferred embodiment of the present invention, the friction unit has a plate spring and three friction components, namely a first friction component, a second friction component and a third friction component. The second friction component is preferably at least partially arranged in the axial direction between the first friction component and the third friction component, with the plate spring being designed and arranged in such a way that it presses the friction components together axially. The first friction component is preferably formed by the transmission element, the second friction component is preferably formed by a first friction plate and the third friction component is preferably formed by the first toothed element or a second friction plate.
Das Übertragungselement weist bevorzugt einen ersten Bereich und zumindest einen zweiten Bereich auf, wobei sich der erste Bereich radial zwischen der Teller feder der Reibeinheit und der ersten Reiblamelle erstreckt und sich der zweite Bereich axial in den Bereich der Verzahnungen erstreckt und an der Verstellgeo metrie angelegt ist. The transmission element preferably has a first area and at least a second area, with the first area extending radially between the disk spring of the friction unit and the first friction plate and the second area extending axially into the area of the toothing and being applied to the adjustment geometry .
Das erfindungsgemäße Planetenradgetriebe umfasst eine Dämpfungseinheit ent sprechend der vorliegenden Erfindung, ein Sonnenrad, ein Hohlrad, wobei das Hohlrad fest mit einem Hohlradträger verbunden ist, wobei der Hohlradträger ein Eingangselement des Planetenradgetriebes darstellt, ein Ausgangselement und zumindest ein Planetenradpaar, umfassend ein erstes Planetenrad und ein zwei tes Planetenrad, wobei jedes Planetenrad auf jeweils einem Planetenradbolzen angeordnet ist, der axial zwischen einer ersten Planetenradträgerhälfte und einer zweiten Planetenradträgerhälfte eines Planetenradträgers gelagert ist, wobei das erste Planetenrad mit dem Hohlrad und dem zweiten Planetenrad kämmend und das zweite Planetenrad mit dem Sonnenrad und dem ersten Planetenrad käm mend radial zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad angeordnet ist, wobei die erste Planetenradträgerhälfte die erste Verzahnungskomponente der Dämpfungs einheit darstellt und wobei das Ausgangselement die zweite Verzahnungskompo nente der Dämpfungseinheit darstellt. In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Planetenrad getriebes ist eine zweite Reibkomponente einer Reibeinheit der Dämpfungseinheit als eine erste Reiblamelle ausgebildet und an dem Sonnenrad angelegt und eine dritte Reibkomponente der Reibeinheit der Dämpfungseinheit als eine zweite Reiblamelle ausgebildet ist und an dem Abtriebselement angelegt ist. The planetary gear according to the invention comprises a damping unit according to the present invention, a sun gear, a ring gear, the ring gear being fixedly connected to a ring gear carrier, the ring gear carrier representing an input element of the planetary gear, an output element and at least one planetary gear pair, comprising a first planetary gear and a second planetary gear, each planetary gear being arranged on a respective planetary gear bolt which is mounted axially between a first planetary gear carrier half and a second planetary gear carrier half of a planetary gear carrier, the first planetary gear meshing with the ring gear and the second planetary gear and the second planetary gear with the sun gear and the first planetary gear combing is arranged radially between the ring gear and the sun gear, with the first planetary gear carrier half representing the first toothed component of the damping unit and with the output element being the second toothed component duck of the damping unit. In an advantageous embodiment variant of the planetary gear according to the invention, a second friction component of a friction unit of the damping unit is designed as a first friction disk and applied to the sun gear, and a third friction component of the friction unit of the damping unit is designed as a second friction disk and is applied to the output element.
Das erfindungsgemäße Dämpfungselement zur Dämpfung eines Lastwechsel schlags für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs erlaubt es im weitaus größ ten Anteil des Kraftfahrzeugbetriebs unnötige Reibungsverluste zu verhindern.The damping element according to the invention for damping a load change impact for a drive train of a motor vehicle allows unnecessary friction losses to be prevented in the by far largest proportion of motor vehicle operation.
Das Dämpfungselement ist nur in unmittelbar lastwechselrelevanten Fahrzustän den aktiv. Die Reibeinheit erzeugt somit lediglich in unmittelbar lastwechselrele vanten Fahrzuständen Verlustleistung. Derart können die Effizienz, die C02-Bilanz und Reichweite sowie der Wärmehaushalt des Kraftfahrzeugantriebsstranges verbessert werden. Weiterhin kann der Verschleiß der Dämpfungseinheit, insbe sondere der Reibeinheit der Dämpfungseinheit, reduziert werden. The damping element is only active in driving states that are directly relevant to load changes. The friction unit thus generates power loss only in driving conditions that are directly relevant to load changes. In this way, the efficiency, the CO2 balance and range as well as the heat balance of the motor vehicle drive train can be improved. Furthermore, the wear and tear of the damping unit, in particular the friction unit of the damping unit, can be reduced.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeich nungen beschrieben. The invention is described below by way of example with reference to the drawings.
Fig. 1a zeigt eine schematische Darstellung einer Dämpfungseinheit entsprechend einer ersten Ausführungsvariante, wobei die Dämpfungseinheit aktiv ist. 1a shows a schematic representation of a damping unit according to a first embodiment variant, with the damping unit being active.
Fig. 1 b zeigt eine Detaildarstellung einer ersten Verzahnung und eines zweiten Bereichs eines Übertragungselements, wobei die Dämpfungseinheit aktiv ist. Fig. 2a zeigt eine schematische Darstellung einer Dämpfungseinheit entsprechend einer ersten Ausführungsvariante, wobei die Dämpfungseinheit inaktiv ist. 1 b shows a detailed illustration of a first toothing and a second area of a transmission element, with the damping unit being active. FIG. 2a shows a schematic representation of a damping unit according to a first embodiment variant, with the damping unit being inactive.
Fig. 2b zeigt eine Detaildarstellung einer ersten Verzahnung und eines zweiten Bereichs eines Übertragungselements, wobei die Dämpfungseinheit inaktiv ist. 2b shows a detailed illustration of a first toothing and a second area of a transmission element, with the damping unit being inactive.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Dämpfungseinheit entsprechend einer zweiten Ausführungsvariante, wobei die Dämpfungseinheit aktiv ist. FIG. 3 shows a schematic representation of a damping unit according to a second embodiment variant, with the damping unit being active.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Dämpfungseinheit entsprechend einer zweiten Ausführungsvariante, wobei die Dämpfungseinheit inaktiv ist. FIG. 4 shows a schematic representation of a damping unit according to a second embodiment variant, with the damping unit being inactive.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Planetengetriebes mit einer Reibeinheit innerhalb eines Verteilergetriebes eines Kraftfahrzeugs. FIG. 5 shows a schematic representation of a planetary gear with a friction unit within a transfer case of a motor vehicle.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung Detailed description of the invention
In Fig. 1a, Fig. 1b, Fig. 2a und Fig. 2b ist eine erfindungsgemäße Dämpfungsein heit 1 entsprechend einer ersten Ausführungsvariante dargestellt. Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine erfindungsgemäße Dämpfungseinheit 1 entsprechend einer zweiten Ausführungsvariante. In Fig. 1a, Fig. 1b, Fig. 2a and Fig. 2b is a damping unit according to the invention 1 is shown according to a first embodiment. FIG. 3 and FIG. 4 show a damping unit 1 according to the invention corresponding to a second embodiment variant.
Unabhängig von der Ausführungsvariante weist die Dämpfungseinheit 1 eine Reibeinheit 2 mit zumindest zwei sich gegenüberliegenden Reibkomponenten 3,Regardless of the variant, the damping unit 1 has a Friction unit 2 with at least two opposing friction components 3,
4, 5, eine erste Verzahnungskomponente 5 mit einer ersten Verzahnung 6 und eine zweite Verzahnungskomponente 7 mit einer zweiten Verzahnung 8 auf. 4, 5, a first toothing component 5 with a first toothing 6 and a second toothing component 7 with a second toothing 8.
Die erste Verzahnung 7 steht mit der zweiten Verzahnung 9 in einem kämmenden Zahneingriff. Die erste Verzahnung 7 weist zumindest bereichsweise eine Ver stellgeometrie 10 auf, die als eine Vertiefung 10a in einer Stirnfläche, nämlich in einer senkrecht zu einer Drehachse 11 der ersten Verzahnungskomponente 6 verlaufenden Stirnfläche der ersten Verzahnung 7 ausgebildet ist Die Vertiefung weist 10a eine sich in Bezug auf eine Drehachse 11 der ersten Verzahnungskom ponente 6 zumindest in eine axiale Richtung erhebende Rampe aufweist. The first toothing 7 is in meshing engagement with the second toothing 9 . The first toothing 7 has, at least in regions, an adjustment geometry 10, which is designed as a depression 10a in an end face, namely in an end face of the first toothing 7 running perpendicular to an axis of rotation 11 of the first toothing component 6. The depression has 10a a relation on an axis of rotation 11 of the first Verzahnungskom component 6 has at least one ramp in an axial direction.
Unter einer Richtungsangabe „axial“ ist eine Richtung entlang oder parallel zu der Drehachse 11 der ersten Verzahnungskomponente 6 zu verstehen. Unter einer Richtungsangabe „radial“ ist entsprechend eine Richtung normal zu der Drehach se 11 der ersten Verzahnungskomponente 6 zu verstehen. A directional statement “axial” is to be understood as meaning a direction along or parallel to the axis of rotation 11 of the first toothed component 6 . A “radial” direction is to be understood as meaning a direction normal to the axis of rotation 11 of the first toothed component 6 .
Die Reibeinheit 2 weist in sämtlichen dargestellten Ausführungsvarianten eine Tellerfeder 13 und drei Reibkomponenten, nämlich eine erste Reibkomponente 3, eine zweite Reibkomponente 4 und eine dritte Reibkomponente 5, auf. Die zweite Reibkomponente 4 ist in axialer Richtung teilweise zwischen der ersten Reibkom ponente 3 und der dritten Reibkomponente 5 angeordnet. Die Tellerfeder 13 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass sie die Reibkomponenten 3, 4, 5 axial aneinanderdrückt, indem sie einseitig gegen die erste Reibkomponente drückt (in Bezug auf Fig. 1a bis Fig. 3 nach rechts). In all of the illustrated embodiment variants, the friction unit 2 has a plate spring 13 and three friction components, namely a first friction component 3 , a second friction component 4 and a third friction component 5 . The second friction component 4 is partially arranged between the first friction component 3 and the third friction component 5 in the axial direction. The plate spring 13 is designed and arranged in such a way that it presses the friction components 3, 4, 5 together axially by pressing against the first friction component on one side (to the right in relation to FIGS. 1a to 3).
Weiterhin weist die Dämpfungseinheit 1 ein axial bewegbares Übertragungsele ment 12 auf, das an der Verstellgeometrie 10 verstellwirksam angelegt ist und das in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 übertragenen Drehmoment die Reibkompo- nenten 3, 4, 5 der Reibeinheit 2 indirekt aneinanderdrückt. Über die axiale Ver schiebung des Übertragungselements 12 wird die Druckkraft und somit die Entfer nungen zwischen den Reibkomponenten 3, 4, 5 in Abhängigkeit von dem zwi schen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskom ponente 8 übertragenen Drehmoment rein mechanisch geändert. Furthermore, the damping unit 1 has an axially movable transmission element 12, which is applied to the adjustment geometry 10 in an adjustable manner and which, depending on the torque transmitted between the first toothed component 6 and the second toothed component 8, changes the friction component. components 3, 4, 5 of the friction unit 2 presses against each other indirectly. About the axial Ver shift of the transmission element 12, the compressive force and thus the distances between the friction components 3, 4, 5 depending on the between tween the first gear component 6 and the second Verzahnungskom component 8 torque is changed purely mechanically.
Das Übertragungselement 12 weist einen ersten Bereich 14 und einen zweiten Bereich 15 auf. Der erste Bereich 14 erstreckt sich radial zwischen der Tellerfeder 13 der Reibeinheit 2 und der zweiten Reibkomponente 4 der Reibeinheit 2. Der zweite Bereich 15 erstreckt sich axial in den Bereich der miteinander kämmenden Verzahnungen 7, 9 der beiden Verzahnungskomponenten 6, 8 und ist an der Ver stellgeometrie 10 angelegt. The transmission element 12 has a first area 14 and a second area 15 . The first area 14 extends radially between the disk spring 13 of the friction unit 2 and the second friction component 4 of the friction unit 2. The second area 15 extends axially in the area of the meshing gears 7, 9 of the two gear components 6, 8 and is on the Adjustment geometry 10 created.
Fig. 1a und Fig. 1b zeigen eine Dämpfungseinheit 1 gemäß einer ersten Ausfüh rungsvariante in einem aktiven, also aktivierten, Zustand. Fig. 2a und Fig. 2b zei gen eine Dämpfungseinheit 1 gemäß einer ersten Ausführungsvariante in einem inaktiven, also nicht aktivierten, Zustand. 1a and 1b show a damping unit 1 according to a first embodiment variant in an active, ie activated, state. 2a and 2b show a damping unit 1 according to a first embodiment variant in an inactive, ie not activated, state.
Bei der ersten Ausführungsvariante stellt das Übertragungselement 12 die erste Reibkomponente 3 dar. Eine erste Reiblamelle 4a bildet die zweite Reibkompo nente 4 aus und das erste Verzahnungselement 5 bildet die dritte Reibkomponen te 5 aus. In the first embodiment variant, the transmission element 12 represents the first friction component 3. A first friction plate 4a forms the second friction component 4 and the first toothed element 5 forms the third friction component 5.
In der dargestellten ersten Ausführungsvariante der Dämpfungseinheit 1 erfolgt die Übertragung kleiner Drehmomente, nämlich im Bezug zum durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment kleinerer Drehmomente, zwischen der ersten Ver zahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 nicht direkt, sondern über das Übertragungselement 12. Über die einseitig auf das Übertra gungselement 12 wirkende Druckkraft der Tellerfeder 13 wird Druck auf die zweite Reibkomponente 4, also die erste Reiblamelle 4a, in Richtung zur dritten Reib- komponente 5, also zur ersten Verzahnungskomponente 6, ausgeübt. Derart sind die Reibkomponenten 3, 4, 5 aneinandergedrückt. Bei zwischen der ersten Ver zahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 kleinem, also im Bezug zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment kleinerem, übertragenen Drehmoment verbleibt der zweite Bereich 15 des Übertragungsele ments an der tiefsten Stelle der Vertiefung 10a an der Stirnseite der ersten Ver zahnung 7 und wird nicht axial verschoben. Die Druckkraft seitens des Übertra gungselement 12 reicht somit nicht aus, um die Druckraft der Tellerfeder 13 zu überwinden - die Reibkomponenten 3, 4, 5 verbleiben aneinandergedrückt und die Dämpfungseinheit 1 ist in diesem Zustand aktiv (Fig. 1a, Fig. 1b). In the illustrated first embodiment variant of the damping unit 1, the transmission of small torques, namely in relation to the average given operating torque smaller torques, between the first toothed component 6 and the second toothed component 8 does not take place directly, but via the transmission element 12. About the one-sided to the transmission 12 acting compressive force of the plate spring 13 is pressure on the second friction component 4, so the first friction plate 4a, in the direction of the third friction component 5, i.e. to the first toothed component 6. In this way, the friction components 3, 4, 5 are pressed against one another. When the torque transmitted between the first toothing component 6 and the second toothing component 8 is small, i.e. smaller in relation to the average operating torque given there, the second region 15 of the transmission element remains at the lowest point of the recess 10a on the front side of the first toothing 7 and is not shifted axially. The compressive force on the part of the transfer element 12 is therefore not sufficient to overcome the compressive force of the disc spring 13 - the friction components 3, 4, 5 remain pressed against one another and the damping unit 1 is active in this state (FIGS. 1a, 1b).
Bei zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzah nungskomponente 8 größer werdendem, aber im Vergleich zum dort durchschnitt lich gegebenen Betriebsmoment immer noch kleinerem, übertragenem Drehmo ment wird der Druckkraft der Tellerfeder 13 durch die Druckkraft des axial beweg ten (in Bezug auf Fig. 1a, Fig. 1b nach links) Übertragungselements 12 soweit entgegengewirkt, dass der Druck zwischen den Reibkomponenten 3, 4, 5 abnimmt und das Reibmoment zwischen den Reibkomponenten 3, 4, 5 entsprechend sinkt. Die Dämpfungseinheit 1 ist in diesem Zustand aktiv, aber reduziert. When the torque transmitted between the first toothed component 6 and the second toothed component 8 increases but is still smaller compared to the average operating torque there, the compressive force of the plate spring 13 is compensated by the compressive force of the axially moving element (with reference to Fig. 1a, Fig. 1b to the left) transmission element 12 counteracted to the extent that the pressure between the friction components 3, 4, 5 decreases and the frictional moment between the friction components 3, 4, 5 decreases accordingly. In this state, the damping unit 1 is active but reduced.
Bei zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzah nungskomponente 8 noch größerem, also im Vergleich zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment ein über dieses hinausgehendes, übertragenes Drehmoment wird die Druckkraft der Tellerfeder 13 durch die Druckkraft des axial bewegten (in Bezug auf Fig. 1a, Fig. 1b nach links) Übertragungselements 12 vollständig oder nahezu vollständig überwunden. Die Reibkomponenten 3, 4, 5 entfernen sich voneinander, sodass zwischen ihnen kein Reibmoment mehr über tragen wird - die Dämpfungseinheit 1 ist inaktiv (Fig. 2a, Fig. 2b). In diesem Zu stand wird der über das zum Aktuieren der Dämpfungseinheit 1 notwendige Drehmoment hinaus gehende Anteil des Drehmoments von der ersten Verzah- nungskomponente 6 direkt über die Verzahnung 7, 9 auf die zweite Verzahnungs komponente 8 übertragen. When the torque transmitted between the first toothed component 6 and the second toothed component 8 is even greater, i.e. in comparison to the average operating torque given there, a torque that exceeds this, the compressive force of the disc spring 13 is caused by the compressive force of the axially moving Fig. 1b to the left) transmission element 12 completely or almost completely overcome. The friction components 3, 4, 5 move away from each other so that no more friction torque is transmitted between them—the damping unit 1 is inactive (FIG. 2a, FIG. 2b). In this state, the portion of the torque that exceeds the torque required to actuate the damping unit 1 is reduced by the first gear. voltage component 6 directly via the teeth 7, 9 on the second gear component 8 transferred.
Fig. 3 zeigt eine Dämpfungseinheit 1 gemäß einer zweiten Ausführungsvariante in einem aktiven, also aktivierten, Zustand. Fig. 4 zeigt eine Dämpfungseinheit 1 gemäß einer ersten Ausführungsvariante in einem inaktiven, also nicht aktivierten, Zustand. 3 shows a damping unit 1 according to a second embodiment variant in an active, ie activated, state. FIG. 4 shows a damping unit 1 according to a first embodiment variant in an inactive, ie not activated, state.
Bei der zweiten Ausführungsvariante stellt das Übertragungselement 12 die erste Reibkomponente 3 dar. Eine erste Reiblamelle 4a bildet die zweite Reibkompo nente 4 aus und eine zweite Reiblamelle 5a bildet die dritte Reibkomponente 5 aus. In the second embodiment variant, the transmission element 12 represents the first friction component 3 . A first friction lamella 4a forms the second friction component 4 and a second friction lamella 5a forms the third friction component 5 .
In der dargestellten ersten Ausführungsvariante der Dämpfungseinheit 1 erfolgt die Übertragung kleiner Drehmomente, nämlich im Bezug zum durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment kleinerer Drehmomente, zwischen der ersten Ver zahnungskomponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 nicht direkt, sondern über das Übertragungselement 12. Über die einseitig auf das Übertra gungselement 12 wirkende Druckkraft der Tellerfeder 13 wird Druck auf die zweite Reibkomponente 4, also die erste Reiblamelle 4a, in Richtung zur dritten Reib komponente 5, also zur zweiten Reiblamelle 5a, ausgeübt. Derart sind die Reib komponenten 3, 4, 5 aneinandergedrückt. Bei zwischen der ersten Verzahnungs komponente 6 und der zweiten Verzahnungskomponente 8 kleinem, also im Be zug zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment kleinerem, übertrage nem Drehmoment reicht die Druckkraft seitens Übertragungselement 12 nicht aus, um die Druckraft der Tellerfeder 13 zu überwinden - die Reibkomponenten 3, 4, 5 verbleiben aneinandergedrückt und die Dämpfungseinheit 1 ist in diesem Zustand aktiv (Fig. 3). Bei zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzah nungskomponente 8 größer werdendem, aber im Vergleich zum dort durchschnitt lich gegebenen Betriebsmoment noch immer kleinerem, übertragenem Drehmo ment wird der Kraft der Tellerfeder 13 durch die Druckkraft des Übertragungsele ments 12 soweit entgegengewirkt, dass der Druck zwischen den Reibkomponen ten 3, 4, 5 abnimmt und das Reibmoment zwischen den Reibkomponenten 3, 4, 5 entsprechend sinkt. Die Dämpfungseinheit 1 ist in diesem Zustand aktiv, aber reduziert. In the illustrated first embodiment variant of the damping unit 1, the transmission of small torques, namely in relation to the average given operating torque smaller torques, between the first toothed component 6 and the second toothed component 8 does not take place directly, but via the transmission element 12. About the one-sided to the transmission Supply element 12 acting compressive force of the plate spring 13 is pressure on the second friction component 4, ie the first friction plate 4a, in the direction of the third friction component 5, ie the second friction plate 5a, exerted. Such are the friction components 3, 4, 5 pressed together. If the torque between the first gearing component 6 and the second gearing component 8 is small, i.e. smaller in relation to the average operating torque given there, the compressive force on the part of the transmission element 12 is not sufficient to overcome the compressive force of the disk spring 13 - the friction components 3, 4, 5 remain pressed together and the damping unit 1 is active in this state (Fig. 3). When the torque transmitted between the first toothed component 6 and the second toothed component 8 increases but is still smaller than the average operating torque there, the force of the plate spring 13 is counteracted by the compressive force of the transmission element 12 to such an extent that the pressure between the friction components 3, 4, 5 decreases and the frictional torque between the friction components 3, 4, 5 decreases accordingly. In this state, the damping unit 1 is active but reduced.
Bei zwischen der ersten Verzahnungskomponente 6 und der zweiten Verzah nungskomponente 8 noch größerem, also im Vergleich zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment ein über dieses hinausgehendes, übertragenes Drehmoment wird die Druckkraft der Tellerfeder 13 durch die Druckkraft des Über tragungselements 12 vollständig oder nahezu vollständig überwunden. Die Reib komponenten 3, 4, 5 entfernen sich voneinander, sodass zwischen ihnen kein Reibmoment mehr übertragen wird - die Dämpfungseinheit 1 ist inaktiv (Fig. 4). In diesem Zustand wird der über das zum Aktuieren der Dämpfungseinheit 1 not wendige Drehmoment hinaus gehende Anteil des Drehmoments von der ersten Verzahnungskomponente 6 direkt über die Verzahnung 7, 9 auf die zweite Ver zahnungskomponente 8 übertragen. If the torque transmitted between the first toothed component 6 and the second toothed component 8 is even greater, i.e. in comparison to the average operating torque given there, a torque that exceeds this, the compressive force of the disk spring 13 is completely or almost completely overcome by the compressive force of the transmission element 12. The friction components 3, 4, 5 move away from each other, so that no more frictional torque is transmitted between them - the damping unit 1 is inactive (Fig. 4). In this state, the portion of the torque that goes beyond the torque required to actuate the damping unit 1 is transmitted from the first toothing component 6 directly via the toothing 7, 9 to the second toothing component 8.
In Fig. 5 ist ein beispielhaftes Planetenradgetriebe 16 mit einer der zuvor be- schrienen Reibeinheit 2 dargestellt das sich für den Einsatz einer erfindungsge mäßen Dämpfungseinheit 1 eignet. Das Planetenradgetriebe 16 ist Teil eines Verteilergetriebes in einem Allradkraftfahrzeug, das der Verteilung eines An triebsmoments auf eine Vorder- und eine Flinterachse des Kraftfahrzeugs dient. 5 shows an exemplary planetary gear 16 with one of the previously described friction units 2, which is suitable for use in a damping unit 1 according to the invention. The planetary gear 16 is part of a transfer case in a four-wheel motor vehicle, which is used to distribute a drive torque to a front axle and a flinter axle of the motor vehicle.
Das Planetenradgetriebe 16 umfasst ein Sonnenrad 17, ein Flohlrad 18, wobei das Hohlrad 18 fest mit einem Hohlradträger 19 verbunden ist, und zumindest ein Planetenradpaar 20, umfassend ein erstes Planetenrad und ein zweites Planeten- rad, wobei jedes Planetenrad auf jeweils einem Planetenradbolzen 21 angeordnet ist, der axial zwischen einer ersten Planetenradträgerhälfte 22a und einer zweiten Planetenradträgerhälfte 22b eines Planetenradträgers 22 gelagert ist. Das erste Planetenrad ist derart angeordnet, dass es zum einen mit dem Hohlrad 18 und zum anderen mit dem zweiten Planetenrad kämmt. Das zweite Planetenrad ist derart angeordnet, dass es zum einen mit dem Sonnenrad 17 und zum anderen mit dem ersten Planetenrad kämmt. The planetary gear 16 comprises a sun gear 17, a floating gear 18, wherein the ring gear 18 is fixedly connected to a ring gear carrier 19, and at least one planetary gear pair 20, comprising a first planetary gear and a second planetary wheel, each planetary gear being arranged on a respective planetary gear pin 21 which is mounted axially between a first planetary gear carrier half 22a and a second planetary gear carrier half 22b of a planetary gear carrier 22. The first planet gear is arranged in such a way that it meshes with the ring gear 18 on the one hand and with the second planet gear on the other. The second planet gear is arranged in such a way that it meshes with the sun gear 17 on the one hand and with the first planet gear on the other.
Der Hohlradträger 19 und somit das Hohlrad 18 sind antriebswirksam mit einer Eingangswelle 24 verbunden und stellen somit ein Eingangselement des Plane tenradgetriebes 16 dar. Der Planetenradträger 22 ist antriebswirksam mit einem Ausgangselement 23 verbunden. Das Sonnenrad 17 ist drehbar auf der Ein gangswelle 24 angeordnet. Das Planetenradpaar 20 ist mit dem Hohlrad 18 und dem Sonnenrad 17 kämmend radial zwischen dem Hohlrad 18 und dem Sonnen rad 17 angeordnet, wobei, wie bereits zuvor beschrieben, das erste Planetenrad des Planetenradpaares 20 mit dem Hohlrad 18 und dem zweiten Planetenrad kämmend angeordnet ist und das zweite Planetenrad des Planetenradpaares 20 mit dem Sonnenrad 17 und dem ersten Planetenrad kämmend angeordnet ist. The ring gear carrier 19 and thus the ring gear 18 are drivingly connected to an input shaft 24 and thus represent an input element of the planetary gear transmission 16. The planetary gear carrier 22 is drivingly connected to an output element 23. The sun gear 17 is rotatably mounted on the input shaft 24 . The planetary gear pair 20 is arranged meshing with the ring gear 18 and the sun gear 17 radially between the ring gear 18 and the sun gear 17, wherein, as already described above, the first planetary gear of the planetary gear pair 20 is arranged meshing with the ring gear 18 and the second planetary gear and the second planetary gear of the pair of planetary gears 20 is arranged meshing with the sun gear 17 and the first planetary gear.
Die erste Planetenradträgerhälfte 22a stellt die erste Verzahnungskomponente 6 der Dämpfungseinheit 1 in dem Planetenradgetriebe 16 dar. Das Ausgangsele ment 23 stellt die zweite Verzahnungskomponente 8 der Dämpfungseinheit 1 in dem Planetenradgetriebe 16 dar. The first planet carrier half 22a represents the first toothed component 6 of the damping unit 1 in the planetary gear 16. The output element 23 represents the second toothed component 8 of the damping unit 1 in the planetary gear 16.
Axial benachbart zu der ersten Planetenradträgerhälfte 22a ist eine Reibeinheit 2 der Dämpfungseinheit langeordnet. Die Reibeinheit 2 weist eine erste Reibkom ponente 3, eine zweite Reibkomponente 4 und eine dritte Reibkomponente 5 auf. Die erste Reibkomponente 3 wird durch ein Übertragungselement 12 der Dämp fungseinheit 1 ausgebildet, die zweite Reibkomponente 4 der Reibeinheit 2 der Dämpfungseinheit 1 ist als eine erste Reiblamelle 4a ausgebildet und einseitig an dem Sonnenrad 17 angelegt. Die dritte Reibkomponente 5 der Reibeinheit 2 der Dämpfungseinheit 1 ist als eine zweite Reiblamelle 5a ausgebildet und einseitig an dem Abtriebselement 23 angelegt. Die Reibkomponenten 3, 4, 5 bilden ein Reib komponentenpaket in der Anordnung Übertragungselement 12-erste Reiblamelle 4a-zweite Reiblamelle 5a. Diese Ausführung der Dämpfungseinheit entspricht einer zweiten Ausführungsvariante der Dämpfungseinheit 1. A friction unit 2 of the damping unit is arranged axially adjacent to the first planet carrier half 22a. The friction unit 2 has a first friction component 3 , a second friction component 4 and a third friction component 5 . The first friction component 3 is formed by a transmission element 12 of the damping unit 1, the second friction component 4 of the friction unit 2 of the damping unit 1 is formed as a first friction plate 4a and on one side applied to the sun gear 17. The third friction component 5 of the friction unit 2 of the damping unit 1 is in the form of a second friction lamella 5a and is applied to the output element 23 on one side. The friction components 3, 4, 5 form a friction component package in the arrangement transmission element 12-first friction plate 4a-second friction plate 5a. This design of the damping unit corresponds to a second design variant of the damping unit 1.
Unter Berücksichtigung des Vorhandenseins der Dämpfungseinheit 1 entspre chend einer zweiten Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 und Fig. 4 in dem in Fig. 5 dargestellten Planetenradgetriebe 16 erfolgt die Übertragung kleiner, nämlich im Vergleich zum dort durchschnittlich gegebenen Betriebsmoment wesentlich kleine rer Drehmomente, nicht direkt von der ersten Planetenradträgerhälfte 22a des Planetenradträgers 22 auf das Ausgangselement 23, sondern über das Übertra gungselement 12 der Dämpfungseinheit 1. Dazu weist die erste Verzahnung 7 an jedem zweiten Zahn eine Vertiefung 10a mit sich axial erhebenden Rampen auf. Das Übertragungselement 12 weist der Anzahl an Vertiefungen 10a entsprechend viele zweite Bereiche 15 auf, wobei jeweils ein zweiter Bereich 15 in eine Vertie fung 10a greift. Die zweite Reibscheibe 5a ist dabei zumindest so gestaltet, dass sie entsprechende Lücken zur Durchführung der zweiten Bereiche 15 des Über tragungselements 12 aufweist. Taking into account the presence of the damping unit 1 according to a second embodiment variant according to FIGS. 3 and 4 in the planetary gear 16 shown in FIG the first planetary gear carrier half 22a of the planetary gear carrier 22 to the output element 23, but via the transmission element 12 of the damping unit 1. For this purpose, the first toothing 7 has a recess 10a with axially rising ramps on every second tooth. The transmission element 12 has the number of depressions 10a corresponding to the number of second regions 15, with each second region 15 engaging in a depression 10a. The second friction disc 5a is designed at least in such a way that it has corresponding gaps for the second regions 15 of the transmission element 12 to pass through.
Die zweiten Bereiche 15 des Übertragungselements 12 liegen jeweils in den sich axial erhebenden Rampen der Vertiefungen 10a in den Stirnseiten der ersten Verzahnung 7, die an der ersten Planetenradträgerhälfte 22a des Planetenradträ gers 22 ausgebildet ist. Wird der Planetenradträger 22 gegenüber dem Aus gangselement 23 leicht verdreht, so werden die zweiten Bereiche 15 des Übertra gungselements 12 und somit das Übertragungselement 12 axial nach außen (in Bezug auf Fig. 3 nach links) gedrückt. Derart wird der Druckkraft der Tellerfeder 13 der Reibeinheit 2 eine Druckkraft seitens des Übertragungselements 12 entge gengesetzt. Bei kleinem, also im Vergleich zum durchschnittlich gegebenen An- triebsstrang-Betriebsmoment wesentlich kleinerem, übertragenem Antriebsstrang- Drehmoment verbleibt das Übertragungselement 12 in seiner Position, da dessen zweite Bereiche 15 in den jeweiligen Vertiefungen 10a am tiefsten Punkt der Rampen liegen. Die Tellerfeder 13 behält so ihre Spannkraft bei, die Reibkompo nenten 3, 4, 5 sind aneinandergedrückt und die Dämpfungseinheit 1 bleibt ge schlossen. Die Dämpfungseinheit 1 ist somit aktiv (Fig. 3). Bei größer werdendem, aber im Vergleich zum durchschnittlich gegebenen Antriebsstrang- Betriebsmoment noch immer kleinerem, übertragenem Antriebsstrang- Drehmoment werden die zweiten Bereiche 15 des Übertragungselements 12 über deren Bewegung an den Rampen axial nach außen gedrückt (in Bezug auf Fig. 3 nach links). Die Spannkraft der Tellerfeder 13 nimmt ab und damit sinkt auch das entsprechende Reibmoment zwischen den Reibkomponenten 3, 4, 5. Die Dämp fungseinheit 1 ist in diesem Zustand aktiv, aber reduziert. Bei noch größerem, also im Vergleich zum durchschnittlich gegebenen Antriebsstrang-Betriebsmoment ein über dieses hinausgehendes, übertragenes Antriebsstrang-Drehmoment wird der Druckkraft der Tellerfeder 13 seitens des Übertragungselements 12 soweit entge gengewirkt, dass sich die Reibkomponenten 3, 4, 5 axial voneinander entfernen, sodass zwischen ihnen kein oder nur ein geringes Reibmoment übertragen wird - die Dämpfungseinheit 1 ist inaktiv (Fig. 4). In diesem Zustand wird der über das zum Aktuieren der Dämpfungseinheit 1 notwendige Drehmoment hinausgehende Anteil des Antriebsstrang-Drehmoments vom Planetenradträger 22 direkt über die Verzahnung 7, 9 auf das Ausgangselement 23 übertragen The second areas 15 of the transmission element 12 are each in the axially rising ramps of the recesses 10a in the end faces of the first toothing 7, which is formed on the first planetary gear carrier half 22a of the planetary gear carrier 22. If the planetary gear carrier 22 is rotated slightly relative to the output element 23, the second areas 15 of the transmis- sion element 12 and thus the transmission element 12 are pressed axially outwards (with respect to FIG. 3 to the left). In this way, the pressing force of the disk spring 13 of the friction unit 2 is opposed to a pressing force on the part of the transmission element 12 . With a small, i.e. compared to the average given drive train operating torque significantly smaller, transmitted drive train torque remains the transmission element 12 in its position, since its second areas 15 are in the respective depressions 10a at the lowest point of the ramps. The disk spring 13 thus retains its clamping force, the friction components 3, 4, 5 are pressed together and the damping unit 1 remains closed. The damping unit 1 is thus active (Fig. 3). As the transmitted drive train torque increases but is still smaller than the average given drive train operating torque, the second areas 15 of the transmission element 12 are pushed axially outwards (to the left in relation to FIG. 3) as they move along the ramps. The clamping force of the plate spring 13 decreases and the corresponding frictional torque between the frictional components 3, 4, 5 also decreases. The damping unit 1 is active in this state, but reduced. If the transmitted drive train torque is even greater than the average drive train operating torque, i.e. it exceeds this, the compressive force of the plate spring 13 is counteracted by the transmission element 12 to such an extent that the friction components 3, 4, 5 move apart axially, so that between them no or only a small friction torque is transmitted - the damping unit 1 is inactive (Fig. 4). In this state, the portion of the drive train torque that goes beyond the torque required to actuate the damping unit 1 is transmitted from the planet gear carrier 22 directly to the output element 23 via the toothing 7 , 9
Bezuqszeichenliste Reference character list
1 Dämpfungseinheit 1 damping unit
2 Reibeinheit 2 friction unit
3 Erste Reibkomponente 3 First friction component
4 Zweite Reibkomponente 4 Second friction component
4a Erste Reiblamelle 4a First friction plate
5 Dritte Reibkomponente 5 Third friction component
5a Zweite Reiblamelle 5a Second friction plate
6 Erste Verzahnungskomponente 6 First spline component
7 Erste Verzahnung 7 First gearing
8 Zweite Verzahnungskomponente 8 Second gearing component
9 Zweite Verzahnung 9 Second toothing
10 Verstellgeometrie 10 adjustment geometry
10a Vertiefung (mit sich axial erhebender Rampe)10a deepening (with axially rising ramp)
11 Drehachse (der ersten Verzahnungskomponente)11 axis of rotation (of the first gear component)
12 Übertragungselement 12 transmission element
13 Tellerfeder 13 disk spring
14 Erster Bereich 14 First area
15 Zweiter Bereich 15 Second area
16 Planetenradgetriebe 16 planetary gears
17 Sonnenrad 17 sun gear
18 Hohlrad 18 ring gear
19 Hohlradträger 19 ring gear carrier
20 Planetenradpaar 20 pair of planetary gears
21 Planetenradbolzen 21 planet gear bolt
22 Planetenradträger 22 planet carrier
22a Erste Planetenradträgerhälfte 22b Zweite Planetenradträgerhälfte22a First planet carrier half 22b Second planet carrier half
23 Ausgangselement 23 output element
24 Eingangswelle 24 input shaft

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Dämpfungseinheit (1 ) zur Dämpfung eines Lastwechselschlags in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang umfassend eine Reibeinheit (2) mit zumindest zwei sich gegenüberliegenden Reibkomponenten (3, 4, 5), eine erste Verzahnungskomponente (6) mit einer ersten Verzahnung1. Damping unit (1) for damping a load change impact in a motor vehicle drive train, comprising a friction unit (2) with at least two opposing friction components (3, 4, 5), a first toothing component (6) with a first toothing
(7), eine zweite Verzahnungskomponente (8) mit einer zweiten Verzah nung (9), wobei die erste Verzahnung (7) mit der zweiten Verzahnung (9) in einem kämmenden Zahneingriff steht und wobei die erste Verzahnung (7) zumin dest bereichsweise eine Verstellgeometrie (10) aufweist, die als eine Vertie fung (10a) in einer Stirnfläche der ersten Verzahnung (7) ausgebildet ist, wobei die Vertiefung (1 Oa) eine sich in Bezug auf eine Drehachse (11 ) der ersten Verzahnungskomponente (6) zumindest in eine axiale Richtung er hebende Rampe aufweist, und wobei ein axial bewegbares Übertragungs element (12) an der Verstellgeometrie (10) angelegt ist, das in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskomponente (6) und der zweiten Verzahnungskomponente (8) übertragenen Drehmoment die Reibkompo nenten (3, 4, 5) der Reibeinheit (2) indirekt aneinanderdrückt und sich so die Druckkraft und somit die Entfernung zwischen den Reibkomponenten (3, 4, 5) in Abhängigkeit von dem zwischen der ersten Verzahnungskompo nente (6) und der zweiten Verzahnungskomponente (8) übertragenen Drehmoment ändert. 2. Dämpfungseinheit (1 ) nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Reibeinheit(7), a second toothing component (8) with a second toothing (9), wherein the first toothing (7) with the second toothing (9) is in meshing tooth engagement and wherein the first toothing (7) at least partially one Has adjustment geometry (10) which is designed as a depression (10a) in an end face of the first toothing (7), the depression (10a) being at least one in relation to a rotational axis (11) of the first toothing component (6). in an axial direction it has a raising ramp, and wherein an axially movable transmission element (12) is applied to the adjustment geometry (10) which, depending on the torque transmitted between the first toothed component (6) and the second toothed component (8), the Reibkompo components (3, 4, 5) of the friction unit (2) indirectly pressed against each other and so the compressive force and thus the distance between the friction components (3, 4, 5) depending on the between the first Verzah voltage component (6) and the second toothing component (8) changes the transmitted torque. 2. Damping unit (1) according to claim 1, characterized in that the friction unit
(2) eine Tellerfeder (13) und drei Reibkomponenten, nämlich eine erste Reibkomponente (3), eine zweite Reibkomponente (4) und eine dritte Reib komponente (5), aufweist, wobei die zweite Reibkomponente (4) in axialer Richtung zumindest teilweise zwischen der ersten Reibkomponente (3) und der dritten Reibkomponente (5) angeordnet ist und wobei die Tellerfeder (13) derart ausgebildet ist, dass sie die Reibkomponenten axial aneinan derdrückt, wobei das Übertragungselement (12) die erste Reibkomponente(2) a disk spring (13) and three friction components, namely a first friction component (3), a second friction component (4) and a third friction component (5), the second friction component (4) being at least partially between in the axial direction the first friction component (3) and the third friction component (5) is arranged and wherein the disk spring (13) is designed such that it derpresses the friction components axially aneinan, the transmission element (12) the first friction component
(3) ausbildet, eine erste Reiblamelle (4a) die zweite Reibkomponente (4) ausbildet und das erste Verzahnungselement (5) oder eine zweite Reibla melle (5a) die dritte Reibkomponente (5) ausbildet. (3) forms, a first friction plate (4a) forms the second friction component (4) and the first toothed element (5) or a second friction plate (5a) forms the third friction component (5).
3. Dämpfungseinheit (1) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Übertra gungselement (12) einen ersten Bereich (14) und zumindest einen zweiten Bereich (15) aufweist, wobei sich der erste Bereich (14) radial zwischen der Tellerfeder (13) der Reibeinheit (2) und der ersten Reiblamelle (4a) er streckt und sich der zweite Bereich (15) axial in den Bereich der Verzah nungen (7, 9) erstreckt und an der Verstellgeometrie (10) angelegt ist. 3. Damping unit (1) according to claim 2, characterized in that the transmission element (12) has a first area (14) and at least one second area (15), the first area (14) being located radially between the disc spring (13) the friction unit (2) and the first friction plate (4a) it stretches and the second area (15) extends axially into the area of the toothed openings (7, 9) and is applied to the adjustment geometry (10).
4. Planetenradgetriebe (16), insbesondere für ein Verteilergetriebe eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Dämpfungseinheit (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ein Sonnenrad (17), ein Hohlrad (18), wobei das Hohlrad (18) fest mit einem Hohlradträ ger (19) verbunden ist, wobei der Hohlradträger (19) ein Ein gangselement des Planetenradgetriebes (16) darstellt ein Ausgangselement (23) und zumindest ein Planetenradpaar (20) umfassend ein erstes Planeten rad und ein zweites Planetenrad, wobei jedes Planetenrad auf je weils einem Planetenradbolzen (21) angeordnet ist, der axial zwi schen einer ersten Planetenradträgerhälfte (22a) und einer zweiten Planetenradträgerhälfte (22b) eines Planetenradträgers (22) gelagert ist, wobei das erste Planetenrad des Planetenradpaares (20) mit dem Hohlrad (18) und dem zweiten Planetenrad kämmen angeord net ist und das zweite Planetenrad des Planetenradpaares (20) mit dem Sonnenrad (17) und dem ersten Planetenrad kämmend ange ordnet ist, wobei die erste Planetenradträgerhälfte (22a) die erste Verzahnungskomponente (6) der Dämpfungseinheit (1) darstellt und wobei das Ausgangselement (23) die zweite Verzahnungskompo nente (8) der Dämpfungseinheit (1) darstellt. 4. planetary gear (16), in particular for a transfer case of a motor vehicle, comprising a damping unit (1) according to any one of claims 1 to 3, a sun gear (17), a ring gear (18), wherein the ring gear (18) fixed to a Hohlradträ ger (19), the ring gear carrier (19) representing an input element of the planetary gear (16), an output element (23) and at least one planetary gear pair (20) comprising a first planetary gear and a second planetary gear, with each planetary gear on a planet wheel bolt (21) which is mounted axially between a first planet wheel carrier half (22a) and a second planet wheel carrier half (22b) of a planet wheel carrier (22), the first planet wheel of the planet wheel pair (20) being connected to the ring gear (18) and the second planetary gear is meshing angeord net and the second planetary gear of the pair of planetary gears (20) with the sun gear (17) and the first planetary gear meshing is arranged, the first Pl anetenradträgerhalb (22a) is the first toothed component (6) of the damping unit (1) and wherein the output element (23) is the second toothed component (8) of the damping unit (1).
5. Planetenradgetriebe (16) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine zweite Reibkomponente (4) einer Reibeinheit (2) der Dämpfungseinheit (1) als eine erste Reiblamelle (4a) ausgebildet ist und an dem Sonnenrad (17) angelegt ist und dass eine dritte Reibkomponente (5) der Reibeinheit (2) der Dämp fungseinheit (1) als eine zweite Reiblamelle (5a) ausgebildet ist und an dem Abtriebselement (23) angelegt ist. 5. Planetary gear (16) according to Claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a second friction component (4) of a friction unit (2) of the damping unit (1) is designed as a first friction plate (4a) and is applied to the sun gear (17) and that a third friction component (5) of the friction unit (2) of the damping unit (1) is designed as a second friction plate (5a) and is applied to the driven element (23).
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