WO2022188915A1 - Pendelwippendämpfer mit einer verdrehachse - Google Patents

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WO2022188915A1
WO2022188915A1 PCT/DE2022/100111 DE2022100111W WO2022188915A1 WO 2022188915 A1 WO2022188915 A1 WO 2022188915A1 DE 2022100111 W DE2022100111 W DE 2022100111W WO 2022188915 A1 WO2022188915 A1 WO 2022188915A1
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WO
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rocker
elements
flange
disk
energy storage
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PCT/DE2022/100111
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English (en)
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Inventor
Jean-Francois Heller
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/1204—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon with a kinematic mechanism or gear system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/121—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon using springs as elastic members, e.g. metallic springs
    • F16F15/123—Wound springs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the invention relates to a rocker damper with a torsion axis, a drive train with such a rocker damper, and a motor vehicle with such a drive train.
  • pendulum rocker dampers are known from the prior art. For example, concepts are known from DE 102019 121 204 A1 and DE 10 2019 121 205 A1 for modulating the rigidity of a rotating shaft or a rotating shaft system in a drive train. These pendulum swing dampers include an input side and an output side, which are connected to one another in a torque-transmitting manner (in both directions). Interposed are a plurality of rocker elements (also referred to as rockers) and a plurality of spring elements. The rocker elements are supported relatively displaceably by means of at least one rolling body on the input side and/or on the output side.
  • the rolling elements are clamped by means of the spring elements between the respective translation path and the complementary mating path so that they can be rolled off.
  • this pendulum rocker damper By means of this pendulum rocker damper, the relative angle of rotation between the input side and the output side is converted into a spring deflection of the spring elements.
  • a transmission ratio By means of the transmission paths and the complementary counter-paths, which form a ramp mechanism, a transmission ratio can be adjusted and the rigidity of the rocker-type damper can be adjusted. It is also advantageous here that the transmission ratio does not have to be constant, but that the gradient of the ramp gear can be variably adjusted via the twisting angle of the input side to the output side.
  • a further advantage of such a pendulum-wip damper compared to other embodiments is that the pendulum-wip damper has (almost) no flysteresis properties, especially at the zero crossing.
  • the known oscillating rocker dampers require a large amount of space and are designed to reduce the rigidity of the rotating shaft.
  • the invention relates to a oscillating rocker damper with an axis of rotation, having at least the following components:
  • At least one energy storage element for transmitting a torque about the axis of rotation between the driver disk and the flange disk
  • a plurality of rolling elements by means of which the drive plate and the rocker elements and / or the rocker elements and the flange disc are ment-transmittingly connected, the rolling elements are each mounted between two com plementary roller conveyors rollable.
  • the pendulum rocker damper is primarily characterized in that the driver disk has a driver-side safety stop and the flange disk has a corresponding flange-side safety stop, which are brought into torque-transmitting contact with one another at a predetermined maximum angle of rotation about the axis of rotation.
  • the pendulum rocker damper is functionally as described at the outset and, for example, is designed as known from the prior art.
  • the input side or output side is formed by the driver disk and the output side or the input side is formed by the flange disk accordingly.
  • the at least one energy storage element is set up like the spring element described there and is preferably designed as a spring element, for example as a screw compression spring (preferably with a straight spring axis).
  • the rolling elements are set up to simply roll on the associated roller conveyors, so there is no slippage.
  • the roller conveyors are each arranged in pairs on the respective disk and the Wip penelement, ie as a translation path and complementary counter-path as described above.
  • the gradient i.e. the vertical or radial path portion
  • a ramp gear with a desired translation is created by this.
  • At least one safety stop is provided on the driver side and a corresponding safety stop on the flange side to prevent excessive stress. At a maximum angle of rotation between the driver disk and the flange disk, these are brought into torque-transmitting contact and thus short-circuit the pendulum rocker damper. The energy storage element and rolling element components are thus reliably protected against an excessively large torque.
  • safety stops are provided in both torque transmission directions, for example when used in a motor vehicle, referred to as shear torque and traction torque.
  • shear torque and traction torque are different.
  • the oscillating rocker damper proposed here is axially extremely compact because the integration of the safety stops in the two discs (that is, the driver disc and the flange disc) allows for a very compact construction.
  • the oscillating rocker damper is one for a drive train, for example Motor vehicle set up to modulate the torsional stiffness there, example, to reduce the shaft stiffness while maintaining a high efficiency of torque transmission.
  • the roller conveyors of the driver disk and/or the flange disk are arranged in one (technical) level.
  • a technical level is a technical approximation to a mathematical level, i.e. a level with a height extension and approximately flat.
  • the technical level is defined by the thickness of the driver disc and/or the flange disc. In this embodiment, before given to the width of the relevant roller conveyors is equal to the thickness of the associated disc.
  • the flange disk is arranged in complete axial overlap with the at least one energy storage element, and preferably has a recess towards at least one of the energy storage elements, into which the relevant energy storage element is immersed at a predetermined angle of rotation is.
  • the flange disk does not extend in the axial direction beyond the axial extent of the at least one energy storage element.
  • the flange disk has a flat design, preferably a planar design.
  • the flange disk has an (axial) thickness that is less than the diameter of a helical compression spring that is used as an energy storage element. Before given to the thickness or the total axial extent of the flange disk is less than or equal to the thickness or total axial extent of the drive plate.
  • the flange disk has at least one recess, the recess being set up in such a way that a collision with the adjacent energy storage element in the direction of rotation is precluded at a maximum angle of rotation in the respective direction of rotation before the corresponding safety stops come into contact with one another.
  • the energy storage element is then immersed in this recess in the direction of rotation.
  • it is designed as a helical compression spring Although energy storage element compressed by means of the rocker element, but due to the relative movement between the rocker element and the flange, the angle of rotation of the flange is greater than the spring travel of the helical compression spring in question.
  • the relative movement between the rocker element and the flange disk in one twisting direction e.g.
  • recesses are provided on both sides. Such a recess is preferably rounded for an advantageous stress distribution in the flange disk.
  • the entire drive disk and the entire flange disk are arranged axially centrally between two respective partial sections of the rocker elements, with the entire drive disk and/or the entire flange disk preferably being formed in one piece.
  • the rocker elements are designed in two parts with regard to their areally expanded sections. These sections are example, firmly connected to each other by means of bolts. It is also advantageous here that a wide support for the rolling bodies and the complementary roller conveyors can always be implemented without collision, even in the case of large rolling distances.
  • the entire driver disk and the entire flange disk are arranged axially between the sections of the rocker elements, the maximum axial extension of the rocker damper is formed by the Wip elements and/or the at least one energy storage element.
  • the driver disk and/or the flange disk is particularly preferably formed in one piece, for example as a stamped sheet metal part.
  • the material costs, manufacturing costs and assembly costs are low.
  • the driver disk comprises a one-piece motor-side connection for direct connection to a separate assembly of a drive train, and/or the flange disk has a one-piece transmission-side connection for direct connection to a separate assembly of a Includes powertrain.
  • the number of components and/or the axial extent of the driver disk or the flange disk is particularly small.
  • such an engine-side connection is directly connected to the engine shaft (for example, crankshaft of an internal combustion engine) and/or such a transmission-side connection is directly connected to a transmission input shaft.
  • the oscillating rocker damper is arranged between a burner shaft and an electric drive machine, with the transmission-side connection of the flange disk preferably being connected directly or indirectly to the rotor shaft of the electric drive machine.
  • a connection is formed, for example, by a receptacle for a screw connection, for serrations and/or for an integral connection (for example welding).
  • a drive train having at least the following components:
  • At least one drive machine with a machine shaft
  • a pendulum rocker damper according to an embodiment according to the above description Be, wherein the at least one drive motor and the at least one consumer are connected by means of the pendulum rocker damper against torsional vibrations damped torque ment-transmitting.
  • the drive train is set up to output a torque, for example in a motor vehicle to propel the same, the torque source being formed by the at least one drive machine in at least one operating state.
  • the torque is then made available to a consumer, in a motor vehicle, for example (among other things) to at least one drive wheel, by means of the machine shaft via a gear.
  • the oscillating rocker damper is arranged, for example, between a (single) machine shaft and the transmission in the torque flow.
  • the rocker damper is arranged between the machine shafts (for example in a flybrid vehicle), one machine shaft being a combustion engine shaft of an internal combustion engine and the other machine shaft being a rotor shaft of an electric drive machine.
  • no dual-mass flywheel is provided and the equalization of the torque is achieved solely by means of the rocker-swing damper, with the rocker-swing damper preferably being arranged in the torque flow at the point of a dual-mass flywheel.
  • the rocker-swing damper preferably being arranged in the torque flow at the point of a dual-mass flywheel.
  • a motor vehicle having at least one driving wheel, which can be driven by means of a drive train according to one embodiment as described above to propel the motor vehicle.
  • the installation space is particularly small in motor vehicles due to the increasing number of components and it is therefore particularly advantageous to use a drive train of small size.
  • the intensity of the disturbing vibrations is increased so that such vibrations, which are due to the design of the drive machine, for example the number of cylinders, are clearly limited to predetermined orders, are effectively eliminated.
  • An oscillating rocker damper is particularly advantageous for this because, for example, an increasing softness of the drive train can be set with increasing torque.
  • the drive train proposed here low noise emissions and good protection of sensitive components (such as an electric drive machine) from torsional vibrations can be achieved.
  • the pendulum rocker damper can be manufactured inexpensively.
  • the oscillating rocker damper is also able to save (at least axially) the installation space.
  • Passenger cars are classified into a vehicle class according to, for example, size,
  • FIG. 2 in a sectional view of the oscillating rocker damper according to FIG. 1; and FIG. 3: a motor vehicle with a drive train.
  • 1 shows a oscillating rocker damper 1 with a maximum torsion angle (for example a thrust angle) in a sectional plan view.
  • the sectional plane lies between the (according to the illustration) front (second) partial section 18 of the rocker elements 6 and the flange disk 4 and driver disk 3, with the rolling elements 7 and the axial bolts 32 of the rocker elements 6 (here purely optionally three each) being cut are. It should be pointed out that because of the repetitions, the same components are only designated once (pars-pro-toto).
  • traction torque and overrun torque as they are established in a drive train 23 of a motor vehicle 31 (compare FIG. 3), for the sake of better understanding, i.e. the traction torque with a drive machine as Torque source and the overrun torque with the prime mover as a torque sink.
  • the drive plate 3 is also (purely optional) described as the engine side and the flange plate 4 as the transmission side.
  • a maximum torsion angle 14 is lower in the thrust direction or a transfer characteristic (at least on average) harder than in the pull direction.
  • three rocker elements 6 are arranged offset from one another by 120° [one hundred and twenty degrees of 360°] concentrically with respect to the axis of rotation 2 .
  • the rocker elements 6 are supported against one another by means of the energy storage elements 5 (here purely optionally designed as helical compression springs).
  • a driver disc 3 is formed radially on the outside, which here (purely optional) is formed like a ring and has openings, each of which includes a first roller track 8 (here a total of six) on the disc.
  • the driver disk 3 comprises (for example for radially outside) connection to a (for example combustion-side) shaft or to a flywheel (then for example combustion-side) connection 19.
  • a flange disk 4 is provided centrally.
  • the flange disk 4 also has openings, each of which includes a second disc 9 on the roller conveyor (here a total of three).
  • the flange disk 4 comprises (for example for the central) connection to a (for example transmission-side) shaft a (then for example transmission-side) connection 20, which here is purely optionally provided with through-holes arranged in a ring-like manner for receiving a plurality set up by screws.
  • the surface normals of the disc-side roller tracks 8.9 point radially inward on average.
  • the rocker elements 6 are each connected by means of complementary rocker-side roller conveyors 10,11, whose surface normals of the disc-side roller conveyors 8,9 point radially outwards on average, via the between the complementary pairs of roller conveyors (i.e. first roller conveyors 8,10 and second roller conveyors 9, 11) rollable rolling element 7 supported.
  • first roller conveyors 8,10 and second roller conveyors 9, 11 rollable rolling element 7 supported.
  • the minimum preload of the energy storage elements 5 or the radial vector component of the preload force in the neutral position 33 is sufficient to define the rolling elements 7, ie without slipping, to keep the roller tracks 8,10,9,11. A relative movement is only possible by rolling the rolling elements 7 .
  • Each of the stops 34,35 is formed by a flange-side fuse stop 13 and a catch-side fuse stop 12.
  • the rocker damper 1 is short-circuited in the stop situation (as shown here with a maximum torsion angle, such as a thrust angle).
  • the torque is thus transmitted directly from the flange disk 4 to the drive disk 3 (respectively reversed at maximum pull angle).
  • the Wippenele elements 6, rolling elements 7, roller conveyors 8,10,9,11 and energy storage elements 5 are then protected from excessive torque.
  • the oscillating rocker damper 1 can also be used in reverse, with the direction of pull and direction of push being reversed and/or the driver disk 3 being arranged on the transmission side and the flange disk 4 on the engine side.
  • the flange disk 4 is a single (purely optional flat) disk, as is the driver disk 3.
  • the safety stops 12,13 are tooth-like extensions of the disks extending in the radial direction and with (purely optional on both sides) stop surfaces in the direction of rotation educated. A very small axial installation space is thus achieved (compare FIG. 2).
  • the flange disk 4 (purely optional only on the thrust side) has a recess 16, by means of which a collision with the adjacent energy storage element 5 in the direction of rotation is excluded at a maximum angle of rotation 14 before the corresponding fuse stops 12, 13 with one another get in touch.
  • FIG. 2 shows a sectional view of the rocker damper 1 according to FIG. 1 in the neutral position 33 .
  • this sectional plane is an axial bolt 32, which connec det the two sections 17,18 of the relevant rocker element 6 together.
  • a (flange-side) rolling element 7 is also arranged in this sectional plane, which is supported in a rolling manner on the (two-part) rocker-side roller conveyor 11 and radially outside on the flange-side roller conveyor 9 .
  • both the driver disk 3 and the flange disk 4 are flat and made in one piece.
  • the driver disk 3 and/or the flange disk 4 includes ribs or similar elements, for example for stiffening, the axial extension then also not exceeding that of the rocker elements 6 and/or the energy storage elements 5 .
  • the driver disk 3 and/or the flange disk 4 is formed in several pieces.
  • the motor vehicle 31 has a longitudinal axis 36 and an engine axis 37, the engine axis 37 being arranged transversely in front of the driver's cab 38.
  • the drive train 23 comprises a first assembly 21 and a second Assembly 22.
  • the first assembly 21 includes a first drive machine 24, which is preferably designed as an internal combustion engine 24, and a first machine shaft 26 (then, for example, the combustion engine shaft 26).
  • the second subassembly 22 here includes an electric drive machine 25 (designed here as a so-called hybrid module) with a rotor shaft 27 and a transmission 28 (here, for example, a continuously variable transmission [CVT]).
  • the combustion engine shaft 26 is connected in a torque-transmitting manner to a transmission 28 (on the output side) by means of a rocker damper 1 via a rotor shaft 27 .
  • the transmission 28 is connected to a left-hand drive wheel 29 and a right-hand drive wheel 30 .
  • a (traction) torque for the drive train 23 can be output simultaneously or at different times by means of both drive machines 24,25 or via their machine shafts 26,27.
  • the propulsion wheels 29,30 are of the engines 24,25 Antriebsma thus supplied with a (preferably variable) translation.
  • a (thrust) torque can also be recorded, for example by means of the internal combustion engine 24 for engine braking and/or by means of the electric drive machine 25 for the recuperation of braking energy.
  • a desired torque stiffness of the drive train 23 here in particular the combustion engine shaft 26 in the transition to the rotor shaft 27, réelle is modulated, for example, in addition to or as a substitute for a two-mass flywheel.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Pendelwippendämpfer (1) mit einer Verdrehachse (2), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten: - eine Mitnehmerscheibe (3); - eine Flanschscheibe (4); - zumindest ein Energiespeicherelement (5) zum Übertragen eines Drehmoments um die Verdrehachse (2) zwischen der Mitnehmerscheibe (3) und der Flanschscheibe (4); - eine Mehrzahl von Wippenelementen (6), welche mittels des zumindest einen Energiespeicherelements (5) aneinander, an der Mitnehmerscheibe (3) oder an der Flanschscheibe (4) abgestützt sind; und - eine Mehrzahl von Wälzkörpern (7), mittels welchen die Mitnehmerscheibe (3) und die Wippenelemente (6) und/oder die Wippenelemente (6) und die Flanschscheibe (4) drehmomentübertragend verbunden sind, wobei die Wälzkörper (7) jeweils zwischen zwei komplementären Rollenbahnen (8, 9, 10, 11) abrollbar gelagert sind. Der Pendelwippendämpfer (1) ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerscheibe (3) einen mitnehmerseitigen Sicherungsanschlag (12) und die Flanschscheibe (4) einen korrespondierenden flanschseitigen Sicherungsanschlag (13) umfasst, welche bei einem vorbestimmten maximalen Verdrehwinkel (14, 15) um die Verdrehachse (2) miteinander in drehmomentübertragenden Kontakt gebracht sind. Mit dem hier vorgeschlagenen Pendelwippendämpfer ist bei hoher Funktionssicherheit ein axial kompakter Aufbau geschaffen.

Description

Pendelwippendämpfer mit einer Verdrehachse
Die Erfindung betrifft einen Pendelwippendämpfer mit einer Verdrehachse, einen An triebsstrang mit einem solchen Pendelwippendämpfer, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebsstrang.
Aus dem Stand der Technik sind sogenannte Pendelwippendämpfer bekannt. Bei spielsweise sind aus der DE 102019 121 204 A1 und der DE 10 2019 121 205 A1 Konzepte bekannt, um die Steifigkeit einer rotierenden Welle beziehungsweise eines rotierenden Wellensystems in einem Antriebsstrang zu modulieren. Diese Pendelwip pendämpfer umfassen eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite, welche (in bei den Richtungen) drehmomentübertragend miteinander verbunden sind. Zwischenge schaltet sind eine Mehrzahl von Wippenelementen (auch als Wippen bezeichnet) und eine Mehrzahl von Federelementen. Die Wippenelemente sind mittels zumindest ei nes Wälzkörpers an der Eingangsseite und/oder an der Ausgangsseite relativ verla gerbar abgestützt. Die Wälzkörper sind mittels der Federelemente zwischen der je weiligen Übersetzungsbahn und komplementären Gegenbahn abrollbar eingespannt. Mittels dieses Pendelwippendämpfers ist der relative Verdrehwinkel zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite in einen Federweg der Federelemente umge wandelt. Mittels der Übersetzungsbahnen und der komplementären Gegenbahnen, welche ein Rampengetriebe bilden, ist ein Übersetzungsverhältnis einstellbar und da mit eine Steifigkeit des Pendelwippendämpfers einstellbar. Vorteilhaft ist hierbei auch, dass das Übersetzungsverhältnis nicht konstant sein muss, sondern die Stei gung des Rampengetriebes über den Verdrehwinkel der Eingangsseite zur Aus gangsseite veränderlich einstellbar ist. Ein weiterer Vorteil eines solchen Pendelwip pendämpfers im Vergleich zu anderen Ausführungsformen ist, dass der Pendelwip pendämpfer (nahezu) keine Flysterese-Eigenschaften, zumal beim Nulldurchgang, aufweist. Die bekannten Pendelwippendämpfer haben einen großen Bauraumbedarf und sind zum Verringern der Steifigkeit der rotierenden Welle eingerichtet.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt wer den. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgen den Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.
Die Erfindung betrifft einen Pendelwippendämpfer mit einer Verdrehachse, aufwei send zumindest die folgenden Komponenten:
- eine Mitnehmerscheibe;
- eine Flanschscheibe;
- zumindest ein Energiespeicherelement zum Übertragen eines Drehmoments um die Verdrehachse zwischen der Mitnehmerscheibe und der Flanschscheibe;
- eine Mehrzahl von Wippenelementen, welche mittels des zumindest einen Ener giespeicherelements aneinander, an der Mitnehmerscheibe oder an der Flansch scheibe abgestützt sind; und
- eine Mehrzahl von Wälzkörpern, mittels welchen die Mitnehmerscheibe und die Wippenelemente und/oder die Wippenelemente und die Flanschscheibe drehmo mentübertragend verbunden sind, wobei die Wälzkörper jeweils zwischen zwei kom plementären Rollenbahnen abrollbar gelagert sind.
Der Pendelwippendämpfer ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass die Mitneh merscheibe einen mitnehmerseitigen Sicherungsanschlag und die Flanschscheibe einen korrespondierenden flanschseitigen Sicherungsanschlag umfasst, welche bei einem vorbestimmten maximalen Verdrehwinkel um die Verdrehachse miteinander in drehmomentübertragenden Kontakt gebracht sind.
Es wird im Folgenden auf die genannte Verdrehachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Flinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrich tung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
Funktional ist der Pendelwippendämpfer wie eingangs beschrieben und beispiels weise wie aus dem Stand der Technik bekannt ausgeführt. Von der Mitnehmer scheibe ist die Eingangsseite oder Ausgangsseite und von der Flanschscheibe ent sprechend umgekehrt die Ausgangsseite oder die Eingangsseite gebildet. Das zu mindest eine Energiespeicherelement ist wie das dort beschriebene Federelement eingerichtet und bevorzugt als Federelement ausgeführt, beispielsweise als Schrau bendruckfeder (bevorzugt mit gerader Federachse). Die Wälzkörper sind zum reinen Abrollen auf den zugehörigen Rollenbahnen eingerichtet, es tritt also kein Schlupf auf. Die Rollenbahnen sind jeweils paarig an der jeweiligen Scheibe und dem Wip penelement angeordnet, also wie eingangs beschrieben als Übersetzungsbahn und komplementäre Gegenbahn. Während der Gesamtrollweg an der jeweiligen Überset zungsbahn und komplementären Gegenbahn gleich ist, ist die Steigung, also der ver tikale oder radiale Weganteil nicht zwangsläufig identisch, sondern meist unter schiedlich. Flierdurch ist ein Rampengetriebe mit einer gewünschten (bei der Ausle gung einstellbaren) Übersetzung geschaffen. Gegen eine übermäßige Beanspru chung ist mitnehmerseitig zumindest ein Sicherungsanschlag und flanschseitig je weils ein korrespondierender Sicherungsanschlag gebildet, welche bei einem maxi malen Verdrehwinkel zwischen der Mitnehmerscheibe und der Flanschscheibe mitei nander in drehmomentübertragenden Kontakt gebracht werden und somit den Pen delwippendämpfer kurzschließen. Die Komponenten Energiespeicherelement und Wälzkörper sind damit vor einem übermäßig großen Drehmoment sicher geschützt.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind in beiden Drehmomentübertragungsrich tungen Sicherungsanschläge vorgesehen, beispielsweise im Einsatz in einem Kraft fahrzeug als Schubmoment und Zugmoment bezeichnet. Unter Umständen sind die maximalen Verdrehwinkel bezogen auf einen unbelasteten Zustand des Pendelwip pendämpfers unterschiedlich groß.
Der hier vorgeschlagene Pendelwippendämpfer ist axial äußerst kompakt bauend, weil infolge der Integration der Sicherungsanschläge in die beiden Scheiben (also die Mitnehmerscheibe und die Flanschscheibe) ein sehr kompakter Aufbau ermöglicht ist. Der Pendelwippendämpfer ist beispielsweise für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs eingerichtet, um dort die Torsionssteifigkeit zu modulieren, beispiels weise die Wellensteifigkeit zu reduzieren bei gleichzeitig einem hohen Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung. Bei einer Ausführungsform sind die Rollenbahnen der Mitnehmerscheibe und/oder der Flanschscheibe in einer (technischen) Ebene ange ordnet. Eine technische Ebene ist eine technische Annäherung an eine mathemati sche Ebene, also eine Ebene mit einer Höhenausdehnung und näherungsweise eben. Beispielsweise ist die technische Ebene durch die Dicke der Mitnehmer scheibe und/oder der Flanschscheibe definiert. Bei dieser Ausführungsform ist bevor zugt die Breite der betreffenden Rollenbahnen gleich der Dicke der zugehörigen Scheibe.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Pendelwippendämpfers vorgeschlagen, dass die Flanschscheibe in vollständiger axialer Überlappung mit dem zumindest einen Energiespeicherelement angeordnet ist, und bevorzugt hin zu zumindest einem der Energiespeicherelemente eine Ausneh mung aufweist, in welche das betreffende Energiespeicherelement bei einem vorbe stimmten Verdrehwinkel eingetaucht ist.
Die Flanschscheibe erstreckt sich in axialer Richtung nicht über die axiale Ausdeh nung des zumindest einen Energiespeicherelements hinaus. Beispielsweise ist die Flanschscheibe flach gestaltet, bevorzugt eben gestaltet. Beispielsweise weist die Flanschscheibe eine (axiale) Dicke auf, welche geringer ist als der Durchmesser ei ner Schraubendruckfeder, welche als Energiespeicherelement eingesetzt ist. Bevor zugt ist die Dicke beziehungsweise die axiale Gesamtausdehnung der Flansch scheibe kleiner oder gleich der Dicke beziehungsweise axialen Gesamtausdehnung der Mitnehmerscheibe.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Flanschscheibe zumindest eine Ausnehmung auf, wobei die Ausnehmung derart eingerichtet ist, dass bei einem ma ximalen Verdrehwinkel in der jeweiligen Verdrehrichtung eine Kollision mit dem in Umlaufrichtung benachbarten Energiespeicherelement ausgeschlossen ist, bevor die korrespondierenden Sicherungsanschläge miteinander in Kontakt kommen. Das Energiespeicherelement ist dann in diese Ausnehmung in Umlaufrichtung einge taucht. Beispielsweise wird das als Schraubendruckfeder ausgeführte Energiespeicherelement zwar mittels des Wippenelements gestaucht, aber infolge der Relativbewegung zwischen dem Wippenelement und der Flanschscheibe ist der Verdrehwinkel der Flanschscheibe größer als der Federweg der betreffenden Schraubendruckfeder. In einer Ausführungsform ist die Relativbewegung zwischen dem Wippenelement und der Flanschscheibe in einer Verdrehrichtung (beispiels weise in einem Kraftfahrzeug in Schubrichtung) gering und an dieser Seite daher keine solche Ausnehmung vorgesehen, während in der anderen Verdrehrichtung (beispielsweise in einem Kraftfahrzeug in Zugrichtung) größer ist und an dieser Seite daher eine solche Ausnehmung vorgesehen ist. In einer Ausführungsform sind beid seits Ausnehmungen vorgesehen. Bevorzugt ist eine solche Ausnehmung für einen vorteilhaften Spannungsverlauf in der Flanschscheibe gerundet ausgeführt.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Pendelwippendämpfers vorgeschlagen, dass die gesamte Mitnehmerscheibe und die gesamte Flansch scheibe axial zentral zwischen zwei jeweiligen Teilabschnitten der Wippenelemente angeordnet sind, wobei bevorzugt die gesamte Mitnehmerscheibe und/oder die gesamte Flansch scheibe einstückig gebildet sind.
Bei dieser Ausführungsform sind die Wippenelemente hinsichtlich ihrer flächig aus gedehnten Abschnitte zweigeteilt ausgeführt. Diese Teilabschnitte sind beispiels weise mittels Bolzen miteinander fest verbunden. Vorteilhaft ist hierbei auch, dass für die Wälzkörper somit eine breite Abstützung sowie auch bei großen Rollwegen die komplementären Rollenbahnen stets kollisionsfrei ausführbar sind.
Indem nun die gesamte Mitnehmerscheibe und die gesamte Flanschscheibe axial zwischen den Teilabschnitten der Wippenelemente angeordnet sind, ist von den Wip penelementen und/oder dem zumindest einen Energiespeicherelement die maximale axiale Ausdehnung des Pendelwippendämpfers gebildet. Besonders bevorzugt ist dabei die Mitnehmerscheibe und/oder die Flanschscheibe einstückig gebildet, bei spielsweise als gestanztes Blechteil. Somit sind die Materialkosten, die Fertigungs kosten und der Montageaufwand gering. Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Pendelwippendämpfers vorgeschlagen, dass die Mitnehmerscheibe einen einstückig gebildeten motorseiti gen Anschluss zum unmittelbaren Verbinden mit einer separaten Baugruppe eines Antriebsstrangs umfasst, und/oder die Flanschscheibe einen einstückig gebildeten getriebeseitigen Anschluss zum un mittelbaren Verbinden mit einer separaten Baugruppe eines Antriebsstrangs umfasst.
Bei dieser Ausführungsform ist die Anzahl der Bauteile und/oder die axiale Ausdeh nung der Mitnehmerscheibe beziehungsweise der Flanschscheibe besonders gering. Beispielsweise ist ein solcher motorseitiger Anschluss unmittelbar mit der Motorwelle (beispielsweise Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine) und/oder ein solcher getriebeseitiger Anschluss unmittelbar mit einer Getriebeeingangswelle verbunden.
In einer vorteilhaften Anwendung ist der Pendelwippendämpfer zwischen einer Ver brennerwelle und einer elektrischen Antriebsmaschine angeordnet, wobei bevorzugt der getriebeseitige Anschluss der Flanschscheibe mittelbar oder unmittelbar mit der Rotorwelle der elektrischen Antriebsmaschine verbunden ist. Ein solcher Anschluss ist beispielsweise von einer Aufnahme für eine Verschraubung, für eine Kerbverzah nung und/oder für eine stoffschlüssige Verbindung (beispielsweise Verschweißung) gebildet.
Es wird weiterhin in einer vorteilhaften Ausführungsform des Pendelwippendämpfers vorgeschlagen, dass drei Wippenelemente und drei Energiespeicherelemente vorge sehen sind, wobei die Energiespeicherelemente von Schraubendruckfedern gebildet sind, wobei bevorzugt die Wippenelemente mittels der Energiespeicherelemente aneinan der und mittels den Wälzkörpern über die Rollenbahnen an der Mitnehmerscheibe und an der Flanschscheibe kraftübertragend abgestützt sind.
Bei dieser Ausführungsform ist eine verkippungsarme Bewegungsübertragung zwi schen den Wippenelementen und den Schraubendruckfedern bei gleichzeitig einem großen erzielbaren Verdrehwinkel und einer akzeptablen Anzahl von Bauteilen gege ben. Zudem ist eine einfache Montierbarkeit geschaffen. Bei einer Ausführungsform mit separat gebildeter Baugruppe der Wippenelemente mit den Energiespeicherelementen, welche allein mittels der Wälzkörper mit der Mit nehmerscheibe und der Flanschscheibe kraftübertragend verbunden sind, sind die Energiespeicherelemente aus dem unmittelbaren Drehmomentverlauf herausgehal ten und können so allein gemäß dem Übersetzungsverhältnis der zwei Rampenge triebe zwischen der Flanschscheibe und den Wippenelementen sowie zwischen der Mitnehmerscheibe und den Wippenelementen ausgelegt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Antriebsstrang vorgeschlagen, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- zumindest eine Antriebsmaschine mit einer Maschinenwelle;
- ein Getriebe zum Übertragen eines Drehmoments der zumindest einen Maschi nenwelle an zumindest einen Verbraucher; und
- einen Pendelwippendämpfer nach einer Ausführungsform gemäß der obigen Be schreibung, wobei die zumindest eine Antriebsmaschine und der zumindest eine Verbraucher mittels des Pendelwippendämpfers gegen Torsionsschwingungen gedämpft drehmo mentübertragend verbunden sind.
Der Antriebsstrang ist zum Abgeben eines Drehmoments, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Vortrieb des selbigen, eingerichtet, wobei von der zumindest ei nen Antriebsmaschine in zumindest einem Betriebszustand die Drehmomentquelle gebildet ist. Das Drehmoment wird dann mittels der Maschinenwelle über ein Ge triebe einem Verbraucher, in einem Kraftfahrzeug beispielsweise (unter anderem) zu mindest einem Vortriebsrad, zur Verfügung gestellt. Der Pendelwippendämpfer ist beispielsweise zwischen einer (einzigen) Maschinenwelle und dem Getriebe im Drehmomentfluss angeordnet. Wie oben bereits beschrieben, ist (beispielsweise in einem Flybrid-Fahrzeug) der Pendelwippendämpfer zwischen den Maschinenwellen angeordnet, wobei eine Maschinenwelle eine Verbrennerwelle einer Verbrennungs kraftmaschine und die andere Maschinenwelle eine Rotorwelle einer elektrischen An triebsmaschine ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist kein Zweimassen schwungrad vorgesehen und die Vergleichmäßigung des Drehmoments allein mittels des Pendelwippendämpfers erzielt, wobei bevorzugt der Pendelwippendämpfer im Drehmomentfluss an der Stelle eines Zweimassenschwungrads angeordnet ist. Mit dem hier vorgeschlagenen Antriebsstrang ist eine geringe Geräuschemission und ein guter Schutz von empfindlichen Komponenten (beispielsweise einer elektrischen Antriebsmaschine) vor Torsionsschwingungen erzielbar. Mittels der Sicherungsan schläge ist zudem eine ausreichende Funktionssicherheit bauraumneutral geschaf fen. Zugleich ist der Pendelwippendämpfer kostengünstig fertigbar und weist einen geringen axialen und zumindest unveränderten radialen Bauraumbedarf auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend zumindest ein Vortriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer Aus führungsform gemäß der obigen Beschreibung zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs an- treibbar ist.
Der Bauraum ist gerade bei Kraftfahrzeugen aufgrund der zunehmenden Anzahl von Komponenten besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, einen An triebsstrang kleiner Baugröße zu verwenden. Mit dem gewünschten sogenannten Downsizing der Antriebsmaschine bei einer gleichzeitigen Verringerung der Betriebs drehzahlen wird die Intensität der störenden Schwingungen erhöht, sodass eine wirk same Tilgung solcher Schwingungen, welche bedingt durch die Bauart der Antriebs maschine, beispielsweise deren Zylinderanzahl, auf vorbestimmte Ordnungen klar eingegrenzt sind.
Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem Personen kraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wa genklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Bei dem hier vorgeschlagenen Kraft fahrzeug ist ohne Änderungen an dem erforderlichen Bauraum ein kostengünstiger und schwingungsarmer Antriebsstrang eingesetzt, wobei die Lamellenkupplung in der Auslegung weniger anfällig für die Entwicklung von Störgeräuschen ist. Ein ver gleichbares Problem tritt bei den Hybrid-Fahrzeugen auf, bei welchen eine Mehrzahl von Antriebsmaschinen und Kupplungen im Antriebsstrang vorgesehen ist, sodass der Bauraum insgesamt verkleinert ist. Gerade bei Hybrid-Fahrzeugen mit elektrischen Antriebsmaschinen ist es gewünscht, die elektrische Antriebsmaschine von Momentenschwankungen der Verbrennungs kraftmaschine zu entkoppeln. Dafür ist ein Pendelwippendämpfer besonders vorteil haft, weil damit beispielsweise mit steigendem Drehmoment eine zunehmende Weichheit des Antriebsstrangs einstellbar ist. Mit dem hier vorgeschlagenen An triebsstrang ist eine geringe Geräuschemission und ein guter Schutz von empfindli chen Komponenten (beispielsweise einer elektrischen Antriebsmaschine) vor Torsi onsschwingungen erzielbar. Außerdem ist der Pendelwippendämpfer kostengünstig fertigbar. Zugleich ist der Pendelwippendämpfer in einer Ausführungsform, in welcher ein konventionell eingesetztes Zweimassenschwungrad ersetzt ist, zudem ein (zu mindest axialer) Bauraumgewinn erzielbar.
Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe,
Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka+ oder Renault Clio. Bekannte Hybrid-Fahrzeuge sind BMW 330e oder der Toyota Yaris Hybrid. Als Mild-Hybride bekannt sind beispielsweise ein Audi A650 TFSI e oder ein BMW X2 xDrive25e.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden techni schen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche be vorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnis sen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
Fig. 1 : in einer geschnittenen Draufsicht ein Pendelwippendämpfer mit einem maxi malen Verdrehwinkel;
Fig. 2: in einer Schnittansicht der Pendelwippendämpfer gemäß Fig. 1 ; und Fig. 3: ein Kraftfahrzeug mit einem Antriebsstrang. ln Fig. 1 ist in einer geschnittenen Draufsicht ein Pendelwippendämpfer 1 mit einem maximalen Verdrehwinkel (beispielsweise einem Schubwinkel) gezeigt. Die Schnitt ebene liegt zwischen dem (gemäß der Darstellung) vorderen (zweiten) Teilab schnitt 18 der Wippenelemente 6 und der Flanschscheibe 4 sowie Mitnehmer scheibe 3, wobei die Wälzkörper 7 und die (hier rein optional jeweils drei) Axialbol zen 32 der Wippenelemente 6 geschnitten sind. Es sei darauf hingewiesen, dass hier aufgrund der Wiederholungen gleicher Komponenten jeweils nur einmal (pars-pro- toto) bezeichnet sind. Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass ohne Ausschluss der Allgemeinheit rein der besseren Verständlichkeit halber auf die Begriffe Zugmoment und Schubmoment Bezug genommen wird, wie sie in einem Antriebsstrang 23 eines Kraftfahrzeugs 31 (vergleiche Fig. 3) etabliert sind, also das Zugmoment mit einer Antriebsmaschine als Drehmomentquelle und das Schubmoment mit der Antriebs maschine als Drehmomentsenke. Im Nachfolgenden wird zudem (rein optional) die Mitnehmerscheibe 3 als motorseitig und die Flanschscheibe 4 als getriebeseitig be schrieben.
Für viele Anwendungsfälle ist in Schubrichtung ein maximaler Verdrehwinkel 14 ge ringer beziehungsweise eine Übertragungskennlinie (zumindest im Mittel) härter als in Zugrichtung. Bei dieser Ausführungsform sind (rein optional) drei Wippenele mente 6 um jeweils 120° [einhundert und zwanzig Grad von 360°] zueinander ver setzt konzentrisch zu der Verdrehachse 2 angeordnet. Die Wippenelemente 6 sind gegeneinander mittels der (hier rein optional als Schraubendruckfedern ausgeführ ten) Energiespeicherelemente 5 abgestützt. Radial-außen ist eine Mitnehmer scheibe 3 gebildet, welche hier (rein optional) Ring-artig gebildet ist und Öffnungen aufweist, welche jeweils eine (hier insgesamt sechs) erste scheibenseitige Rollen bahnen 8 umfassen. Die Mitnehmerscheibe 3 umfasst (beispielsweise zum radial-au- ßenseitigen) Anschließen an eine (beispielsweise verbrennerseitige) Welle bezie hungsweise an ein Schwungrad einen (dann beispielsweise verbrennerseitigen) An schluss 19. Zentral ist eine Flanschscheibe 4 vorgesehen. Die Flanschscheibe 4 weist ebenfalls Öffnungen auf, welche jeweils eine (hier insgesamt drei) zweite schei benseitige Rollenbahnen 9 umfassen. Die Flanschscheibe 4 umfasst (beispielsweise zum zentralen) Anschließen an eine (beispielsweise getriebeseitige) Welle einen (dann beispielsweise getriebeseitigen) Anschluss 20, welcher hier rein optional mit tels kranzartig angeordneten Durchgangsbohrungen zum Aufnehmen eine Mehrzahl von Schrauben eingerichtet ist. Die Flächennormalen der scheibenseitigen Rollen bahnen 8,9 weisen im Mittel radial-einwärts. Die Wippenelemente 6 sind jeweils mit tels komplementärer wippenseitiger Rollenbahnen 10,11, deren Flächennormalen der scheibenseitigen Rollenbahnen 8,9 im Mittel radial-auswärts weisen, über die zwischen den komplementären Paaren von Rollenbahnen (also erste Rollenbah nen 8,10 und zweite Rollenbahnen 9,11) abwälzbaren Wälzkörper 7 abgestützt. Es ist dabei insgesamt ein solches Rampengetriebe geschaffen, dass aus einer Neutral lage 33 der Flanschscheibe 4 relativ zu der Mitnehmerscheibe 3 die Wippenele mente 6 radial-einwärts gezwungen werden und in der Folge die Energiespeicherele mente 5 gestaucht werden. Die minimale Vorspannung der Energiespeicherele mente 5 beziehungsweise der radiale Vektoranteil der Vorspannkraft in der Neutral lage 33 ist ausreichend, um die Wälzkörper 7 definiert, also schlupffrei, an den Rol lenbahnen 8,10,9,11 zu halten. Eine relative Bewegung ist einzig mittels Abwälzen der Wälzkörper 7 möglich.
Zum Schutz der Energiespeicherelemente 5, der Wälzkörper 7 und/oder der relativen Zuordnung von den Wälzkörpern 7 zu den zugehörigen Rollenbahnen 8,10,9,11 ist hier (rein optional beidseits) bei einem vorbestimmten maximalen, beispielsweise Schub-seitigen, Verdrehwinkel 14 ein Schubanschlag 34 und bei einem vorbestimm ten maximalen, beispielsweise Zug-seitigen, Verdrehwinkel 15 ein Zuganschlag 35 gebildet. Jeder der Anschläge 34,35 ist von einem flanschseitigen Sicherungsan schlag 13 und einem mitnehmerseitigen Sicherungsanschlag 12 gebildet. Damit ist der Pendelwippendämpfer 1 in der Anschlagsituation (wie hier gezeigt mit maxima lem Verdrehwinkel, beispielsweise Schubwinkel) kurzgeschlossen. Das Drehmoment wird also unmittelbar von der Flanschscheibe 4 auf die Mitnehmerscheibe 3 (bezie hungsweise bei maximalem Zugwinkel umgekehrt) übertragen. Die Wippenele mente 6, Wälzkörper 7, Rollenbahnen 8,10,9,11 und Energiespeicherelemente 5 sind dann vor einem übermäßigen Drehmoment geschützt.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Pendelwippendämpfer 1 auch umgekehrt er setzbar ist, wobei die Zugrichtung und Schubrichtung umgekehrt sind und/oder die Mitnehmerscheibe 3 getriebeseitig und die Flanschscheibe 4 motorseitig angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Flanschscheibe 4 eine einzige (rein optional ebene) Scheibe, wie auch die Mitnehmerscheibe 3. Die Sicherungsanschläge 12,13 sind als Zahn-artige Fortsätze der Scheiben mit Erstreckung in radialer Richtung und mit (rein optional beidseits) Anschlagflächen in Umlaufrichtung gebildet. Damit ist ein sehr geringer axialer Bauraum erzielt (vergleiche Fig. 2).
Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform weist die Flanschscheibe 4 (rein optional einzig Schub-seitig) eine Ausnehmung 16 auf, mittels welcher bei einem maximalen Verdrehwinkel 14 eine Kollision mit dem in Umlaufrichtung benachbarten Energie speicherelement 5 ausgeschlossen ist, bevor die korrespondierenden Sicherungsan schläge 12,13 miteinander in Kontakt kommen.
In Fig. 2 ist in einer Schnittansicht der Pendelwippendämpfer 1 gemäß Fig. 1 in der Neutrallage 33 gezeigt. In dieser Schnittebene liegt ein Axialbolzen 32, welcher die beiden Teilabschnitte 17,18 des betreffenden Wippenelements 6 miteinander verbin det. Ebenso ist in dieser Schnittebene ein (flanschseitiger) Wälzkörper 7 angeordnet, welcher radial-innen auf der (zwei-geteilten) wippenseitigen Rollenbahn 11 und ra- dial-außen auf der flanschseitigen Rollenbahn 9 abwälzend abgestützt ist. Die Mit nehmerscheibe 3 und die Flanschscheibe 4 sind axial zwischen den beiden Teilab schnitten 17,18 der Wippenelemente 6 angeordnet und weisen keine solche axiale Ausdehnung auf, welche sich über die Wippenelemente 6 und über die Energiespei cherelemente 5 hinaus erstreckt. Vielmehr ist in dieser vorteilhaften Ausführungsform sowohl die Mitnehmerscheibe 3 als auch die Flanschscheibe 4 eben und einstückig ausgeführt. In einer alternativen Ausführungsform umfasst die Mitnehmerscheibe 3 und/oder die Flanschscheibe 4 Rippen oder ähnliche Elemente, beispielsweise zum Versteifen, wobei die axiale Ausdehnung dann ebenfalls nicht über diejenige Aus dehnung der Wippenelemente 6 und/oder der Energiespeicherelemente 5 hinaus ragt. In einer alternativen Ausführungsform ist die Mitnehmerscheibe 3 und/oder die Flanschscheibe 4 mehrstückig gebildet.
In Fig. 3 ist ein Kraftfahrzeug 31 mit einem Antriebsstrang 23 in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Das Kraftfahrzeug 31 weist eine Längsachse 36 und eine Motor achse 37 auf, wobei die Motorachse 37 quer vor der Fahrerkabine 38 angeordnet ist. Der Antriebsstrang 23 umfasst eine erste Baugruppe 21 und eine zweite Baugruppe 22. Die Erste Baugruppe 21 umfasst eine erste Antriebsmaschine 24, welche vorzugsweise als Verbrennungskraftmaschine 24 ausgeführt ist, und eine erste Maschinenwelle 26 (dann beispielsweise die Verbrennerwelle 26). Die zweite Baugruppe 22 umfasst hier eine elektrische Antriebsmaschine 25 (hier als sogenann- tes Hybridmodul ausgeführt) mit einer Rotorwelle 27 sowie ein Getriebe 28 (hier bei spielsweise ein Umschlingungsgetriebe [CVT]). Die Verbrennerwelle 26 ist mittels ei nes Pendelwippendämpfers 1 über eine Rotorwelle 27 mit einem Getriebe 28 (ein gangsseitig) drehmomentübertragend verbunden. Ausgangsseitig ist das Getriebe 28 mit einem linken Vortriebsrad 29 und einem rechten Vortriebsrad 30 verbunden. Mit- tels beider Antriebsmaschinen 24,25 beziehungsweise über deren Maschinenwel len 26,27 ist gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten ein (Zug-) Drehmoment für den Antriebsstrang 23 abgebbar. Die Vortriebsräder 29,30 sind von den Antriebsma schinen 24,25 somit mit einer (bevorzugt veränderbaren) Übersetzung versorgbar.
Es ist aber auch ein (Schub-) Drehmoment aufnehmbar, beispielsweise mittels der Verbrennungskraftmaschine 24 zum Motorbremsen und/oder mittels der elektrischen Antriebsmaschine 25 zur Rekuperation von Bremsenergie. Mittels des Pendelwip pendämpfers 1 ist eine gewünschte Drehmomentsteifigkeit des Antriebsstrangs 23, hier im Speziellen der Verbrennerwelle 26 im Übergang in die Rotorwelle 27, vorbe stimmt moduliert, beispielsweise ergänzend oder ersatzweise für ein Zweimassen- Schwungrad.
Mit dem hier vorgeschlagenen Pendelwippendämpfer ist bei hoher Funktionssicher heit ein axial kompakter Aufbau geschaffen.
Bezuqszeichenliste Pendelwippendämpfer 35 Zuganschlag Verdrehachse 36 Längsachse Mitnehmerscheibe 37 Motorachse Flanschscheibe 38 Fahrerkabine Energiespeicherelement Wippenelement Wälzkörper mitnehmerseitige Rollenbahn flanschseitige Rollenbahn äußere wippenseitige Rollenbahn innere wippenseitige Rollenbahn mitnehmerseitiger Sicherungsanschlag flanschseitiger Sicherungsanschlag Schub-seitiger Verdrehwinkel Zug-seitiger Verdrehwinkel Ausnehmung erster Teilabschnitt zweiter Teilabschnitt verbrennerseitiger Anschluss getriebeseitiger Anschluss erste Baugruppe zweite Baugruppe Antriebsstrang Verbrennungskraftmaschine elektrische Antriebsmaschine Verbrennerwelle Rotorwelle Getriebe linkes Vortriebsrad rechtes Vortriebsrad Kraftfahrzeug Axialbolzen Neutrallage Schubanschlag

Claims

Patentansprüche
1. Pendelwippendämpfer (1 ) mit einer Verdrehachse (2), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- eine Mitnehmerscheibe (3);
- eine Flanschscheibe (4);
- zumindest ein Energiespeicherelement (5) zum Übertragen eines Drehmo ments um die Verdrehachse (2) zwischen der Mitnehmerscheibe (3) und der Flanschscheibe (4);
- eine Mehrzahl von Wippenelementen (6), welche mittels des zumindest ei nen Energiespeicherelements (5) aneinander, an der Mitnehmerscheibe (3) o- der an der Flanschscheibe (4) abgestützt sind; und
- eine Mehrzahl von Wälzkörpern (7), mittels welchen die Mitnehmer scheibe (3) und die Wippenelemente (6) und/oder die Wippenelemente (6) und die Flanschscheibe (4) drehmomentübertragend verbunden sind, wobei die Wälzkörper (7) jeweils zwischen zwei komplementären Rollenbah nen (8,9,10,11) abrollbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerscheibe (3) einen mitnehmerseitigen Sicherungsanschlag (12) und die Flanschscheibe (4) einen korrespondierenden flanschseitigen Siche rungsanschlag (13) umfasst, welche bei einem vorbestimmten maximalen Ver drehwinkel (14,15) um die Verdrehachse (2) miteinander in drehmomentüber tragenden Kontakt gebracht sind.
2. Pendelwippendämpfer (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die Flanschscheibe (4) in vollständiger axialer Überlappung mit dem zumindest einen Energiespeicherelement (5) angeordnet ist, und bevorzugt hin zu zumindest einem der Energiespeicherelemente (5) eine Ausnehmung (16) aufweist, in welche das betreffende Energiespeicherele ment (5) bei einem vorbestimmten Verdrehwinkel (15) eingetaucht ist.
3. Pendelwippendämpfer (1 ) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die gesamte Mitnehmerscheibe (3) und die gesamte Flanschscheibe (4) axial zentral zwischen zwei jeweiligen Teilabschnitten (17,18) der Wippenele mente (6) angeordnet sind, wobei bevorzugt die gesamte Mitnehmerscheibe (3) und/oder die gesamte Flanschscheibe (4) einstückig gebildet sind.
4. Pendelwippendämpfer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mitnehmerscheibe (3) einen einstückig gebildeten motorseitigen An schluss (19) zum unmittelbaren Verbinden mit einer separaten Baugruppe (21 ) eines Antriebsstrangs (23) umfasst, und/oder die Flanschscheibe (4) einen einstückig gebildeten getriebeseitigen An schluss (20) zum unmittelbaren Verbinden mit einer separaten Baugruppe (22) eines Antriebsstrangs (23) umfasst.
5. Pendelwippendämpfer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei drei Wippenelemente (6) und drei Energiespeicherelemente (5) vorgesehen sind, wobei die Energiespeicherelemente (5) von Schraubendruckfedern gebil det sind, wobei bevorzugt die Wippenelemente (6) mittels der Energiespeicherele mente (5) aneinander und mittels den Wälzkörpern (7) über die Rollenbah nen (8,9,10,11) an der Mitnehmerscheibe (3) und an der Flanschscheibe (4) kraftübertragend abgestützt sind.
6. Antriebsstrang (23), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- zumindest eine Antriebsmaschine (24,25) mit einer Maschinenwelle (26,27);
- ein Getriebe (28) zum Übertragen eines Drehmoments der zumindest einen Maschinenwelle (26,27) an zumindest einen Verbraucher (29,30); und
- einen Pendelwippendämpfer (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Antriebsmaschine (24,25) und der zumindest eine Verbraucher (29,30) mittels des Pendelwippendämpfers (1) gegen Torsions schwingungen gedämpft drehmomentübertragend verbunden sind.
7. Kraftfahrzeug (31), aufweisend zumindest ein Vortriebsrad (29,30), welches mit tels eines Antriebsstrangs (23) nach Anspruch 6 zum Vortrieb des Kraftfahr zeugs (31) antreibbar ist.
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