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EP3642066A1 - Drehmomentübertragungsanordnung - Google Patents

Drehmomentübertragungsanordnung

Info

Publication number
EP3642066A1
EP3642066A1 EP18726406.4A EP18726406A EP3642066A1 EP 3642066 A1 EP3642066 A1 EP 3642066A1 EP 18726406 A EP18726406 A EP 18726406A EP 3642066 A1 EP3642066 A1 EP 3642066A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torque
torque transmission
space
transmission arrangement
torsional damper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18726406.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Weber
Daniel Pittner
Peter Hammer
Kyrill Siemens
Steffen Einenkel
Christian Struck
Alexander Manger
Stefan Kuhn
Oliver Angele
Alexander Reis
Florian Petrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP3642066A1 publication Critical patent/EP3642066A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/40—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the assembly or relative disposition of components
    • 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
    • F16F15/131—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 the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • 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
    • F16F15/16—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using a fluid or pasty material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • 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 present invention relates to a torque transmission arrangement for a drive train of a motor vehicle having an input area, which is formed primarily by an internal combustion engine, a subsequent torsional vibration damping unit and a transmission assembly and a subsequent output range, which is mainly formed by a transmission output shaft.
  • a torque transmission arrangement is known from the prior art of DE 10 2014 206 330 A1, in which a torsional vibration damping arrangement with a absorber in a housing area is provided between a drive unit and a transmission unit.
  • US 2011259698 AA also shows a torque transmission arrangement with a torsional vibration damping arrangement, comprising a torsion damper and a damper, in a housing area in front of a gear unit.
  • Object of the present invention is therefore to provide a torque transmission arrangement in which a torsional vibration reduction, and a torque transmission powerful, space-saving and cost-effective.
  • the invention provides a torque transmission arrangement for a drivetrain of a motor vehicle having an input region rotatable about a rotation axis (A), the input region being formed by a crankshaft of an internal combustion engine and an output region rotatable about a rotation axis (B), a torque path (M) extending from the input region to the output region wherein a torsional vibration damping unit and subsequently a transmission unit are positioned between the entrance area and the exit area along the torque path (M), the torsional vibration damping unit providing a first space area and an adjacent second space area along the torque path (M) the gear unit provides an adjacent third space area, the first space area providing a first torsional damper in the torque path (M), the first torsional damper being non-rotatably connected to the crankshaft by means of an angular misalignment unit, the angular misalignments S diffisme is provided axially spaced from the first torsional damper.
  • the spatial regions are designed so that the first spatial region is delimited from the second spatial region and the second spatial region from the third spatial region such that no viscous medium, such as, for example, oil or grease, can pass from one spatial region to the other spatial region.
  • the output region can be formed for example by an output shaft of the gear unit.
  • An advantageous embodiment provides that between the angular offset compensation unit and the first torsional damper, a drive shaft extends transversely to the axis of rotation (A) and / or the axis of rotation (B).
  • a further advantageous embodiment provides that in the second space region in the torque path (M) a Tilgerü, in particular a variable speed Tilger, or a Festfrequenztilger, or a absorber for two or more engine orders is provided.
  • a Tilgerü in particular a variable speed Tilger, or a Festfrequenztilger, or a absorber for two or more engine orders.
  • every known absorber variant can be used here.
  • a spring set for example, a dual-mass flywheel or a mechanical torsional damper and subsequently a Tilgerdition is provided.
  • a second torsional damper or further torsional dampers are provided in the second space area after the absorber unit in the torque path (M). In this way, a further torsional vibration reduction can be advantageously achieved.
  • the transmission unit comprises a gear arrangement, in particular an automated planetary gear or a manual or automated manual transmission.
  • An automated planetary gear is also known as an automatic transmission.
  • a dual-clutch transmission can also be used.
  • the first room area is a drying room and that the second room area is a wet room and that the third room area is a wet room.
  • the selection is made so that the components are installed in the drying room, which are advantageous dry running, as is the case for example with a dual mass flywheel.
  • the dual mass flywheel has a grease filling, but the dual mass flywheel is designed encapsulated, so that advantageously no fat or other viscous medium emerges during operation. Therefore, the dual mass flywheel is advantageously used in the dry room.
  • the drying space is preferably open to the side facing the drive unit, so that it is difficult to seal this space on this side.
  • the second space area which represents a wet space here, receives the components of the torque transmission arrangement, which are to be operated advantageously in a damp oil-mist-containing space.
  • components are arranged, which are not traversed with a defined and concretely directed oil flow.
  • a spring set or else several spring sets and the absorber unit are operated in the damp room.
  • the spring sets can be designed so that they have no encircling encapsulation but that the oil mist contained in the wet space can be used as a lubricant.
  • It is advantageous to operate the Tilgermaschinen in the wet room since the Tilgermaschine does not require a specific oil flow, but lubrication with oil mist is sufficient.
  • the wet room will be filled only with a small amount of a viscous medium.
  • the viscous medium such as oil or a fat emulsion serves to minimize friction and minimize wear.
  • the wet space is characterized in that it is filled with oil or another viscous medium, so that there recorded in the wet room components that advantageously comprise a gear arrangement, run in an oil bath and / are flowed through by a directed flow of oil. Therefore, the wet room is the largest requirement for a seal to the environment or to the second space area.
  • first room area, the second room area and the third room area can be surrounded by a housing element.
  • the housing element can be formed in the axial direction along the axis of rotation (A) at least from a first housing component and a second housing component, wherein a connection point of the first housing component is provided with the second housing component along the second space area. This is particularly advantageous in the assembly of the components in the second space area.
  • connection point can be designed as a screw connection and / or as a riveted connection. This is only to be seen as an example. Any other known type of connection for two housing components suitable for this purpose may be used.
  • the first spatial region is separated from the second spatial region by means of a separating element.
  • the separating element can be embodied integrally with the first housing component or as a separate component.
  • the separate embodiment may be advantageous because the second space area with the components, such as the Tilgerü or with a Federsatz or with other components such as an electric motor and a clutch can be provided. After these components have been installed in this second room area, this room area can be sealed with the separate separator oil-tight.
  • a sealing of the separating element takes place radially on the outside via a peripheral earring whereas the seal radially inward to a radially inwardly extending shaft, which is advantageously formed by a transmission input shaft, by means of a radial shaft sealing ring.
  • the separating element can be designed as a sheet metal part, as a cast part, as a turned part but also as a CFRP part.
  • the separating element is adapted to the component shape of the components in the first and in the second spatial area. This means that an axial distance between the component in the first space region and the component in the second space region is as small as possible. This is advantageous for a compact axial design.
  • the separating element can also advantageously be embodied integrally with the first housing component. In this case, a possible leakage of a separate separating element, which is advantageously sealed with an O-ring, can be reduced.
  • the second spatial area is separated from the third spatial area by means of a separating element or, wherein the separating element is designed integrally with the second housing component or as a separate component.
  • the separation of the second space area from the third space area can take place in a similar manner as the sealing of the first space area to the second space area, namely with the separating element, which is used as a separate component.
  • the first torsional damper is formed in a single row or multi-row.
  • the first torsional damper is particularly advantageous because it is compact and can be operated both with a bow spring and with a straight helical compression spring or helical compression spring.
  • the second torsional damper or the other torsional damper are formed in a single row or multi-row. This results in the advantages of the single-row or multi-row second torsional damper as just described for the first torsional damper.
  • an electric drive unit be provided in the torque path in the first space area and / or in the second space area.
  • the first spatial area and the second spatial area are particularly suitable for mounting the electric drive unit, that is to say an electric motor.
  • the electric motor In the arrangement of the electric motor in the first space region, this can be mounted, for example, as a known 48-volt electric motor on the crankshaft. Where the electric motor protrudes in the first room area.
  • the electric motor by means of a clutch in a positioning of the electric motor in the second space area with this advantageous embodiment, usually operated with a clutch that interrupts the torque path of the conventional drive unit of each internal combustion engine when the electric motor.
  • the electric motor is arranged concentrically to the transmission input shaft.
  • the stator is attached to the housing so as to be non-rotatably fixed on the outside, whereas the rotor is operatively connected to the disconnect clutch.
  • the separating clutch which is designed primarily as a wet-running multi-disc clutch, is positioned radially inside the rotor for a compact design. The control of the separating clutch can be done electrically or hydraulically.
  • a separating clutch may be provided, wherein the separating clutch can interrupt the torque path from the input range to the output range and a torque, which is generated by the electric drive unit, extends to the output area.
  • the separating clutch is adapted to direct the torque or torque components from the input area to the output area.
  • the separating clutch can be designed so that it is not only used as an open-close clutch, but also finds application as a slip clutch. This means that the clutch does not pass the entire speed from the engine to the transmission input shaft.
  • the axis of rotation (A) to the rotation axis (B) is coaxial or that the axis of rotation (A) to the axis of rotation (B) is off-axis.
  • the axes of rotation A and B advantageously then coaxial, if it is a rear-longitudinal drive train.
  • the axes of rotation A and B ie the axis of rotation of the input area and the output area, can be ax-offset.
  • the gear arrangement can provide a starting element in the torque path. It is also spoken of a so-called inner starting element. If the gear arrangement provides for an automated planetary gear, a planetary gear set with brake can be used as a starting element.
  • the inner starting element can therefore replace a known starting element, such as a torque converter or a friction clutch. But it can also be provided in the transmission a starting element in the form of another coupling.
  • a further advantageous embodiment can provide that the starting element is designed in particular as a friction clutch or a multi-plate clutch or a multi-disc brake.
  • the friction clutch or the multi-plate clutch or the multi-disc brake is advantageously carried out wet running.
  • the electric drive unit comprises a rotor and a stator, wherein the rotor is provided in the torque path.
  • the rotor may be rotatably connected to the transmission input shaft.
  • an aspect ratio along the rotation axis (A) or (B) of the first space area to the second space area may be between 1: 1 and 1: 5.
  • an outer diameter of the absorber unit can be at an inner diameter of the second space range in a ratio of 0.9 to 0.98, wherein the maximum inner diameter of the second space area provides a diameter of 290 +/- 20 mm.
  • the second torsional damper may be disposed within a rotor carrier of the electric drive unit, wherein an outer diameter of the second torsional damper to an inner diameter of the rotor carrier in a ratio of 0.9 to 0.98, wherein the maximum inner diameter of the second torsional damper (20) has a diameter of 170 +/- 20 mm.
  • a rigidity ratio between the first torsional damper and the second torsional damper may be 1: 7 to 1:10.
  • FIG. 1 shows an illustration of a torque transmission arrangement according to the invention
  • FIG. 1 shows a torque transmission assembly 1 for an automated hybrid transmission 2.
  • a basic structure is as follows in an order of Torque M from an input portion 25, which may be formed for example by a crankshaft 51 of an internal combustion engine, not shown, to an output range 35, which may be formed for example by an output shaft of a transmission.
  • the torque transmission arrangement 1 is divided into three spatial areas.
  • a first room area 17, which may also be referred to as a drying room 24, a subsequent second room area 19, which may also be referred to as a moist space 26, and a subsequent third room area 28, which may also be referred to as a wet room 29.
  • a first torsional damper 10 is located in the first space area 17 and is designed as a dual-mass flywheel.
  • the first torsional damper 10 is rotatably connected by means of an angular offset compensation unit 39 with the crankshaft 51.
  • the angular offset compensation unit 39 is designed as a known flexplate and axially spaced from the first torsional damper 10, that in the axial distance between the angular offset compensation unit 39 and the first torsional damper 10, a drive shaft 21 can be provided transversely to the axis of rotation A or B.
  • This structural embodiment is necessary in some drive concepts known to guide the drive shaft through the first space area.
  • the first torsional damper 10 can be operated with a grease filling and is preferably placed in the drying space 24, in which no viscous medium is contained.
  • the second torsion damper 20 is integrated in the second space region 19 and is thus located in the moist space 26, which is an oil mist-containing, but not filled with oil working space. Between the two torsion dampers 10, 20 a speed-adaptive absorber 6 is arranged. This is also located in the oil mist wet space 26th
  • an advantage of this variant is an efficient and cost-effective space utilization, as well as a resulting high quality decoupling Drehun- uniformities, which are initiated by the drive unit, such as the internal combustion engine.
  • the Tilgerica 6 radially very close to a space limit, here a housing member 34 of the second space portion 19, which may also be referred to as a gear housing provided. Taking into account a tolerance situation, a relationship between an au- - mismesser the absorber masses 18 and the gear housing diameter are designed to a technically meaningful interval from 0.9 to 0.98.
  • a performance of the speed-adaptive damper 6 can be described by a characteristic MDAT1000.
  • This parameter describes which maximum restoring torque of the speed-adaptive damper 6 is available at a speed of 1000 rpm.
  • the MDAT1000 is a useful auxiliary to defining the performance of one of the speed adaptive damper 6 to compensate for rotational irregularities of an internal combustion engine.
  • the speed-adaptive absorber is also scalable. The scaling is realized by adding or removing individual packages or rows of absorber masses 18 and thus also represents a basis for a modular system through different packaging.
  • the introduction of the torque M in the torque transmission assembly 1 is carried out by the crankshaft 51 via a non-rotatably connected to the crankshaft Winkelversatzaus GmbHsvik 39, also known as Flexplate.
  • the angular offset compensation unit 39 is rotationally fixed at an axial spacing with a primary element 11 of the first torsion damper 10, non-rotatably connected here by means of a rivet connection 22.
  • the torque M is forwarded via a spline 75 to a hub 76 of the absorber 6.
  • the hub 76 is an integrative component, which, inter alia, realizes the transmission of the torque from the dry working space 24 into the moist, oil-mist-containing working space 26.
  • the Tilgertician 6 is riveted to the absorber hub 76.
  • the torque transmission from the absorber hub 76 to a hub disk 85 of the second torsion damper 20 in the oil-mist-containing working space 26 takes place via a second spline.
  • the second torsion damper 20 consists of a hub disk 85 with internal teeth.
  • a Torsionsdämpfer- spring characteristic can be carried out both single-stage, as well as multi-stage.
  • the two cover plates 88 and to an inner disk carrier 27 of a separating clutch 14 are joined together.
  • the cover plates 88 may have a double S-shaped impact geometry in cross-section. In this way, a spreading movement due to centrifugal force and radial spring system is counteracted at high speeds.
  • a ratio between the outer diameter of the cover plates 88 and the rotor carrier diameter can be designed for a technically meaningful interval of 0.9 to 0.98. These interval limits refer to a maximum space of the order of a diameter of 170 ⁇ 20 mm, which is determined by the geometry of the rotor carrier 46.
  • the second torsional damper 20 is limited by its small radial extent in its performance. However, this is clearly overcompensated by the use of the previously connected and powerful speed-adaptive damper 6, resulting in a very good decoupling quality of rotational irregularities.
  • a rigidity ratio between the first and second torsional damper 10; 20 is from 1: 7 to 1:10. In this case, a ratio between the spring outside diameter of the first and second torsion damper 10; 20 about 1 ⁇ 0.3.
  • a separation from the dry working space 24 to the moist working space 26 is effected by a in the first housing member 47 integrally with the first housing member 47 running partition 8, also referred to here as a bearing plate.
  • the partition wall 8 is a radial shaft sealing ring 96, which ensures a dynamic seal between the stationary separating element 8 and the rotating with a rotational speed of the internal combustion engine Tilgernabe 76.
  • Tilgernabe 76 For a storage of Tilgernabe 76 two radial and axial roller bearings are provided, also shown here as a needle sleeves. Motor side, the needle sleeves are based on the separator 8. On the transmission side there is a support on a rotor hub 103, which is welded to the rotor carrier 46 of the electric motor. An adjustment of an axial mounting clearance by means of a shim, which is positioned between the thrust bearing on the separator 8 and the absorber hub 76.
  • the radial offset between the crankshaft 51 and a transmission input shaft, which is coaxial with the axis of rotation (B), is mainly compensated by the Winkelversatzausmaschine- unit 39.
  • the tribological systems in the oil mist-containing working space 26 are supplied with a defined volume of lubricating oil.
  • a lubricating oil volume flow is injected from the transmission input shaft 100 through a blind-shaped resistor in a blind hole of the absorber hub 76.
  • a distribution of this lubricating oil volume flow to the tribological systems rolling bearing, career of the absorber masses 18 and the contact area between the torsion spring and cover plates or hub disc.
  • the support ring geometry of the absorber unit 6 is designed such that the lubricating oil volume flow branched off from the transverse bores is guided in a defined manner to the raceways of the absorber masses 18 and the web plates 80
  • a starter tooth ring 56 can also be attached to the angular offset compensation unit 39.

Landscapes

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Abstract

Drehmomentübertragungsanordnung (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen um eine Drehachse (A) drehbaren Eingangsbereich (25), wobei der Eingangsbereich (25) von einer Kurbelwelle (51) eines Verbrennungsmotors gebildet wird und einen um eine Drehachse B drehbaren Ausgangsbereich (35), einen Drehmomentweg (M), der von dem Eingangsbereich (25) zu dem Ausgangsbereich (35) verläuft, wobei zwischen dem Eingangsbereich (25) und dem Ausgangsbereich (35) entlang des Drehmomentweges (M) zuerst eine Drehschwingungsdämpfungseinheit (15) und nachfolgend eine Getriebeeinheit (33) positioniert sind, wobei die Drehschwingungsdämpfungseinheit (15) entlang des Drehmomentwegs (M) einen ersten Raumbereich (17) und einen angrenzenden zweiten Raumbereich (19) vorsieht, sowie dass die Getriebeeinheit (33) einen angrenzenden dritten Raumbereich (28) vorsieht, wobei der erste Raumbereich (17) einen ersten Torsionsdämpfer (10) in dem Drehmomentweg (M) vorsieht, wobei der erste Torsionsdämpfer (10) mittels einer Winkelversatzausgleichseinheit (39) mit der Kurbelwelle (51) drehfest verbunden ist, wobei die Winkelversatzausgleicheinheit (39) zur dem ersten Torsionsdämpfer (10) axial beabstandet vorgesehen ist.

Description

Drehmomentübertragungsanordnung
Vorliegende Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Eingangsbereich, der vornehmlich von einem Verbrennungsmotor gebildet wird, einer nachfolgenden Drehschwingungs- dämpfungseinheit sowie einer Getriebeanordnung und einem Nachfolgendem Ausgangsbereich, der vornehmlich von einer Getriebeausgangswelle gebildet wird.
Aus dem Stand der Technik der DE 10 2014 206 330 A1 ist eine Drehmomentübertragungsanordnung bekannt, bei der zwischen einem Antriebsaggregat und einem Getriebeaggregat eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit einem Tilger in einem Gehäusebereich vorgesehen ist.
Auch die US 2011259698 AA zeigt eine Drehmomentübertragungsanordnung mit einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung, umfassen einen Torsionsdämpfer und einen Tilger, in eine Gehäusebereich vor einem Getriebeaggregat.
Nachteilig an dieser aus dem Stand der Technik bekannte Drehmomentübertragungsanordnung ist jedoch, dass die einzelnen Komponenten, die zum einen für die Drehschwingungsreduzierung und zum anderen für die Drehmomentübertragung verantwortlich sind, ihrer Funktionsweise entsprechend nicht vorteilhaft, platzsparend und kostengünstig in der Drehmomentübertragungsanordnung vorgesehen oder angeordnet sind.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es deshalb, eine Drehmomentübertragungsanordnung bereitzustellen, bei der eine Drehschwingungsreduzierung, sowie eine Drehmomentübertragung leistungsfähig, platzsparend und kostengünstig vorgesehen ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Drehmomentübertragungsanordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Dabei sieht die Erfindung eine Drehmomentübertragungsanordnung für einen An- triebsstrang eines Kraftfahrzeuges vor, die einen um eine Drehachse (A) drehbaren Eingangsbereich, wobei der Eingangsbereich von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors gebildet wird und einen um eine Drehachse (B) drehbaren Ausgangsbereich, einen Drehmomentweg (M), der von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich verläuft, wobei zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich entlang des Drehmomentweges (M) zuerst eine Drehschwingungsdämpfungs- einheit und nachfolgend eine Getriebeeinheit positioniert sind, wobei die Dreh- schwingungsdämpfungseinheit entlang des Drehmomentwegs (M) einen ersten Raumbereich und einen angrenzenden zweiten Raumbereich vorsieht, sowie dass die Getriebeeinheit einen angrenzenden dritten Raumbereich vorsieht, wobei der erste Raumbereich einen ersten Torsionsdämpfer in dem Drehmomentweg (M) vorsieht, wobei der erste Torsionsdämpfer mittels einer Winkelversatzausgleichseinheit mit der Kurbelwelle drehfest verbunden ist, wobei die Winkelversatzausgleicheinheit zur dem ersten Torsionsdämpfer axial beabstandet vorgesehen ist.
Dabei sind die Raumbereiche so ausgeführt, dass der erste Raumbereich zu dem zweiten Raumbereich und der zweite Raumbereich zu dem dritten Raumbereich so abgegrenzt ist, dass kein viskoses Medium, wie beispielsweise Öl oder Fett von einem Raumbereich zum anderen Raumbereich gelangen kann. Der Ausgangsbereich kann beispielsweise durch eine Ausgangswelle der Getriebeeinheit gebildet werden.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass zwischen der Winkelversatzausgleichseinheit und dem ersten Torsionsdämpfer eine Antriebswelle quer zur Drehachse (A) und/ oder der Drehachse (B) verläuft.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass in dem zweiten Raumbereich im Drehmomentweg (M) eine Tilgereinheit, insbesondere ein drehzahlvariabler Tilger, oder ein Festfrequenztilger, oder ein Tilger für zwei oder mehrere Motorordnungen vorgesehen ist. Dabei kann hier jede bekannte Tilgervariante Anwendung finden. In Bezug zu der vorangehenden Ausführungsform ist anzumerken, dass eine vorteilhafte Drehschwingungsdämpfung im Drehmomentweg M dadurch erreicht wird, wenn in entlang des Drehmomentweges M vom Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich zuerst ein Federsatz, beispielsweise ein Zweimassenschwungrad oder ein mechanischer Torsionsdämpfer und nachfolgend eine Tilgervariante vorgesehen ist.
Weiter kann es günstig sein, wenn in dem zweiten Raumbereich nach der Tilgereinheit im Drehmomentweg (M) ein zweiter Torsionsdämpfer oder weitere Torsionsdämpfer vorgesehen sind. Hierdurch kann eine weitere Drehschwingungsreduzierung vorteilhaft erreicht werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Getriebeeinheit eine Getriebeanordnung, insbesondere ein automatisiertes Planetenradgetriebe oder ein manuelles oder automatisiertes Schaltgetriebe. Dabei ist ein automatisiertes Planetengetriebe auch als Automatikgetriebe bekannt. Ferner kann auch ein Doppelkupplungsgetriebe verwendet werden.
Weiter kann es günstig sein, wenn der erste Raumbereich ein Trockenraum ist und dass der zweite Raumbereich ein Feuchtraum ist und dass der dritte Raumbereich ein Nassraum ist. Dabei wird die Auswahl so getroffen, dass in dem Trockenraum die Bauteile verbaut sind, die vorteilhaft trockenlaufend sind, wie dies beispielsweise bei einem Zweimassenschwungrad der Fall ist. Das Zweimassenschwungrad hat zwar eine Fettfüllung, jedoch ist das Zweimassenschwungrad gekapselt ausgeführt, so dass in vorteilhafter Weise im Betrieb kein Fett oder ein anderes viskoses Medium austritt. Von daher ist das Zweimassenschwungrad vorteilhaft in dem Trockenraum zu verwenden. Auch ist der Trockenraum vorzugsweise zu der Seite, die zu dem Antriebsaggregat zeigt offen, so dass eine Abdichtung dieses Raumes auf dieser Seite nur schwer möglich ist. Weiter kann es vorteilhaft sein dass der zweite Raumbereich, der hier einen Feuchtraum darstellt, die Bauteile der Drehmomentübertragungsanordnung aufnimmt, die vorteilhaft in einem feuchten ölnebelhaltigen Raum betrieben werden sollen. Dies bedeutet, dass hier Bauteile angeordnet sind, die nicht mit einem definierten und konkret gerichteten Ölstrom durchlaufen werden. In vorteilhafter Anwendung werden in dem Feuchtraum beispielsweise ein Federsatz oder auch mehrere Federsätze sowie die Tilgereinheit betrieben. Dabei können die Federsätze so ausgeführt sein, dass sie keine umlaufende Kapselung aufweisen sondern dass der im Feuchtraum enthaltene Ölnebel als Schmiermittel benutzt werden kann. Ebenso ist es vorteilhaft, die Tilgereinheit in dem Feuchtraum zu betreiben, da die Tilgereinheit keinen konkreten Ölstrom benötigt, sondern eine Schmierung mit Ölnebel ausreichend ist. Von daher wird der Feuchtraum nur mit einer geringen Menge eines viskosen Mediums befüllt sein. Dabei dient das viskose Medium wie Öl oder auch einer Fettemulsion zur Reibungsminimierung und Verschleißminimierung. Der dritte Raumbereich stellt hier vorteilhaft einen Nassraum dar. Dabei wird der Nassraum dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit Öl bzw. einem anderen viskose Medium befüllt ist, so dass die dort im Nassraum aufgenommenen Bauteile, die vorteilhaft eine Getriebeanordnung umfassen, in einem Ölbad laufen und/oder von einem gerichteten Ölstrom durchflössen sind. Von daher stellt der Nassraum die größte Anforderung für eine Abdichtung zu der Umgebung bzw. zu dem zweiten Raumbereich dar.
Weiter können der erste Raumbereich, der zweite Raumbereich und der dritte Raumbereich von einem Gehäuseelement umgeben sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Gehäuseelement in axialer Richtung entlang der Drehachse (A) zumindest aus einem ersten Gehäusebauteil und aus einem zweiten Gehäusebauteil gebildet sein, wobei eine Verbindungsstelle des ersten Gehäusebauteils mit dem zweiten Gehäusebauteil entlang des zweiten Raumbereiches vorgesehen ist. Die ist besonders vorteilhaft bei der Montage der Bauteile im zweiten Raumbereich.
Weiter kann die Verbindungsstelle als eine Schraubverbindung und/oder als eine Nietverbindung ausgeführt ist. Dabei ist dies nur beispielhaft zu sehen. Es kann jede andere bekannte Verbindungsart für zwei Gehäusebauteile, die hierfür geeignet ist, verwendet werden.
Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn der erste Raumbereich zu dem zweiten Raumbereich mittels eines Trennelements abgetrennt ist. Dabei kann das Trennelement integral mit dem ersten Gehäusebauteil oder als ein separates Bauteil ausgeführt sein. Die separate Ausführungsform kann vorteilhaft sein, da der zweite Raumbereich mit den Bauteilen, wie beispielsweise der Tilgereinheit oder auch der mit einem Federsatz bzw. mit weiteren Bauteilen wie beispielsweise auch einen Elektromotor und eine Trennkupplung versehen werden können. Nachdem diese Bauteile in diesem zweiten Raumbereich eingebaut wurden, kann dieser Raumbereich mit dem separaten Trennelement öldicht verschlossen werden. Dabei erfolgt eine Abdichtung des Trennelementes radial außen über einen umlaufenden Ohrring wohingegen die Abdichtung radial innen zu einer radial innen verlaufenden Welle, die vorteilhaft von einer Getriebeeingangswelle gebildet wird, mittels eines Radialwellendichtringes. Dabei kann das Trennelement als ein Blechteil, als ein Gussteil, als ein Drehteil aber auch als ein CFK-Teil ausgeführt werden. In vorteilhafter Ausführung ist das Trennelement an die Bauteilform der Bauteile im ersten und im zweiten Raumbereich an- gepasst. Dies bedeutet, dass ein axialer Abstand zwischen dem Bauteil im ersten Raumbereich und dem Bauteil im zweiten Raumbereich möglichst gering ist. Dies ist vorteilhaft für eine kompakte axiale Bauweise. Da das Gehäuseelement im Bereich des zweiten Raumbereiches geteilt vorgesehen ist, kann jedoch auch das Trennelement vorteilhaft mit dem ersten Gehäusebauteil integral ausgeführt werden. Hierbei kann eine mögliche Leckage eines separaten Trennelements, das mit einem O-Ring vorteilhaft abgedichtet wird, reduziert werden.
Weiter kann es günstig sein, dass der zweite Raumbereich zu dem dritten Raumbereich mittels eines Trennelements abgetrennt ist oder, wobei das Trennelement integral mit dem zweiten Gehäusebauteil oder als ein separates Bauteil ausgeführt ist. Dabei kann die Abtrennung des zweiten Raumbereiches zu dem dritten Raumbereich in ähnlicher Weise erfolgen wie die Abdichtung des ersten Raumbereiches zu dem zweiten Raumbereich nämlich mit dem Trennelement, welches als separates Bauteil eingesetzt wird. Es ist jedoch auch möglich das Trennelement integral mit dem Gehäuseelement der Getriebeeinheit auszuführen. Dabei erfolgt eine Abdichtung radial innen vornehmlich durch einen Radialwellendichtring.
Eine weitere günstige Ausführungsform sieht vor, dass der erste Torsionsdämpfer einreihig oder mehrreihig ausgebildet ist. Der erste Torsionsdämpfer ist besonders vorteilhaft da er kompakt baut und sowohl mit einer Bogenfeder als auch mit einer geraden Schraubendruckfeder bzw. Schraubendruckfedersetzen betrieben werden kann. Es ist jedoch auch möglich, den erste Torsionsdämpfer mehrreihig auszubil- den. Dies bedeutet, dass vornehmlich radial innerhalb oder radial außerhalb bzw. auch in axialer paralleler Ausführung weitere Torsionsdämpfer vorhanden sind. Hierdurch kann die Leistungsfähigkeit des Torsionsdämpfer gesteigert werden.
Von Vorteil kann es sein, wenn der zweite Torsionsdämpfer oder die weiteren Torsionsdämpfer einreihig oder mehrreihig ausgebildet sind. Dabei ergeben sich die Vorteile des einreihigen oder mehrreihigen zweite Torsionsdämpfer wie gerade für den ersten Torsionsdämpfer beschrieben.
Auch kann vorgesehen sein, dass im ersten Raumbereich und / oder im zweiten Raumbereich ein elektrisches Antriebsaggregat in dem Drehmomentweg vorgesehen sein. Für den Fall dass die Drehmomentübertragungsanordnung hybridisiert werden soll, eigenen sich besonders der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich für die Anbringung des elektrischen Antriebsaggregates, sprich einen Elektromotor. Bei der Anordnung des E-Motors im ersten Raumbereich kann dieser beispielsweise als bekannter 48-Volt-Elektromotor auf der Kurbelwelle montiert sein. Wobei der Elektromotor in dem ersten Raumbereich ragt. Es ist jedoch auch hier möglich, den Elektromotor mittels einer Trennkupplung bei einer Positionierung des Elektromotors im zweiten Raumbereich mit dieser vorteilhaften Ausführungsform, meist mit einer Trennkupplung betrieben, die bei eingeschaltetem Elektromotor den Drehmomentweg von dem konventionellen Antriebsaggregat jeder Verbrennungsmotor unterbricht. Dabei ist der elektrische Motor konzentrisch zu der Getriebeeingangswelle angeordnet. Der Stator wird dabei in vorteilhafter Ausführungsform radial außen drehfest am Gehäuse befestigt, wohingegen der Rotor mit der Trennkupplung wirkverbunden ist. Die Trennkupplung die vornehmlich als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführt ist, wird dabei für eine kompakte Bauweise radial innerhalb des Rotors positioniert. Die Ansteuerung der Trennkupplung kann dabei elektrisch oder auch hydraulisch erfolgen.
Weiter kann im Drehmomentweg vor dem elektrischen Antriebsaggregat eine Trennkupplung vorgesehen sein, wobei die Trennkupplung den Dreh-momentweg vom Eingangsbereich bis zum Ausgangsbereich unterbrechen kann und ein Drehmoment, das von dem elektrischen Antriebsaggregat erzeugt wird, zu dem Ausgangsbereich verläuft.
In einer weiteren günstigen Ausgestaltung ist die Trennkupplung geeignet, das Drehmoment oder Drehmomentanteile von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich zu leiten. Dabei kann die Trennkupplung so ausgeführt sein, dass diese nicht nur als open-close-Kupplung verwendet wird, sondern auch als Schlupfkupplung Anwendung findet. Dies bedeutet, dass die Kupplung nicht die gesamte Drehzahl von dem Verbrennungsmotor zu der Getriebeeingangswelle weiterleitet.
Auch kann es vorteilhaft sein, dass die Drehachse (A) zu der Drehachse (B) koaxial verläuft oder dass die die Drehachse (A) zu der Drehachse (B) achsversetzt verläuft. Dabei verlaufen die Drehachsen A und B vorteilhaft dann koaxial, wenn es sich um ein Hecklängsantriebsstrang handelt. Bei Frontqueranwendungen können die Drehachsen A und B, also die Drehachse des Eingangsbereiches und des Ausgangsbereiches, axtversetzt verlaufen.
Weiter kann die Getriebeanordnung ein Anfahrelement im Drehmomentweg vorsehen. Dabei wird auch von einem sogenannten inneren Anfahrelement gesprochen. Sieht die Getriebeanordnung ein automatisiertes Planetenradgetriebe vor, so kann ein Planetenradsatz mit Bremse als Anfahrelement genutzt werden. Das innere Anfahrelement kann daher ein bekanntes Anfahrelement, wie beispielsweise einen Drehmomentwandler oder eine Reibkupplung ersetzten. Es kann aber auch ein Anfahrelement in Form einer weiteren Kupplung im Getriebe vorgesehen sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung kann vorsehen, dass das Anfahrelement insbesondere als eine Reibkupplung oder eine Lamellenkupplung oder eine Lamellenbremse ausgeführt ist. Dabei wird die Reibkupplung oder die Lamellenkupplung oder die Lamellenbremse vorteilhaft nasslaufend ausgeführt.
Weiter kann es günstig sein, dass das elektrische Antriebsaggregat einen Rotor und einen Stator umfasst, wobei der Rotor im Drehmomentweg vorgesehen ist. Dabei kann der Rotor drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden sein. Weiter kann ein Längenverhältnis entlang der Drehachse (A) oder (B) des ersten Raumbereiches zu dem zweiten Raumbereich zwischen 1 :1 und 1 : 5 liegt.
Weiter kann ein Außendurchmesser der Tilgereinheit zu einem Innendurchmesser des zweiten Raumbereiches in einem Verhältnis von 0,9 bis 0,98 stehen, wobei der maximale Innendurchmesser des zweiten Raumbereiches einen Durchmesser von 290+/- 20 mm vorsieht.
Weiter kann der zweite Torsionsdämpfer innerhalb eines Rotorträgers des elektrischen Antriebsaggregates angeordnet sein, wobei ein Außendurchmesser des zweiten Torsionsdämpfers zu einem Innendurchmesser des Rotorträgers in einem Verhältnis von 0,9 bis 0,98 steht, wobei der maximale Innendurchmesser des zweiten Torsionsdämpfers (20) einen Durchmesser von 170+/- 20 mm vorsieht.
Weiter kann ein Steifigkeitsverhältnis zwischen dem ersten Torsionsdämpfer und dem zweiten Torsionsdämpfer 1 :7 bis 1 : 10 betragen.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von einer Darstellung näher erläutert werden. Dabei stellt die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform lediglich eine bevorzugte Ausführung dar und soll nicht den Rahmen der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
Es zeigen in
Figur 1 : eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungsanordnung;
Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die Figur 1 zeigt eine Drehmomentübertragungsanordnung 1 für ein automatisiertes Hybridgetriebe 2. Dabei ist ein Grundaufbau wie folgt in einer Reihenfolge eines Drehmomentweges M von einem Eingangsbereich 25, der beispielsweise von einer Kurbelwelle 51 eines nicht dargestellten Verbrennungsmotor gebildet werden kann zu einem Ausgangsbereich 35, der beispielsweise von einer Ausgangswelle eines Getriebes gebildet werden kann. Die Drehmomentübertragungsanordnung 1 gliedert sich in drei Raumbereiche auf. Ein erster Raumbereich 17, der auch als ein Trockenraum 24 bezeichnet werden kann, ein nachfolgender zweiter Raumbereich 19, der auch als ein Feuchtraum 26 bezeichnet werden kann und ein nachfolgender dritter Raumbereich 28, der auch als ein Nassraum 29 bezeichnet werden kann. Ein erster Torsionsdämpfer 10 befindet sich in dem ersten Raumbereich 17 und ist als ein Zweimassenschwungrad ausgeführt. Dabei ist hier der erste Torsionsdämpfer 10 mittels einer Winkelversatzausgleichseinheit 39 mit der Kurbelwelle 51 drehfest verbunden. Dabei ist die Winkelversatzausgleichseinheit 39 als eine bekannte Flexplate ausgeführt und zu dem ersten Torsionsdämpfer 10 so axial beabstandet verbunden, dass in dem axialen Abstand zwischen der Winkelversatzausgleichseinheit 39 und dem ersten Torsionsdämpfer 10 eine Antriebswelle 21 quer zur Drehachse A oder B vorgesehen werden kann. Diese bauliche Ausführungsform ist bei manchen Antriebskonzepten, die bekannt sind, notwendig, um die Antriebswelle durch den ersten Raumbereich zu führen. Dabei kann der erste Torsionsdämpfer 10 mit einer Fettfüllung betrieben werden und wird vorzugsweise in dem Trockenraum 24, in dem kein viskoses Medium enthalten ist, platziert. Der zweite Torsionsdämpfer 20 ist in dem zweiten Raumbereich 19 integriert und befindet sich somit in dem Feuchtraum 26, der einen ölnebelhaltigen, allerdings nicht mit Öl befüllten Arbeitsraum darstellt. Zwischen den beiden Torsionsdämpfern 10, 20 ist ein drehzahladaptiver Tilger 6 angeordnet. Dieser befindet sich ebenfalls im ölnebelhaltigen Feuchtraum 26.
Vorteilhaft bei dieser Variante sind eine effiziente und kostengünstige Bauraumausnutzung, sowie eine daraus resultierende hohe Güte der Entkopplung von Drehun- gleichförmigkeiten, die von dem Antriebsaggregat, beispielsweise die Verbrennungsmaschine eingeleitet werden. Vorteilhaft wird die Tilgereinheit 6 radial sehr nah an eine Bauraumgrenze, hier ein Gehäuseelement 34 des zweiten Raumbereiches 19, das auch als Getriebegehäuse bezeichnet werden kann, vorgesehen. Unter einer Berücksichtigung einer Toleranzsituation kann ein Verhältnis zwischen einem Au- ßendurchmesser der Tilgermassen 18 und dem Getriebegehäusedurchmesser auf ein technisch sinnvolles Intervall von 0.9 bis 0.98 ausgelegt werden.
Eine Leistungsfähigkeit des drehzahladaptiven Tilgers 6 lässt sich durch eine Kenngröße MDAT1000 beschreiben. Diese Kenngröße beschreibt, welches maximale Rückstellmoment des drehzahladaptiven Tilgers 6 bei einer Drehzahl von 1000 min-1 zur Verfügung steht. Somit ist das MDAT1000 eine sinnvolle Hilfsgröße zur Definition der Leistungsfähigkeit eines des drehzahladaptiven Tilgers 6, Drehungleichförmigkei- ten eines Verbrennungsmotors zu kompensieren. Durch die Ausnutzung des radialen Bauraums kann das MDAT1000 trotz einer engen axialen Bauraumsituation sehr hoch ausgeführt werden. Der Quotient aus MDAT1000 [Nm] und der axialen Bauhöhe des des drehzahladaptiven Tilgers 6 [mm], gemessen inklusive einer Materialstärke der Bahnbleche des drehzahladaptiven Tilgers 6, ergibt sich in technisch sinnvollen Intervallgrenzen von 4 bis 8.5 [Nm / mm]. Für eine ideale Abdeckung von unterschiedlichen Verbrennungsmotoren mit unterschiedlichen Zylinderzahlen ist der des drehzahladaptiven Tilgers zudem skalierbar. Die Skalierung wird durch ein Hinzufügen, bzw. ein Entfernen einzelner Paketen bzw. Reihen von Tilgermassen 18 realisiertun stellt damit auch eine Basis für ein Baukastensystem durch unterschiedliche Paketierungen dar.
Die Einleitung des Drehmoments M in die Drehmomentübertragungsanordnung 1 erfolgt von der Kurbelwelle 51 über ein mit der Kurbelwelle drehfest verbundene Winkelversatzausgleichseinheit 39, auch als Flexplate bekannt. Dabei ist die Winkel- versatzausgleichseinheit 39 unter einer axialen Beabstandung drehfest mit einem Primärelement 1 1 des ersten Torsionsdämpfers 10, drehfest, hier mittels einer Nietverbindung 22 verbunden. Von dem ersten Torsionsdämpfer 10 wird das Drehmoment M über eine Steckverzahnung 75 an eine Nabe 76 des Tilgers 6 weitergeleitet. Die Nabe 76 ist ein integratives Bauteil, welches unter anderem die Weiterleitung des Drehmoments von dem trockenen Arbeitsraum 24 in den feuchten, ölnebelhaltigen Arbeitsraum 26 realisiert. Über ein ebenes rechtes Bahnblech 80 ist die Tilgereinheit 6 an die Tilgernabe 76 angenietet. Über eine zweite Steckverzahnung erfolgt die Drehmomentweiterleitung von der Tilgernabe 76 auf eine Nabenscheibe 85 des zweiten Torsionsdämpfers 20 im ölnebelhaltigen Arbeitsraum 26. Der zweite Torsionsdämpfer 20 besteht aus einer Nabenscheibe 85 mit einer Innenverzahnung, mehre- ren zylindrischen Schraubendruckfedern 86 oder wahlweise gebogene Schraubendruckfedern und zwei symmetrischen Abdeckblechen 88. Eine Torsionsdämpfer- Federkennlinie kann sowohl einstufige, als auch mehrstufig ausgeführt sein. Über mehrere Abstandsstücke 90 sind die beiden Abdeckbleche 88 und an einen Innen- lamellenträger 27 einer Trennkupplung 14 miteinander gefügt. Für eine Erhöhung der Eigensteifigkeit können die Abdeckbleche 88 im Querschnitt eine doppelte S- Schlaggeometrie aufweisen. Auf diese Weise wird eine Aufspreizbewegung aufgrund von Fliehkraft und radialer Federanlage bei hohen Drehzahlen entgegen gewirkt. Über den Innenlamellenträger 27, wird das verbrennungsmotorische Drehmoment M in die Trennkupplung 14, die auch als eine sogenannte KO-Kupplung bezeichnet werden kann, abtriebsseitig weitergeleitet.
Vorteilhaft ist zudem die Positionierung des zweiten Torsionsdämpfers 20 radial innerhalb eines Rotorträgers 46 eines elektrischen Antriebsaggregates 40, das innerhalb des Feuchtraumes 26 positioniert ist. Auf diese Weise wird der vorhandene Bauraum sehr effizient genutzt und es erfolgt ein direkter Kraftfluss vom zweiten Torsionsdämpfer 20 in die Trennkupplung 14, wodurch der Innenlamellenträger 27 kompakt und kostengünstig ausgeführt werden kann. Unter einer Berücksichtigung der Toleranzsituation kann ein Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser der Abdeckbleche 88 und dem Rotorträgerdurchmesser auf ein technisch sinnvolles Intervall von 0.9 bis 0.98 ausgelegt werden. Diese Intervallgrenzen beziehen sich auf einen maximalen Bauraum von der Größenordnung mit einem Durchmesser von 170±20 mm, welcher durch die Geometrie des Rotorträgers 46 festgelegt wird. Der zweite Torsionsdämpfer 20 ist durch seine geringe radiale Erstreckung in seiner Leistungsfähigkeit beschränkt. Dies wird jedoch durch den Einsatz des davor geschalteten und leistungsstarken drehzahladaptiven Tilgers 6 deutlich überkompensiert, woraus sich eine sehr gute Entkopplungsgüte von Drehungleichförmigkeiten ergibt. Ein Steifigkeitsverhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Torsionsdämpfer 10; 20 liegt von 1 :7 bis 1 :10. Dabei beträgt ein Verhältnis zwischen dem Federaußendurchmesser des ersten und zweiten Torsionsdämpfers 10; 20 ungefähr 1 ±0.3.
Eine Trennung von dem trockenen Arbeitsraum 24 zu dem feuchten Arbeitsraum 26 erfolgt durch eine im ersten Gehäuseelement 47 integral mit dem ersten Gehäuseelement 47 ausgeführte Trennwand 8, hier auch als Lagerschild bezeichnet. Am In- nendurchmesser der Trennwand 8 befindet sich ein Radialwellendichtring 96, welcher eine dynamische Abdichtung zwischen der stehenden Trennelement 8 und der mit einer Drehzahl des Verbrennungsmotors rotierenden Tilgernabe 76 sicherstellt.
Für eine Lagerung der Tilgernabe 76 sind jeweils zwei Radial- und Axialwälzlager vorgesehen, hier auch als Nadelhülsen dargestellt. Motorseitig stützen sich die Nadelhülsen am Trennelement 8 ab. Getriebeseitig erfolgt eine AbStützung an einer Rotornabe 103, welche mit dem Rotorträger 46 des Elektromotors verschweißt ist. Eine Einstellung eines axialen Montagespiels erfolgt mittels einer Einstellscheibe, welche zwischen dem Axiallager am Trennelement 8 und der Tilgernabe 76 positioniert wird. Der Radialversatz zwischen der Kurbelwelle 51 und einer Getriebeeingangswelle, die koaxial zur Drehachse (B) verläuft, wird vorwiegend von der Winkelversatzausgleich- seinheit 39 ausgeglichen. Für eine Sicherstellung der erforderlichen Dauerlaufleistung werden die tribologischen Systeme im ölnebelhaltigen Arbeitsraum 26 mit einem definierten Schmierölvolumenströmen versorgt. Dabei wird von der Getriebeeingangswelle 100 ein Schmierölvolumenstrom durch einen blendenförmigen Widerstand in eine Sacklochbohrung der Tilgernabe 76 eingespritzt. Über mehrere Querbohrungen 99 in der Tilgernabe 76 erfolgt eine Aufteilung dieses Schmierölvolumenstroms auf die tribologischen Systeme Wälzlagerung, Laufbahn der Tilgermassen 18 und den Kontaktbereich zwischen Torsionsfeder und Abdeckbleche bzw. Nabenscheibe. Die Stützringgeometrie der Tilgereinheit 6 ist so ausgeführt, dass der von den Querbohrungen abgezweigte Schmierölvolumenstrom definiert zu den Laufbahnen der Tilgermassen 18 und den Bahnblechen 80 geleitet wird
Zu erwähnen ist noch, dass, wie hier gezeigt, an die Winkelversatzausgleichseinheit 39 auch ein Starterzahnkranz 56 befestigt werden kann. Bezuqszeichen Drehmomentübertragungsanordnung Hybridgetriebe
Tilgereinheit
Trennelement
erster Torsionsdämpfer
Primärelement
Trennelement
Trennkupplung / K0- Kupplung
Drehschwingungsdämpfungseinheit erster Raumbereich
Tilgermasse
zweiter Raumbereich
zweiter Torsionsdämpfer
Antriebswelle
Nietverbindung
Trockenraum
Eingangsbereich
Feuchtraum
Innenlamellenträger
dritter Raumbereich
Nassraum
Getriebeeinheit
Gehäuseelement
Ausgangsbereich
Getriebeanordnung
Winkelversatzausgleichseinheit elektrisches Antriebsaggregat
Stator elektrische Maschine
Rotor elektrische Maschine
automatisiertes Planetengetriebe manuelles / automatisiertes Schaltgetriebe 6 Rotorträger
7 erstes Gehäusebauteil
8 zweites Gehäusebauteil
49 Verbindungsstelle
51 Kurbelwelle
56 Starterzahnkranz
73 Anfahrelement (Bremse oder Kupplung)
75 Steckverzahnung
76 Nabe / Tilgernabe
80 Bahnblech
85 Nabenscheibe
86 Schraubenfeder
88 Abdecklblech
90 Abstandsstück
96 Radialwellendichtring
99 Querbohrung
100 Getriebeeingangswelle
103 Rotornabe
A Drehachse
B Drehachse
M Drehmoment
Me Drehmoment elektrisches Antriebsaggregat

Claims

Patentansprüche
1 . Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges,
umfassend
- einen um eine Drehachse (A) drehbaren Eingangsbereich (25), wobei der Eingangsbereich (25) von einer Kurbelwelle (51 ) eines Verbrennungsmotors gebildet wird und einen um eine Drehachse B drehbaren Ausgangsbereich (35),
- einen Drehmomentweg (M), der von dem Eingangsbereich (25) zu dem Ausgangsbereich (35) verläuft,
- wobei zwischen dem Eingangsbereich (25) und dem Ausgangsbereich (35) entlang des Drehmomentweges (M) zuerst eine Drehschwingungsdämpfungseinheit (15) und nachfolgend eine Getriebeeinheit (33) positioniert sind, wobei die Drehschwingungs- dämpfungseinheit (15) entlang des Drehmomentwegs (M) einen ersten Raumbereich (17) und einen angrenzenden zweiten Raumbereich (19) vorsieht, sowie dass die Getriebeeinheit (33) einen angrenzenden dritten Raumbereich (28) vorsieht, wobei der erste Raumbereich (17) einen ersten Torsionsdämpfer (10) in dem Drehmomentweg (M) vorsieht, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Torsionsdämpfer (10) mittels einer Winkelversatzausgleichseinheit (39) mit der Kurbelwelle (51 ) drehfest verbunden ist, wobei die Winkelversatzausgleicheinheit (39) zur dem ersten Torsionsdämpfer (10) axial beabstandet vorgesehen ist.
2. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Winkelversatzausgleichseinheit (39) und dem ersten Torsionsdämpfer (10) eine Antriebswelle (21 ) quer zur Drehachse (A) und/ oder der Drehachse (B) verläuft
3. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Raumbereich (19) im Drehmomentweg (M) eine Tilgereinheit (6), insbesondere ein drehzahlvariabler Tilger, oder ein Fest- frequenztilger, oder ein Tilger für zwei oder mehrere Motorordnungen vorgesehen ist.
4. Drehmomentübertragungsanordnung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Raumbereich (19) nach der Tilgereinheit (6) im Drehmomentweg (M) ein zweiter Torsionsdämpfer (20) oder weitere Torsionsdämpfer vorgesehen sind.
5. Drehmomentübertragungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (33) eine Getriebeanordnung (37) umfasst, insbesondere ein automatisiertes Planetenradgetriebe (43) oder ein manuelles oder automatisiertes Schaltgetriebe (44).
6. Drehmomentübertragungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Raumbereich (17) ein Trockenraum (24) ist und dass der zweite Raumbereich (26) ein Feuchtraum (26) ist und dass der dritte Raumbereich (28) ein Nassraum (29) ist.
7. Drehmomentübertragungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Raumbereich (17), der zweite Raumbereich (19) und der dritte Raumbereich (28) von einem Gehäuseelement (34) umgeben sind.
8. Drehmomentübertragungsanordnung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (34) in axialer Richtung entlang der Drehachse (A) zumindest aus einem ersten Gehäusebauteil (47) und aus einem zweiten Gehäusebauteil (48) gebildet ist, wobei eine Verbindungsstelle (49) des ersten Gehäusebauteils (47) mit dem zweiten Gehäusebauteil (48) entlang des zweiten Raumbereiches (19) vorgesehen ist.
9. Drehmomentübertragungsanordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstelle (49) als eine Schraubverbindung und/oder als eine Nietverbindung ausgeführt ist.
10. Drehmomentübertragungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Raumbereich (17) zu dem zweiten Raumbereich (19) mittels eines Trennelements (8) abgetrennt ist.
11. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (8) integral mit dem ersten Gehäusebauteil (47) oder als ein separates Bauteil ausgeführt ist.
12. Drehmomentübertragungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Raumbereich (19) zu dem dritten Raumbereich (28) mittels eines Trennelements (13) abgetrennt , wobei das Trennelement (13) integral mit dem zweiten Gehäusebauteil (48) oder als ein separates Bauteil ausgeführt ist.
13. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Torsionsdämpfer (10) einreihig oder mehrreihig ausgebildet ist.
14. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Torsionsdämpfer (20) oder die weiteren Torsionsdämpfer einreihig oder mehrreihig ausgebildet sind.
15. Drehmomentübertragungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Raumbereich (17) und / oder im zweiten Raumbereich (19) ein elektrisches Antriebsaggregat (40) in dem Drehmomentweg (M) vorgesehen ist.
16. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Drehmomentweg (M) vor dem elektrischen Antriebsaggregat (40) eine Trennkupplung (14) vorgesehen ist, wobei die Trennkupplung (14) den Drehmomentweg (M) vom Eingangsbereich (25) bis zum Ausgangsbereich (35) unterbrechen kann und ein Drehmoment (Me), das von dem elektrischen Antriebsaggregat (40) erzeugt wird, zu dem Ausgangsbereich (35) verläuft.
17. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung (14) geeignet ist, das Drehmoment (M) oder Drehmomentanteile (Ma) von dem Eingangsbereich (25) zu dem Ausgangsbereich (35) zu leiten.
18. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die die Drehachse (A) zu der Drehachse (B) koaxial verläuft oder dass die die Drehachse (A) zu der Drehachse (B) achsversetzt verläuft.
19. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (33) ein Anfahrelement (73) im Drehmomentweg (M) vorsieht.
20. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Anfahrelement (73) insbesondere als eine Reibkupplung oder eine Lamellenkupplung oder eine Lamellenbremse ausgeführt ist.
21 . Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Antriebsaggregat (40) einen Rotor (42) und einen Stator (41 ) umfasst, wobei der Rotor (42) im Drehmomentweg (M) vorgesehen ist.
22. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Längenverhältnis entlang der Drehachse (A) oder (B) des ersten Raumbereiches (17) zu dem zweiten Raumbereich (19) zwischen 1 :1 und 1 : 5 liegt.
23. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser der Tilgereinheit (6) zu einem Innendurchmesser des zweiten Raumbereiches (17) in einem Verhältnis von 0,9 bis 0,98 ist, wobei der maximale Innendurchmesser des zweiten Raumbereiches einen Durchmesser von 290+/- 20 mm vorsieht.
24. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Torsionsdämpfer (20) innerhalb eines Rotorträgers (46) des elektrischen Antriebsaggregates angeordnet ist, wobei ein Außendurchmesser des zweiten Torsionsdämpfers (20) zu einem Innendurchmesser des Rotorträgers (46) in einem Verhältnis von 0,9 bis 0,98 ist, wobei der maximale Innendurchmesser des zweiten Torsionsdämpfers (20) einen Durchmesser von
170+/- 20 mm vorsieht.
25. Drehmomentübertragungsanordnung (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steifigkeitsverhältnis zwischen dem ersten Torsionsdämpfer (10) und dem zweiten Torsionsdämpfer (20) 1 :7 bis 1 : 10 beträgt.
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