Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment. Insbesondere betrifft die Erfindung eine integrierte hydrodynamische Wandlerkupplung zum Einsatz in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.

In einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs wird zwischen einem Antriebsmotor und einem Getriebe eine Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment verwendet, um einerseits den Drehmomentfluss zwischen dem Antriebsmotor und dem Getriebe steuern zu können, insbesondere durch Herstellen oder Unterbrechen des Flusses, und andererseits Ungleichförmig- keiten in der Drehbewegung zu dämpfen bzw. zu tilgen. In einer Variante wird ein hydrodynamischer Drehmomentwandler verwendet, um das Drehmoment zu übertragen. Der hydrodynamische Wandler umfasst ein Pumpenrad und ein Turbinenrad, die mittels eines Fluids hydrodynamisch miteinander gekoppelt sind. Die Höhe eines durch den Wandler übertragenen Drehmoments kann von einem Unterschied zwischen Drehzahlen des Pumpenrads und des Turbinenrads abhängig sein. Mittels des hydrodynamischen Wandlers kann verhindert werden, dass der Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs stehen bleibt, wenn die getriebeseitige Drehzahl auf Null absinkt. Der Antriebsmotor kann einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Hubkolbenmotor, umfassen.

Eine Ungleichförmigkeit der Drehbewegung der Eingangsseite bzw. Ausgangsseite der genannten Einrichtung kann mittels unterschiedlicher, bekannter Elemente reduziert bzw. zwischen Eingangs- und Ausgangsseite isoliert werden. Beispielsweise kann ein Fliehkraftpendel mit einem rotierenden Element der Einrichtung verbunden werden. Das Fliehkraftpendel umfasst einen Pendelflansch, an dem eine Pendelmasse in der Drehebene verschiebbar angebracht ist. Wird die Drehbewegung des Pendelflanschs beschleunigt oder verzögert, so wird die Pendelmasse nach radial innen oder radial außen abgelenkt, wodurch Energie aufgenommen oder abgegeben werden kann, sodass der Beschleunigung bzw. Verzögerung der Drehbewegung entgegengewirkt wird. Das Fliehkraftpendel kann insbesondere zur Tilgung von Drehschwingungen eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte integrierte Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment bereitzustellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels einer Einrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder. Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite umfasst einen hydrodynamischen Wandler mit einem Pumpenrad, das mit der Eingangsseite verbunden ist, und einem Turbinenrad, das mittels eines Fluids hydrodynamisch mit dem Pumpenrad gekoppelt ist, ferner einen Federdämpfer zur Kopplung des Turbinenrads mit der Ausgangsseite und ein Fliehkraftpendel, das mit einem der anderen Elemente drehmomentschlüssig verbunden ist. Dabei ist im Drehmomentfluss zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite nur ein Federdämpfer angeordnet.

Durch die Vorsehung von nicht mehr als einem Federdämpfer kann die Einrichtung kompakt und effizient ausgelegt werden. Die integrierte Einrichtung kann einen vorhandenen Bauraum gut ausnutzen und für unterschiedliche Anwendungen, insbesondere in Antriebssträngen unterschiedlicher Kraftfahrzeuge, einsetzbar sein. Eine Komplexität der Einrichtung kann gering sein, sodass eine hohe Zuverlässigkeit oder eine hohe Lebensdauer erzielt werden können.

In einer Ausführungsform ist das Fliehkraftpendel starr mit der Ausgangsseite verbunden. In dieser Ausführungsform wird das Drehmoment von der Eingangsseite zuerst durch den hydrodynamischen Wandler und dann durch den Federdämpfer geführt, bevor es den Pendelflansch erreicht. Der Pendelflansch kann dadurch zum Tilgen von Schwingungen beitragen, die durch den Federdämpfer bedingt sind. Außerdem kann ein kompakter Aufbau der Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment unterstützt sein.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Einrichtung ein Gehäuse zur Aufnahme des Turbinenrads, des Federdämpfers, des Fliehkraftpendels und des Fluids. Das Fluid kann auf diese Weise außer zur hydrodynamischen Kopplung des Pumpenrads mit dem Turbinenrad auch zur Schmierung, Reinigung oder Kühlung des Fliehkraftpendels oder des Federdämpfers eingesetzt werden. Mittels des Gehäuses können die Elemente der Einrichtung verbessert gekapselt sein, wodurch sich eine verbesserte Handhabbarkeit der Einrichtung ergeben kann.

In einer Ausführungsform umfasst der Federdämpfer eine Bogenfeder. Die Bogenfeder erstreckt sich entlang eines Umfangs um eine Drehachse und kann gegenüber einem Federdämpfer mit einer geraden Feder einen erheblich größeren Verdrehwinkel zwischen seiner Eingangsseite und seiner Ausgangsseite erlauben.

Für die Bogenfeder kann ein radial äußeres Halteelement vorgesehen sein, das gegenüber dem Turbinenrad und der Ausgangsseite verdrehbar gelagert ist. Die Bogenfeder kann mittels des Halteelements auf der radialen Ausgangsseite abgestützt werden, wobei insbesondere bei hohen Drehzahlen durch eine erhöhte radiale Anpresskraft ein erwünschter Dämpfungseffekt eintreten kann. Durch die freie Lagerung des Halteelements bezüglich des Turbinenrads und der Ausgangsseite kann das Halteelement den Bewegungen der Bogenfeder verbessert folgen. Federeigenschaften der Bogenfeder können so verbessert ausnutzbar sein.

In einer Variante ist der Federdämpfer radial innerhalb einer Pendelmasse des Fliehkraftpendels angeordnet. Dabei kann sich der Federdämpfer insbesondere in einen radial inneren Bereich des hydrodynamischen Wandlers schmiegen. Ein vorhandener Bauraum kann dadurch verbessert ausgenutzt werden.

In einer anderen Variante ist der Federdämpfer radial außerhalb der Pendelmasse des Fliehkraftpendels angeordnet. In diesem Fall kann sich der Federdämpfer in einen radial äußeren Bereich des hydrodynamischen Wandlers schmiegen, sodass auch in dieser Variante eine gute Ausnutzung vorhandenen Bauraums gelingen kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform fluchten der Pendelflansch und der

Federdämpfer axial miteinander. Eine Kraftübertragung vom Federdämpfer durch den Pendelflansch an die Ausgangsseite kann dadurch erleichtert sein.

Bevorzugterweise ist ferner eine steuerbare Reibkupplung zur starren Kopplung des

Pumpenrads mit dem Turbinenrad vorgesehen. Unterscheiden sich Drehzahlen des Pumpenrads und des Turbinenrads nur wenig voneinander, so kann durch Schließen der Reibkupplung ein Wrkungsgrad der gesamten Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment gesteigert werden.

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

Figuren 1 bis 8 schematische Darstellungen unterschiedlicher Ausführungsformen von

Einrichtungen zur Übertragung von Drehmoment mit jeweils genau einem Federdämpfer im Kraftfluss zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite darstellt.

Figur 1 zeigt eine Einrichtung 100 zur Übertragung von Drehmoment zwischen einer

Eingangsseite 105 und einer Ausgangsseite 1 10 in einer ersten Ausführungsform. Dabei ist eine Übertragung von Drehmoment nicht auf die Richtung von der Eingangsseite 105 zur Ausgangsseite 110 beschränkt, vielmehr kann auch eine Übertragung von Drehmoment in der entgegengesetzten Richtung erfolgen. Die Bezeichnungen Eingangsseite und Ausgangsseite können in diesem Sinne auch vertauscht zugewiesen werden.

Die Eingangsseite 105 und die Ausgangsseite 1 10 sind um eine gemeinsame Drehachse 1 15 drehbar gelagert. Die Einrichtung 100 umfasst einen hydrodynamischen Wandler 120, einen Federdämpfer 125 und ein Fliehkraftpendel 130. Der hydrodynamische Wandler 120 umfasst ein Pumpenrad 135, das mit der Eingangsseite 105 starr verbunden ist. In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist das Pumpenrad 135 an einem Gehäuse 140 befestigt bzw. integriert mit diesem ausgeführt, wobei das Gehäuse 140 zur Aufnahme der restlichen Komponenten, insbesondere des Federdämpfers 125 und des Fliehkraftpendels 130, eingerichtet ist. In einer anderen Ausführungsform kann das Gehäuse 140 auch nur das Pumpenrad 135 und das Turbinenrad 145 beherbergen. Ein Turbinenrad 145 des hydrodynamischen Wandlers 120 ist mittels eines hydraulischen Fluids 150 hydrodynamisch mit dem Turbinenrad 145 koppelbar. Das Fluid 150 kann durch Strömung zwischen dem Pumpenrad 135 und dem Turbinenrad 145 eine Übertragung von Drehmoment bewirken. Ferner kann das Fluid 150 den Federdämpfer 125 oder das Fliehkraftpendel 130 um- oder durchströmen, wobei ein Kühleffekt, ein Reinigungseffekt oder ein Schmiereffekt ausgenutzt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner eine steuerbare Reibkupplung 155 zur starren Kopplung des Pumpenrads 135 mit dem Turbinenrad 145 vorgesehen. Das Turbinenrad 145 ist an seiner radialen Innenseite bevorzugterweise mittels einer Nabe 148, einer Hülse oder einer anderen Einrichtung gegenüber der Ausgangsseite 1 10 radial abgestützt.

Der Federdämpfer 125 umfasst ein elastisches Element 160, das im Bereich eines Umfangs um die Drehachse 115 angeordnet ist. Das elastische Element 160 umfasst in der dargestellten Ausführungsform eine zylindrische Schraubenfeder, die an einem ersten axialen Ende an einem Zwischenflansch 165 anliegt, der starr mit dem Turbinenrad 145 gekoppelt ist, und am entgegengesetzten axialen Ende an einem Pendelflansch 170 des Fliehkraftpendels 130. In einer anderen Ausführungsform kann das elastische Element 160 auch eine Bogenfeder umfassen, die dem Umfang um die Drehachse 115 folgt. Wrd der Pendelflansch 170 gegenüber dem Zwischenflansch 165 in oder gegen Drehrichtung des Pendelflanschs 170 verdreht, so wird das elastische Element 160 komprimiert. In der dargestellten Ausführungsform ist der Zwischenflansch 165 zweifach ausgeführt, wobei auf jeder axialen Seite des Pendelflanschs 170 ein Zwischenflansch 165 liegt. Die beiden Zwischenflansche 165 sind starr miteinander verbunden, beispielsweise mittels einer Nietverbindung. Bevorzugterweise ist zur radialen Ab- stützung des elastischen Elements 160 auf der radial äußeren Seite ein Halteelement 305 an wenigstens einem der Zwischenflansche 165 ausgebildet.

Das Fliehkraftpendel 130 umfasst weiter eine Pendelmasse 175, die in der vorliegenden Ausführungsform durch zwei Pendelelemente 180 gebildet ist, die auf unterschiedlichen axialen Seiten des Pendelflanschs 170 liegen und starr miteinander verbunden sind. Die Pendelmasse 175 ist in der Drehebene um die Drehachse 1 15 verschiebbar am Pendelflansch 170 angebracht.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist der Federdämpfer 125 radial innerhalb der Pendelmasse 175 des Fliehkraftpendels 130 angeordnet. Bevorzugterweise fluchten der Pendelflansch 170 und der Federdämpfer 125 dabei axial miteinander, sodass der Pendelflansch 170 gestreckt in der Rotationsebene ausgeführt sein kann.

Die im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 2 bis 8 beschriebenen Ausführungsformen von Einrichtungen 100 zur Übertragung von Drehmoment verwenden Elemente, die oben mit Bezug auf Figur 1 bereits erläutert wurden. Wo nichts anderes angegeben ist, können Variationsmöglichkeiten oder Details entsprechend übernommen werden. Allgemein gilt, dass Merkmale der in den Figuren 1 bis 8 dargestellten Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können. Im Folgenden werden lediglich die abweichenden Konstruktionsmerkmale weiterer Ausführungsformen der Einrichtung 100 genauer erläutert.

Figur 2 zeigt ein Einrichtung 100 in einer zweiten Ausführungsform. Hier ist der Pendelflansch 170 ebenfalls in radialer Richtung gerade ausgeführt, es besteht jedoch ein axialer Versatz zwischen dem Federdämpfer 125 und der Pendelmasse 175 des Pendelflanschs 170. Eine erste axiale Anlage für das elastische Element 160 des Federdämpfers 125 kann als Hilfsflansch 165 aus dem Pendelflansch 170 axial herausgebogen sein. Ein zweites axiales Anlageelement für das elastische Element 160 wird bevorzugterweise durch einen Hilfsflansch 165 gebildet, der radial innerhalb des elastischen Elements 160 starr mit dem Turbinenrad 145 des hydrodynamischen Wandlers 120 verbunden ist. Ein weiterer Hilfsflansch 165 kann zur radial äußeren Abstützung des elastischen Elements 160 vorgesehen sein. Die Hilfsflansche 165 sind bevorzugterweise miteinander vernietet oder einstückig miteinander ausgeführt. Bevorzugterweise schmiegt sich der Federdämpfer 125 in einem radial inneren Bereich des hydrodynamischen Dämpfers 120 axial zwischen den Pendelflansch 170 und das Turbinenrad 145. Figur 3 zeigt die Einrichtung 100 in einer dritten Ausführungsform. Im Gegensatz zu der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist hier ein Halteelement 305 zur radial äußeren Ab- stützung des elastischen Elements 160 vorgesehen, das um die Drehachse 1 15 drehbar ist. Insbesondere ist das Halteelement 305 weder am Pendelflansch 170 noch am Turbinenrad 145 oder einem mit ihm verbundenen Hilfsflansch 165 angebracht. In radialer Richtung ist das Halteelement 305 bevorzugterweise gegenüber dem Pendelflansch 170 oder einer mit ihr verbundenen Nabe 310 abgestützt. Statt der Nabe 310 kann auch eine Hülse, ein Lager oder eine andere Einrichtung vorgesehen sein.

Figur 4 zeigt die Einrichtung 100 in einer vierten Ausführungsform. Hier ist eine weitere Nabe 405 vorgesehen, um das Halteelement 305 radial abzustützen ist, wobei die Nabe 405 axial fluchtend mit dem elastischen Element 160 ausgebildet ist. An Stelle der Nabe 405 kann auch eine Hülse, ein Lager oder eine andere Einrichtung verwendet werden. Der Hilfsflansch 165 zur axialen Anlage am elastischen Element 160 und ein radial innerer Abschnitt des Turbinenrads 145 liegen auf unterschiedlichen axialen Seiten an der Nabe 310 an und sind

bevorzugterweise kraftschlüssig mit dieser verbunden.

Figur 5 zeigt die Einrichtung 100 in einer fünften Ausführungsform. Hier ist der Federdämpfer 125 radial außerhalb der Pendelmasse 175 des Fliehkraftpendels 130 angeordnet. Der Pendelflansch 170 ist in einem radial äußeren Bereich axial umgebogen und liegt in diesem Bereich an einem axialen Ende des elastischen Elements 160 an. Das Halteelement 305 ist bevorzugterweise im radial äußeren Bereich des Turbinenrads 145 angebracht oder ausgeformt und kann integriert mit der steuerbaren Reibkupplung 155 gebildet sein.

Bevorzugterweise ist das Halteelement 305 zur Abstützung des elastischen Elements 160 an einer radialen Außenseite eingerichtet.

Figur 6 zeigt die Einrichtung 100 in einer sechsten Ausführungsform. Im Unterschied zur fünften Ausführungsform von Figur 5 ist hier das Halteelement 305 am Pendelflansch 170 des Fliehkraftpendels 130 befestigt oder ausgebildet. Zur axialen Anlage am elastischen Element 160 des Federdämpfers 125 kann ein Übertragungselement 605 vorgesehen sein, das mit dem Turbinenrad 145 verbunden ist. Das Übertragungselement 605 kann insbesondere integriert mit dem Turbinenrad 145 ausgeführt und beispielsweise in axialer Richtung

herausgebogen sein. Figur 7 zeigt die Einrichtung 100 in einer siebten Ausführungsform. Im Unterschied zu den Ausführungsformen fünf und sechs fluchten hier der Pendelflansch 170 und der Federdämpfer 125 miteinander. Bevorzugterweise liegt das elastische Element 160 an einem Abschnitt des Pendelflanschs 170 axial an. Eine weitere axiale Anlage ist gebildet durch einen Übertragungsflansch 705, der sich radial nach innen erstreckt und bevorzugterweise gegenüber der Ausgangsseite 110 radial gelagert ist. Eine Kraftübertragung zwischen dem Turbinenrad 145 und dem Übertragungsflansch 705 erfolgt bevorzugterweise auf einer radialen Außenseite des elastischen Elements 160 mittels des Übertragungselements 605. Das Übertragungselement 605 und der Übertragungsflansch 705 können kraftschlüssig ineinander eingreifen oder sonst wie kraftschlüssig miteinander verbunden sein. In der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform ist ein zusätzlicher Hilfsflansch 165 vorgesehen, der in einem Bereich radial außerhalb des elastischen Elements 160 dem Übertragungsflansch 705 axial gegenüberliegt.

Bevorzugterweise sind am Übertragungsflansch 705 und gegebenenfalls auch am Hilfsflansch 165 Ausstellungen vorgesehen, um das elastische Element 160 radial außen abzustützen.

Figur 8 zeigt die Einrichtung 100 in einer achten Ausführungsform. Ähnlich den Ausführungsformen zwei bis vier ist der Federdämpfer 125 radial innerhalb eines Bereichs der Pendelmasse 175 angeordnet. Ein Halteelement 305 zur radial äußeren Abstützung des elastischen Elements 160 ist kraftschlüssig am Pendelflansch 170 des Fliehkraftpendels 130 befestigt, beispielsweise mittels Nieten. Ein Hilfsflansch 165 zur axialen Anlage am elastischen Element 160 ist bevorzugterweise auf einer radialen Innenseite des elastischen Elements 160 kraftschlüssig mit dem Turbinenrad 145 verbunden.

Bezugszeichenliste

100 Einrichtung zur Übertragung von Drehmoment

105 Eingangsseite

110 Ausgangsseite

115 Drehachse

120 hydrodynamischen Wandler

125 Federdämpfer

130 Fliehkraftpendel

135 Pumpenrad

140 Gehäuse

145 Turbinenrad

148 Nabe

150 hydraulisches Fluid

155 Reibkupplung

160 elastisches Element

165 Zwischenflansch

170 Pendelflansch

175 Pendelmasse

180 Pendelelement

305 Halteelement

405 Nabe

605 Übertragungselement

705 Übertragungsflansch