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Title:
TORQUE-TRANSMITTING DEVICE AND DRIVE ASSEMBLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/262892
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a torque-transmitting device (1) that comprises at least a damping device (2) for damping torsional vibrations and a torque-limiting device (3), which is coupled to the damping device (2), for limiting a torque transmitted via the torque-transmitting device (1), said damping device and torque-limiting device having a common rotational axis (4). The damping device (2) has a first input side (5) and a first output side (6) which can be rotated relative to each other by a limited angular range (9) in a circumferential direction (8) via at least one first spring (7), wherein the torque-limiting device (3) has a second input side (10), which is coupled to the first output side (6), and a second output side (12), which is connected to the second input side (10) via a friction clutch (11), said friction clutch (11) being biased via at least one second spring (13), and the torque introduced into the torque-transmitting device (1) via the first input side (5) can be transmitted to the second output side (12) and can be limited to a first threshold torque in the process.

Inventors:
BERNHARDT JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/DE2022/100364
Publication Date:
December 22, 2022
Filing Date:
May 16, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16D43/21; F16D43/26
Domestic Patent References:
WO2019052603A12019-03-21
WO2019052602A12019-03-21
Foreign References:
US20150053528A12015-02-26
DE19739517A11999-03-11
DE102019106347A12019-09-19
DE102019119826A12021-01-28
DE102019135036A12021-06-24
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Claims:
Patentansprüche

1. Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1), zumindest umfassend eine Dämp fungseinrichtung (2) zur Dämpfung von Drehschwingungen sowie eine mit der Dämpfungseinrichtung (2) gekoppelte Drehmoment-Begrenzungseinrichtung (3) zur Begrenzung eines über die Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1) über tragenen Drehmoments, mit einer gemeinsamen Drehachse (4); wobei die Dämpfungseinrichtung (2) eine erste Eingangsseite (5) und eine erste Aus gangsseite (6) aufweist, die über mindestens eine erste Feder (7) in einer Um fangsrichtung (8) um einen begrenzten Winkelbereich (9) relativ zueinander ver drehbar sind; wobei die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung (3) eine mit der ersten Ausgangsseite (6) gekoppelte zweite Eingangsseite (10) und eine, mit der zweiten Eingangsseite (10) über eine Reibkupplung (11) verbundene zweite Ausgangsseite (12) aufweist, wobei die Reibkupplung (11) über mindestens eine zweite Feder (13) vorgespannt ist; wobei das über die erste Eingangsseite (5) in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1) eingeleitete Drehmoment hin zur zweiten Ausgangsseite (12) übertragbar und dabei auf ein erstes Grenzdreh moment begrenzbar ist; wobei die erste Eingangsseite (5) mit der zweiten Ein gangsseite (10) über ein Betätigungssystem (14) verbunden ist, so dass bei ei ner relativen Verdrehung der ersten Seiten (5, 6) um einen ersten Winkelbetrag (15) ein mit der ersten Eingangsseite (5) verbundenes erstes Betätigungsele ment (16) gegenüber einem mit einer der anderen Seiten (6, 10, 12) verbunde nen zweiten Betätigungselement (17) bewegbar ist, wobei infolge der relativen Bewegung der Betätigungselemente (16, 17) die mindestens eine zweite Feder (13) betätigbar und damit eine Vorspannung der Reibkupplung (11) reduzierbar ist.

2. Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei das erste Be tätigungselement (16) mit der ersten Eingangsseite (5) gegenüber den anderen Seiten (6, 10, 12) entlang der Umfangsrichtung (8) relativ bewegbar ist.

3. Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei die Reibkupplung (11) zumindest eine entlang der Drehachse (4) verlagerbare Anpressplatte (18) aufweist, die durch Betätigung des zweiten Be tätigungselements (17) gegen die Vorspannung erzeugende mindestens eine zweite Feder (13) entlang der Drehachse (4) verlagerbar ist.

4. Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei das erste Betätigungselement (16) einstückig mit der ersten Ein gangsseite (5) ausgeführt ist.

5. Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei das erste Betätigungselement (16) über ein Rampensystem (19) mit dem zweiten Betätigungselement (17) zusammenwirkt, so dass durch eine Verlagerung des ersten Betätigungselements (16) entlang der Umfangsrichtung (8) das zweite Betätigungselement (17) entlang der Drehachse (4) verlagerbar und damit die zweite Feder (13) betätigbar ist.

6. Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei das zweite Betätigungselement (17) schwenkbar an einer von erster Ausgangsseite (6), zweiter Eingangsseite (10) oder zweiter Ausgangsseite (12) angeordnet ist.

7. Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei sich eine Schwenkachse (20) des zweiten Betätigungselements (17) entlang einer radia len Richtung (21) oder tangential zu der Umfangsrichtung (8) erstreckt.

8. Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei das zweite Betätigungselement (17) zumindest ein elastisch ver formbares Zugelement (22) umfasst, wobei, wenn das erste Betätigungselement (16) das Zugelement (22) kontaktiert, das Zugelement (22) in einer sich entlang der Umfangsrichtung (8) gerichteten ersten Erstreckung (23) und dadurch in ei ner sich entlang der Drehachse (4) gerichteten zweiten Erstreckung (24) elas tisch verformbar ist, wobei durch die Verformung der zweiten Erstreckung (24) die mindestens eine zweite Feder (13) betätigbar ist.

9. Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei die Reibkupplung (11) eine Lamellenkupplung ist, mit einer Mehrzahl von mit einem Außenlamellenträger (25) verbundenen Außenlamellen (26) und einer Mehrzahl von mit einem Innenlamellenträger (27) verbundenen Innenlamellen (28), wobei die zweite Eingangsseite (10) als der Außenlamellen träger (25) und die zweite Ausgangsseite (12) als Innenlamellenträger (27) aus geführt ist.

10. Drehmoment-Übertragungseinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden An sprüche, wobei bei Unterschreiten eines zweiten Grenzdrehmoments zumindest das zweite Betätigungselement (17) durch die mindestens eine zweite Feder (13) in eine Ausgangsposition (29) zurück bewegbar ist.

Description:
Drehmoment-Übertraqunqseinrichtunq sowie eine Antriebsanordnunq

Die Erfindung betrifft eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung sowie eine An triebsanordnung.

Aus dem Stand der Technik sind diverse Antriebsanordnungen bekannt, die Drehmo ment-Übertragungseinrichtungen aufweisen.

In bekannten Antriebsanordnungen ist gefordert, dass insbesondere elektrische Ag gregate der Antriebsanordnung vor Drehmoment-Überhöhung sowie vor schlagartiger Drehmoment-Änderung geschützt werden. Derartige Drehmoment-Überhöhungen und/oder schlagartige Drehmoment-Änderungen treten insbesondere dann auf, wenn ein mit der Antriebsanordnung ausgestattetes Kraftfahrzeug z. B. auf einem unebenen Untergrund fährt, wobei einzelne Räder des Kraftfahrzeugs gelegentlich ihren reib schlüssigen Kontakt zum Untergrund verlieren, bzw. durchdrehen oder stark be schleunigt werden.

Bekannte Drehmoment-Übertragungseinrichtungen in Antriebsanordnungen sind ent sprechend mit einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung kombiniert, um die Aufga be des Schutzes vor Drehmoment-Überhöhung zu erfüllen. Zudem umfassen Dreh moment-Übertragungseinrichtungen häufig Torsionsschwingungsdämpfer zum Schutz angeschlossener Aggregate vor auftretenden Drehschwingungen wie z. B. Dreh schwingungen, die im Betrieb von angeschlossenen Verbrennungskraftmaschinen er zeugt werden.

Bekannt sind reibschlüssig wirkende Drehmoment-Begrenzungseinrichtungen. Bei diesen Konzepten werden typischerweise Reibpaarungen aus organischen Belägen gegen Stahlgegenreibscheiben gepresst. Die erforderliche Anpresskraft wird typi scherweise über (Teller-)Federn erzeugt. Es handelt sich im Prinzip um selbst- /drehmomentbetätigte Reibkupplungen bzw. Rutschkupplungen. Die WO 2019/052603 A1 , WO 2019/052602 A1 , DE 102019 119826 A1 sowie die nachveröffentlichte DE 102019 135036.0 beschreiben jeweils eine Vorrichtung zum Absorbieren von Drehmomentschwankungen, umfassend eine Drehmoment- Begren zungseinrichtung und einen Torsionsschwingungsdämpfer, wobei die Drehmoment- Begrenzungseinrichtung als Rutschkupplung ausgestaltet ist.

Gemäß der DE 102019 135036.0 ist ein Ausgang eines Antriebsaggregats mit einer ersten Eingangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers gekoppelt. Eine erste Aus gangsseite des Torsionsschwingungsdämpfers ist mit einer zweiten Eingangsseite der Drehmoment- Begrenzungseinrichtung gekoppelt. Eine zweite Ausgangsseite der Drehmoment- Begrenzungseinrichtung ist mit einer Nabe gekoppelt, über die ein ggf. begrenztes Drehmoment an mindestens ein Rad oder an ein Getriebe weitergeleitet werden kann. Der Torsionsschwingungsdämpfer und die Drehmoment- Begrenzungseinrichtung sind also in Reihe geschaltet.

Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung ist derart ausgestaltet, dass deren zweite Eingangsseite und zweite Ausgangsseite reibschlüssig miteinander verbunden sind zur Übertragung eines Drehmoments in einem definierten Drehmoment-Bereich. Bei Überschreitung des Drehmoment-Bereichs, also bei Erreichen einer Schaltschwelle bzw. eines Grenzdrehmoments, löst sich die reibschlüssige Verbindung zwischen den zweiten Seiten und der Drehmoment-Übertragungspfad zwischen der zweiten Ein gangsseite und der zweiten Ausgangsseite der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung wird geöffnet.

Die Einhaltung dieses Drehmoment-Bereichs muss aktuell mit sehr großem Aufwand realisiert werden, und kann meistens doch nicht über die gesamte Lebensdauer ge halten werden.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung sowie eine damit ausgestattete Antriebsanord nung bereitzustellen, mit der Schwankungen dieser Schaltschwelle bzw. des Grenz drehmoments möglichst geringgehalten werden können. Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Drehmoment-Übertragungseinrichtung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technolo gisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzug te Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.

Es wird eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung vorgeschlagen, zumindest umfas send eine Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Drehschwingungen sowie eine mit der Dämpfungseinrichtung gekoppelte Drehmoment-Begrenzungseinrichtung zur Begrenzung eines über die Drehmoment-Übertragungseinrichtung übertragenen Drehmoments, mit einer gemeinsamen Drehachse. Die Dämpfungseinrichtung weist eine erste Eingangsseite und eine erste Ausgangsseite auf, die über mindestens eine erste Feder in einer Umfangsrichtung um einen begrenzten Winkelbereich relativ zu einander verdrehbar sind. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung weist eine mit der ersten Ausgangsseite gekoppelte zweite Eingangsseite und eine mit der zweiten Eingangsseite über eine Reibkupplung verbundene zweite Ausgangsseite auf. Die Reibkupplung ist über mindestens eine zweite Feder vorgespannt. Das über die erste Eingangsseite in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung eingeleitete Drehmoment ist hin zur zweiten Ausgangsseite übertragbar und dabei auf ein erstes Grenzdreh moment begrenzbar. Die erste Eingangsseite ist mit der zweiten Eingangsseite über ein Betätigungssystem verbunden, so dass bei einer relativen Verdrehung der ersten Seiten um einen ersten Winkelbetrag ein mit der ersten Eingangsseite verbundenes erstes Betätigungselement gegenüber einem mit einer der anderen Seiten, also der ersten Ausgangsseite, der zweiten Eingangsseite, der zweiten Ausgangsseite, ver bundenen zweiten Betätigungselement bewegbar ist. Infolge der relativen Bewegung der Betätigungselemente ist die mindestens eine zweite Feder betätigbar und damit eine Vorspannung der Reibkupplung reduzierbar.

Die einzelnen Komponenten Dämpfungseinrichtung und Drehmoment- Begrenzungseinrichtung sowie deren relative Anordnung in einer Drehmoment- Übertragungseinrichtung sind grundsätzlich bekannt. Bei bekannten Drehmoment- Übertragungseinrichtungen fängt bei Erreichen eines vordefinierten Grenzdrehmo ments die Kupplung an zu Rutschen, d. h. das in die Drehmoment- Übertragungseinrichtung eingeleitete Drehmoment wird nicht mehr bzw. nicht mehr vollständig an die zweite Ausgangsseite übertragen. Das Grenzdrehmoment, bei dem das Durchrutschen der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung bzw. der Reibkupplung auftritt, wird von diversen Einflussparametern bestimmt. Das Rutschmoment hängt proportional z. B. von dem Reibwert im Reibkontakt und der von der zweiten Feder aufgebrachten Anpresskraft ab. Diese Anpresskraft variiert insbesondere abhängig von Toleranzen der zweiten Feder und der angrenzenden Bauteile. Der Reibwert vari iert beispielsweise über der Temperatur und über Lebensdauer. Diese und weitere Einflüsse führen zu einer signifikanten Variation des Rutschmoments der Drehmo ment-Begrenzungseinrichtung und damit zu einer Variation des Grenzdrehmoments.

Die Dämpfungseinrichtung verfügt insbesondere über eine definierte Steifigkeit, aus der über den Verdrehwinkel der relativen Verdrehung zwischen erster Eingangsseite und erster Ausgangsseite auf ein zu übertragenes Drehmoment rückgeschlossen werden kann. Insbesondere kann die Dämpfungseinrichtung durch eine Torsionsstei figkeit realisiert sein, die nicht primär als Dämpfungselement, sondern im Wesentli chen zur Drehmomentsensierung genutzt wird, und zur Betätigung der Drehmoment- Begrenzungseinrichtung dient.

Die bei Drehmoment-Übertragungseinrichtungen eingesetzten Dämpfungseinrichtun gen, verfügen regelmäßig über eine definierte Kennlinie bzgl. Drehmoment über Ver drehwinkel. Diese Kennlinie ist relativ robust und unterliegt nur kleinen Schwankun gen.

Vorliegend wird dieser Umstand ausgenutzt. Aus dem Verdrehwinkel der Dämpfungs einrichtung lässt sich auf das an der Drehmoment-Übertragungseinrichtung anliegen de Drehmoment schließen. Die Dämpfungseinrichtung wird vorliegend als Drehmo mentsensor genutzt. Bei Erreichen eines definierten Verdrehwinkels, also eines ersten Winkelbetrags, und damit eines definierten Drehmoments, wird der Reibkontakt der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung mechanisch geöffnet bzw. die Anpresskraft der zweiten Feder und damit die Vorspannung der Reibkupplung reduziert. Dabei kann al so vorgesehen sein, dass bis zum Erreichen des ersten Winkelbetrags gerade keine Betätigung der zweiten Feder und damit keine Reduzierung der Vorspannung erfolgt. Die mechanische Betätigung der Reibkupplung ermöglicht ein Durchrutschen der Reibpartner der Reibkupplung und damit eine Begrenzung des durch die Drehmo ment-Übertragungseinrichtung übertragbaren Drehmoments auf das vordefinierte Grenzdrehmoment.

Vorliegend wird also vorgeschlagen, dass das Rutschen der vorgespannten Kupplung aufgrund der Überschreitung eines Grenzdrehmoments nicht abgewartet wird. Dazu wird ein Betätigungssystem vorgeschlagen, dass in Abhängigkeit von einer relativen Verdrehung der ersten Seiten zueinander betätigt wird. Infolge der Betätigung des Be tätigungssystems wird der Reibkontakt der Drehmoment- Begrenzungseinrichtung mechanisch geöffnet.

Dabei muss die zweite Feder nicht selber direkt betätigt werden. Insbesondere wird eine Komponente der Drehmoment-Übertragungseinrichtung betätigt, an der sich die zweite Feder abstützt.

Die Betätigungselemente des Betätigungssystems ermöglichen, dass eine relative Verdrehung der ersten Eingangsseite gegenüber der ersten Ausgangsseite bei Errei chen eines ersten Winkelbetrags in eine Reduzierung der Vorspannung der Reibkupp lung umsetzbar ist. Bei einer über den ersten Winkelbetrag hinausgehenden relativen Verdrehung kann die Vorspannung der Reibkupplung auf einen sich sukzessive ver ringernden Vorspannungswert oder auf einen konstanten Vorspannungswert reduziert werden.

Die Betätigung des Betätigungssystems erfolgt insbesondere erst, wenn die relative Verdrehung der ersten Seiten den ersten Winkelbetrag überschreitet. Vorher erfolgt keine Betätigung des Betätigungssystems. Die Sensitivität des Betätigungssystems kann z. B. über die Betätigungselemente und/oder die zweite Feder eingestellt wer den. Eine über den ersten Winkelbetrag hinausgehende Verdrehung führt zur Redu zierung der Vorspannung der Reibkupplung.

Die Reibkupplung ist insbesondere so ausgelegt, dass sie im vorgespannten Zustand in jedem Fall ein in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung eingeleitetes Drehmo- ment übertragen kann. Die Begrenzung des übertragbaren Drehmoments wird insbe sondere ausschließlich über die Dämpfungseinrichtung (und über das davon abhängig betätigte Betätigungssystem) eingestellt.

Insbesondere weist die Reibkupplung zumindest eine entlang der Drehachse verla gerbare Anpressplatte auf, die durch Betätigung des zweiten Betätigungselements gegen die Vorspannung erzeugende mindestens eine zweite Feder entlang der Dreh achse verlagerbar ist.

Die Anpressplatte ist eine entlang der Drehachse verlagerbare Komponente der Reib kupplung. Zwischen der mit einer Eingangsseite der Reibkupplung drehfest verbunde nen und entlang der Drehachse verlagerbaren Anpressplatte und einer mit der Ein gangsseite der Reibkupplung drehfest verbundenen und gegenüber der Drehachse ortsfesten Gegenplatte, kann ein mit einer Ausgangsseite der Reibkupplung drehfest verbundener Reibbelag, verpresst werden.

Insbesondere ist das erste Betätigungselement einstückig mit der ersten Eingangssei te ausgeführt. Das erste Betätigungselement bildet insbesondere einen gegenüber der Umfangsrichtung wirkenden Anschlag für das zweite Betätigungselement. Wird also die erste Eingangsseite gegenüber den anderen Seiten verdreht, wird das erste Betä tigungselement das zweite Betätigungselement, z. B. erst bei Erreichen des ersten Winkelbetrags, kontaktieren und betätigen.

Das erste Betätigungselement kann über ein Rampensystem mit dem zweiten Betäti gungselement Zusammenwirken, so dass durch eine Verlagerung des ersten Betäti gungselements entlang der Umfangsrichtung das zweite Betätigungselement entlang der Drehachse verlagerbar und damit die zweite Feder betätigbar ist. Das Rampen system umfasst insbesondere zumindest an einem der Betätigungselemente eine Rampe, also eine gegenüber der Umfangsrichtung geneigte Oberfläche, so dass durch eine Kontaktierung der Oberflächen der Betätigungselemente zumindest das zweite Betätigungselement verlagert wird, z. B. entlang der radialen Richtung und/ oder entlang der axialen Richtung Insbesondere ist das zweite Betätigungselement schwenkbar an einer von erster Aus gangsseite, zweiter Eingangsseite oder zweiter Ausgangsseite angeordnet.

Insbesondere erstreckt sich eine Schwenkachse des zweiten Betätigungselements entlang einer radialen Richtung oder tangential zu der Umfangsrichtung.

Dabei kann, wenn sich das zweite Betätigungselement mit einem ersten Ende bei der Betätigung durch das erste Betätigungselement z. B. an einem Anschlag, z. B. an dem ersten Betätigungselement, abstützt, die Verschwenkung zu einer Verlagerung eines zweiten Endes des zweiten Betätigungselements entlang der Drehachse umge setzt werden.

Es kann auch, wenn die Schwenkachse z. B. gegenüber der Drehachse ortsfest an geordnet ist und das zweite Betätigungselement über ein erstes Ende, bei der Betäti gung durch das erste Betätigungselement, durch das erste Betätigungselement kon taktiert wird, die Verschwenkung zu einer Verlagerung eines zweiten Endes des zwei ten Betätigungselements entlang der Drehachse umgesetzt werden.

Insbesondere umfasst das zweite Betätigungselement zumindest ein elastisch ver formbares Zugelement. Wenn das erste Betätigungselement das Zugelement kontak tiert, ist das Zugelement in einer sich entlang der Umfangsrichtung gerichteten ersten Erstreckung elastisch verformbar. Infolge der elastischen Verformung der ersten Er streckung (z. B. Vergrößerung der ersten Erstreckung) ist das Zugelement in einer sich entlang der Drehachse gerichteten zweiten Erstreckung elastisch verformbar (z.

B. Verkürzung der zweiten Erstreckung). Durch die Verformung der zweiten Erstre ckung ist die mindestens eine zweite Feder betätigbar. Z. B. kann das Zugelement ein bandähnliches Element umfassen, dass sich entlang der Drehachse zwischen einem ersten Bandende und einem zweiten Bandende erstreckt. Das erste Bandende ist ge genüber der Drehachse ortsfest und das zweite Bandende entlang der Drehachse ver lagerbar angeordnet. Wird das Band nun zwischen den Bandenden durch das erste Betätigungselement kontaktiert, wird es verformt und das zweite Bandende wird ent lang der ersten Drehachse hin, zum ersten Bandende verlagert. Diese Verlagerung des zweiten Bandendes kann für eine Betätigung der zweiten Feder eingesetzt wer den. Z. B. kann mit dem zweiten Bandende ein Bolzen verbunden sein, der sich ent- lang der Drehachse erstreckt und auf die Anpressplatte der Reibkupplung oder unmit telbar auf die zweite Feder einwirkt. Infolge der Verlagerung des zweiten Bandendes entlang der Drehachse wird nun der Bolzen entlang der Drehachse verlagert und wirkt auf die zweite Feder ein, so dass die Vorspannung der Reibkupplung reduziert wird.

Insbesondere ist die Reibkupplung eine Lamellenkupplung mit einer Mehrzahl von mit einem Außenlamellenträger verbundenen Außenlamellen und einer Mehrzahl von mit einem Innenlamellenträger verbundenen Innenlamellen. Die zweite Eingangsseite ist als der Außenlamellenträger und die zweite Ausgangsseite als der Innenlamellenträ ger ausgeführt. Die Lamellen können über eine entlang der Drehachse verlagerbare Anpressplatte miteinander verpresst werden.

Insbesondere ist bei Unterschreiten eines zweiten Grenzdrehmoments zumindest das zweite Betätigungselement durch die mindestens eine zweite Feder in eine Aus gangsposition zurück bewegbar. Insbesondere soll das Betätigungssystem also nicht selbsthemmend wirken, sondern sich bei Unterschreiten eines zweiten Grenzdreh moments, das insbesondere geringer ist als das erste Grenzdrehmoment, selbsttätig zurückbewegen, so dass sich die Vorspannung der Reibkupplung, die vor Betätigung des Betätigungssystems vorlag, wieder einstellen kann.

Insbesondere ist die mindestens eine zweite Feder eine Tellerfeder.

Insbesondere ist die Vorspannung der Reibkupplung durch eine relative Verdrehung der ersten Eingangsseite gegenüber den anderen Seiten sowohl in einem Zugbetrieb als auch in einem Schubbetrieb der Drehmoment-Übertragungseinrichtung reduzier bar. Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung soll also insbesondere gegenüber Verdrehungen der ersten Seiten in beide Umfangsrichtungen wirken. Dabei können die eingestellten Grenzdrehmomente und/ oder erste Winkelbeträge durchaus unter schiedlich eingestellt werden.

Es wird weiter eine Antriebsanordnung vorgeschlagen, umfassend ein Antriebsaggre gat sowie die beschriebene Drehmoment-Übertragungseinrichtung. Ein Ausgang des Antriebsaggregats, z. B. eine Kurbelwelle, ist mit der ersten Eingangsseite der Dämp fungseinrichtung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung gekoppelt zwecks Über- tragung eines Drehmoments von dem Antriebsaggregat auf die Drehmoment- Übertragungseinrichtung.

Die zweite Ausgangsseite umfasst insbesondere ein Nabenteil, das drehfest z. B. mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist.

Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend die beschrie bene Antriebsanordnung mit einer Getriebeeingangswelle und einem Getriebe, wobei die zweite Ausgangsseite insbesondere ein Nabenteil umfasst, das drehfest mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist.

Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Grö ßen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihen folge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach Vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beilie genden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figu ren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Er kenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist da- rauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenver hältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

Fig. 1: eine bekannte Drehmoment-Übertragungseinrichtung in einer Seitenan sicht im Schnitt;

Fig. 2: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer ersten Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems;

Fig. 3: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer zweiten Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems;

Fig. 4: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer dritten Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems, in einer Ansicht entlang der ra dialen Richtung;

Fig. 5: die Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach Fig. 4, in einer perspek tivischen Ansicht;

Fig. 6: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer vierten Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems, in einer Ansicht entlang der Umfangsrichtung;

Fig. 7: die Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach Fig. 6, in einer Ansicht entlang der Drehachse;

Fig. 8: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer fünften Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems; in einer perspektivischen An sicht;

Fig. 9: die Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach Fig. 8, in einer Ansicht entlang der radialen Richtung; Fig. 10: eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einer sechsten Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems; in einer Ansicht entlang der Drehachse; und

Fig. 11: die Drehmoment-Übertragungseinrichtung nach Fig. 10, in einer Ansicht entlang der Umfangsrichtung.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in einer Seitenan sicht im Schnitt. Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 umfasst eine Dämp fungseinrichtung 2 zur Dämpfung von Drehschwingungen sowie eine mit der Dämp fungseinrichtung 2 gekoppelte Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 zur Begren zung eines über die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 übertragenen Drehmo ments, mit einer gemeinsamen Drehachse 4. Die Dämpfungseinrichtung 2 weist eine als Flansch ausgeführte erste Eingangsseite 5 und eine als Flansch ausgeführte erste Ausgangsseite 6 auf, die über mindestens eine erste Feder 7 in einer Umfangsrich tung 8 um einen begrenzten Winkelbereich 9 relativ zueinander verdrehbar sind. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 weist eine mit der ersten Ausgangsseite 6 gekoppelte zweite Eingangsseite 10 und eine mit der zweiten Eingangsseite 10 über eine Reibkupplung 11 verbundene zweite Ausgangsseite 12 auf. Die Reibkupplung 11 ist über eine zweite Feder 13 vorgespannt. Das über die erste Eingangsseite 5 in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 eingeleitete Drehmoment ist hin zur zweiten Ausgangsseite 12 übertragbar und dabei auf ein erstes Grenzdrehmoment begrenz bar.

Die Anordnung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in einer Antriebsanord nung 31 ist angedeutet. Die Antriebsanordnung 31 umfasst ein Antriebsaggregat 32 sowie die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1. Ein Ausgang 33 des Antriebsag gregats 32 ist mit der ersten Eingangsseite 5 der Dämpfungseinrichtung 2 der Dreh moment-Übertragungseinrichtung 1 gekoppelt zwecks Übertragung eines Drehmo ments von dem Antriebsaggregat 32 auf die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1. Die zweite Ausgangsseite 12 umfasst ein Nabenteil 34.

Bei dieser bekannten Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 fängt bei Erreichen ei nes vordefinierten Grenzdrehmoments die Reibkupplung 11 an zu rutschen, d. h. das in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 eingeleitete Drehmoment wird nicht mehr bzw. nicht mehr vollständig an die zweite Ausgangsseite 12 übertragen. Das Grenzdrehmoment, bei dem das Durchrutschen der Drehmoment- Begrenzungseinrichtung 3 bzw. der Reibkupplung 11 auftritt, wird von diversen Ein flussparametern bestimmt. Das Rutschmoment hängt proportional z. B. von Reibwert im Reibkontakt und der von der zweiten Feder 13 aufgebrachten Anpresskraft ab. Diese Anpresskraft variiert insbesondere abhängig von Toleranzen der zweiten Feder 13 und der angrenzenden Bauteile. Der Reibwert variiert beispielsweise über der Temperatur und über Lebensdauer. Diese und weitere Einflüsse führen zu einer signi fikanten Variation des Rutschmoments der Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 und damit zu einer Variation des Grenzdrehmoments.

Die Reibkupplung 11 ist eine Lamellenkupplung mit einer Mehrzahl von mit einem Au ßenlamellenträger 25 verbundenen Außenlamellen 26 und einer Mehrzahl von mit ei nem Innenlamellenträger 27 verbundenen Innenlamellen 28. Die zweite Eingangsseite 10 ist als der Außenlamellenträger 25 und die zweite Ausgangsseite 12 als der Innen lamellenträger 27 ausgeführt. Die Lamellen 26, 28 können über eine entlang der Drehachse 4 verlagerbare und durch eine zweite Feder 13 vorgespannte Anpressplat te 18 miteinander verpresst werden. Der Innenlamellenträger 27 ist als Nabenteil 34 ausgeführt.

Die Anpressplatte 18 ist eine entlang der Drehachse 4 verlagerbare Komponente. Zwischen der mit einer Eingangsseite der Reibkupplung 11 (zweite Eingangsseite 10) drehfest verbundenen und entlang der Drehachse 4 verlagerbaren Anpressplatte 18 und einer mit der Eingangsseite (zweiten Eingangsseite 10) drehfest verbundenen und gegenüber der Drehachse 4 ortsfesten Gegenplatte 35 kann ein mit einer Aus gangsseite der Reibkupplung 11 (zweite Ausgangsseite 12) drehfest verbundener Reibbelag (die Innenlamellen 28) verpresst werden.

Fig. 2 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer ersten Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems 14. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 wird ver wiesen. Die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 umfasst eine Dämpfungseinrichtung 2 zur Dämpfung von Drehschwingungen sowie eine mit der Dämpfungseinrichtung 2 gekoppelte Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 zur Begrenzung eines über die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 übertragenen Drehmoments, mit einer ge meinsamen Drehachse 4. Die Dämpfungseinrichtung 2 weist eine erste Eingangsseite 5 und eine erste Ausgangsseite 6 auf, die über mindestens eine erste Feder 7 in einer Umfangsrichtung 8 um einen begrenzten Winkelbereich 9 relativ zueinander verdreh bar sind. Die Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 weist eine mit der ersten Aus gangsseite 6 gekoppelte zweite Eingangsseite 10 und eine mit der zweiten Eingangs seite 10 über eine Reibkupplung 11 verbundene zweite Ausgangsseite 12 auf. Die Reibkupplung 11 ist über eine zweite Feder 13 vorgespannt. Das über die erste Ein gangsseite 5 in die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 eingeleitete Drehmoment ist hin zur zweiten Ausgangsseite 12 übertragbar und dabei auf ein erstes Grenz drehmoment begrenzbar. Diesbezüglich wird auf die Drehmoment- Übertragungseinrichtung 1 gemäß Fig. 1 verwiesen. Die Reibkupplung 11 kann, wie dargestellt, eine als Gegenreibscheibe ausgeführte zweite Ausgangsseite 12 aufwei sen. Alternativ kann sie aber auch als Mehrscheiben- oder Lamellenkupplung einge setzt werden.

Der primäre Zweck der skizzierten ersten Feder 7 muss nicht die Dämpfung von Schwingungen sein. Es ist ebenso vorstellbar (falls kein Dämpfer benötigt wird), eine Drehmomentsensierung über eine erste Feder 7 zu realisieren, wobei diese dann ausschließlich zum Zweck der Drehmomentsensierung verbaut werden kann. Dem entsprechend ist die Anwendung nicht nur auf Drehmoment- Übertragungseinrichtungen 1 bzw. Antriebsstränge, die einen Dämpfer mit einer Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 benötigen, beschränkt. Es ist auch vorstellbar die beschriebene Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 in Antriebssträngen, die nur eine Drehmoment-Begrenzungseinrichtung 3 (aber keinen Dämpfer) benötigen, einzusetzen.

Weiter umfasst die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 ein Betätigungssystem 14. Fig. 2 zeigt die erste Eingangsseite 5 als das erste Betätigungselement 16. Ein zweites Betätigungselement 17 ist mit der ersten Ausgangsseite 6 verbunden. Die ers te Ausgangsseite 6 ist in einer Ansicht entlang der Umfangsrichtung 8 dargestellt. Das Zusammenwirken der ersten Eingangsseite 5 und der ersten Ausgangsseite 6 ist in einer Ansicht entlang der radialen Richtung 21 dargestellt.

Die erste Eingangsseite 5 ist mit der zweiten Eingangsseite 10 über das Betätigungs system 14 verbunden, so dass bei einer relativen Verdrehung der ersten Seiten 5, 6 um einen ersten Winkelbetrag 15 ein mit der ersten Eingangsseite 5 verbundenes ers tes Betätigungselement 16 gegenüber einem mit einer der anderen Seiten 6, 10, 12, also der ersten Ausgangsseite 6, der zweiten Eingangsseite 10, der zweiten Aus gangsseite 12, verbundenen zweiten Betätigungselement 17 bewegbar ist. Infolge der relativen Bewegung der Betätigungselemente 16, 17 ist die zweite Feder 13 betätigbar und damit eine Vorspannung der Reibkupplung 11 reduzierbar. Das zweite Betäti gungselement 17 ist elastisch verformbar ausgeführt, so dass es durch eine Betäti gung entlang der Umfangsrichtung 8 in einer parallel zur Drehachse 4 verlaufenden Richtung verformt wird. Infolge dieser Verformung wird die zweite Feder 13 betätigt.

Bei Unterschreiten eines zweiten Grenzdrehmoments ist zumindest das zweite Betäti gungselement 17 durch die zweite Feder 13 in eine Ausgangsposition 29 zurück be wegbar. Das Betätigungssystem 14 wirkt also nicht selbsthemmend.

Fig. 3 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer zweiten Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems 14. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 und 2 wird verwiesen.

Das Zusammenwirken der ersten Eingangsseite 5 und der ersten Ausgangsseite 6 ist in einer Ansicht entlang der radialen Richtung 21 dargestellt. Das erste Betätigungs element 16 wirkt über ein Rampensystem 19 mit dem zweiten Betätigungselement 17 zusammen, so dass durch eine Verlagerung des ersten Betätigungselements 16 ent lang der Umfangsrichtung 8 das zweite Betätigungselement 17 entlang der Drehachse 4 verlagerbar und damit die zweite Feder 13 betätigbar ist. Das Rampensystem 19 umfasst an beiden Betätigungselementen 16, 17 Rampen 30, also gegenüber der Um fangsrichtung 8 geneigte Oberflächen, so dass durch eine Kontaktierung der Oberflä chen der Betätigungselemente 16, 17 das zweite Betätigungselement 17, hier die ers te Ausgangsseite 6, entlang der zur Drehachse 4 parallelen axialen Richtung verlagert wird. Zur Realisierung der Funktion ist eine Rampe 30 an einer Fläche insbesondere ausreichend.

Fig. 4 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer dritten Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems 14, in einer Ansicht entlang der radialen Richtung 21. Fig. 5 zeigt die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 nach Fig. 4, in einer perspektivischen Ansicht. Die Fig. 4 und 5 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 3 wird verwiesen.

Das zweite Betätigungselement 17 ist schwenkbar an der ersten Ausgangsseite 6 an geordnet. Eine Schwenkachse 20 des zweiten Betätigungselements 17 erstreckt sich entlang einer radialen Richtung 21. Es sind zwei verschwenkbare zweite Betätigungs elemente 17 vorgesehen.

Jedes der zweiten Betätigungselemente 17 stützt sich mit einem ersten Ende 36 bei der Betätigung durch das erste Betätigungselement 16 an dem ersten Betätigungs element 16 ab, so die Verschwenkung zu einer Verlagerung eines zweiten Endes 37 des einen zweiten Betätigungselements 17 und damit der ersten Ausgangsseite 6 ent lang der Drehachse 4 umgesetzt wird.

Fig. 6 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer vierten Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems 14, in einer Ansicht entlang der Umfangsrich tung 8. Fig. 7 zeigt die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 nach Fig. 6, in einer Ansicht entlang der Drehachse 4. Die Fig. 6 und 7 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 5 wird verwiesen.

Die Reibkupplung 11 ist eine Lamellenkupplung mit einer Mehrzahl von mit einem Au ßenlamellenträger 25 verbundenen Außenlamellen 26 und einer Mehrzahl von mit ei nem Innenlamellenträger 27 verbundenen Innenlamellen 28. Die zweite Eingangsseite 10 ist als der Außenlamellenträger 25 und die zweite Ausgangsseite 12 als der Innen lamellenträger 27 ausgeführt. Die Lamellen 26, 28 können über eine entlang der Drehachse 4 verlagerbare und durch eine zweite Feder 13 vorgespannte Anpressplat te 18 miteinander verpresst werden. Der Innenlamellenträger 27 ist als Nabenteil 34 ausgeführt. Anstatt der Lamellenkupplung kann auch eine Einscheibenkupplung ein gesetzt werden.

Das zweite Betätigungselement 17 umfasst ein elastisch verformbares Zugelement 22. Wenn das erste Betätigungselement 16 das Zugelement 22 kontaktiert, ist das Zugelement 22 in einer sich entlang der Umfangsrichtung 8 gerichteten ersten Erstre ckung 23 elastisch verformbar. Infolge der elastischen Verformung der ersten Erstre ckung 23, Vergrößerung der ersten Erstreckung 23, ist das Zugelement 22 in einer sich entlang der Drehachse 4 gerichteten zweiten Erstreckung 24 elastisch verform bar, Verkürzung der zweiten Erstreckung 24. Durch die Verformung der zweiten Er streckung 24 ist die mindestens eine zweite Feder 13 betätigbar. Das Zugelement 22 umfasst ein bandähnliches Element, dass sich entlang der Drehachse 4 zwischen ei nem ersten Bandende 38 und einem zweiten Bandende 39 erstreckt. Das erste Band ende 38 ist gegenüber der Drehachse 4 ortsfest und das zweite Bandende 39 entlang der Drehachse 4 verlagerbar angeordnet. Wird das Band nun zwischen den Banden den 38, 39 durch das erste Betätigungselement 16 kontaktiert wird es verformt und das zweite Bandende 39 wird entlang der erste Drehachse 4 hin zum ersten Banden de 38 verlagert. Diese Verlagerung des zweiten Bandendes 39 wird für eine Betäti gung der zweiten Feder 13 eingesetzt. Mit dem zweiten Bandende 39 ist ein Bolzen 40 verbunden, der sich entlang der Drehachse 4 erstreckt und auf die Anpressplatte 18 der Reibkupplung 11 einwirkt. Infolge der Verlagerung des zweiten Bandendes 39 entlang der Drehachse 4 wird der Bolzen 40 entlang der Drehachse 4 verlagert und wirkt auf die zweite Feder 13 ein, so dass die Vorspannung der Reibkupplung 11 re duziert wird.

Fig. 8 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer fünften Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems 14; in einer perspektivischen Ansicht. Fig. 9 zeigt die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 nach Fig. 8, in einer Ansicht entlang der radialen Richtung 21. Die Fig. 8 und 9 werden im Folgenden gemeinsam be schrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 7 wird verwiesen.

Das erste Betätigungselement 16 wird gegenüber zwei zweiten Betätigungselementen 17 in der Umfangsrichtung 8 verschwenkt. Die zweiten Betätigungselemente 17 sind an der ersten Ausgangsseite 6 angeordnet. Durch die gegenüber der Umfangsrich- tung 8 geneigte Anordnung der zweiten Betätigungselemente 17 wird die Betätigung entlang der Umfangsrichtung 8 in eine Verlagerung der zweiten Betätigungselemente 17 entlang der Drehachse 4 umgesetzt. Fig. 10 zeigt eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 mit einer sechsten Ausfüh rungsvariante eines Betätigungssystems 14; in einer Ansicht entlang der Drehachse 4. Fig. 11 zeigt die Drehmoment-Übertragungseinrichtung 1 nach Fig. 10, in einer An sicht entlang der Umfangsrichtung 8. Die Fig. 10 und 11 werden im Folgenden ge meinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 9 wird verwiesen.

Das zweite Betätigungselement 17 ist schwenkbar an der ersten Ausgangsseite 6 an geordnet. Die Schwenkachse 20 des zweiten Betätigungselements 17 erstreckt sich tangential zu der Umfangsrichtung 8. Die Schwenkachse 20 ist gegenüber der Dreh achse 4 ortsfest angeordnet und das zweite Betätigungselement 17 wird über ein ers- tes Ende 36 bei der Betätigung durch das erste Betätigungselement 16 kontaktiert.

Die Verschwenkung des zweiten Betätigungselements 17 wird zu einer Verlagerung eines zweiten Endes 37 des zweiten Betätigungselements 17 entlang der Drehachse 4 umgesetzt. Mit dem zweiten Ende 37 wirkt das zweite Betätigungselement 17 auf die Anpressplatte 18 der Reibkupplung 11 ein.

Bezuqszeichenliste

1 Drehmoment-Übertragungseinrichtung

2 Dämpfungseinrichtung

3 Drehmoment-Begrenzungseinrichtung

4 Drehachse

5 erste Eingangsseite

6 erste Ausgangsseite

7 erste Feder

8 Umfangsrichtung

9 Winkelbereich

10 zweite Eingangsseite

11 Reibkupplung

12 zweite Ausgangsseite

13 zweite Feder

14 Betätigungssystem

15 erster Winkelbetrag

16 erstes Betätigungselement

17 zweite Betätigungselement

18 Anpressplatte

19 Rampensystem

20 Schwenkachse

21 radiale Richtung

22 Zugelement

23 erste Erstreckung

24 zweite Erstreckung

25 Außenlamellenträger

26 Außenlamelle

27 Innenlamellenträger

28 Innenlamelle

29 Ausgangsposition

30 Rampe

31 Antriebsanordnung 32 Antriebsaggregat

33 Ausgang

34 Nabenteil

35 Gegenplatte 36 erstes Ende

37 zweites Ende

38 erstes Bandende

39 zweites Bandende

40 Bolzen