DE4111962B4 - Drehmomentübertragungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Im Antriebstrang eines Fahrzeuges zwischen Motor und Getriebe vorzusehende Drehmomentübertragungseinrichtung mit mindestens zwei zueinander verdrehbaren Schwungmassen, von denen die eine mit dem Motor verbindbar und die andere über eine Kupplung dem Getriebe zu- und abkuppelbar ist und die beiden Schwungmassen über eine sowohl die Momentübertragung durch ein unter Druck stehendes hydraulisches Medium bewirkende als auch einen Schlupf zwischen den Schwungmassen ermöglichende Einrichtung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von schlagartig auftretenden Drehmomentveränderungen im Antriebsstrang das zwischen den Schwungmassen übertragbare Moment durch Zulassen eines erhöhten Schlupfes mittels einer Durchflussquerschnittsvergrößerung für das hydraulische Medium zunächst schnell abgebaut und danach durch zeitliche Verringerung dieser Durchflussquerschnittsvergrößerung das übertragbare Moment wieder aufgebaut wird.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmomentübertragungseinrichtung, die insbesondere im Antriebsstrang eines Fahrzeuges zwischen Motor und Getriebe vorzusehen ist, mit mindestens zwei zueinander verdrehbaren Schwungmassen, von denen die eine mit dem Motor verbindbar und die andere über eine Kupplung dem Getriebe zu- und abkuppelbar ist, und wobei die Drehmomentübertragung zwischen den beiden Schwungmassen durch ein hydraulisches Medium erfolgt, wie Öl oder Fett, und wobei der entsprechende Druck durch wenigstens einen Druckerzeuger aufgebaut wird. Derartige Einrichtungen sind durch die DE 37 12 876 A1 bekannt geworden und haben sich insbesondere zum Abbau der durch die Drehungleichförmigkeiten des Motors verursachten Schwingungen bewährt. Als Druckerzeuger ist eine Zahnradpumpe vorgesehen, die bei Differenzbewegungen zwischen den beiden Schwungmassen – Primär- bzw. Sekundärschwungmasse – angetrieben und dadurch hydraulisches Medium verdrängt wird. Der Abfluß von der Pumpenseite ist durch entsprechende Drossel- oder Sperrventile geregelt, so daß ein drehzahl- bzw. drehmomentabhängiger Schlupf erzeugt wird. Dadurch können Drehschwingungen hochfrequenter Art vom Motor zum Getriebe sehr wirkungsvoll isoliert werden.
• Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, auch niederfrequente Drehmomentschwingungen, wie sie bei schnellen Beaufschlagungsänderungen, wie beispielsweise Lastwechselstößen, Wechselbeaufschlagungen des Motors, bei plötzlichem Gasgeben und Gaswegnehmen (tip in/back out) auftreten können, optimal zu dämpfen bzw. abzubauen. Dabei soll sich das System bzw. die Einrichtung hierfür durch optimale Wirkung und preiswerte Herstellung auszeichnen.
• Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, dass in Abhängigkeit solcher schlagartig auftretenden Drehmoment- bzw. Beaufschlagungsveränderungen das zwischen den Schwungmassen übertragbare Moment durch Zulassen eines erhöhten Schlupfes mittels einer Durchflussquerschnittsvergrößerung für das hydraulische Medium zunächst schnell abgebaut und danach durch zeitliche Verringerung dieser Durchflussquerschnittsvergrößerung das übertragbare Moment wieder aufgebaut wird. Hierfür kann sich z. B. ein Steuerorgan eignen, das bei einem, durch derartige Drehmomentschwankungen hervorgerufenen und Relativverdrehungen zwischen den beiden Schwungmassen bewirkenden und dabei erzeugten schnellen Druckanstieg im Druckmittelkreislauf einen schnellen Durchfluß gewährleistet und anschließend einen geringeren Durch- bzw. Rückfluß, was z. B. durch schnelles Erhöhen eines Durchlaßquerschnittes erfolgen kann und anschließendes langsameres Verringern des oder eines Durchflußquerschnittes. Dadurch wird also bei schnellen Drehmoment- bzw. Lastwechseländerungen eine kurzfristige Erhöhung der Relativdrehzahl der einen gegenüber der anderen Schwungmasse ermöglicht und danach die Relativdrehzahl verzögert wieder verringert, das heißt, es werden danach die Drehzahlen der beiden Schwungmassen verzögert wieder angeglichen.
• Es kann dabei für manche Anwendungsfälle vorteilhaft sein, wenn ein entsprechendes Steuerorgan bei einer Relativverdrehung der beiden Schwungmassen in lediglich einer Richtung – bei Zugbetrieb – von der Druckseite mindestens einer der den Druck erzeugenden Elemente beaufschlagbar ist. Für andere Anwendungsfälle kann es vorteilhaft sein, wenn das Steuerorgan bei der Relativverdrehung in der anderen Richtung – bei Schubbetrieb – mit Druck beaufschlagt wird und eine entsprechende Regelung bzw. Steuerung erfolgt. Für weitere Anwendungsfälle kann es vorteilhaft sein, wenn die Steuereinrichtung (bzw. Steuereinrichtungen) bei einem Druckanstieg durch eine Relativverdrehung bei Zugbetrieb als auch bei einem Druckanstieg durch Relativverdrehung bei Schubbetrieb von der Druckseite wenigstens einer der den Druck erzeugenden Elemente beaufschlagt wird bzw. werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn sowohl für druck- als auch für die saugseitigen Anschlüsse der Pumpen jeweils ein und dieselbe Leitung verwendet wird, die dann einmal mit Druck und einmal mit Unterdruck beaufschlagt werden.
• Eine zweckmäßige Ausbildung kann dadurch geschaffen werden, daß die Steuereinrichtung als Schieberventil ausgebildet ist, das nach Überschreiten eines durch Druckbeaufschlagung bewirkten Verschiebeweges des Schiebers einen Durchflußquerschnitt für das unter Druck stehende Medium freigibt, was einen Druckabfall im hydraulischen System und damit die rasche Einleitung einer Relativverdrehung der beiden Schwungmassen bewirkt. Der daraufhin erfolgende verzögerte Aufbau des Momentes zwischen den beiden Schwungmassen kann in besonders einfacher Weise dadurch erfolgen, daß zwischen der Druckseite des Ventilschiebers und der der Druckseite abgewandten Seite eine drosselartige Durchflußverbindung besteht. Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die drosselartige Durchflußverbindung im Schieber selbst vorgesehen ist.
• Zweckmäßig ist es dabei, wenn der Schieber gegen die Druckrichtung vorgespannt ist, z. B. durch eine Vorspannfeder. Dabei sind zweckmäßigerweise diese Vorspann- oder Rückstellfedern für den Schieber und die Drossel derart aufeinander abgestimmt, daß ein schnelles Öffnen und ein langsameres Schließen des Ventiles erfolgen kann.
• Um die durch das Verschieben des Schiebers bewirkte Volumensänderung in der der Druckseite abgewandten Seite des Ventiles aufzufangen, ist es zweckmäßig, wenn dieser Raum mit einer Aufnahme- bzw. Ausgleichskammer verbunden ist, die durch einen in dieser Kammer vorgesehenen federbelasteten Kolben oder durch einen Gasdruckspeicher gebildet sein kann.
• Zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn das oder die hydraulischen Steuerorgane, also z. B. ein Rückschlagventil, dessen Kolben über eine Drossel mit dem Druckraum in Verbindung steht, mit einer Leitung verbunden ist bzw. sind, die bei Zugbetrieb von mindestens einer der Druck erzeugenden Elemente mit Druck beaufschlagbar ist und außerdem noch mit einer weiteren Leitung, die bei einer in Schubbetrieb von mindestens einer der Druck erzeugenden Elemente mit Druck beaufschlagbar ist, wobei beide Leitungen in den Druckraum des Ventiles münden und vor dem Druckraum jede Leitung gegen die andere über ein Rückschlagventil gesichert ist. Dabei kann jede der Leitungen einzeln bzw. versetzt zueinander von einem oder getrennten Schiebern geöffnet bzw. geschlossen werden oder beide gleichzeitig. Besonders vorteilhaft ist eine derartige Ausführung, bei der die beiden Leitungen bei der Relativverdrehung in der einen und in der anderen Drehrichtung jeweils wechselweise als Druck- und Saugleitungen dienen und wobei darüberhinaus beide über das Ventil miteinander verbindbar sind, so daß dann, wenn in einer Leitung Druck aufbaut und Druckmittel gefördert wird, die andere Leitung als Saugleitung dient und umgekehrt. Die jeweils wechselweise als Druck- bzw. Saugleitung dienenden Leitungen können mit der Druck- bzw. Saugseite z. B. jeweils einer benachbarten Druckmittelquelle verbunden sein oder mit der Druck- und Saugseite desselben, den Druck erzeugenden Elementes.
• Anhand der 1 bis 4 sei die Erfindung näher erläutert.
• Dabei sind die 1 und 2 aus der eingangs erwähnten DE 37 12 876 A1 entnommen und auf die Beschreibung der genannten DE-OS wird ausdrücklich Bezug genommen.
• Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist auf der Schwungmasse 3 ein Steuerorgan 400 zwischen zwei einander benachbarten, Druck erzeugenden Elementen, nämlich den Pumpenrädern 35, schematich dargestellt. Als "Steuerorgan" seien sowohl Ausführungsformen mit lediglich einem Steuerelement, wie beispielsweise einem Ventil, verstanden, als auch Ausführungsformen, bei denen mehrere derartiger Organe verwendet werden.
• 3 zeigt ein derartiges Steuerorgan 400 in vergrößerter Darstellung, das als Ventil ausgebildet ist, welches lediglich bei einem durch eine Relativverdrehung in einer Richtung durch die Druckmittelquelle 35 erzeugten Druck über die Öffnung 50 beaufschlagt wird. Mit der Druckseite der Zahnradpumpe ist Kanal 401 verbunden. Bei Druckanstieg wird Öl oder Fett radial gegen die Kolbenwand 402 gedrückt und über die Leitung 403 in den Zylinderraum 404 gefördert. Durch den anstehenden Druck wird der Kolben 405 im Zylinderraum 404 nach rechts verschoben. Das Öl oder Fett in der Zylinderraumhälfte rechts vom Kolben 406 wird in den Ausgleichsspeicher 407 gedrückt. Dabei wird der Kolben 408 gegen die Druckfeder 409 nach rechts verschoben.
• Die Druckfeder 409 ist vorteilhaft so auszulegen, daß bei dem dem maximalen Motordrehmoment entsprechenden Druck die Feder noch nicht ganz zusammengedrückt ist. Durch den Druck in Leitung 401 und 403 wird der Kolben soweit nach rechts geschoben, bis nach Überwindung des Weges S das Öl oder Fett durch die Nut im Kolben 410 in die Rücklaufleitung 411 fließen kann.
• Über die Drossel 412 im Kolben strömt langsam Druckmedium auf die rechte Rückseite des Kolbens. Dadurch steigt der Druck im Zylinderraum 406 kontinuierlich an. Bei Annäherung der Druckes in Zylinderhälften 406 und 404 wird dann mittels der Feder 413 der Kolben wieder in die Ausgangslage zurückgedrückt und der Druckmittelfluß zwischen 401 und 411 gesperrt.
• Der Kolben 408 wird gegen die Federkraft der Feder 409 durch den anstehenden Druck proportional verschoben. Nimmt der Druck in der Leitung 401 wieder ab, wird der Kolben 408 durch die Feder 409 nach links verschoben und das Öl oder Fett aus dem Zylinderraum 407 in den Zylinderraum 406 und durch die Drossel wieder zurück in die Leitung 401 gefördert.
• Eine besonders vorteilhafte Ausführung des Verzögerungsventils gemäß 4 besteht darin, daß hier sowohl die Leitung 401 als auch die Leitung 411 alternativ als Druck- bzw. Rücklaufleitung verwendet werden kann. Die Leitungen sind dazu jeweils an einem Pumpenein- bzw. -ausgang 49,50 angeschlossen bzw. an die Ringkanäle 45,46. Zwischen der Leitung 401 und dem Zylinder 404 ist ein Rückschlagventil 414 vorgesehen. Außerdem ist zwischen der Leitung 411 und dem Zylinderraum 404 eine Anschlußleitung 415 vorgesehen, in der ein Rückschlagventil 416 eingesetzt ist. Fördert die Pumpe 35 über den Anschluß 401 Druck, so strömt das Öl oder Fett durch das Rückschlagventil 414 in den Zylinderraum 404, kann aber über das Rückschlagventil 416 nicht in die Rücklaufleitung 411. Die übrige Funktion entspricht der in 3 beschriebenen. Fördert dagegen die Pumpe 35 über die Leitung 411 Druckmittel, so strömt dieses aus der Leitung 411 über die Anschlußleitung 415 und das Rückschlagventil 416 in den Druckraum 404 und kann nicht in die Leitung 401 wegen des Rückschlagventiles 414.

Claims (11)

1. Im Antriebstrang eines Fahrzeuges zwischen Motor und Getriebe vorzusehende Drehmomentübertragungseinrichtung mit mindestens zwei zueinander verdrehbaren Schwungmassen, von denen die eine mit dem Motor verbindbar und die andere über eine Kupplung dem Getriebe zu- und abkuppelbar ist und die beiden Schwungmassen über eine sowohl die Momentübertragung durch ein unter Druck stehendes hydraulisches Medium bewirkende als auch einen Schlupf zwischen den Schwungmassen ermöglichende Einrichtung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von schlagartig auftretenden Drehmomentveränderungen im Antriebsstrang das zwischen den Schwungmassen übertragbare Moment durch Zulassen eines erhöhten Schlupfes mittels einer Durchflussquerschnittsvergrößerung für das hydraulische Medium zunächst schnell abgebaut und danach durch zeitliche Verringerung dieser Durchflussquerschnittsvergrößerung das übertragbare Moment wieder aufgebaut wird.
2. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine hydraulische Steuervorkehrung, die bei einem durch Relativverdrehung zwischen den Schwungmassen erzeugten schnellen Druckanstieg im Druckmittelkreislauf einen Durchflußquerschnitt schnell freigibt und anschließend den Durchlaßquerschnitt langsamer verringert.
3. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Relativverdrehung der beiden Schwungmassen in einer Richtung – bei Zugbetrieb- und/oder in der anderen Richtung – bei Schubbetriebwirksam werdende Druckseite mindestens eines der Druck erzeugenden Elemente mit wenigstens einer Steuereinrichtung verbunden ist.
4. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan als Schieberventil ausgebildet ist, das nach Überschreiten eines durch Druckbeaufschlagung bewirkten Verschiebeweges des Schiebers einen Durchflußquerschnitt für das unter Druck stehende Medium freigibt.
5. Drehmomentübertragungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckseite des Ventilschiebers und der der Druckseite abgewandten Seite eine drosselartige Durchflußverbindung besteht.
6. Drehmomentübertragungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die drosselartige Durchflußverbindung im Schieber selbst vorgesehen ist.
7. Drehmomentübertragungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber gegen die Druckrichtung vorgespannt ist.
8. Drehmomentübertragungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder für den Schieber und die Drossel derart aufeinander abgestimmt sind, daß ein schnelleres öffnen und ein langsameres Schließen des Ventiles erfolgt.
9. Drehmomentübertragungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der dem Druckraum abgewandten Seite des Schiebers befindliche Raum mit einer Aufnahme- bzw. Ausgleichskammer verbunden ist.
10. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan mit einer Leitung verbunden ist, die bei Zugbetrieb von mindestens einem der Druck erzeugenden Elemente mit Druck beaufschlagbar ist und mit einer weiteren Leitung, die bei Schubbetrieb von mindestens einem der Druck erzeugenden Elemente mit Druck beaufschlagbar ist, wobei beide Leitungen in den Druckraum des Ventiles münden und vor dem Druckraum jede gegen die andere über ein Rückschlagventil gesichert ist.
11. Drehmomentübertragungseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungen bei Relativverdrehung in der einen und in der anderen Drehrichtung jeweils wechselweise als Druck- und Saugleitung wirksam sind und über das Ventil miteinander verbindbar sind.