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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsdämpfungsmechanismus gemäß den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Torsionsdämpfungsmechanismen
werden verwendet, um Drehmomentschwankungen bzw. -spitzen eines
Antriebs zu verringern und damit einer hinter dem Torsionsdämpfungsmechanismus
liegenden Antriebswelle einen gleichmäßigeren Drehmomentverlauf zu
vermitteln. Verwendung finden solche Torsionsdämpfungsmechanismen beispielsweise
in Kupplungsmechanismen und bei Zweimassenschwungrädern. Ein
Torsionsdämpfungsmechanismus
besteht aus einem Eingangsbereich, der üblicherweise scheibenförmig ausgebildet
ist und auf den über
die peripheren Bereiche der zumindest einen Scheibe ein Drehmoment
ausgeübt
wird, sowie aus einem Ausgangsbereich, der zumeist ebenfalls scheibenförmig ausgebildet
ist, welche im Falle eines Kupplungsmechanismus an eine Nabe gekoppelt
ist, die eine Ausgangsantriebsachse antreiben kann. Die meist am
Ausgang sitzende Scheibe wird als Nabenscheibe bezeichnet und üblicherweise
auf beiden Seiten von Abdeckblechen umgeben, welche fest mit der
drehmomentübertragenden
Scheibe der Eingangsseite verbunden sind. Es gibt ebenfalls Torsionsdämpfungsmechanismen
mit einem Abdeckblech. Zweimassenschwungräder weisen anstelle der Abdeckbleche
die vergleichbar funktionierenden Elemente eines Primärschwungrads
und eines damit verbundenen Deckblechs auf. Die eigentliche Drehmomentübertra gung
zwischen Ausgangsseite und Eingangsseite findet zwischen dem oder
den Abdeckblechen bzw. der Schwungrad/Deckblech-Kombination eingangsseitig
und der Nabenscheibe ausgangsseitig statt. Die beiden Elemente sind über Federelemente
(Federspeicher) elastisch miteinander verbunden. Bei Drehung der
Abdeckbleche bzw. der Schwungrad/Deckblech-Kombination üben spezielle Vorsprünge daran
eine Kraft auf die Federspeicher aus, welche diese an Bereiche der
Nabenscheibe, die am anderen Ende der Federspeicher angeordnet sind, übertragen.
Somit drehen Abdeckbleche bzw. die Schwungrad/Deckblech-Kombination
und Nabenscheibe um eine gemeinsame Drehachse. Drehmomentschwankungen,
welche vom eingangsseitigen Antrieb auf die Abdeckbleche übertragen
werden, werden von den Federspeichern mehr oder weniger herausgefiltert,
so dass der Drehmomentverlauf der ausgangsseitigen Nabenscheibe
gleichförmiger
ist.
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Ein
Torsionsschwingungssystem in beispielsweise einem Kupplungsmechanismus
oder einem Zweimassenschwungrad kann bezüglich seiner kritischen Resonanzdrehzahl
nk durch folgende Formel grob beschrieben
werden: nk = SQRT((1/J1 + 1/J2)·c·K)·30/(π·Z)wobei
- J1 und
J2
- die Trägheiten
der Primär-
bzw. Sekundärseite;
- c
- die Federsteifigkeit(en);
- K
- ein Korrekturfaktor
mit K = 1, falls c in Nm/rad angegeben wird, und mit K = 180/π, falls c
in Nm/Grad angegeben wird; und
- Z
- die Zahl der Unrundereignisse
(wie beispielsweise Zündvorgänge in einem Verbrennungsmotor)
pro Umdrehung einer Antriebswelle auf der Eingangsseite sind.
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Eine
Entkopplung kann nur oberhalb dieser Drehzahl erreicht werden (als
Richtwert ab SQRT(2) × nk). Beim Zweimassenschwungrad sind beide
Trägheiten
etwa gleich groß.
Damit erreicht der Term in Klammern ein Minimum. Bei der Kupplungsscheibe ist
J1 bis zu 100 × J2.
Damit stellt die Trägheit
J2 einen wesentlichen "Hebel" zur Absenkung der Eigenfrequenz eines
Torsionsdämpfungssystems
mit Kupplungsscheibe dar. Die 5 zeigt
die Variation der kritischen Drehzahl durch Verschiebung der Trägheitsmomente
des Terms in Klammern einschließlich der
Wurzel von Pri mär-
zu Sekundärseite.
Punkt A kennzeichnet hierbei das typische Verhältnis bei einem Zweimassenschwungrad,
welches beispielsweise bei etwa 60:40 liegen kann, während Punkt
B eine typische Kupplungsscheibe wiedergibt. Wie ersichtlich, können sich
beim Zweimassenschwungrad Veränderungen
kaum auswirken, da ein sehr breites Minimum vorliegt. Bei einer
Kupplungsscheibe kann die Resonanzstelle des Systems dagegen wesentlich beeinflusst
werden.
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Eine
weitere Verbesserung des Drehmomentverhaltens kann erreicht werden,
indem eine Zusatzmasse (zumeist über
ein Dämpfungselement) an
die Eingangs- oder die Ausgangsseite eines Torsionsdämpfers gekoppelt
wird.
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Dadurch
wird das Massenträgheitsmoment (MTM)
der Ausgangs- oder der Eingangsseite stark erhöht, so dass sich zumindest
eine Eigenfrequenz des Gesamtsystems reduziert und sich so der sogenannte überkritische
Drehzahlbereich des Antriebs deutlich erhöht. Die Erhöhung des Massenträgheitsmoments
der Ausgangsseite eines Torsionsdämpfungsmechanismus ist besonders
geeignet, da dort das Massenträgheitsmoment
im Vergleich zum Massenträgheitsmoment
der Eingangsseite sehr klein ist, so dass bereits eine kleine Zusatzmasse
das Massenträgheitsmoment
der Ausgangsseite im Verhältnis
sehr stark erhöht.
Die Anbindung der Zusatzmasse erfolgt vorzugsweise über ein
Dämpfungselement. Bevorzugt
wird ein Dämpfungselement
verwendet, das mittels trockener Reibung ausgebildet ist, wobei jedoch
ebenfalls eine viskose Flüssigkeitsdämpfung oder
andere Dämpfungsprinzipien
wie Magnetfelddämpfung
oder Piezoelementdämpfung
vorstellbar sind. Das wirksame Reibmoment zwischen der Zusatzmasse
und der Ausgangs- oder Eingangsseite kann somit innerhalb großer Grenzen
beliebig eingestellt werden.
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Insbesondere
bei Kupplungsmechanismen besitzen Torsionsdämpferscheiben in der Regel
ein möglichst
geringes Massenträgheitsmoment,
da dies beim Auskuppeln und einem Schaltvorgang von der Synchronisiereinrichtung
im Getriebe mitsynchronisiert werden muss. Wird unter solchen Voraussetzungen
die Masse der Eingangs- oder
Ausgangsseite einer Torsionsdämpferscheibe
durch eine Zusatzmasse weiter erhöht, ist dies schädlich für die Synchronisiereinrichtung
im Getriebe. Deshalb wird eine Trennvorrichtung an der Zusatzmasse
positioniert, die dafür
sorgt, dass im aus gekuppelten Zustand die Zusatzmasse von der Torsionsdämpferscheibe
getrennt ist und somit nicht synchronisiert werden muss.
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Ein
Torsionsdämpfungsmechanismus
kann in eine Eingangsseite (Primärseite)
und eine Ausgangsseite (Sekundärseite)
unterteilt werden. Die Eingangsseite umfasst alle Elemente des Torsionsdämpfungsmechanismus
bis zu den Federspeichern, an denen eine externe Antriebskraft angreift.
Demgegenüber
umfasst die Ausgangsseite alle Elemente, welche auf der anderen
Kraftkopplungsseite der Federspeicher liegen und welche die Antriebskraft
weitergeben, beispielsweise über
eine Ausgangsnabe an eine Ausgangsantriebswelle. In der Regel ist
die Nabenscheibe eines der Ausgangselemente, während die Abdeckbleche zur
Eingangsseite gehören. Es
ist jedoch grundsätzlich
auch möglich
und soll von der Erfindung miterfasst werden, die Anordnung dieser
Elemente zu invertieren, so dass die Nabenscheibe zur Eingangsseite
gehört.
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Ein
Anwendungsgebiet von Torsionsdämpfungsmechanismen
sind Zweimassenschwungräder. Bei
diesen handelt es sich um Schwungräder, welche zur Verbesserung
des Gleichlaufs an ungleichförmig laufende
Antriebe, beispielsweise Verbrennungsmotoren, angekoppelt werden
und im allgemeinen einer Kupplung vorgeschaltet sind. Zweimassenschwungräder bestehen
zumeist aus zwei koaxial fluchtenden Schwungrädern, welche über einen
Torsionsdämpfer miteinander
verbunden sind.
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Im
Unterschied zu einem Kupplungsmechanismus, bei dem eine Kupplungsscheibe
mit den seitlich des Torsionsdämpfers
angeordneten Abdeckblechen (oder mit der Nabenscheibe) verbunden
ist, tritt bei üblichen
Zweimassenschwungrädern
eines der Schwungräder
und ein Deckblech an deren Stelle, welche daher alle im Zusammenhang
mit der vorliegenden Erfindung als Seitenelemente bezeichnet werden
sollen. Das auf der anderen Seite der Nabenscheibe befindliche Seitenelement,
das Deckblech, hat eine dem zweiten Abdeckblech bei einem Kupplungsmechanismus
vergleichbare Funktion, indem es den gesamten Mechanismus, insbesondere
die Federspeicher, abschließt.
Bei Zweimassenschwungrädern
kann für
dieses zweite Seitenblech die weitere Funktion hinzutreten, als
ein Dichtelement bei sogenannten nasslaufenden Zweimassenschwungrädern zu
fungieren.
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Die
Nabenscheibe ist über
entsprechende Befestigungselemente, beispielsweise Bolzen, mit dem
zweiten Schwungrad verbunden.
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In
vielen Konstruktionen dient eines der beiden Schwungräder des
Zweimassenschwungrads zugleich als Schwungrad eines Kupplungsmechanismus,
der dem Zweimassenschwungrad nachgeschaltet ist.
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Ein
Torsionsdämpfungsmechanismus
gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1 ist bereits mit der
DE 37 41 701 A1 bekannt
geworden. Die Zusatzmasse ist dort am radial äußeren Bereich der ausgangsseitigen
Schwungmasse eines Zweimassenschwungrades angeordnet und axial beidseitig reibend
zu dieser Schwungmasse angekoppelt. Zur Erreichung einer axial beidseitigen
Lagerung bedingt diese Anordnung eine aufwändige Formgebung von Schwung-
und Zusatzmasse, welche hohe Herstellungskosten eines solchen Zweimassenschwungrades
zur Folge hat.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Torsionsdämpfungsmechanismus
mit Zusatzmasse zur Dämpfung
von Momentenspitzen bereitzustellen, welcher einfach aufgebaut ist
und kostengünstig
herstellbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Bereitstellung eines Torsionsdämpfungsmechanismus gemäß dem unabhängigen Patentanspruch
1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Details und Aspekte der
vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung
und den beigefügten
Zeichnungen.
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Die
Erfindung ist gerichtet auf einen Torsionsdämpfungsmechanismus mit einem
Torsionsdämpfer,
der eine Eingangsseite und eine gemeinsam mit dieser drehbare und über Federspeicher
mit dieser elastisch verbundene Ausgangsseite aufweist und der weiter
eine Schwungradanordnung und eine Zusatzmasse umfasst, welche koaxial
mit dem Torsionsdämpfer
drehen kann, wobei die Zusatzmasse radial an einem Schwungrad der
Schwungradanordnung gelagert und über einen Reibbereich axial
mit dem Schwungrad durch ein vorgegebenes Reibmoment reibend gekoppelt
ist, bei dessen Überschreitung
während
des Auftretens von Momentenspitzen am Torsionsdämpfungsmechanismus die Zusatzmasse
durchrutschen kann oder durchrutscht.
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Gemäß der Erfindung
ist der Torsionsdämpfungsmechanismus
dadurch kennzeichnet, dass das Schwungrad an einer Nabenscheibe
angeordnet ist und sich die Zusatzmasse zwischen dem Schwungrad
und der Nabenscheibe erstreckt und axial zwischen der Zusatzmasse
und der Eingangs- oder Ausgangsseite des Torsionsdämpfers,
zu der die Nabenscheibe nicht gehört, ein Elastikelement angeordnet ist,
welches die Zusatzmasse gegen das Schwungrad presst.
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Durch
die per Reibung an den Torsionsdämpfungsmechanismus
angekoppelte Zusatzmasse wird das Massenträgheitsmoment entweder an einer
Eingangs- oder Ausgangsseite erhöht
(in Abhängigkeit
von der Ankopplung der Zusatzmasse an die Eingangs- oder Ausgangsseite),
so dass sich zumindest eine Eigenfrequenz des Systems reduziert
und sich so der überkritische
Drehzahlbereich deutlich erweitert.
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Im "Normalbetrieb", das heißt ohne
das Auftreten von Momentenspitzen, läuft die Zusatzmasse mit gleicher
Umdrehungsgeschwindigkeit wie der Torsionsdämpfungsmechanismus, da die
Zusatzmasse am Reibbereich haftet. Beim Auftreten von Momentenspitzen,
die ein vorgegebenes Maß überschreiten,
reicht das Reibmoment des Reibbereichs nicht mehr aus, um die Zusatzmasse
zu halten, so dass diese anfängt
durchzurutschen, womit es zu einer Relativbewegung zwischen Reibbereich
des Torsionsdämpfungsmechanismus
und der Zusatzmasse kommt. Auf diese Weise wird Energie dissipiert,
wodurch die Momentenspitzen in einem Antriebsstrang, in den der
erfindungsgemäße Torsionsdämpfungsmechanismus
eingebaut ist, gekappt werden, so dass die Drehungleichförmigkeit
reduziert wird.
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Der
Einfluss einer in Reihe zur Coulomb'schen Reibung angeordneten Elastizität wird hierbei
vorzugsweise gering gehalten, indem die Elastizität vorzugsweise
zumindest einen Wert von 100 Nm pro Grad aufweist. Darüber hinaus
entspricht das in die Zusatzmasse eingeleitete Moment im wesentlichen
dem am Reibbereich wirkenden Reibmoment, das heißt eine parallel zur Reibung
zwischen Torsionsdämpfer
und der Zusatzmasse angeordnete Elastizität (Elastikelement) wird weitestgehend
ausgeschlossen.
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Der
Torsionsdämpfungsmechanismus
umfasst ggfs. neben dem eigentlichen Torsionsdämpfer weitere Elemente wie
ein Schwungrad oder einen Zahnkranz. Bei Zweimassenschwungrädern ist
eines der Schwungräder
Bestandteil der Seitenteile, kann in diesem Fall also auch zum Torsionsdämpfer gerechnet
werden.
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Die
Anbindung der Zusatzmasse erfolgt vorzugsweise über ein Dämpfungselement. Bevorzugt wird
ein Dämpfungselement
verwendet, das mittels trockener Reibung ausgebildet ist, wobei
jedoch ebenfalls eine viskose Flüssigkeitsdämpfung oder andere
Dämpfungsprinzipien
wie Magnetfelddämpfung
oder Piezoelementdämpfung
vorstellbar sind. Das wirksame Reibmoment zwischen der Zusatzmasse
und der Ausgangs- oder Eingangsseite kann somit innerhalb großer Grenzen
beliebig eingestellt werden.
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Die
koaxiale Drehbarkeit von Torsionsdämpfer und Zusatzmasse kann
beispielsweise. dadurch erzielt werden, dass die Zusatzmasse an
einem Teil des Torsionsdämpfers
radial gelagert ist, beispielsweise an einer Nabe oder an einem
Schwungrad.
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Die
Schwungradanordnung kann zur Eingangs- oder zur Ausgangsseite des
Torsionsdämpfers
gehören.
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Unter
einer "radialen" Richtung ist in
der vorliegenden Erfindung eine Richtung zu verstehen, die sich
von der Rotationsachse entfernt oder auf diese zukommt. Unter "axial" im Sinne der vorliegenden
Erfindung ist zu verstehen, dass die Elemente längs einer Parallelen der Rotationsachse
angeordnet sind.
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Die
Seitenelemente können
weiterhin ein zweites Schwungrad an der Seite aufweisen, zu der die
Nabenscheibe nicht gehört
und welches sich weiter radial nach außen erstreckt als die Nabenscheibe, wobei
das Elastikelement axial zwischen der Zusatzmasse und diesem zweiten
Schwungrad angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform stützt sich
also das Elastikelement und damit die Zusatzmasse an dem weiteren
Schwungrad ab. Da dieses weiter nach außen reicht als die Nabenscheibe,
ist das Schwungrad bei Aufsicht an seinem Umfangsbereich zugänglich, da
die Nabenscheibe bei dieser Ausführungsform nicht
im Wege ist. Gegen diesen Umfangsbereich des Schwungrads kann sich
damit das Elastikelement und indirekt die Zusatzmasse abstützen.
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Bei
den bisher beschriebenen Aspekten der vorliegenden Erfindung wurde
nicht darauf eingegangen, wie die Zusatzmasse sich um ihr Lager
und bezüglich
ihres Reibbereichs drehen kann. Es ist möglich, dass die Zusatzmasse
sich frei drehen kann, also eine volle Umdrehung um 360 Grad grundsätzlich möglich ist.
Es kann jedoch für
bestimmte Ausführungsformen
auch bevorzugt sein, dass die Drehung der Zusatzmasse um ihr radiales
Lager durch Anschläge
tangential begrenzt ist, sich diese also nicht um 360 Grad frei
drehen kann. Unter "tangential" ist hierbei zu verstehen,
dass tangential benachbarte Punkte einer Rotationsebene durch Rotation
ineinander überführt werden
können.
Eine tangentiale Bewegung ist also eine Bewegung eines Punkts in
einer Drehrichtung, ohne dass sich sein radialer Abstand verändern würde.
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Die
Anschläge
können
hierbei zumindest ein Anschlagelement aufweisen, welches mit einem
ersten Bereich am Torsionsdämpfungsmechanismus angeordnet
ist und mit einem zweiten Bereich in Eingriff mit Aussparungen der
Zusatzmasse ist, welche die relative Bewegung des Anschlags in der
Aussparung durch deren tangentiale Enden begrenzen. Es handelt sich
hier also im Grundsatz um ein Nutsystem, in das ein Vorsprung eingreifen
kann, der jedoch nur innerhalb der Nutenumrandung beweglich ist.
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Der
erste Bereich des zumindest einen Anschlags kann an einem Schwungrad
des Torsionsdämpfers
angeordnet sein. Befinden sich die Kopplung der Zusatzmasse und
die Befestigung der Anschläge
auf derselben Seite des Torsionsdämpfungsmechanismus, ist die
Zusatzmasse in ihrer Bewegung begrenzt. Dadurch kann die Zusatzmasse
keine großen
Differenzdrehzahlen zu der angekoppelten Seite erreichen, so dass
die durch Relativbewegung dissipierte Energie reduziert und der
Verschleiß minimiert
wird. Befinden sich hingegen die Kopplung der Zusatzmasse und die
Befestigung der Anschläge auf
verschiedenen Seiten des Torsionsdämpfungsmechanismus, so wirkt
die Zusatzmasse wie ein verschleppter Massenträgheitsmomentbehafteter Reibring.
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Zu
dem oben beschriebenen Vorteil wird besonders das Resonanzverhalten
durch die zusätzliche
verschleppte Reibung zwischen Eingangs- und Ausgangsseite verbessert.
Entsprechend kann der erste Bereich des zumindest einen Anschlags
an demjenigen Schwungrad angeordnet sein, mit dem die Zusatzmasse
nicht reibend gekoppelt ist, oder der erste Bereich des zumindest
einen Anschlags kann am selben Schwungrad angeordnet sein wie die
Zusatzmasse.
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Die
bislang vorgestellten erfindungsgemäßen Torsionsdämpfungsmechanismen
können
insbesondere als Teil eines Zweimassenschwungrads eingesetzt werden.
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Um
Kosten sparen zu können,
wird ein ggfs. verwendetes Radiallager der Zusatzmasse vorzugsweise
möglichst
weit radial innen angeordnet, insbesondere radial innerhalb der
Kurbelwellenschrauben. Hierzu kann an den Seitenelementen oder der
Nabenscheibe eine Antriebswelle mit einer Mehrzahl von radial angeordneten
Befestigungselementen befestigt sein, und die Zusatzmasse radial
innerhalb des Radius der Befestigungselemente gelagert sein.
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Die
Wirkung der Zusatzmasse ist abhängig vom
Verhältnis
der Massenträgheitsmomente
zwischen Zusatzmasse und derjenigen Seite des Torsionsdämpfungsmechanismus,
an welche die Zusatzmasse über
Reibung angekoppelt ist. Insbesondere wird bevorzugt, dass das Verhältnis der
Massenträgheitsmomente
zwischen der Zusatzmasse und dem Teil des Torsionsdämpfungsmechanismus,
an den die Zusatzmasse gekoppelt ist, mindestens 0, 1 beträgt.
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Im
folgenden wird die Erfindung an Hand eines konkreten Ausführungsbeispiels
gemäß der 3 und 4 erläutert. Die
weiteren 1 und 2 und deren
Beschreibung zeigen Ausführungsbeispiele,
welche nicht von der Erfindung erfasst sind und welche lediglich
der Erläuterung
einzelner Details des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels dienen.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines Torsionsdämpfungsmechanismus,
bei der die Zusatzmasse radial außen am Torsionsdämpfungsmechanismus
angeordnet ist;
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2 zeigt
eine Ausführungsform
eines Torsionsdämpfungsmechanismus,
bei der die Zusatzmasse zwischen Schwungrad und Torsionsdämpfer angeordnet
ist;
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3 zeigt
eine Ausführungsform
eines Torsionsdämpfungsmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei der das Elastikelement sich an einem zweiten Schwungrad
abstützt;
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4 zeigt
ein allgemeines Kopplungschaltbild eines Torsionsdämpfungsmechanismus
gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei der die Zusatzmasse sowohl an die Eingangs- als auch
an die Ausgangsseite gekoppelt ist;
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5 zeigt
in einem Graphen die Beziehung zwischen den Trägheiten eines Torsionsdämpfungssystems
und der kritischen Resonanzdrehzahl.
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Dargestellt
ist in 1 ein Zweimassenschwungrad, das auf der Eingangsseite
ein Primärschwungrad 1,
einen Zahnkranz 2 (zum Antrieb des Schwungrads über einen
Startermotor während
des Anlassens eines daran gekoppelten Motors), ein Deck blech 3 und
ein Unterlegblech 4 umfasst, auf der Ausgangsseite ein
Sekundärschwungrad 12 und eine
Nabenscheibe 11. Nabenscheibe 11 und Sekundärschwungrad 12 sind über radial
angeordnete Bolzen 23 miteinander fest verbunden.
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Die
Kraftübertragung
zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite erfolgt über entsprechend
ausgeformte Elemente, die sich auf den beiden Seiten der Federn 15 abstützen und
somit das Drehmoment elastisch weiterreichen. Die Ausgangsseite
ist an der Eingangsseite gelagert, wozu ein Axiallager 13 und
ein am Unterlegblech 4 angeordnetes Radiallager 14 dienen.
Die Axiallagerung mit dem Axiallager 13 übernimmt
beispielsweise eine Anlaufscheibe zwischen Primärschwungrad und Nabenscheibe.
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Wird
das Zweimassenschwungrad in einem Kupplungsmechanismus verwendet,
kann das Sekundärschwungrad
zugleich das Eingangsschwungrad des Kupplungsmechanismus sein, so
dass zur Ausgangsseite dann auch die Kupplungsscheibe sowie die
ebenfalls nicht dargestellte Druckplatte gehören kann. Eine solche Kupplungsscheibe
kann auch einen Vordämpfer
besitzen.
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Es
wird eine Zusatzmasse 6 vorgesehen, welche in diesem Ausführungsbeispiel über trockene Reibung
an die Eingangsseite angebunden ist.
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Die
Zusatzmasse 6 wird außen
am Umfang des Deckblechs 3 mittels eines Radiallagers 10 gelagert.
Am Deckblech 3 ist weiterhin ein axial befestigtes, zunächst axial
vom Deckblech weg reichendes und dann radial nach außen umgebogenes,
insgesamt S-förmiges
Reibblech 7 befestigt, gegen das der an der Zusatzmasse 6 angeordnete
Reibring 8 reibt. Gegenüber
der Oberfläche
der Zusatzmasse 6, an der der Reibring 8 angeordnet
ist und somit die Reibung erfolgt, ist ein Elastikelement 9,
beispielsweise eine Tellerfeder, angeordnet, das eingespannt ist
zwischen der Zusatzmasse 6 und dem Zahnkranz 2.
Es ist jedoch genau so vorstellbar, dass eine Ausbuchtung des Deckblechs
als Gegenlager der Tellerfeder 9 dient oder eine nach außen radial
hinausweisende Verlängerung
des eigentlichen Schwungrads 1.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
sind also Radiallager 10 der Zusatzmasse 6, der
Reibbereich in Form des Reibblechs 7 der Zusatzmasse 6 und
das Elastikelement 9 allesamt auf einer Seite, in der Regel
der Eingangsseite bei der gezeigten Ausfüh rungsform des Zweimassenschwungrads
angeordnet. Bei einer Relativbewegung zwischen Zusatzmasse 6 und
der Eingangsseite entsteht Coulomb'sche Reibung zwischen dem mit dem Deckblech 3 fest
verbundenem Reibblech 7 mit Reibring 8 und der
Zusatzmasse 6. Das Elastikelement 9 in Form der
an dem Primärschwungrad
beziehungsweise Zahnkranz 2 abgestützten Tellerfeder 9 übernimmt
die axiale Anpresskraft in Richtung auf das Reibblech. Auch am Elastikelement 9 entsteht
im übrigen
auf beiden Seiten Reibung, wie auch bei der Tellerfeder. Man kann
somit sagen, dass der Kraftschluss bei dieser Anordnung primärseitig
geschlossen ist.
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Über die
Tellerfeder 9 und den Reibring 8 wird zwischen
der Zusatzmasse 6 und der Eingangsseite des Torsionsdämpfungsmechanismus
eine definierte Reibkraft aufgebracht. Dadurch wird das Massenträgheitsmoment
der Zusatzmasse 6 an die Eingangsseite angekoppelt. Wenn
nun im Betrieb Drehmomentspitzen auftreten, die größer sind
als das zwischen Eingangsseite und Zusatzmasse 6 wirkende
Reibmoment, wird die Zusatzmasse 6 auf Grund ihrer Trägheit versuchen,
stehen zu bleiben. Dadurch entsteht Relativbewegung und gleichzeitig Reibung
zwischen der Zusatzmasse 6 und der eingangsseitigen Anordnung,
so dass die Momentenspitzen gedämpft
und nicht weitergeleitet werden.
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2 zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines Torsionsdämpfungsmechanismus
bei Anwendung in einem weiteren Zweimassenschwungrad.
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Der
grundsätzliche
Aufbau des hier dargestellten Zweimassenschwungrads entspricht dem
der 1. Gleiche Bezugszeichen sollen gleiche Elemente
kennzeichnen, so dass für
den allgemeinen Aufbau des Torsionsdämpfungsmechanismus bei dieser
Ausführungsform
auf die Beschreibung der 1 Bezug genommen wird. Das Radiallager 14, welches
die Nabenscheibe 11 lagert, ist in diesem Fall nicht auf
einem Unterlegblech angeordnet, sondern auf einer Kröpfung bzw.
einer Nabe des Primärschwungrads 1.
Die Kurbelwellenschraube 5 ist hier mittels einer Unterlegscheibe 24 am
Primärschwungrad 1 fixiert.
Die Zusatzmasse 6 wird abweichend vom Ausführungsbeispiel
der 1 über
trockene Reibung an die Ausgangsseite angekoppelt. Hierzu wird sie
zwischen eingangsseitigem Primärschwungrad 1 beziehungsweise
Deckblech 3 einerseits und einem entsprechend ausgeformten
Sekun därschwungrad 12 andererseits
angeordnet und am Sekundärschwungrad 12 mittels
eines Radiallagers 10 gelagert.
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Hier
reicht die Zusatzmasse 6 sehr weit in den Torsionsdämpfungsmechanismus
hinein, weist also eine große
radiale Ausdehnung auf. Axial wird die Zusatzmasse 6 zwischen
dem Sekundärschwungrad 12 und
der Eingangsseite über
einen Reibring 8 eingespannt. Die Vorspannkraft wird durch
eine zwischen der Eingangsseite, im vorliegenden Fall der Nabenscheibe 11,
und der Zusatzmasse 6 angeordnete Tellerfeder 9 aufgebracht.
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3 zeigt
eine gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildete Ausführungsform
eines Torsionsdämpfungsmechanismus,
welche in ihrem Aufbau zum Teil mit dem in 2 gezeigten
Ausführungsbeispiel übereinstimmt,
so dass bezüglich
der allgemeinen Beschreibung wieder auf dieses Bezug genommen wird.
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Im
Unterschied zur Ausführungsform
der 2 ist hier die Tellerfeder 9 radial außen zwischen dem
Primärschwungrad 1 und
der Zusatzmasse 6 angeordnet, so dass die Zusatzmasse 6 also
zwischen Eingangs- und Ausgangsseite des Torsionsdämpfungsmechanismus
eingespannt ist.
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Wie
aus 4 ersichtlich ist, übt auch die Tellerfeder eine
Reibung aus, so dass das Massenträgheitsmoment der Eingangsseite Θ1 sich auch über Reibung auf das Massenträgheitsmoment Θ2 der Zusatzmasse 6 einkoppelt,
und dieses wiederum in reibendem Kontakt mit dem ausgangsseitigen Massenträgheitsmoment Θ2 des Sekundärschwungrads gekoppelt ist.
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Bei
Anwendung der erläuterten
Prinzipien auf einen Torsionsdämpfungsmechanismus
wird bewirkt, dass vom Motor beziehungsweise vom Getriebe her kommende
Momentenspitzen, die das eingestellte Reibmoment zwischen Zusatzmasse
und Torsionsdämpfer überschreiten,
dazu führen,
dass die Zusatzmasse durchrutscht, woraufhin Energie dissipiert
wird. Auf diese Weise werden die Momentenspitzen in einem Antriebsstrang
gekappt und dadurch die Drehungleichförmigkeit reduziert.
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Vorteile
der Erfindung sind in einer Reduzierung der Eigenfrequenz zu sehen,
im gerade erwähnten
Kappen der Momentenspitzen, sowie in einer Kostenreduzierung durch
kleinere, verwendbare Lager.