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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere zur Dämpfung von Drehschwingungen eines Verbrennungsmotors, mit einem Gehäuse und wenigstens zwei in dem Gehäuse angeordneten ringförmigen Sekundärmassen, die sich in einer Kammer des Gehäuses um eine Drehachse des Drehschwingungsdämpfers herum erstrecken, wobei die Sekundärmassen über eine in der Kammer angeordnete Viskoseflüssigkeit mit dem Gehäuse in Kontakt sind.
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Neben Gummi-Drehschwingungsdämpfern dienen solche Viskositäts-Drehschwingungsdämpfer insbesondere zur Dämpfung von Drehschwingungen an Kurbelwellen oder auch Nockenwellen eines Verbrennungsmotors bei einem Kraftfahrzeug. Bei einem Viskositäts-Schwingungsdämpfer ist eine Sekundärmasse (seismische Masse) in einem Gehäuse der Primärmasse frei drehbar gelagert. Ein Spalt zwischen dem Gehäuse und der Sekundärmasse wird mit einer hochviskosen Flüssigkeit z.B. Silikonöl befüllt. Die durch Drehschwingungen induzierte Scherströmung dissipiert mechanische Leistung, wodurch eine hohe Dämpfungswirkung erzielt wird. Bei Verwendung von Silikonöl verwendet man zudem nicht newtonsche Effekte der Flüssigkeit, die zu einer Federankopplung der Sekundärseite führen, so dass der Schwingungsdämpfer zusätzlich auf die Torsionseigenfrequenz der Kurbelwelle abgestimmt werden kann, was zu einem insgesamt besseren Wirkungsgrad des Schwingungsdämpfers führt.
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Die Herstellungskosten solcher Viskositätsdämpfer sind jedoch in der Regel höher als bei Gummidämpfern. Außerdem ist auch das Bauvolumen solcher Dämpfer meistens größer.
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Aus
DE 10 2004 060 754 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 bekannt, welcher bei geringem Bauvolumen und hoher Dämpfungswirkung auf hohe Eigenfrequenzen abstimmbar sein soll. Dazu weist dieser bekannte Drehschwingungsdämpfer mehrere ringförmige Sekundärmassen auf, die über eine in der Kammer angeordnete viskose Flüssigkeit mit dem Gehäuse in Kontakt sind. Die Sekundärmassen sind parallel zueinander angeordnet, wobei zwischen zwei nebeneinander angeordneten Sekundärmassen zumindest ein Abstandhalter vorgesehen ist, der vorzugsweise als Trennwand zur Trennung von Bereichen der Kammer ausgestaltet ist. Jede ringförmige Sekundärmasse ist in ihrer eigenen Kammer jeweils mittels eines Gleitlagers gelagert. Die Massen der Sekundärmassen können identisch, aber auch unterschiedlich sein, auch die Spaltbreiten zwischen Gehäuse und Sekundärmassen bzw. Abstandhaltern können variieren, so dass dieser Dämpfer in unterschiedlichen Frequenzbereichen oder auch über einen größeren Frequenzbereich eingesetzt werden kann.
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Nachteilig bei diesem bekannten Dämpfer ist jedoch die Notwendigkeit zusätzlicher Abstandhalter, insbesondere wenn diese bei der bevorzugten Ausgestaltung als Trennwände ausgebildet sind. Diese Abstandhalter bzw. Trennwände machen die Dämpfermontage aufwendig und erschweren die Befüllung des Dämpfergehäuses mit viskoser Flüssigkeit. Außerdem verteuern die Trennwände und vor allem deren Fixierung das System.
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Aufgabe der Erfindung ist es, demgegenüber einen Drehschwingungsdämpfer zu schaffen, der bei möglichst einfacher Montagemöglichkeit eine vergrößerte Variabilität in der Frequenzabstimmung aufweist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Drehschwingungsdämpfer der eingangs bezeichneten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die wenigstens zwei Sekundärmassen so ausgebildet sind, dass sich eine der beiden Sekundärmassen wenigstens bereichsweise radial außerhalb der anderen Sekundärmasse erstreckt und in diesem Bereich durch einen axialen Spalt von der anderen Sekundärmasse getrennt ist.
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Im Unterschied zu dem aus
DE 10 2004 060 754 A1 bekannten Dämpfer sind somit die wenigstens zwei Sekundärmassen so gestaltet und angeordnet, dass sie im Wesentlichen nicht parallel, sondern in Reihe geschaltet sind, da zwischen den wenigstens zwei Sekundärmassen ein axial verlaufender, mit Viskoseflüssigkeit gefüllter, umlaufender Spalt besteht. Diese Ausgestaltung bietet größere Variationsmöglichkeiten, so dass eine vergrößerte Breitbandigkeit in der Frequenzabstimmung erreicht werden kann. Außerdem wird die Dämpferherstellung und Montage vereinfacht, da Abstandhalter zwischen den Sekundärmassen nicht erforderlich sind.
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Nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Sekundärmassen jeweils kreisringförmig ausgebildet sind. Bei dieser Gestaltung weisen die wenigstens zwei Sekundärmassen dann nur einen einzigen axial verlaufenden umlaufenden Spalt auf, durch den sie voneinander getrennt sind, d.h. es ist eine reine Reihenschaltung vorgesehen.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine Sekundärmasse querschnittlich L- oder C-förmig ausgebildet ist. Bei einer solchen Ausgestaltung sind dann die wenigstens zwei Sekundärmassen nicht nur durch einen einzigen axial verlaufenden Spalt voneinander getrennt, sondern zusätzlich auch noch durch wenigstens einen in radialer Richtung verlaufenden Spalt, so dass bei dieser Anordnung eine kombinierten Reihen- und Parallelanordnung gegeben ist.
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Bevorzugt können die wenigstens zwei Sekundärmassen ein unterschiedliches Gewicht aufweisen. Ferner können die radial verlaufenden Spalte zwischen dem Gehäuse und der einen Sekundärmasse eine andere Spaltbreite als die Spalte zwischen dem Gehäuse und der anderen Sekundärmasse aufweisen. Durch diese Gestaltung wird die Variationsmöglichkeit für die Dämpferabstimmung weiter erhöht. So kann z.B. bei einem Dämpfer mit zwei Sekundärmassen, welche jeweils kreisringförmig ausgebildet sind, die radial innere Masse so ausgelegt werden, auf einen unteren Frequenzbereich und die radial äußere Masse auf einen oberen Frequenzbereich ausgelegt sein.
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Wie an sich bekannt, sind die Sekundärmassen bevorzugt in Gleitlagern gelagert. Diese können querschnittlich winkelförmig ausgebildet sein und in den Eckbereichen der Sekundärmassen angeordnet sein. Je nach Gestaltung der Sekundärmassen können die Gleitlager aber auch zum Teil scheiben- oder ringförmig sein.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
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Diese zeigt in
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1 einen nur zur Hälfte dargestellten Axialschnitt durch einen Drehschwin gungsdämpfer nach einer ersten bevorzugten Ausgestaltung und in
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2 beispielhaft eine zweite Gestaltung der Sekundärmassen. Ein Drehschwingungsdämpfer ist in 1 allgemein mit 1 bezeichnet. Dieser Drehschwingungsdämpfer weist zunächst ein Gehäuse 2 (Primärmasse) auf, welches radial innen mit einem Nabenbereich 3 versehen ist, der je nach Einbausituation, wie dargestellt, entweder scheibenförmig und mit Befestigungsöffnungen 4 versehen ist oder mit einem buchsenartigen nabenförmigen Bereich zum Aufschieben auf eine Welle (nicht dargestellt).
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Radial außerhalb des Nabenbereiches ist das Gehäuse querschnittlich C-förmig gestaltet und bildet eine Kammer 5, welche auf der offenen Seite mit einem Deckel 6 dicht verschließbar ist. Dieser Deckel wird in geeigneter Weise befestigt, z.B. angeklebt, verschweißt oder dgl.
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In der Kammer 5 sind beim Ausführungsbeispiel zwei kreisringförmige Sekundärmassen aufgenommen, nämlich eine radial innere Sekundärmasse 7 und eine radial äußere Sekundärmasse 8. Diese beiden Sekundärmassen 7 und 8 sind durch einen axialen Spalt 9, der sich über den gesamten Umfang erstreckt, voneinander getrennt.
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Beim in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Sekundärmassen 7 und 8 mit unterschiedlichem Gewicht ausgebildet, sie weisen auch eine etwas unterschiedliche Breite auf, derart, dass zwischen der inneren Sekundärmasse 7 und der linken Seitenwand des Gehäuses 2 bzw. dem Deckel 6 jeweils ein Spalt 10 bzw. 11 besteht, wobei die Spaltbreite der Spalte 10 und 11 übereinstimmt, während zwischen der linken Seitenwand des Gehäuses 2 bzw. dem Deckel 6 und der zweiten radial äußeren Sekundärmasse 8 jeweils ein Spalt 12, 13 besteht, der beim Ausführungsbeispiel kleiner ist als die beiden Spalte 10 und 11.
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Beide Sekundärmassen 7, 8 sind entweder radial innen oder radial außen in winkelförmigen Gleitlagern 14 bzw. 15 im Gehäuse 2 drehbar gelagert. Diese Lager 14, 15 bestehen bevorzugt aus einem Gleiteigenschaften aufweisenden Kunststoff. Alternativ kann die Sekundärmasse 8 auch über ein den Spalt 9 im Wesentlichen ausfüllendes Lagerband auf der Sekundärmasse 7 angeordnet sein.
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Nach dem Einsetzen der Sekundärmassen 7 und 8 mit den Lagern 14, 15 wird die Kammer 5 des Gehäuses 2 mit dem Deckel 6 dicht verschlossen, anschließend wird durch eine verschließbare Befüllöffnung 16 eine viskose Flüssigkeit eingefüllt. Es kann z.B. ein Silikonöl mit einer Viskosität von 1 × 106 cSt verwendet werden.
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Eine typische Spaltbreite für die beiden Spalte 10 und 11 beträgt etwa 0,5–1,0 mm, während eine typische Spaltbreite für die Spalte 12 und 13 etwa 0,4–0,6 mm beträgt.
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Mit einem derartigen Drehschwingungsdämpfer 1 mit zwei in Reihe angeordneten Sekundärmassen 7 und 8 lässt sich mit der Sekundärmasse 7 ein Frequenzbereich zwischen 50 und 300 Hz und mit der Sekundärmasse 8 ein Frequenzbereich zwischen 300 bis 500 Hz abdecken.
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Durch eine Variation der Massen der Sekundärmasse 7 und 8 und den Abmessungen sowie der Spaltbreiten ist eine Anpassung des Drehschwingungsdämpfers 1 an unterschiedlichste Gegebenheiten möglich, ohne dass die Konstruktion des Drehschwingungsdämpfers 1 an sich verändert werden müsste.
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In 2 ist beispielhaft eine andere Form der Sekundärmassen 7 und 8 dargestellt. Beide Sekundärmassen 7 und 8 weisen bei dieser Ausführungsform eine querschnittlich L-förmige Ringgestaltung auf, wobei die Sekundärmasse 8 in diesem Falle bereichsweise radial außerhalb der Sekundärmasse 7 angeordnet ist und durch einen Spalt 9 radial außerhalb von der inneren Sekundärmasse 7 getrennt ist. Darüber hinaus besteht zwischen den beiden Sekundärmassen 7 und 8 ein radial verlaufender Spalt 9a und ein radial innerer axial verlaufender Spalt 9b. Alternativ könnte dieser Spalt 9b auch entfallen und sich der schmale Schenkel 8a der Sekundärmasse 8 bis an die radiale Innenwandung des Gehäuses 2 erstrecken.
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Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die Sekundärmasse 7 genauso gelagert (Gleitlager 14) wie beim Ausführungsbeispiel nach 1. Die Sekundärmasse 8 dagegen ist mit einem winkelförmigen Lager 17 gegenüber der Sekundärmasse 7 gelagert und im radial äußeren Bereich mit wenigstens einem scheibenförmigen Lager 18.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So können die beiden Sekundärmassen 7 und 8 auch andere geometrische Formen aufweisen, allerdings ist wesentlich, dass die äußere Sekundärmasse 8 wenigstens bereichsweise radial außerhalb der inneren Sekundärmasse 7 angeordnet ist, so dass zwischen beiden Sekundärmassen 7, 8 zumindest bereichsweise ein axial verlaufender umfänglicher Spalt besteht. Anders als dargestellt kann der Drehschwingungsdämpfer 1 auch mehr als zwei Sekundärmassen 7, 8 aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004060754 A1 [0004, 0008]
