DE102012214361A1

DE102012214361A1 - Torsionsschwingungsdämpfer, Zweimassenschwungrad und leistungsverzweigendes Torsionsschwingungsdämpfersystem

Info

Publication number: DE102012214361A1
Application number: DE102012214361.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Ridder; Alexander Manger; Daniel Lorenz; Tobias Höche; Thomas Weigand
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2012-08-13
Filing date: 2012-08-13
Publication date: 2014-02-13
Also published as: EP2882978A1; WO2014026811A1

Abstract

Ein Torsionsschwingungsdämpfer (100) gemäß einem Ausführungsbeispiel, beispielsweise für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, zum Übertragen einer Drehbewegung von einer Antriebsseite zu einer Abtriebsseite (160) des Torsionsschwingungsdämpfers (100) umfasst eine Federanordnung (130), die wenigstens ein erstes Federelement (140) und ein zweites Federelement (140) umfasst, wobei die Federanordnung (130) ausgebildet und angeordnet ist, um die Drehbewegung wenigstens teilweise über die Federanordnung (130) zu übertragen, ein Aufnahmeelement (190), das zwischen dem ersten und dem zweiten Federelement (140) angeordnet und ausgebildet ist, um das erste und das zweite Federelement (130) entlang einer Umfangsrichtung aufzunehmen, und eine Führungseinrichtung (230), die mit dem Aufnahmeelement (190) verbunden und ausgebildet ist, um das Aufnahmeelement (190) entlang einer radialen Richtung zu führen, wobei die Führungseinrichtung (230) und das Aufnahmeelement (190) als voneinander separate Bauteile ausgebildet sind, und/oder wobei die Führungseinrichtung (230) ein erstes Material und das Aufnahmeelement (190) ein von dem ersten Material verschiedenes zweites Material umfasst. Hierdurch kann gegebenenfalls ein Kompromiss zwischen Verschleiß, Komfort, Geräuschentwicklung, Leistungsfähigkeit und optional weiterer Parameter verbessert werden.

Description

Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Torsionsschwingungsdämpfer, ein Zweimassenschwungrad und ein leistungsverzweigendes Torsionsschwingungsdämpfersystem zum Übertragen einer Drehbewegung von einer Antriebsseite zu einer Abtriebsseite.
In Antriebssträngen, wie sie beispielsweise im Fahrzeugbereich eingesetzt werden, kommt es häufig zu Drehungleichförmigkeiten in Form von Schwankungen des von einer Welle abgegebenen Drehmoments bzw. einer Drehzahl derselben. Solche Drehungleichförmigkeiten können beispielsweise prinzipbedingt von Verbrennungskraftmaschinen erzeugt werden, die zusammen mit entsprechenden Antriebssträngen implementiert werden. So können viele Verbrennungskraftmaschinen prinzipbedingt kein konstantes Drehmoment und keine konstante Drehzahl über eine Kurbelwellenumdrehung abgeben. Diese Größen unterliegen vielmehr je nach Betriebszustand den vorgenannten Schwankungen. Für viele Anwendungen ist es jedoch erstrebenswert, einen möglichst konstanten Momenten- und Drehzahlverlauf zur Verfügung zu haben. Daher werden häufig zusätzliche Systeme eingesetzt, die der Reduzierung solcher Drehungleichförmigkeiten dienen.
Derartige Drehungleichförmigkeiten können beispielsweise im Falle eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs im Fahrbetrieb spürbar sein. Schon aus Komfortgründen, jedoch auch zum Schutz mechanischer Komponenten des Antriebsstrangs kann es daher erstrebenswert sein, Drehungleichförmigkeiten möglichst weitgehend zu eliminieren, zumindest jedoch zu dämpfen.
Zu ihrer Dämpfung sind eine Reihe von Technologien bekannt. So kann beispielsweise durch den Einsatz von Kraft- oder Energiespeichern ein Teil der bei einer Drehungleichförmigkeit auftretenden Energie zwischengespeichert werden, sodass diese darauffolgend in den Antriebsstrang derart abgegeben wird, dass ein geglätteter Drehzahl- und/oder Drehmomentverlauf erreicht wird. Beispiele für solche Systeme stellen Torsionsschwingungsdämpfer dar, die beispielsweise mit optimierten Reibpaarungen, gefangenen Federtellern, Innendämpfern, Tilgern, torsionsgedämpften Kupplungsscheiben, Elektromaschinen, Drehmomentwandlern oder auch den zuvor genannten leistungsverzweigenden Torsionsschwingungsdämpfersystemen gekoppelt und kombiniert werden können. Hierbei können beispielsweise Systeme implementiert werden, bei denen Federn gefangen werden, um eine Reibung im System zu minimieren. So beschreibt beispielsweise die US 4,360,352 eine Torsionsschwingungsdämpferanordnung. Auch die EP 1 584 838 A1 bezieht sich auf einen Torsionsschwindungsdämpfer mit mindestens einer aus mehreren Federelementen bestehenden Federeinrichtung zur federelastischen Kopplung eines antriebsseitigen Primärelements mit einem abtriebsseitigen Sekundärelement. Der Torsionsschwingungsdämpfer umfasst hierbei Gleitschuhe zur Beabstandung benachbarter Federelemente.
Darüber hinaus ist ein Torsionsschwingungsdämpfer aus der DE 10 2007 016 744 A1 bekannt, bei dem Bauteile, die die Feder oder Federelemente führen und aufnehmen, aufrollen, abrollen und entsprechend reibungsarmer geführt werden.
Lösungen mit gefangenen Federn oder Federelementen basieren jedoch darauf, dass Stahl auf Stahl trifft, was zu einer hohen Materialbelastung an den Kontaktstellen führen kann. Folglich können hierdurch Abrieb und Geräusche entstehen. Darüber hinaus kann es gegebenenfalls möglich sein, dass eine Dauerhaltbarkeit und damit eine Lebensdauer bei einigen Lösungen verbesserungsfähig sein kann.
Ähnliche Probleme und Herausforderungen treten jedoch nicht nur im Bereich von Antriebssträngen eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit einer Verbrennungskraftmaschine auf. Auch in anderen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus treten entsprechende Drehungleichförmigkeiten auf, die gegebenenfalls unerwünscht sein können. Daher kann auch bei diesen ein entsprechender Einsatz eines Torsionsschwingungsdämpfers ratsam sein.
Es besteht daher ein Bedarf daran, einen Kompromiss zwischen Verschleiß, Komfort, Geräuschentwicklung, Leistungsfähigkeit und gegebenenfalls weitere Parameter zu verbessern.
Diesem Bedarf trägt ein Torsionsschwingungsdämpfer gemäß Patentanspruch 1, ein Zweimassenschwungrad gemäß Patentanspruch 16 und ein leistungsverzweigendes Torsionsschwingungsdämpfersystem gemäß Patentanspruch 17 Rechnung.
Ein Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel, beispielsweise für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, zum Übertragen einer Drehbewegung von einer Antriebsseite zu einer Abtriebsseite des Torsionsschwingungsdämpfers umfasst eine Federanordnung, die wenigstens ein erstes Federelement und ein zweites Federelement umfasst, wobei die Federanordnung ausgebildet und angeordnet ist, um die Drehbewegung wenigstens teilweise über die Federanordnung zu übertragen. Der Torsionsschwingungsdämpfer umfasst ferner ein Aufnahmeelement, das zwischen dem ersten und dem zweiten Federelement angeordnet und ausgebildet ist, um das erste und zweite Federelement entlang einer Umfangsrichtung aufzunehmen. Der Torsionsschwingungsdämpfer umfasst ferner eine Führungseinrichtung, die mit dem Aufnahmeelement verbunden und ausgebildet ist, um das Aufnahmeelement entlang einer radialen Richtung zu führen. Die Führungseinrichtung und das Aufnahmeelement sind hierbei als voneinander separate Bauteile ausgebildet. Ergänzend oder alternativ hierzu umfasst die Führungseinrichtung ein erstes Material und das Aufnahmeelement ein von dem ersten Material verschiedenes zweites Material.
Ausführungsbeispielen liegt so die Erkenntnis zugrunde, dass ein Kompromiss zwischen Verschleiß, Komfort, Geräuschentwicklung, Leistungsfähigkeit eines Torsionsschwingungsdämpfers und gegebenenfalls weitere Parameter dadurch verbessert werden kann, dass die Führungseinrichtung und das Aufnahmeelement als separate Bauteile ausgeführt sind. Ergänzend oder alternativ hierzu kann eine entsprechende Verbesserung dieses Kompromisses auch dadurch erzielbar sein, dass die Führungseinrichtung ein erstes Material und das Aufnahmeelement ein von diesem verschiedenes zweites Material umfasst, bzw. die Führungseinrichtung und das Aufnahmeelement aus diesen gefertigt sind. Hierdurch ist es möglich, eine Materialpaarung zu verwenden, die besser auf einen geringeren Verschleiß, einen höheren Komfort, eine geringere Geräuschentwicklung oder eine höhere Leistungsfähigkeit abgestimmt ist.
Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Federelemente der Federanordnung ebenfalls aus dem ersten Material gefertigt sind bzw. dieses umfassen.
Ausführungsbeispiele umfassen ferner ein Zweimassenschwungrad, beispielsweise für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, das einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst. Ausführungsbeispiele umfassen ebenso ein leistungsverzweigendes Torsionsschwingungsdämpfersystem zum Übertragen einer Drehbewegung von einer Antriebsseite zu einer Abtriebsseite, wobei das leistungsverzweigende Torsionsschwingungsdämpfersystem einen zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite angeordneten ersten Drehmomentübertragungsweg zum Übertragen eines ersten Drehmomentanteils, einen zwischen der Antriebsseite und der Abtriebsseite angeordneten zweiten Drehmomentübertragungsweg zum Übertragen eines zweiten Drehmomentanteils, eine Koppelanordnung zum Überlagern bzw. Zusammenführen des ersten Drehmomentanteils und des zweiten Drehmomentanteils und eine Phasenschieberanordnung zum Bewirken einer Phasenverschiebung zwischen Rotationsschwingungen der Drehbewegung, die über den ersten Drehmomentübertragungsweg zu der Koppelanordnung übertragen werden, und den Rotationsschwingungen, die über den zweiten Drehmomentübertragungsweg zu der Koppelanordnung übertragen werden, wobei die Phasenschieberanordnung einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst.
Bei Torsionsschwingungsdämpfern gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Antriebsseite und die Abtriebsseite desselben im Allgemeinen im Wesentlichen inelastisch bzw. unelastisch mit der Federanordnung gekoppelt. Zwischen der Antriebsseite und der Federanordnung und der Federanordnung und der Abtriebsseite sind daher im Allgemeinen keine weiteren Federelemente geschaltet. Wichtig ist in diesem Zusammenhang, dass sich dies nur auf die Antriebsseite und die Abtriebsseite des eigentlichen Torsionsschwingungsdämpfers bezieht. Er kann so bei Anwendungen natürlich mit anderen Komponenten, die Federelemente umfassen, gekoppelt oder kombiniert werden. Gleiches kann auch für eine entsprechende Gleitfläche gelten.
Optional kann ein Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel ferner eine Gleitfläche umfassen, die mit der Antriebsseite oder der Abtriebsseite drehfest gekoppelt ist, wobei das Aufnahmeelement derart ausgebildet ist, um mit der Gleitfläche oberhalb einer vorbestimmten ersten Schwellendrehzahl in Kontakt zu stehen. Das Aufnahmeelement und die Gleitfläche können hierbei miteinander in einen reibschlüssigen Kontakt treten. Ein reibschlüssiger Kontakt liegt hierbei dann vor, wenn zwei Objekte, also beispielsweise das betreffende Aufnahmeelement und die Gleitfläche miteinander reibschlüssig in Kontakt treten, sodass zwischen diesen eine Kraft im Falle einer Relativbewegung senkrecht zu einer Berührfläche zwischen diesen entsteht. Hierbei kann ein Drehzahlunterschied, also beispielsweise ein Schlupf, bestehen. Neben einem solchen reibschlüssigen Kontakt umfasst ein reibschlüssiger Kontakt jedoch auch eine reibschlüssige bzw. kraftschlüssige Verbindung zwischen den betreffenden Objekten, bei denen ein entsprechender Drehzahlunterschied bzw. Schlupf im Wesentlichen nicht auftritt. Hierbei kommt eine kraftschlüssige oder reibschlüssige Verbindung durch Haftreibung, eine stoffschlüssige Verbindung durch molekulare oder atomare Wechselwirkungen und Kräfte und eine formschlüssige Verbindung durch eine geometrische Verbindung der betreffenden Verbindungspartner zustande. Die Haftreibung setzt somit insbesondere eine Normalkraftkomponente zwischen den beiden Verbindungspartnern voraus.
Hierdurch kann es möglich sein, dass das Aufnahmeelement eine Reibung zwischen der Gleitfläche und der Abtriebs- oder Antriebsseite erzeugt, mit der die Gleitfläche gerade nicht drehfest verbunden ist. So kann hierdurch eine entsprechende Leistungsfähigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers verbessert werden. Darüber hinaus kann es gegebenenfalls durch das Inkontaktstehen des Aufnahmeelements mit den Gleitflächen dazu kommen, dass tendenziell verstärkt Komfort beeinträchtigende Geräusche von dem Torsionsschwingungsdämpfer erzeugt werden.
Optional kann bei einem solchen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel die Führungseinrichtung derart ausgebildet sein, um wenigstens oberhalb der ersten Schwellendrehzahl einer zwischen dem Aufnahmeelement und der Gleitfläche wirkenden Radialkraft zu reduzieren. Hierdurch kann es möglich sein, eine Funktionsfähigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers dadurch zu verbessern, indem durch die von der Führungseinrichtung oberhalb der ersten Schwellendrehzahl auf das Aufnahmeelement ausgeübten radialen Kraft eine Charakteristik des Torsionsschwingungsdämpfers besser an seine Einsatzbedingungen anpassbar ist.
Optional kann bei einem Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Führungseinrichtung das erste Material und das Aufnahmeelement, das das von dem ersten Material verschiedene zweite Material umfasst, das zweite Material derart ausgebildet sein, sodass bei einem Vergleich zu einem aus dem ersten Material gefertigten Aufnahmeelement bei einer Berührung des Aufnahmeelements mit der Gleitfläche eine Geräuschentwicklung und/oder eine Reibung und/oder ein Verschleiß verringert ist. Hierdurch kann es möglich sein, eine Geräuschentwicklung, Reibung und/oder Verschleiß des Torsionsschwingungsdämpfers zu reduzieren und damit den vorgenannten Kompromiss zu verbessern.
Optional kann bei einem Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Führungseinrichtung das erste Material und das Aufnahmeelement, das von dem ersten Material verschiedene zweite Material umfasst, das zweite Material einen metallischen Werkstoff, beispielsweise einen Stahl oder eine metallische Legierung und das erste Material einen Polymerwerkstoff, beispielsweise ein Polyamid, umfassen. Hierdurch kann es möglich sein, einen Verschleiß, eine Geräuschentwicklung, einen Komfort und/oder eine Leistungsfähigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers positiv zu beeinflussen, wenn beispielsweise das Aufnahmeelement mit der Gleitfläche in Berührung tritt. Aber auch dann, wenn das Aufnahmeelement mit der Gleitfläche nicht in Berührung tritt, kann durch die beschriebene Materialwahl gegebenenfalls der vorgenannte Kompromiss verbessert werden. So kann beispielsweise, wenn auch die Federelemente aus dem ersten Werkstoff oder einem vergleichbaren Werkstoff, also beispielsweise einem metallischen Werkstoff (z. B. Stahl oder einer metallischen Legierung) gefertigt sind oder diesen zumindest umfassen, eine geräuschärmere, verschleißärmere und gegebenenfalls weniger reibungsbelastete Führung der Federelemente erzielbar werden.
Optional kann ein Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel ferner eine Zentriereinrichtung umfassen, die mit der Antriebsseite oder der Abtriebsseite drehfest gekoppelt ist, wobei die Zentriereinrichtung ausgebildet ist, um die Führungseinrichtung bezüglich der Antriebsseite oder Abtriebsseite zu zentrieren. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, eine Montage des Torsionsschwingungsdämpfers zu vereinfachen. Ebenso kann es jedoch gegebenenfalls möglich sein, eine Leistungsfähigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers dadurch zu verbessern, indem die Zentriereinrichtung durch ihre Zentrierung der Führungseinrichtung zu einer optimaleren Positionierung dieser und damit der Aufnahmeelemente bezogen zu einer Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers führt. So kann gegebenenfalls hierdurch auch ein unbeabsichtigtes Inkontakttreten einzelner Komponenten untereinander vermieden werden, wodurch wiederum gegebenenfalls ein Komfort verbessert und entstehende Geräusche reduziert werden.
Optional können bei einem Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel, der die bereits zuvor erwähnte Gleitfläche umfasst, das Aufnahmeelement und die Führungseinrichtung derart ausgebildet sein, um eine auf die Gleitfläche hin gerichtete Kraft auszuüben. Anders ausgedrückt können das Aufnahmeelement und die Führungseinrichtung derart ausgebildet sein, sodass das Aufnahmeelement von der Führungseinrichtung auf die Gleitfläche aufgedrückt wird, sodass diese also eine entsprechende auf die Gleitfläche hingerichtete Kraft ausüben. Hierdurch kann gegebenenfalls eine Reibung im Inneren des Torsionsschwingungsdämpfers gezielt erhöht werden, wodurch die Leistungsfähigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers beispielsweise bei manchen Betriebsbedingungen gegebenenfalls erhöht werden kann. Je nach konkreter Implementierung kann dies beispielsweise durch die Ausgestaltung von Führungseinrichtung und Aufnahmeelement als voneinander separate Bauteile bzw. auch durch die entsprechende Materialwahl derselben positiv beeinflusst werden. Je nach konkreter Ausgestaltung kann hierdurch gegebenenfalls drehzahlunabhängig ein Inkontaktstehen des Aufnahmeelements und der Gleitfläche ermöglicht werden.
Optional können bei einem Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel, der eine Gleitfläche umfasst, wie sie bereits zuvor erläutert wurde, das Aufnahmeelement und die Führungseinrichtung derart ausgebildet sein, um ein Inkontaktstehen zwischen der Gleitfläche und dem Aufnahmeelement zumindest unterhalb einer zweiten Schwellendrehzahl zu unterbinden. Die zweite Schwellendrehzahl kann hierbei kleiner als die erste Schwellendrehzahl sein, jedoch beispielsweise auch mit einer maximal zulässigen Drehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers übereinstimmen. Anders ausgedrückt kann es hierdurch möglich sein, den Torsionsschwingungsdämpfer derart auszugestalten, sodass wenigstens eines der Aufnahmeelemente durch die Führungseinrichtung unterhalb der zweiten Schwellendrehzahl an einem Aufbauen eines entsprechenden reibschlüssigen Kontakts zwischen Gleitfläche und Aufnahmeelement zu hindern. Wie zuvor bereits erläutert wurde, liegt ein reibschlüssiger Kontakt hierbei beispielsweise dann vor, wenn die betreffenden Objekte miteinander in Kontakt stehen, wobei zwischen diesen eine Relativbewegung, also insbesondere auch ein Drehzahlunterschied bzw. ein Schlupf bestehen kann. Ein reibschlüssiger Kontakt stellt so eine spezielle Form der reibschlüssigen Verbindung bzw. der kraftschlüssigen Verbindung dar, die auf einer Haftreibung basiert und entsprechend eine Normalkomponente einer Kraft erfordert. Auch hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, eine Leistungsfähigkeit eines Torsionsschwingungsdämpfers dadurch zu verbessern, dass beispielsweise eine Reibung reduziert wird. Als Folge kann es gegebenenfalls möglich sein, auch einen Verschleiß und eine Geräuschentwicklung zu reduzieren und gegebenenfalls damit einen Komfort zu verbessern.
Optional kann bei einem Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel die Führungseinrichtung wenigstens einen im Wesentlichen entlang einer radialen Richtung verlaufenden Verbindungsabschnitt aufweisen, der mit dem Aufnahmeelement verbunden ist und eine geringere Erstreckung in einer Umfangsrichtung als in der radialen Richtung aufweist. Hierdurch kann es möglich sein, die Führungseinrichtung gerade so auszulegen, dass diese durch eine definierte Deformation ein Inkontakttreten des Aufnahmeelements mit der Gleitfläche ermöglicht. So kann mit technisch einfachen Mitteln die vorgenannte Leistungsfähigkeit oder auch eine der anderen Faktoren gegebenenfalls verbessert werden.
Optional kann bei einem Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel die Führungseinrichtung wenigstens zwei im Wesentlichen identische Haltestrukturen umfassen, die mit dem Aufnahmeelement entlang einer axialen Richtung aneinander gegenüberliegenden Seiten des Aufnahmeelements verbunden sind. Hierdurch kann eine Herstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers beispielsweise dadurch vereinfacht werden, dass eine Anzahl unterschiedlicher Teile reduziert wird.
Ebenso kann es gegebenenfalls möglich sein, durch im Wesentlichen identische Haltestrukturen eine verbesserte Leistungsfähigkeit dadurch zu erzielen, dass aufgrund der mehrfachen Verwendung im Wesentlichen identische Teile einer Serienstreuung weniger stark ins Gewicht fällt.
Optional kann ein solcher Torsionsschwingungsdämpfer eine Mehrzahl von Aufnahmeelementen umfassen, wobei die Federanordnung die Mehrzahl der Aufnahmeelemente derart angeordnet und ausgebildet sind, sodass die Drehbewegung im Rahmen einer Serienschaltung über die Mehrzahl der Aufnahmeelemente übertragen wird. Die Führungseinrichtung kann in diesem Fall mit den Aufnahmeelementen verbunden sein, wobei jedes Aufnahmeelement der Mehrzahl von Aufnahmeelementen an entlang der axialen Richtung einander gegenüberliegenden Seiten desselben mit jeweils wenigstens einer Haltestruktur verbunden ist, wobei die Haltestrukturen im Wesentlichen identisch sind. Hierdurch kann die bereits zuvor beschriebene Verbesserung der Leistungsfähigkeit und/oder die Vereinfachung der Herstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers gemäß einem Ausführungsbeispiel gegebenenfalls weiter gesteigert werden.
Optional kann bei einem solchen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel die Mehrzahl von Aufnahmeelementen wenigstens drei Aufnahmeelemente umfassen, wobei die Aufnahmeelemente jeweils wenigstens zwei aneinander gegenüberliegenden Seiten derselben angeordneten Anlageflächen aufweisen, die ausgebildet sind, um mit einer Haltestruktur verbunden zu werden. Die einander gegenüberliegenden Anlageflächen der Aufnahmeelemente der Mehrzahl von Aufnahmeelementen können hierbei Abstände entlang der axialen Richtung aufweisen, die Werten einer arithmetischen Folge entsprechen. Anders ausgedrückt können die Abstände entlang der axialen Richtung der Anlageflächen der Aufnahmeelemente der Mehrzahl von Aufnahmeelementen derart aufsteigend oder absteigend angeordnet werden, sodass zwei in aufsteigender Reihenfolge angeordnete und so aufeinanderfolgende Abstände sich jeweils um einen konstanten Wert unterscheiden. Hierdurch kann es möglich sein, einen Kompromiss zwischen Bauraum einerseits und Leistungsfähigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers andererseits zu verbessern, indem die Haltestrukturen äquidistant entlang der axialen Richtung angeordnet werden. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, eine Gefahr einer gegenseitigen Behinderung bzw. eines gegenseitigen Inkontakttretens der Haltestrukturen zu vermeiden oder zu verringern.
Optional können bei Torsionsschwingungsdämpfern gemäß einem Ausführungsbeispiel die Haltestrukturen der wenigstens zwei Haltestrukturen wenigstens teilweise ein Lager, beispielsweise ein Gleitlager, aufweisen, welches derart ausgebildet ist, sodass benachbarte Haltestrukturen entlang der axialen Richtung geführt werden. Benachbart sind hierbei zwei Objekte, zwischen denen kein weiteres Objekt desselben Typs angeordnet ist. Unmittelbar benachbart sind entsprechende Objekte, wenn sie aneinandergrenzen, also beispielsweise miteinander in Kontakt stehen.
Ergänzend oder alternativ können bei einem Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel die Haltestrukturen der wenigstens zwei Torsionsschwingungsdämpfer wenigstens teilweise durch ein Führungsbauteil entlang der axialen Richtung geführt werden, wobei das Führungsbauteil mit der Antriebsseite oder der Abtriebsseite des Torsionsschwingungsdämpfers gekoppelt ist. Das Führungsbauteil kann beispielsweise als Teil der Zentriereinrichtung ausgeführt sein. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, eine Reibung zwischen den Haltestrukturen der Führungseinrichtung und damit gegebenenfalls einen Verschleiß und eine Geräuschentwicklung zu reduzieren. Entsprechend kann aufgrund eines definierteren Einsetzens und Vorliegens einer Reibung die Leistungsfähigkeit und gegebenenfalls des Komforts des Torsionsschwingungsdämpfers verbessert werden.
Optional kann bei einem Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel wenigstens eine Haltestruktur der Mehrzahl von Haltestrukturen einen Verblockungsabschnitt aufweisen, der derart ausgebildet ist, sodass diese oberhalb einer vorbestimmten Verblockungsdrehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers mit wenigstens einer weiteren Haltestruktur der Mehrzahl von Haltestrukturen oder einem weiteren Bauteil des Torsionsschwingungsdämpfers in Kontakt tritt und mit diesem einen reibschlüssigen bzw. kraftschlüssigen Kontakt bildet. Hierdurch kann es möglich sein, oberhalb der Verblockungsdrehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers eine zusätzliche Reibung der Haltestrukturen untereinander definierter beizuführen, wodurch gegebenenfalls eine Leistungsfähigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers weiter gesteigert werden kann. Hierbei handelt es sich also um eine Möglichkeit, gezielt und nicht etwa ungewollt eine Reibung zwischen den Haltestrukturen zu schaffen.
Optional kann ein Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel eine weitere Federanordnung umfassen, die wenigstens ein erstes weiteres Federelement und ein zweites weiteres Federelement umfasst, wobei die weitere Federanordnung ausgebildet und angeordnet ist, um die Drehbewegung wenigstens teilweise über die weitere Federanordnung zu übertragen. Der Torsionsschwingungsdämpfer kann in einem solchen Fall ferner wenigstens ein weiteres Aufnahmeelement umfassen, das zwischen dem ersten weiteren Federelement und dem zweiten weiteren Federelement angeordnet ist, wobei die Führungseinrichtung wenigstens eine Haltestruktur umfasst, die mit dem Aufnahmeelement und dem wenigstens einen weiteren Aufnahmeelement derart verbunden ist, sodass die Haltestruktur und die mit diesem verbundenen Aufnahmeelemente bezüglich einer Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers bzw. eines Mittelpunkts eine ganzzahlige Rotationssymmetrie und/oder eine Punktsymmetrie aufweisen. Hierdurch kann es möglich sein, eine Exzentrizität der Haltestruktur zu verringern, die aufgrund der auf die Haltestruktur selbst und die mit dieser verbundenen Aufnahmeelemente einwirkenden Zentrifugalkraft entstehen könnte. Die beschriebene ganzzahlige Rotationssymmetrie bzw. die Punktsymmetrie bezogen auf den Mittelpunkt oder die Drehachse können hierbei dazu führen, dass eine entsprechende Deformation der Haltestruktur, die zu einer Exzentrizität führt, zumindest derart beschränkt wird, sodass die Exzentrizität tolerierbare Grenzen nicht überschreitet. Darüber hinaus kann es gegebenenfalls möglich sein, eine Anzahl verschiedener Teile des Torsionsschwingungsdämpfers zu reduzieren und somit seinen Aufbau zu vereinfachen. Insgesamt kann so gegebenenfalls wiederum ein Kompromiss zwischen Leistungsfähigkeit und Aufwand hinsichtlich der Herstellung gegebenenfalls verbessert werden.
Unter einer einstückig ausgebildeten Komponente wird eine solche verstanden, die genau aus einem zusammenhängenden Materialstück gefertigt ist. Der Begriff „einstückig“ kann daher synonym mit den Begriffen „integral“ oder „einteilig“ verwendet werden. Eine mechanische Kopplung zweier Komponenten umfasst sowohl eine unmittelbare, wie auch eine mittelbare Kopplung. Elektrische oder andere Komponenten sind hierbei miteinander mittelbar über eine weitere Komponente oder unmittelbar miteinander derart gekoppelt, dass diese einen Signalaustausch zwischen den betreffenden Komponenten ermöglichen. So kann die entsprechende Kopplung abschnittsweise oder vollständig beispielsweise elektrisch, optisch, magnetisch oder mittels Funktechnik implementiert und umgesetzt sein.
Trotz des Wortbestandteils „Richtung“ kann es sich bei den einzelnen „Richtungen“ im vorliegenden Fall nicht notwendigerweise um eine Richtung im mathematischen Sinne eines Vektors, sondern um eine Linie handeln, entlang derer die entsprechende Bewegung erfolgt. Eine solche Linie kann geradlinig, jedoch auch gebogen sein. Abzugrenzen sind hier Richtungen, die tatsächlich Richtungen entlang einer Linie, beispielsweise der Bewegungsrichtung, beschreiben. So kann beispielsweise eine erste Richtung einer zweiten Richtung entgegengerichtet sein, beide jedoch entlang einer auch als Richtung bezeichneten Linie verlaufen oder gerichtet sein.
Eine Komponente kann beispielsweise eine n-zählige Rotationssymmetrie aufweisen, wobei n eine natürliche Zahl größer oder gleich 2 ist. Eine n-zählige Rotationssymmetrie liegt dann vor, wenn die betreffende Komponente beispielsweise um eine Rotations- oder Symmetrieachse um (360°/n) drehbar ist und dabei im Wesentlichen formenmäßig in sich selbst übergeht, also bei einer entsprechenden Drehung im Wesentlichen auf sich selbst im mathematischen Sinn abgebildet wird. Im Unterschied hierzu geht bei einer vollständigen rotationssymmetrischen Ausgestaltung einer Komponente bei einer beliebigen Drehung um jeden beliebigen Winkel um die Rotations- oder Symmetrieachse die Komponente formenmäßig im Wesentlichen in sich selbst über, wird also im mathematischen Sinn im Wesentlichen auf sich selbst abgebildet. Sowohl eine n-zählige Rotationssymmetrie wie auch eine vollständige Rotationssymmetrie wird hierbei als Rotationssymmetrie bezeichnet.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert.
1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Zweimassenschwungrades gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch ein Zweimassenschwungrad gemäß einem Ausführungsbeispiel, das einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst;
3 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch ein leistungsverzweigendes Torsionsschwingungsdämpfersystem gemäß einem Ausführungsbeispiel, das einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst;
4 zeigt eine Aufsicht auf den Torsionsschwingungsdämpfer des in 3 gezeigten leistungsverzweigenden Torsionsschwingungsdämpfersystems;
5 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch ein Zweimassenschwungrad gemäß einem Ausführungsbeispiel, welches einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst;
6 zeigt eine Teilausschnittsdarstellung durch das Zweimassenschwungrad gemäß einem Ausführungsbeispiel, welches einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst;
7 zeigt eine Aufsicht auf das Zweimassenschwungrad aus 6 von einer Abtriebsseite aus, ohne Darstellung eines Sekundärschwungrads und eines Deckblechs;
8 zeigt eine perspektivische Darstellung des Zweimassenschwungrads aus den 6 und 7 ohne ein Sekundärschwungrad und ohne das Deckblech;
9 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch das in den 6 bis 8 gezeigte Zweimassenschwungrad entlang einer ersten Querschnittsebene;
10 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch das in den 6 bis 9 gezeigte Zweimassenschwungrad entlang einer zweiten Querschnittsebene;
11 zeigt eine perspektivische Darstellung des in den 6 bis 10 gezeigten Zweimassenschwungrads ohne das sekundärseitige Schwungrad und das Deckblech;
12 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch das in den 6 bis 11 gezeigte Zweimassenschwungrad;
13 zeigt an einer perspektivischen Querschnittsdarstellung ein durch ein Haltebauteil gefangenes Aufnahmeelement des in den 6 bis 12 gezeigten Zweimassenschwungrads;
14 zeigt eine Aufsicht auf eine Haltestruktur des in den 6 bis 13 gezeigten Zweimassenschwungrads;
15 zeigt eine perspektivische Darstellung der in 14 gezeigten Haltestruktur;
16 zeigt eine perspektivische Darstellung der Führungseinrichtung und einiger Aufnahmeelemente des in den 6 bis 15 gezeigten Zweimassenschwungrads;
17 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung der in 16 gezeigten Führungseinrichtung und der Mehrzahl von Aufnahmeelementen;
18 zeigt eine perspektivische Darstellung der Führungseinrichtung, der Mehrzahl von Aufnahmeelementen und der Federanordnung des Zweimassenschwungrads aus den 6 bis 17;
19 zeigt eine vergrößerte Darstellung der in 18 gezeigten Anordnungen zur Illustration eines Einsatzes von Gleitlagern im Rahmen der Führungseinrichtung;
20 zeigt eine perspektivische Darstellung der Federanordnung und der Aufnahmeelemente zur Illustration einer Anbindung der Führungseinrichtung an die Aufnahmeelemente;
21 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch die Führungseinrichtung und ein mit dieser verbundenem Aufnahmeelement;
22 illustriert unterschiedliche an einem Aufnahmeelement angreifende Kräfte entlang einer radialen Richtung;
23 illustriert eine Ausgangssituation vor einer Verformung der Führungseinrichtung eines Torsionsschwingungsdämpfers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
24 illustriert eine aufgrund von zentrifugalen Kräften auftretende Verformung der Führungseinrichtung aus 23;
25 illustriert die Führungseinrichtung aus den 23 und 24 in einem maximal verformten Zustand;
26 illustriert einen Reibmomentverlauf als Funktion einer Radialkraft eines Zweimassenschwungrades ohne gefangene Aufnahmeelemente;
27 illustriert einen Reibmomentverlauf als Funktion einer Radialkraft gemäß einem Ausführungsbeispiel mit gefangenen Aufnahmeelementen;
28 zeigt eine perspektivische Darstellung mit einer Vergrößerung einer kombinierten Zentriereinrichtung und eines Führungsbauteils für eine Haltestruktur einer Führungseinrichtung eines Torsionsschwingungsdämpfers gemäß einem Ausführungsbeispiel;
29 zeigt eine perspektivische Darstellung der Zentriereinrichtung aus 28;
30 illustriert eine Montage der Zentriereinrichtung bzw. des Führungsbauteils an einer Nabenscheibe des Torsionsschwingungsdämpfers;
31 zeigt eine 29 entsprechende perspektivische Darstellung einer Zentriereinrichtung, die nicht als Führungsbauteil ausgestaltet ist;
32 zeigt die in 29 dargestellte Zentriereinrichtung vor einem Aufschieben auf einen Befestigungszapfen der Nabenscheibe aus 28;
33 zeigt ein Auseinanderbiegen von Verrastungsbügeln der Zentriereinrichtung bei einem Aufschieben auf den Befestigungszapfen;
34 zeigt eine perspektivische Darstellung der auf den Befestigungszapfen aufgeschobenen und mit diesem formschlüssig verbundenen Zentriereinrichtung;
35 zeigt eine Aufsicht auf einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
36 zeigt eine Aufsicht auf einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel mit einer wenigstens eine Bogenfeder umfassenden Federanordnung;
37 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Führungseinrichtung mit einer Mehrzahl von Aufnahmeelementen, die keine ganzzahlige Rotationssymmetrie aufweisen;
38 zeigt eine Führungseinrichtung mit einer Mehrzahl von Aufnahmeelementen, wobei Haltestrukturen der Führungseinrichtung einen Verblockungsabschnitt mit wenigstens einer weiteren Haltestruktur aufweist, wie er beispielsweise bei dem in 4 gezeigten leistungsverzweigenden Torsionsschwingungsdämpfersystem zum Einsatz kommt;
39 zeigt ein umgossenes oder angespritztes Aufnahmeelement an einer Haltestruktur;
40 zeigt eine perspektivische Darstellung der in 39 gezeigten Haltestruktur;
41 zeigt eine perspektivische Darstellung eines nicht gefangenen Aufnahmeelements ohne eine Haltestruktur;
42 zeigt eine perspektivische Darstellung einer doppellagig ausgeführten Haltestruktur;
43 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Haltestruktur auf Basis eines Halterings;
44 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Haltestruktur mit einer Versteifung;
45 zeigt eine perspektivische Darstellung einer zweiteiligen Haltestruktur;
46 zeigt eine Aufsicht auf einen Torsionsschwingungsdämpfer mit antriebsseitig und abtriebsseitig gefangenen Aufnahmeelementen;
47 zeigt eine weitere Ausführung eines antriebsseitig und abtriebsseitig angeordneten gefangenen Aufnahmeelements.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der beigefügten Darstellungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt.
Wie eingangs bereits erläutert wurde, treten in einer Vielzahl technischer Anwendungen im Bereich des Maschinen-, des Anlagen- und des Fahrzeugbaus Drehungleichförmigkeiten auf, bei denen es sich beispielsweise um Schwankungen hinsichtlich eines Drehmoments oder einer Drehzahl einer Welle handeln kann. So wird beispielsweise prinzipbedingt im Falle des Einsatzes einer Verbrennungskraftmaschine häufig kein konstantes Drehmoment während einer Kurbelwellenumdrehung erzeugt. Dies kann mit Variationen der Drehzahl einhergehen, die – beispielsweise im Falle eines Fahrzeugs – während des Fahrbetriebs vom Fahrer spürbar sein können.
Torsionsschwingungsdämpfer basieren hierbei häufig darauf, dass Energiebeträge, welche aufgrund der Drehungleichförmigkeiten von einem Mittelwert abweichen, im Rahmen eines Energiespeichers kurzzeitig zwischengespeichert werden und bei Bedarf wieder abgegeben werden, sodass eine Dämpfung der Drehungleichförmigkeiten, also eine gleichmäßigere Energieabgabe möglich wird. Zu diesem Zweck weisen Torsionsschwingungsdämpfer häufig Federelemente auf, welche zur Zwischenspeicherung solcher Energiespitzen herangezogen werden.
Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel, wie diese weiter unten noch näher beschrieben werden, können daher im Rahmen einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen und unterschiedlicher Torsionsschwingungsdämpfertechnologien eingesetzt werden. Zu diesen zählen beispielsweise Zweimassenschwungräder, Tilgeranordnungen, Drehmomentwandler, Elektromaschinen, leistungsverzweigende Torsionsschwingungsdämpfersysteme und andere ähnliche Anordnungen. Hierbei werden im weiteren Verlauf der Beschreibung im Wesentlichen Torsionsschwingungsdämpfer im Rahmen von Zweimassenschwungrädern und leistungsverzweigenden Torsionsschwingungsdämpfersystemen beschrieben. Selbstverständlich können jedoch entsprechende Torsionsschwingungsdämpfer gemäß einem Ausführungsbeispiel auch bei anderen Techniken und Technologien herangezogen werden.
Konventionell werden Torsionsschwingungsdämpfer im Wesentlichen auf Basis von Stahl gefertigt, wobei neben den Federn auch wesentliche weitere Komponenten aus Stahl gefertigt sind. Als Folge treffen bei solchen Torsionsschwingungsdämpfern häufig Stahlkomponenten auf andere Stahlkomponenten, was zu einer hohen Materialbelastung an den Kontaktstellen führen kann. Ebenso können hierdurch Abrieb und Geräusche entstehen. Torsionsschwingungsdämpfern gemäß einem Ausführungsbeispiel liegt so unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass eine Führung von Metallfedern in Metallhaltern oder anderen auch als Fliegen bezeichneten Aufnahmeelementen daher häufig ungünstige ist, als die Verwendung von entsprechenden Aufnahmeelementen aus einem Polymerwerkstoff, also beispielsweise entsprechenden Kunststoffteilen. So können bei Ausführungsbeispielen eines Torsionsschwingungsdämpfers entsprechende Aufnahmeelemente sowohl zwischen Federelementen als auch antriebsseitig oder abtriebsseitig auf Basis solcher Werkstoffe gefertigt werden.
Zweimassenschwungräder dienen hierbei der Entkopplung von Drehungleichförmigkeiten in Antriebssträngen, beispielsweise in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs. Reibung zwischen primärseitigen, also antriebsseitigen Teilen und sekundärseitigen, also abtriebsseitigen Teilen kann hierbei einen nachteiligen Einfluss auf die Fähigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers zur Entkopplung bzw. Dämpfung der Drehungleichförmigkeiten haben. Einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss kann hierbei insbesondere eine Reibung zwischen den Federtellern und Gleitschuhen einerseits und dem Primärschwungrad eines solchen Zweimassenschwungrads andererseits entstehen.
1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem es sich genauer gesagt um ein Zweimassenschwungrad 110 handelt. Das Zweimassenschwungrad 110 weist hierbei ein Primärschwungrad 120 auf, welches topförmig ausgeführt ist. In einem Inneren des Primärschwungrads 120 ist eine Federanordnung 130 mit einer Mehrzahl von Federelementen 140 angeordnet, wobei die Federelemente 140 derart angeordnet sind, sodass eine von dem Primärschwungrad 120 in den Torsionsschwingungsdämpfer 100 eingeleitete Drehbewegung über die Federelemente 140 im Sinne einer Serienschaltung von einer Antriebsseite 150, die auch als Eingangsseite bezeichnet wird, zu einer Abtriebsseite 160 des Zweimassenschwungrads 110 bzw. Torsionsschwingungsdämpfers 100, die auch als Ausgangsseite bezeichnet wird. Die Federanordnung 130 ist hierbei im Wesentlichen inelastisch bzw. unelastisch mit der Antriebsseite 150 und der Abtriebsseite 160 des Torsionsschwingungsdämpfers 100 selbst gekoppelt. Zwischen der der Antriebs- bzw. Abtriebsseite 150, 160 des Torsionsschwingungsdämpfers 100 und der Federanordnung 130 ist so im Wesentlichen kein elastisches Federelement verschaltet. Dies kann – je nach Ausgestaltung – natürlich gegebenenfalls nur für den Torsionsschwingungsdämpfer 100 selbst gelten. Dieser kann dennoch mit anderen, gegebenenfalls ein oder mehrere Federelemente umfassenden Komponenten eingangsseitig (antriebsseitig) oder ausgangsseitig (abtriebsseitig) gekoppelt oder mit diesen integriert werden. Gleiches gilt häufig auch für andere Komponenten, etwa eine Gleitfläche, die mit der Antriebs- oder Abtriebsseite 150, 160 verbunden ist.
Genauer gesagt weist der Torsionsschwingungsdämpfer 100 in 1 zwei Federanordnungen 130, 130‘ auf, die parallel zueinander zwischen der Antriebsseite 150 und der Abtriebsseite 160 des Torsionsschwingungsdämpfers 100 gekoppelt sind. Jede dieser Federanordnungen 130, 130‘ umfasst eine Mehrzahl von Federelementen 140, wobei zur Vereinfachung der Darstellung in 1 nur die Federelemente 140 der Federanordnung 130 mit individuellen Bezugszeichen bezeichnet sind. So umfassen die Federanordnungen 130 jeweils fünf Federelemente 140-1, ..., 140-5, die identisch oder unterschiedlich voneinander ausgeführt sein können. So weist das Federelement 140-2 beispielsweise einen geringeren Durchmesser eines Federdrahts als die weiteren Federelemente 140-1, 140-3, 140-4, 140-5 der Federanordnung 130. Das Federelement 140-2 weist daher eine weichere Federcharakteristik auf als die anderen Federelemente 140 der Federanordnung 130.
Anstelle der in 1 als Schrauben- bzw. Tonnenfedern eingezeichneten Federelemente 140 können selbstverständlich bei anderen Ausführungsbeispielen auch pneumatische Federelemente oder solche basierend auf einem elastischen Polymer, beispielsweise Gummi, verwendet werden. Die Schraubenfedern sind hierbei auf Druck vorgespannt, um so eine Geräuschentwicklung bei niedrigen Drehzahlen und/oder niedrigen Lastzuständen (z. B. im Leerlauf des Verbrennungskraftmotors) zu reduzieren oder zu unterbinden. Die Federelemente, wie sie in 1 gezeigt sind, sind so als Schraubendruckfedern implementiert.
Ausgehend von einer Drehbewegung 170, wie sie in 1 durch den entsprechenden Pfeil gekennzeichnet ist, wird die eingangsseitig in den Torsionsschwingungsdämpfer 100 eingebrachte Drehbewegung von dem Primärschwungrad 120 über jeweils eine Eingriffsstruktur 180 auf ein Aufnahmeelement 190-1 des Torsionsschwingungsdämpfers 100 übertragen. Hierbei sind in 1 zur Vereinfachung der Darstellung lediglich die Aufnahmeelemente 190 mit individuellen Bezugszeichen versehen. Die Drehbewegung 170 kann hierbei eine Zug- oder auch eine Schubbewegung darstellen.
Das Aufnahmeelement 190-1, welches antriebsseitig mit dem ersten Federelement 140-1 in Kontakt steht, wird aufgrund dieser exponierten Stellung auch als Federteller bezeichnet. Auch das Aufnahmeelement 190-6 wird aufgrund seiner abtriebsseitigen Anordnung als Federteller bezeichnet, während die anderen Aufnahmeelemente 190-2, ..., 190-5 auch als Gleitschuhe bezeichnet werden. Zwischen jeweils zwei Federelementen 140 ist dann jeweils ein weiteres Aufnahmeelement 190-2, ..., 190-5 angeordnet, wobei das Aufnahmeelement 190-5 mit dem fünften Federelement 140-5 in Kontakt steht. Darüber hinaus steht das fünfte Federelement 140-5 auch mit einem Aufnahmeelement 190-6 in Kontakt, welches wiederum mit einer Nabenscheibe in Kontakt steht. Über eine Befestigungsstruktur 210 ist die Nabenscheibe 200 mit einem Sekundärschwungrad 220 verbunden, sodass die Drehbewegung von der Nabenscheibe 200 über ihre Innenverzahnung 210 auf die Sekundärscheibe 220 und damit auf die Abtriebsseite 160 des Torsionsschwingungsdämpfers 100 übertragen wird.
Die Aufnahmeelemente 190-2, ..., 190-5 (Gleitschuhe) sind hierbei mit einer Führungseinrichtung 230 mechanisch verbunden, wobei die Führungseinrichtung 230 ausgebildet ist, um die Aufnahmeelemente 190 entlang einer radialen Richtung zu führen. Je nach konkreter Auslegung der Führungseinrichtung 230 und der Aufnahmeelemente 190 können diese beispielsweise mit einer Gleitfläche 240, die an einer entlang einer Umfangsrichtung und einer axialen Richtung ausgerichteten Innenfläche des Primärschwungrads 120 gebildet ist, mit einer entsprechenden Gegengleitfläche 250 in Kontakt treten. Hierdurch können die Aufnahmeelemente 190 bezogen auf das Primärschwungrad 120 in einen reibschlüssigen Kontakt treten und so Reibung zur Dämpfung einer Bewegung der Federanordnung 130 bzw. der entsprechenden Federanordnung 130‘ entwickeln.
Die Führungseinrichtung 230 kann hierbei eine Bewegung der Aufnahmeelemente 190 entlang der radialen Richtung beschränken, weshalb die Anordnung aus Federanordnung 130, 130‘, der Aufnahmeelemente 190 und der Nabenscheibe 200 auch als gefangener Federsatz mit Nabenscheibe bezeichnet wird.
Diese Komponenten sind über ein Dichtblech 260 und ein entsprechendes Deckblech 270 in dem Primärschwungrad 120 angeordnet. Das Deckblech 270 ist hierbei mit dem Primärschwungrad 120 – beispielsweise durch ein Verschweißen – verbunden.
Lediglich der Vollständigkeit halber soll an dieser Stelle erwähnt werden, dass auch das Deckblech 270 entsprechende Eingriffsstrukturen 180 zum Übertragen der Drehbewegung auf die Aufnahmeelemente 190 umfasst. Über Stifte 280 oder andere Verbindungsmittel kann das Sekundärschwungrad 220 dann mit weiteren Komponenten, beispielsweise eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, verbunden werden.
2 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch einen Torsionsschwingungsdämpfer 100 bzw. ein Zweimassenschwungrad 110 senkrecht zu einer Drehachse 290. Die Antriebsseite 150, also das Primärschwungrad 120, ist hierbei über eine Nietverbindung beispielsweise mit einem elastischen Koppelelement oder einem Anbindungsblech verbunden, mit dessen Hilfe beispielsweise eine axiale Abstandsüberbrückung oder auch ein Ausgleich von Taumelbewegungen und/oder -schwingungen möglich ist. Über eine weitere Nietverbindung 320 ist die Nabenscheibe 200 mit dem Sekundärschwungrad 220, also der Abtriebsseite 160 verbunden.
Die weitere Ausgestaltung eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 und insbesondere eines Zweimassenschwungrads 110 wird hierbei im Zusammenhang mit den Figuren ab 6 näher erläutert.
Wie bereits zuvor kurz erwähnt wurde, kann die Reibung zwischen der Antriebsseite 150 und der Abtriebsseite 160 einen nachteiligen Einfluss auf die Entkopplung der Drehungleichförmigkeiten aufweisen. Hierbei kann die Reibung zwischen den unterschiedlichen Aufnahmeelementen 190 (Federteller und Gleitschuhe) einerseits und dem Primärschwungrad 120 andererseits einen nicht unerheblichen Einfluss haben. Diese Reibungskräfte steigen aufgrund der auf die beteiligten Komponenten einwirkenden Fliehkräfte und andere radiale Federkraftkomponenten mit zunehmender Drehzahl und steigendem in den Torsionsschwingungsdämpfer 100 eingeleiteten Drehmoment stark an. Wie nachfolgend noch näher beschrieben werden wird, können es Ausführungsbeispiele nun ermöglichen, die Reibung zwischen den Aufnahmeelementen 190 einerseits und dem Primärschwungrad 120 andererseits auf ein Minimum zu reduzieren, sowie Verschleiß zu verhindern und somit eine gegebenenfalls verbesserte Entkoppelung hinsichtlich Drehungleichförmigkeiten zu erreichen.
Eine Basis stellt hierbei ein Zweimassenschwungrad 110 dar, wie dies in den 1 und 2 gezeigt ist, und bei dem die Aufnahmeelemente 190-2, ..., 190-5 durch die Führungseinrichtung 230 gefangen werden. Wie nachfolgend noch näher beschrieben werden wird, kann hierbei der Aufbau mehrteilig sein und beispielsweise Haltestrukturen in Form von Halteblechen umfassen. Diese können mit beispielsweise zwei sich gegenüberliegenden Aufnahmeelementen 190 (Gleitschuhe) an je einem Verbindungselement, also beispielsweise einem Niet, verbunden werden. Hierbei kann je nach zur Verfügung stehenden Bauraum eine entsprechende Anzahl und Ausführung der auch als Fangeinrichtung bezeichneten Führungseinrichtung gewählt werden.
Wie die nachfolgende Beschreibung noch zeigen wird, werden die federführenden Aufnahmeelemente 190 (Gleitschuhe) hierbei von der Führungseinrichtung 230 gefangen, die den Kontakt dieser Elemente bzw. der Federn mit der Gleitbahn oder Gleitfläche 240 verhindert bzw. auf einen Drehzahlbereich oberhalb einer Schwellendrehzahl beschränkt. Hierdurch kann je nach konkreter Ausgestaltung der Führungseinrichtung 230 gegebenenfalls ein Einfluss einer resultierenden Normalkraft auf die Gleitfläche 240, die durch die resultierende Fliehkraft und die radiale Federkraftkomponente hervorgerufen wird, trotz Kontakt der Aufnahmeelemente 190 mit der Gleitfläche 240 auf einem niedrigeren Niveau gehalten werden. Hierdurch kann entsprechend eine Reibung der Aufnahmeelemente 190 bezüglich der Gleitfläche 240 und damit eine Dämpfung verringert werden. Die genaue Einstellung der herrschenden Reibung bzw. Dämpfung kann hierbei durch eine entsprechende Ausgestaltung der Führungseinrichtung 230 im Wesentlichen frei definiert werden. Somit kann gegebenenfalls mithilfe eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 das bisher entstehende Reibmoment bis zu einem definierten Radiallastzustand verhindert oder minimiert werden.
Selbstverständlich kann jedoch auch, wie nachfolgend noch beschrieben werden wird, die Führungseinrichtung 230 eine auf die Gleitfläche 240 hin orientierte Kraft ausüben, sodass hierdurch gegebenenfalls eine herrschende Reibung verstärkt werden kann. Ebenso kann es gegebenenfalls möglich sein, drehzahlunabhängig, also beispielsweise schon im Stillstand die Aufnahmeelemente 190 gegen die Gleitfläche 240 zu pressen, sodass bereits bei geringen Drehzahlen eine entsprechende Dämpfung bzw. Reibung vorherrscht. Eine Führungseinrichtung 230 kann so also nicht nur zum Fangen eines Aufnahmeelements 190 dienen.
Auch wenn bei der Beschreibung des Zweimassenschwungrads 110 und anderer Torsionsschwingungsdämpfer 100 im Rahmen der vorliegenden Beschreibung stets von einer Antriebsseite 150 und einer Abtriebsseite 160 gesprochen wird, kann typischerweise bei einem solchen Torsionsschwingungsdämpfer 100 auch die Richtung des Drehmomentflusses umgekehrt werden. Ebenso können beispielsweise die Gleitfläche 240 nicht nur antriebsseitig, sondern abtriebsseitig mit einem entsprechenden Bauteil, also beispielsweise einer entsprechend ausgestalteten Nabenscheibe 200 gekoppelt werden. Auch können, wie die nachfolgende Beschreibung noch zeigen wird, die Federanordnungen 130 durchaus auch mit abweichenden Anzahlen, Ausgestaltungen und Auslegung von Federelementen 140 als den hier beschriebenen fünf Federelementen mit zwei unterschiedlichen Federcharakteristiken bzw. Federkennlinien implementiert werden.
Bevor jedoch im Zusammenhang mit den Figuren ab 6 weitere Ausführungsbeispiele eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 im Zusammenhang mit einem Zweimassenschwungrad beschrieben werden sollen, wird zunächst der Einsatz eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 im Rahmen eines leistungsverzweigenden Torsionsschwingungsdämpfersystems beschrieben.
Zur Reduzierung von Drehungleichförmigkeiten, um beispielsweise zukünftige Anforderungen der Automobilhersteller erfüllen zu können, werden Systeme eingesetzt, die in ihrer Leistungsfähigkeit deutlich über denen althergebrachte Systeme liegen. Hierbei tritt insbesondere ein eher niedriger Drehzahlbereich aufgrund steigender Anregungen und ökonomischer und ökologischer Rahmenbedingungen immer stärker in den Fokus. Hierzu zählen beispielsweise Anforderungen, die durch das sogenannte Down-Speeding, also eine Reduzierung von Motordrehzahlen zur Reduzierung von Reibungsverlusten in dem Verbrennungskraftmotor, und/oder ein Down-Sizing, also eine Reduzierung einer Zylinderanzahl eines Verbrennungskraftmotors, um ebenfalls Reibungen im Inneren desselben zu reduzieren. Der zuvor genannte niedrigere Drehzahlbereich erstreckt sich hierbei häufig ab einer Leerlaufdrehzahl von ca. 500 U/min bis zu Drehzahlen von etwa 1400 U/min.
Zudem ergeben sich neue Anforderungen, beispielsweise für Motoren mit Zylinderabschaltung, Start/Stopp-Systemen und/oder verschiedenen Hybridisierungsstufen, die mit heutigen technischen Lösungen zur Reduzierung von Drehungleichförmigkeiten gegebenenfalls nicht oder zumindest nicht in dem gewünschten Maße beherrschbar sind.
Nachfolgend wird so im Zusammenhang mit den 3 bis 5 eine Ausführung eines leistungsverzweigenden Torsionsschwingungsdämpfersystems 400 dargestellt, welches kurz auch als Leistungsverzweigungssystem bezeichnet wird. Hierdurch kann durch eine Variation der Torsionssteifigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers 100 bzw. eines entsprechenden Zweimassenschwungrades 110 eine Drehzahl angepasste Optimierung der Schwingungsentkopplung ermöglicht werden. Durch eine entsprechende Anpassung kann es beispielsweise so möglich sein, eine drehzahl- und/oder lastadaptive Torsionsfedersteifigkeit in der Federanordnung 130 umzusetzen. Das im Folgenden noch dargestellte Funktionsprinzip einer Leistungsverzweigung zur Reduzierung der Drehungleichförmigkeiten bleibt hiervon grundsätzlich unberührt.
3 zeigt einen Halbschnitt durch ein leistungsverzweigendes Torsionsschwingungsdämpfersystem 400, welches nachfolgend auch als Leistungsverzweigungssystem 400 bezeichnet wird und einen Torsionsschwingungsdämpfer 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst. Das Leistungsverzweigungssystem 400 dient dazu, eine Drehbewegung von einer Antriebsseite des Leistungsverzweigungssystems 400, die mit der Antriebsseite 150 des Torsionsschwingungsdämpfers 100 übereinstimmt, zu einer Abtriebsseite 405 des Leistungsverzweigungssystems 400 zu übertragen. Hierzu arbeitet das Leistungsverzweigungssystem nach dem Prinzip der Leistungsverzweigung. Dies bedeutet, dass das Leistungsverzweigungssystem 400 einen ersten Drehmomentübertragungsweg 410 und einen zweiten Drehmomentübertragungsweg 420 aufweist, die in einer Koppelanordnung 430 zusammengeführt und miteinander vereint werden. Der erste Drehmomentübertragungsweg 410 ist hierbei ausgebildet, um einen ersten Drehmomentanteil von der Antriebsseite 150 zu der Abtriebsseite 405 zu übertragen, während der zweite Drehmomentübertragungsweg 420 ausgebildet ist, um einen zweiten Drehmomentanteil der Drehbewegung von der Antriebsseite 150 zu der Abtriebsseite 405 zu übertragen.
Die über die beiden Drehmomentübertragungswege 410, 420 übertragenen Drehmomentanteile werden in der Koppelanordnung 430, die vorliegend durch eine einem Planetengetriebe nachempfundene Anordnung von miteinander verzahnten, in Eingriff stehenden und drehbar gelagerten Zahnrädern gebildet wird, überlagert, sodass abtriebsseitig an einem an die Koppelanordnung 430 angebundenen abtriebsseitigen Bauteil, bei dem es sich wiederum um eine Sekundärschwungmasse bzw. ein Sekundärschwungrad 220 handeln kann, das gesamte übertragene Drehmoment abgegriffen werden kann. Das Sekundärschwungrad 220 bildet hierbei die Abtriebsseite 405 des Leistungsverzweigungssystems 400. Anders ausgedrückt ergibt sich das zu übertragende Drehmoment als Summe der beiden, über die beiden unterschiedlichen Drehmomentübertragungswege 410, 420 übertragene Drehmomentanteile. Eine Summe der beiden stellt somit das gesamte übertragene Drehmoment dar.
In dem ersten Drehmomentübertragungsweg 410 ist eine Phasenschieberanordnung 440 angeordnet, die eine Phasenverschiebung zwischen Torsionsschwingungen, die über den ersten Drehmomentübertragungsweg 410 zu der Koppelanordnung 430 übertragen werden und den Torsionsschwingungen, die über den zweiten Drehmomentübertragungsweg 420 zu der Koppelanordnung übertragen werden, bewirkt. Die Phasenverschiebung wird hierbei dadurch erreicht, dass sich in dem ersten Drehmomentübertragungsweg 410 ein schwingungsfähiges System angeordnet ist, über das der erste Drehmomentanteil übertragen wird und welches eine Resonanzfrequenz aufweist, die unterhalb einer charakteristischen Frequenz der Torsionsschwingungen liegt. Die charakteristische Frequenz kann hierbei beispielsweise einer Leerlaufdrehzahl des Verbrennungskraftmotors des Antriebsstrangs des Fahrzeugs entsprechen, wenn ein solcher im Zusammenhang mit dem Leistungsverzweigungssystem 400 implementiert werden soll. Dies führt dazu, dass die an einem Eingang des schwingungsfähigen Systems angelegte Erreger- bzw. Torsionsschwingung zu der an dem Ausgang des betreffenden Systems erhaltenen Schwingung phasenverschoben ist. In einem idealisierten Modell eines solchen ungedämpften schwingungsfähigen Systems beträgt die Phasenverschiebung ab der Resonanzfrequenz 180°.
Liegt die Resonanzfrequenz so wie oben beschrieben, würde sich so im gesamten Drehzahlband, indem die Torsionsschwingungsdämpferanordnung bei laufendem Antrieb betrieben wird, eine Phasenverschiebung von 180° ergeben. Dieser würde im Falle der Übertragung von identischen Drehmomentanteilen über den ersten und den zweiten Drehmomentübertragungsweg 410, 420 dazu führen, dass die das schwingfähige System anregenden Torsionsschwingungen sich vollständig kompensieren würden, wenn der erste und der zweite Drehmomentanteil betragsmäßig übereinstimmen. An der Abtriebsseite 160 würde so eine gleichmäßige, von den Rotationsschwingungen vollständig befreite Drehung ohne Drehungleichförmigkeiten vorliegen.
Im Falle realer Systeme treten jedoch Reibungsverluste und andere ungewollte Effekte auf, sodass ein ungedämpftes schwingungsfähiges System typischerweise nicht realisierbar ist. Daher werden die real umsetzbaren Phasenverschiebungen des schwingungsfähigen Systems abhängig von einem Abstand zur Resonanzfrequenz des schwingungsfähigen Systems unter 180° liegen und sich erst bei sehr hohen Frequenzen diesem idealisierten Wert annähern. Trotzdem kann unter Berücksichtigung der Dämpfungsverluste eine konstruktive Auslegung derart vorgenommen werden, sodass bei einer konstruktiv vorgegebenen Drehzahl eine maximal erzielbare Kompensation von Drehungleichförmigkeiten erreichbar ist.
Bevor dies jedoch im Zusammenhang mit 5 näher beschrieben wird, wird zunächst die Ausgestaltung des Leistungsverzweigungssystems 400 im Zusammenhang mit den 3 und 4 näher beschrieben. 4 zeigt hierbei eine Aufsicht auf den Torsionsschwingungsdämpfer 100 bzw. die Phasenschieberanordnung 440.
Ausgehend von der Antriebsseite 150 des Torsionsschwingungsdämpfers 100, die auch die Eingangsseite oder Antriebsseite des Leistungsverzweigungssystems 400 darstellt und als topfförmiges Bauteil 450 ausgestaltet ist, wird die Drehbewegung – wie bereits im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde – über in den 3 und 4 nicht dargestellte Eingriffsstrukturen 180 auf die Federanordnung 130 und die weitere Federanordnung 130‘ übertragen, die wiederum jeweils eine Mehrzahl von Federelementen 140 aufweisen, die sich von den in 1 gezeigten Federelementen 140 hinsichtlich ihrer Anordnung nur dadurch unterscheiden, dass es sich im vorliegenden Fall um konzentrisch ausgeführte Federelemente 140 handelt, bei denen eine innere Feder von einer äußeren Feder umschlossen wird. Die beiden Federn sind hierbei als Spiral- oder Tonnenfedern ausgestaltet.
Das topfförmige Bauteil 450, welches auch als Primärmasse bezeichnet wird, ist hierbei mit einem Deckblech 460 verschraubt, sodass sich zwischen dem Deckblech 460 und dem Bauteil 450 ein Volumen bildet, in dem die Federanordnung 130 sowie die Aufnahmeelemente 190 und die Nabenscheibe 200 des Torsionsschwingungsdämpfers 100 angeordnet sind. In dem betreffenden Volumen ist darüber hinaus auch die Führungseinrichtung 230 angeordnet, die zumindest mit einigen der Aufnahmeelemente 190 im Rahmen des in den 3 und 4 gezeigten Leistungsverzweigungssystems 400 verbunden ist.
Zwischen den Federelementen 140 sowie antriebsseitig 150 und abtriebsseitig 160 ist jeweils ein Aufnahmeelement 190 angeordnet. Die Aufnahmeelemente 190-1 und 190-6 stellen hierbei wiederum die Anbindung der Federanordnung 130 an die Antriebsseite 150 bzw. die Abtriebsseite 160 des Torsionsschwingungsdämpfers 100 dar.
Der Torsionsschwingungsdämpfer 100 weist darüber hinaus eine Führungseinrichtung 230 auf, die mit den Aufnahmeelementen 190-3, 190-4 und 190-5 mechanisch gekoppelt ist. Wie bereits im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde, ist hierbei die Führungseinrichtung 230 wiederum ausgebildet, um die mit ihr verbundenen Aufnahmeelemente 190-3, 190-4, 190-5 entlang der radialen Richtung zu führen. Ein näherer Aufbau der Führungseinrichtung 230 sowie konstruktive Alternativen werden im Rahmen der weiteren Beschreibung noch näher erläutert. Hierbei zeigt insbesondere 39 eine perspektivische Darstellung der Führungseinrichtung 230 und der mit dieser verbundenen Aufnahmeelemente 190. Das Aufnahmeelement 190-2 ist hierbei nicht mit der Führungseinrichtung 230 verbunden und wird daher auch als freier Gleitschuh bezeichnet. Wie insbesondere im Zusammenhang mit 39 noch erläutert werden wird, ist hierbei aufgrund der Ausgestaltung der Führungseinrichtung 230 das Aufnahmeelement 190-5 mit einer geringeren Steifigkeit ausgestaltet, als dies beispielsweise im Hinblick auf die Aufnahmeelemente 190-3 und 190-4 der Fall ist.
Eine in das Leistungsverzweigungssystem 400 eingangsseitig eingekoppelte Drehbewegung wird so über das Bauteil 450, welches gleichzeitig auch die Antriebsseite 150 des Torsionsschwingungsdämpfers 100 darstellt, über die in 3 und 4 nicht gezeigten Eingriffsstrukturen 180 auf die Federanordnungen 130 mit ihren Federelementen 140 und den entsprechend angeordneten Aufnahmeelementen 190 übertragen. Von dort wird die Drehbewegung auf die Nabenscheibe 200 und weiter über die Befestigungsstruktur 210 an die Koppelanordnung 430 übertragen.
An die Nabenscheibe 200 ist darüber hinaus eine Zwischenmasse 470 angebunden, mit der ein Antriebshohlrad 480, der als Planetengetriebe ausgestalteten Koppelanordnung, verschraubt ist. Das Antriebshohlrad 480 steht mit einer Mehrzahl gestufter Planetenräder 490 in Eingriff, die ihrerseits drehbar auf einem Planetenradträger 500 angeordnet sind. Die Planetenräder 490 sind hierbei über Lager 510, die im vorliegenden Fall als Nadellager ausgestaltet sind, mit dem Planetenträger 500 drehbar verbunden. Selbstverständlich können jedoch auch andere Lager an dieser und an anderen Stellen eingesetzt werden.
Die Drehbewegung wird dann über die Planetenräder 490 an ein Abtriebshohlrad 520 übertragen, mit dem die gestuften Planetenräder 490 ebenfalls in Eingriff stehen. Das Abtriebshohlrad 520 weist hierbei einen kleineren Innendurchmesser als das Antriebshohlrad 480 auf. Das Abtriebshohlrad 520 ist dann über ein Dichtblech 530 mit dem Sekundärschwungrad 220 verschraubt.
Der soeben beschriebene Drehmomentverlauf über das Bauteil 450, die Federanordnungen 130, die Nabenscheibe 200, das Antriebshohlrad 480, die Planetenräder 490 und das Abtriebshohlrad 520 zu dem Sekundärschwungrad 220, also der Abtriebsseite 405 des Leistungsverzweigungssystems 400, bilden hierbei den ersten Drehmomentübertragungsweg 410, der über die Phasenschieberanordnung 440 zum Bewirken der Phasenschiebung dient.
Der zweite Drehmomentübertragungsweg 420 verläuft hierbei unter Umgehung der Phasenschieberanordnung 440. Zu diesem Zweck ist der Planetenträger 500 mit dem Bauteil 450 drehfest verschraubt. Somit wird der zweite Anteil der Drehbewegung von dem Bauteil 450 unmittelbar auf dem Planetenträger 500 und über diesen und die mit dem Planetenträger 500 drehbar verbundenen Planetenräder 490 ebenso auf das Abtriebshohlrad 520 und weiter zu dem Sekundärschwungrad 220 übertragen.
Somit werden im Bereich des Planetenträgers 500 bzw. im Bereich der Planetenräder 490 und des Abtriebshohlrads 520 die beiden Anteile der Drehbewegung zusammengeführt und über das Letztgenannte an das Sekundärschwungrad 220 ausgegeben.
Der Aufbau des Gesamtsystems des Leistungsverzweigungssystems 400 ist so in den 3 und 4 gezeigt. Hierbei stellt das als Primärmasse dienende Bauteil 450 zusammen mit dem Deckblech 460 und dem Planetenträger 500 mit seinen Planetenrädern 490 die Primärseite des Leistungsverzweigungssystems 400 dar. Die Aufnahmeelemente 190-1, 190-6 (Federteller) sind mit der Federanordnung 130 über die Nabenscheibe 200 an die auch als Hohlradträger bezeichnete Zwischenmasse 470 angebunden. Die weiteren Aufnahmeelemente 190-2, ..., 190-5 (Gleitschuhe) können über die Führungseinrichtung 230, die auch als „Flieger“ bezeichnet wird, im Vergleich zu einem freien und daher reibenden Aufnahmeelement 190 als ab einer Schwellendrehzahl reibend, reibungsarm oder sogar reibungsfrei ausgeführt sein. An der Zwischenmasse 470 befindet sich das Antriebshohlrad 480.
Gleichzeitig ist direkt an das Bauteil 450 der Planetenradträger 500 angeschraubt. Dieser trägt die gestuften Planetenräder 490, wobei das Abtriebshohlrad 520 in Wirkverbindung mit den gestuften Planetenrädern 490 steht. An das Abtriebshohlrad 520 ist das Dichtblech 530 und das Sekundärschwungrad 220 angebunden.
Bei dem in 3 und 4 gezeigten Leistungsverzweigungssystem 400 kann optional eine Trockenkupplung als Abtriebselement vorgesehen werden. Der Abtrieb kann aber zum Beispiel ebenso mithilfe einer nasslaufenden oder trockenlaufenden Einscheiben-, Mehrscheiben- oder Doppelkupplung, einer Getriebeeingangswelle oder einem Wandlerautomaten verbunden sein.
Wie nachfolgend beispielsweise noch im Zusammenhang mit den 23 bis 28 erläutert wird, werden aufgrund von Fliehkräften, die auf das drehende System wirken, die Aufnahmeelemente 190 nach außen an die Gleitfläche 240 des Primärschwungrads 120 gedrückt. Durch die hierbei entstehenden Reibkräfte und durch Radialkräfte aus dem Lastmoment kann sich so die Reibung im Bereich der Aufnahmeelemente und damit die wirksame Federsteifigkeit der so zumindest teilweise blockierten Federelemente 140 erhöhen.
5 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch einen Torsionsschwingungsdämpfer 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem es sich genauer gesagt wiederum um ein Zweimassenschwungrad 110 handelt. Die Darstellung des Torsionsschwingungsdämpfers 100 in 5 unterscheidet sich von der in 2 im Wesentlichen dadurch, dass einerseits das Dichtblech 260 nicht implementiert ist, sondern das an seiner Stelle das Deckblech 270 einen sich axial erstreckenden Abschnitt aufweist, durch den eine Spaltdichtung bezüglich der Nabenscheibe 200 gebildet wird. Im Unterschied hierzu wurde bei dem in 2 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfer 100 die Spaltdichtung zwischen dem Dichtblech 260 und dem Deckblech 270 gebildet, da das Dichtblech 260 über die weitere Nietverbindung 320 drehfest mit der Nabenscheibe 200 verbunden ist.
Darüber hinaus zeigt 5 schematisch die Führungseinrichtung 230 und ihre Anbindung an die Aufnahmeelemente 190. So umfasst die Führungseinrichtung 230 eine Mehrzahl von Haltestrukturen 610-1, ..., 610-6, die entlang der axialen Richtung, also entlang der Drehachse 290, versetzt zueinander angeordnet sind. Die Führungseinrichtung 230 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel je drei Haltestrukturen 610-1, 610-2, 610-3 und 610-4, 610-5, 610-6, die zu beiden Seiten der Nabenscheibe 200 angeordnet sind. Von diesen ist jeweils eine Haltestruktur 610 von beiden Seiten der Nabenscheibe 200 mit einem Aufnahmeelement 190 verbunden, wobei diese Verbindung beispielsweise über eine Nietverbindung 620 erfolgen kann. Die Haltestrukturen 610 sind bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als Haltebleche ausgeführt und liegen jeweils an einer Anlagefläche 630 zu beiden Seiten der Nabenscheibe 200 an einem Aufnahmeelement 190 an. Die Nietverbindung 620 zur Befestigung der Haltestrukturen 610 an dem Aufnahmeelement 190 erfolgt ebenfalls im Bereich der Anlageflächen 630.
Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 umfasst die Führungseinrichtung 230 also insgesamt drei Paare von Haltestrukturen 610-1, 610-4 und 610-2, 610-5 und 610-3, 610-6, über die insgesamt drei Aufnahmeelemente 190 entlang der radialen Richtung geführt werden können.
Wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird, sind die Haltestrukturen bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiele im Wesentlichen identisch ausgeführt, sodass eine Herstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel gegebenenfalls dadurch vereinfacht werden kann, dass eine Zahl unterschiedlicher Teile reduziert werden kann. Ebenso kann dadurch gegebenenfalls ein Risiko einer Fehlmontage reduziert werden. Lediglich der Vollständigkeit halber sollte daher an dieser Stelle noch erwähnt werden, dass die Darstellung der einzelnen Haltestrukturen 610 sich lediglich aufgrund der Lage der Schnittebene der 5 voneinander unterscheidet.
Die 6, 7 und 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 in Form eines Zweimassenschwungrads 110. 6 zeigt hierbei eine Teilschnittdarstellung des Zweimassenschwungrads von einer Getriebeseite, also von der Abtriebsseite 160, bei der das Sekundärschwungrad 220 teilweise dargestellt ist. Im Unterschied hierzu zeigt 7 das Zweimassenschwungrad 110 vonseiten des Getriebes, also vonseiten der Abtriebsseite 160 ohne das Sekundärschwungrad 220 und das Deckblech 270. Auch 8 zeigt das Zweimassenschwungrad 110 ohne das Sekundärschwungrad 220 und das Deckblech 260, wobei jedoch hier eine perspektivische Darstellung gewählt wurde.
Der hier gezeigte Torsionsschwingungsdämpfer weist wiederum 2-punktsymmetrische bzw. spiegelsymmetrisch, um 180° versetzte Federanordnungen 130, 130‘ auf, die wiederum jeweils fünf Federelemente 140-1, ..., 140-5 umfassen. Die Federelemente 140 sind hierbei als ineinander angeordnete Schrauben- bzw. Tonnenfedern implementiert, wobei das Federelement 140-2 im Vergleich zu den anderen Federelementen einen Durchmesser der verwendeten Federdrähte aufweist, der geringer als der der anderen Federelemente 140 ist. Als Folge handelt es sich bei dem Federelement 140-2 im Vergleich zu den anderen Federelementen um ein weicheres Federelement, weshalb dieses auch als „weiches Federelement“ bezeichnet wird, während die anderen Federelemente 140 als „harte Federelemente“ bezeichnet werden. Auch hier können die Federelemente 140 wieder auf Druck vorgespannt verbaut werden und so beispielsweise eine oder mehrere Schraubendruckfedern umfassen.
An die Federanordnungen 130 schließen sich jeweils zu der Antriebsseite 150 und der Abtriebsseite 160 ein Aufnahmeelement 190-1 bzw. 190-6 (Federteller) an, über die die Drehbewegung in die Federanordnung 130 einleitbar bzw. aus dieser ausleitbar ist. Zwischen jeweils zwei benachbarten Federelementen 140 der Federanordnungen 130 ist darüber hinaus jeweils ein Aufnahmeelement 190-2, ..., 190-5 angeordnet, die wiederum derart ausgebildet sind, um die angrenzenden Federelemente 140 aufzunehmen und von diesen ausgeübte Kräfte an die jeweils benachbarte Federelemente weiterzugeben.
Die beiden antriebsseitigen bzw. abtriebsseitigen Aufnahmeelemente 190-1, 190-6 sowie das Aufnahmeelement 190-2 sind hierbei als nicht gefangene Aufnahmeelemente 190 ausgestaltet. Sie weisen im Unterschied zu den anderen Aufnahmeelementen 190-3 bis 190-5 keine mechanische Verbindung zu der ebenfalls implementierten Führungseinrichtung 230 auf. Eine Ausgestaltung als gefangene Aufnahmeelemente 190 ist beispielsweise in den 45 und 46 gezeigt.
Im Unterschied hierzu handelt es sich bei den Aufnahmeelementen 190-3, 190-4 und 190-5 um gefangene Aufnahmeelemente 190, die mit der Führungseinrichtung 230 mechanisch verbunden sind. Wie bereits im Zusammenhang mit 5 erläutert wurde, umfasst auch hier die Führungseinrichtung 230 für jedes der gefangenen Aufnahmeelemente 190 zwei Haltestrukturen 610, die entlang der axialen Richtung 290 an gegenüberliegenden Seiten der Nabenscheibe 200 angeordnet sind. Auch hier sind diese wiederum als Haltebleche ausgestaltet, die mit jeweiligen Anlageflächen 630 der Aufnahmeelemente 190 in Kontakt stehen und über eine Nietverbindung 620 mit dem betreffenden Aufnahmeelement 190 verbunden sind.
Aufgrund der in den 6 bis 7 gewählten Darstellungen sind hierbei jedoch lediglich die Haltestrukturen 610-1, 610-2 und 610-3 deutlich sichtbar, die auf der gleichen Seite der Nabenscheibe 200 entlang der axialen Richtung 290 angeordnet sind.
Die Haltestrukturen 610 sind bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel – wie zuvor erwähnt wurde – als im Wesentlichen blechförmige Strukturen ausgeprägt, weshalb diese auch als Haltebleche bezeichnet werden. Die Haltestrukturen 610 weisen hierbei einen ringförmigen Abschnitt 640 auf, an dem sich ein dem jeweiligen Aufnahmeelement 190 zugewandter Verbindungsabschnitt 650 anschließt. Anders ausgedrückt sind der Verbindungsabschnitt 650 und der ringförmige Abschnitt 640 miteinander verbunden, im vorliegenden Ausführungsbeispiel sogar einstückig ausgebildet. Der Verbindungsabschnitt weist hierbei entlang der radialen Richtung eine größere Erstreckung oder Ausdehnung als entlang der Umfangsrichtung und der Drehachse 290 auf. Hierdurch ist es möglich, dass der Verbindungsabschnitt 650 bei entsprechender Belastung durch eine auf ihn einwirkende Fliehkraft elastisch verformt wird und so eine Kraft auf das mit ihm verbundene Aufnahmeelement 190 ausübt. Hierdurch kann es beispielsweise möglich sein, eine Anpresskraft, die ebenso wie auf den Verbindungsabschnitt 650 einwirkende Kraft durch eine auf die Federelemente 140 und das betreffende Aufnahmeelement 190 einwirkende Fliehkraft hervorgerufen sein kann, wenigstens teilweise zu kompensieren. Die Führungseinrichtung 230 wird daher in einem solchen Fall auch als Fangeinrichtung bezeichnet.
Selbstverständlich kann es jedoch auch möglich sein, den Verbindungsabschnitt 650 derart auszugestalten, sodass dieser bereits bei einem Stillstand des Torsionsschwingungsdämpfers 100 eine radiale Kraft auf das Aufnahmeelement 190 ausübt, sodass dieses gegen die Gleitfläche 240 gedrückt oder gepresst wird. In einem solchen Fall wird die Führungseinrichtung 230 auch als Anpresseinrichtung bezeichnet.
Lediglich zur Vereinfachung der Darstellung ist hierbei in den genannten Figuren der Verbindungsabschnitt 650 und die mit ihm zusammenhängenden Objekte und Komponenten des Aufnahmeelements 190-5 mit entsprechenden Bezugszeichen versehen worden. Selbstverständlich können auch die anderen Aufnahmeelemente entsprechend ausgestaltet sein.
An dieser Stelle sollte erneut darauf hingewiesen werden, dass bei anderen Ausführungsbeispielen eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 nicht nur die Anzahl und Anordnung der Federelemente, sondern auch die Auslegung der Führungseinrichtung 230 von dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel abweichen können. So kann beispielsweise die Zahl der gefangenen Aufnahmeelemente 190 sowie deren Anordnung entlang der Umfangsrichtung des Torsionsschwingungsdämpfers von der hier gezeigten Konfiguration abweichen.
Auch sollte darauf hingewiesen werden, dass anstelle der hier gezeigten Nietverbindungen, also beispielsweise der Nietverbindung 620, auch andere kraftschlüssige, formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindungstechniken zum Einsatz kommen können, wie dies im weiteren Verlauf der vorliegenden Beschreibung noch näher erläutert wird. So können beispielsweise die entsprechenden Aufnahmeelemente 190 auch mit der Führungseinrichtung 230 verrastet bzw. verklipst, verklebt, verschweißt, verschraubt oder auf anderer Art und Weise mechanisch verbunden werden. Die Auswahl der verwendeten Verbindungstechnik kann hierbei durch eine Vielzahl unterschiedlicher Parameter, beispielsweise einer angestrebten Lebensdauer, Aufwand im Hinblick auf das Schaffen der betreffenden Verbindung, Kosten und andere Faktoren erfolgen.
8 zeigt darüber hinaus aufgrund ihrer perspektivischen Darstellung des Torsionsschwingungsdämpfers 100 das elastische Koppelelement 310, das auch als Anbindungsblech bezeichnet wird und zur Anbindung des Torsionsschwingungsdämpfers 100 an eine Kurbelwelle eines Verbrennungskraftmotors oder eine andere Antriebswelle verwendet werden kann. Dieses ist bei den 6 und 7 von dem Torsionsschwingungsdämpfer 100 verdeckt. Das elastische Koppelelement 310 kann hierbei zum Ausgleich eines axialen Abstands zwischen dem Verbrennungskraftmotor und dem Torsionsschwingungsdämpfer 100 ebenso wie zum Ausgleich oder zumindest zur teilweisen Kompensation von Taumelschwingungen oder -bewegungen verwendet werden.
Darüber hinaus zeigt 8 eine Implementierung eines Lagers 660, welches die Abtriebsseite 160 von der Antriebsseite 150 verdrehtechnisch entlang der Drehachse 290 entkoppelt. Das Lager 660 ist hierbei als mehrreihiges, genauer gesagt als dreireihiges Kugellager ausgestaltet.
Bei dem in den 6 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 umfasst die Führungseinrichtung 230 mehrere auch als Verbindungselemente bezeichnete Haltestrukturen 610, die beispielsweise als im Wesentlichen ringförmige Haltebleche oder auch mehrteilige Konstruktionen ausgeführt sein können. Bei dem hier gezeigten Torsionsschwingungsdämpfer 100 verbinden die entsprechenden Haltestrukturen 610 gegenüberliegende Aufnahmeelemente 190 (Gleitschuhe) über ihre federnde Wirkung der Verbindungsabschnitte 650 miteinander. Hierdurch kann es möglich sein, dass sich die Radialkräfte der gegenüberliegenden Aufnahmeelemente 190 aufgrund eines sich ausbildenden Kräftegleichgewichts annähernd kompensieren und sich so eine Selbstzentrierung der Führungseinrichtung 230 ergibt. Hierbei kann es ratsam sein, zur Minimierung der dennoch entstehenden Unwuchten einen radialen Abstand der Aufnahmeelemente 190, die auch als Gleitelemente bezeichnet werden, zu der Gleitfläche 240 zu minimieren. Hierzu kann es gegebenenfalls ratsam sein, die Haltestrukturen 610 mit einer ausreichenden Steifigkeit auszulegen, um radial auftretende Verformungen möglichst gering zu halten.
Wenn die Aufnahmeelemente 190 bei einer bestimmten Radiallast an die Gleitfläche 240 anliegen, kann dies beispielsweise auch einen Überlastschutz für die Führungseinrichtung 230 darstellen. Selbstverständlich können hierbei Fertigungstoleranzen und andere ungewollte Parameter Einfluss auf Schwankungen des Spalts zwischen der Gleitfläche 240 und den gefangenen Aufnahmeelementen 190 haben. Es kann daher gegebenenfalls ratsam sein, im Rahmen einer Gesamtabwägung die Fertigungstoleranzen so klein wie möglich zu halten.
Wie bereits zuvor erwähnt wurde, weist das in den 6 bis 8 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 drei gefangene Aufnahmeelemente 190 pro Seite auf. Die Federelemente 140 der Federanordnung 130 sind hierbei gemäß dem Schema HWHHH angeordnet, wobei H ein hartes Federelement 140 und W ein weiches Federelement kennzeichnet. Anders ausgedrückt ist das Federelement 140-2 als einziges Federelement als weiches Element ausgestaltet. Die gefangenen Aufnahmeelemente 190 sind hierbei zwischen den benachbart angeordneten harten Federelementen 140-3, 140-4 und 140-5 sowie zwischen dem weichen Federelement 140-2 und dem benachbarten harten Federelement 140-3 angeordnet.
So kann durch eine geschickte Anordnung der Federelemente in Kombination mit den gefangenen Aufnahmeelementen 190 (Gleitschuhe und Federteller) die Funktionsfähigkeit des Zweimassenschwungrads 110 abhängig vom Anwendungsfall weiter verbessert werden. So kann beispielsweise im Falle eines Handschaltgetriebes eine entsprechende Anordnung der Federelemente 140 von denen eines Automatikgetriebes, eines Doppelkupplungsgetriebes oder eines Hybridantriebs verändert werden. So kann es möglich sein, innerhalb der Federanordnung 130 unterschiedliche Federelemente für unterschiedliche Einsätze vorzusehen. So kann es sich beispielsweise empfehlen, Aufnahmeelemente 190 im Zusammenhang mit Federelementen 140 für die Fahrstufe mit einer geringen Reibung auszugestalten, diese also zu fangen, um so in der Fahrstufe selbst eine Reibung zu minimieren, um eine Dämpfungswirkung des Zweimassenschwungrads 110 in diesem Fall möglichst optimal auszugestalten. Hierbei können die entsprechenden Aufnahmeelemente 190 (Gleitschuhe) bezüglich der Bewegungsrichtung in dem Zweimassenschwungrad 110 vor den entsprechenden Federelementen 140 der Fahrstufe angeordnet sein.
Darüber hinaus können je nach konkretem Anwendungsfall eines oder mehrere Federelemente 140 auch als Startstufenfederelemente eingesetzt werden, die dazu dienen, dass das System bei einem Motorstart und der damit verbundenen Durchfahrt der Resonanzdrehzahl, die typischerweise unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegt, nicht zu hoch aufschwingt. In einem solchen Fall kann es also ratsam sein, die betreffenden Anfahrelemente 190 der Federelemente 140 der Startstufe mit einer entsprechenden Reibung auszugestalten. Hierdurch kann es möglich sein, die Amplitude der entsprechenden Schwingungen beim Durchfahren der Resonanzdrehzahl des Zweimassenschwungrads 110 durch die Reibung, also durch eine entsprechende Dämpfung zu minimieren.
Darüber hinaus kann es möglich sein, ferner wenigstens ein Federelement 140 vorzusehen, welches zum Überlastschutz des Torsionsschwingungsdämpfers 100 bzw. des Zweimassenschwungrads 110 dient. Dieses kann beispielsweise derart ausgelegt werden, sodass dieses erst bei einem Anliegen eines 1,3-Fachen bis 1,5-Fachen eines maximalen Motordrehmoments vollständig komprimiert bzw. in seinen Anschlag geht.
Es kann jedoch auch möglich sein, wahlweise und voneinander unabhängig die Startstufe und/oder die Anschlagstufe einzusparen, wenn die Fahrstufe entsprechend ausgestaltet ist, bzw. die beschriebenen nachteiligen Effekte mithilfe anderer Vorkehrungen unterbunden werden können.
So kann es beispielsweise möglich sein, die Federelemente 140 der Fahrstufe so auszulegen, dass diese bis zu einem 1,3-Fachen bis 1,5-Fachen des maximalen Motordrehmoments ausgelegt sind, da diese für die Fahrtentkopplung zuständig sind. Gleichzeitig können diese infolge einer solchen Auslegung auch die Funktion der Anschlagstufe übernehmen und so den Schritt des Torsionsschwingungsdämpfers 100 dienen. Eine Reibung der Fehlerelemente 140, die ausschließlich für die Fahrstufe zuständig sind, sollte daher tendenziell eher geringer ausgeführt sein, weshalb diese sich beispielsweise über ein entsprechendes gefangenes Aufnahmeelement 190 abstützen können.
Im Unterschied hierzu ist es jedoch gegebenenfalls ratsam und sinnvoll, dass die Federelemente 140 der Startstufe bei dem Motorstart Reibung aufbauen sollen, da in einem solchen Fall gegebenenfalls eine Resonanzbedämpfung notwendig ist, weshalb diese beispielsweise als nicht gefangene Aufnahmeelemente 190 oder sogar als angedrückte bzw. angepresste Aufnahmeelemente 190 umgesetzt werden können. Im Falle eines Federelements 140, das hauptsächlich, im Wesentlichen ausschließlich oder ausschließlich als Anschlagfeder dient, also lediglich ein Anschlagmoment zum Schutz des Torsionsschwingungsdämpfers 100 abdecken soll, um Spannungsspitzen zu vermeiden, kann es daher ratsam sein, dieses mit einer entsprechenden Reibung auszugestalten.
Als grobe Faustformel kann daher gelten, dass die Anzahl der gefangenen Aufnahmeelemente eine Anzahl der entsprechenden Federelemente 140 der Fahrstufe abzüglich 1 entsprechen kann. Selbstverständlich kann, wie beispielsweise der Torsionsschwingungsdämpfer in den 6 bis 8 gezeigt hat, von dieser Faustformel auch abwichen werden, wobei hierdurch gegebenenfalls eine bessere Abstimmung an die Erfordernisse eines Anwendungsfalls erzielbar sein kann.
Gerade im Hinblick auf die Startstufe und gegebenenfalls auch auf die Anschlagstufe kann es gegebenenfalls interessant sein, die Führungseinrichtung 230 zumindest teilweise so auszugestalten, sodass diese die Aufnahmeelemente 190 gegen die Gleitfläche 240 drückt oder presst. Anders ausgedrückt kann bei einem entsprechenden Ausführungsbeispiel eines Torsionsschwingungsdämpfers 110 das Aufnahmeelement 190 und die Führungseinrichtung 230 derart ausgebildet sein, sodass die Führungseinrichtung 230 drehzahlunabhängig eine Kraft von dem Aufnahmeelement 190 auf die Gleitfläche 240 bewirkt. Hierdurch kann es möglich sein, die Haltestrukturen 610 auch als Reibeinrichtung und somit zur Erhöhung der Reibung beispielsweise für die Startstufenfederelemente 140 zu nutzen.
Dies wird in umgekehrter Auslegung zu einem gefangenen Aufnahmeelement 190 möglich, bei dem die Haltestrukturen 610 der Führungseinrichtung 230 eine definierte Kraft bzw. Presspassung zwischen den Aufnahmeelementen 190 (Gleitschuhe) und der Gleitfläche 240 erzeugen. Die Haltestrukturen 610, die in einem solchen Fall gegebenenfalls auch als Anpressstrukturen bezeichnet werden können, halten so die Aufnahmeelemente 190 nicht nach radial innen fest, sondern drücken sie vielmehr an die Gleitfläche 240. Durch die entsprechende Anordnung der Federelemente 140 kann dadurch sogar Reibung nur in der Startstufe erzeugt werden. Hierzu kann es gegebenenfalls ratsam sein, die weichen Startstufenfederelemente 140 am Ende der Bewegungsrichtung der Federelemente im Zweimassenschwungrad 110 bei Zug anzuordnen, sodass diese bei Betrieb in der Fahrstufe bereits auf Anschlag sind und somit keine Relativbewegung mehr ausführen können. Die Fahrstufenfederelemente 140 können in einem solchen Fall durch ziehende Haltestrukturen 610, also beispielsweise ziehende Haltebleche, von der Gleitfläche 240 ferngehalten werden und somit reibungsfrei oder reibungsarm arbeiten. Unabhängig hiervon halten bzw. führen die Haltestrukturen 610 auch bei andrückender Auslegung die Aufnahmeelemente 190.
Bei dem in den 6 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 werden die Aufnahmeelemente 190 (Gleitschuhe bzw. Gleitelemente) paarweise aber unabhängig von angrenzenden bzw. benachbarten Aufnahmeelementen 190 gefangen. Hierdurch kann, wie zuvor erläutert wurde, ein variables Fangen der Aufnahmeelemente 190 möglich sein, sodass eventuell nötige Reibung, wie dies beispielsweise im Falle der Startstufe der Fall sein kann, erzeugt werden kann. Die Reibung kann für die Startstufe nötig sein, weil die Eigenfrequenz des Zweimassenschwungrads beim Motorstart durchfahren wird und ein extremes Aufschwingen durch Reibung, eine entsprechende Dämpfung verhindert werden kann. In der Fahrstufe wird die Eigenfrequenz jedoch typischerweise nicht durchfahren, da diese häufig deutlich unterhalb der Leerlaufdrehzahl des Zweimassenschwungrads 110 liegt. Daher wird in der Fahrstufe typischerweise keine Reibung oder Dämpfung benötigt.
9 sowie 10 zeigen Querschnittsdarstellungen durch das Zweimassenschwungrad 110 bzw. den entsprechenden Torsionsschwingungsdämpfer 100, wie diese in den 6 bis 8 bereits gezeigt wurde. Hierbei zeigt 9 eine Querschnittsdarstellung entlang einer Schnittebenen, die die Nabenscheibe 200 zwischen den angrenzenden Aufnahmeelementen 190 schneidet. Im Unterschied hierzu zeigt 10 eine Querschnittsdarstellung durch das entsprechende Zweimassenschwungrad 110 durch ein gefangenes Aufnahmeelement 190.
So illustriert der Querschnitt in 9 beispielsweise eine Interaktion der Eingriffsstrukturen 180 des Primärschwungrads 120 und des Deckblechs 270 mit dem der Federanordnung 130‘ zugeordneten Aufnahmeelement 190‘-6. So zeigt 9, dass die Eingriffsstruktur 180 – je nach Drehrichtung bzw. je nach relativer Drehrichtung bezogen auf eine vorherrschende Drehbewegung – mit dem betreffenden Aufnahmeelement 190‘-6 in Verbindung treten kann, um so die in die Antriebsseite 150 eingeleitete Drehbewegung auf die entsprechende Federanordnung 130‘ weiterzuleiten. Die Federanordnung 130‘ wird hierbei auch als weitere Federanordnung 130‘ bezeichnet. Darüber hinaus zeigt 9 erneut eine Anordnung der Haltestrukturen 610 der Führungseinrichtung 230.
Die Querschnittsdarstellung der 10 zeigt jedoch klarer das Zusammenspiel der Haltestrukturen 610, insbesondere der Haltestrukturen 610-3, 610-6 der Führungseinrichtung 230 mit dem Aufnahmeelement 190-3 des Torsionsschwingungsdämpfers 100. So zeigt 10, dass die Haltestrukturen 610 mit den Anlageflächen 630 in Anlage stehen und über eine Nietverbindung 620 mit dem betreffenden Aufnahmeelement 190-3 mechanisch verbunden sind. Darüber hinaus illustriert 10, dass die Haltestrukturen 610 mit den Anlageflächen 630 im Bereich jeweils einer Ausnehmung 670 der Aufnahmeelemente 190 in Kontakt steht. Diese sind, wie die nachfolgend Erörterung noch zeigen wird, im Wesentlichen T-förmig ausgestaltet und erlauben so eine Aufnahme von gegebenenfalls auftretenden Kippmomenten durch die Haltestrukturen 610.
Genauer gesagt zeigt 10 ebenso, dass die Verbindungsabschnitte 650 der Haltestrukturen 610 mit den ringförmigen Abschnitten 640 der Haltestrukturen 610 verbunden sind und dass die wesentliche radiale Führung über die Verbindungsabschnitte 650 erfolgt.
11 zeigt eine perspektivische Schnittzeichnung durch das Zweimassenschwungrad 110, wie es bereits zuvor im Zusammenhang mit den 6 bis 10 gezeigt wurde. Zur Verbesserung der Darstellung ist auch hier das Sekundärschwungrad 220 sowie das Deckblech 270 nicht gezeigt. Die Schnittebene verläuft hierbei entlang der radialen Richtung und der Drehachse, also der axialen Richtung. Sie ist hierbei gerade so gelegt, dass wiederum das Aufnahmeelement 190-3 geschnitten wird. So zeigt wiederum 11 den Bereich und den inneren Aufbau des Aufnahmeelements 190-3, sowie seine mit ihm verbundenen Haltestrukturen 610-3 und 610-6 der Führungseinrichtung 230. Darüber hinaus illustriert 11 aufgrund der perspektivischen Darstellung die Anordnung der weiteren Komponenten des Zweimassenschwungrads 110 in Bezug auf die betreffenden Aufnahmeelemente 190. Insbesondere zeig 11 exemplarisch an den Haltestrukturen 610-3 und 610-6, dass diese bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel um 180° gedrehte bzw. einander diametral gegenüberliegende Aufnahmeelemente 190 radial führen.
Wie bereits im Zusammenhang mit 10 erläutert wurde, sind die Haltestrukturen 610 entlang der axialen Richtung 290 zu beiden Seiten der Aufnahmeelemente 190 bzw. der Nabenscheibe 200 angeordnet. Jeweils eine Haltestruktur auf beiden Seiten der Nabenscheibe 200 bzw. des betreffenden Aufnahmeelements 190 wird hierbei zur radialen Führung desselben verwendet.
Um die Anordnung der Haltestrukturen 610 näher erläutern zu können, zeigt 12 eine Aufsicht auf die Führungseinrichtung 230 und die mit dieser verbundenen Aufnahmeelemente 190-3, 190-4 und 190-5. Das Aufnahmeelement 190-3 ist hierbei durch die axial einander am nächsten zugewandten Haltestrukturen 610-3 und 610-6 radial geführt. Entsprechend weisen die Anlageflächen 630 dieses Aufnahmeelements 190-3 einen Abstand a voneinander auf. Wie bereits zuvor erläutert wurde, liegen hierbei die betreffenden Haltestrukturen 610 an den betreffenden Anlageflächen 630 des Aufnahmeelements 190 an und sind durch eine entsprechende Nietverbindung 620 mit dem Aufnahmeelement 190 mechanisch verbunden.
Das benachbarte Aufnahmeelement 190-4 ist hierbei durch Haltestrukturen 610-2 und 610-5 der Führungseinrichtung 230 geführt, die entlang der axialen Richtung 290 zwischen den Haltestrukturen 610-3 und 610-1 bzw. 610-6 und 610-4 angeordnet sind. Das Aufnahmeelement 190-4 ist so durch die entlang der axialen Richtung mittleren Haltestrukturen 610 angebunden. Seine zugehörigen Anlageflächen, über die erneut die Haltestrukturen 610 an dem Aufnahmeelement 190 anliegen und über die entsprechende Nietverbindung 620 mit diesem verbunden sind, weisen hierbei entlang der axialen Richtung 290 einen Abstand (a + x) auf.
Schließlich ist das Aufnahmeelement 190-5 durch die axial am weitest entferntesten Haltestrukturen 610-1, 610-4 der Führungseinrichtung 230 geführt. Auch hier liegen die entsprechenden Haltestrukturen 610 an den Anlageflächen 630 des Aufnahmeelements 190-5 an. Die Haltestrukturen 610-1, 610-4 weisen hierbei einen Abstand entlang der axialen Richtung 290 voneinander auf, der (a + 2x) beträgt.
Die Abstände der Haltestrukturen 610 bzw. der Anlageflächen 630 der Aufnahmeelemente 190 sind also gerade so bemessen, dass diese gemäß einer arithmetischen Reihe anordenbar sind. Das heißt die betreffenden Abstandswerte a, (a + x), (a + 2x) sowie gegebenenfalls weitere Abstände sind derart anordenbar, sodass diese sich jeweils um einen im Wesentlichen identischen Wert voneinander unterscheiden. Dieser auch als Differenzwert bezeichnete Wert beträgt im vorliegenden Fall x. Hierdurch kann es möglich sein, einen beschränkten Bauraum möglichst effizient so zu nutzen, dass eine Wahrscheinlichkeit einer Berührung der einzelnen Haltestrukturen 610 untereinander reduziert wird.
Technisch ist dies bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel derart implementiert, dass im Wesentlichen identische Haltestrukturen 610, also im Wesentlichen identischen Haltebleche verwendet werden, wobei jedoch die Ausnehmungen 670 zu beiden Seiten der Aufnahmeelemente 190 entlang der axialen Richtung 290 unterschiedlich ausgestaltet sind. So sind die Anlageflächen 630 hier an einer parallel zur radialen Richtung verlaufenden Flanke der Ausnehmungen 670 gebildet und weisen – je nach Aufnahmeelement 190 – jeweils einen Abstand von a, (a + x) und (a + 2x) auf.
Anders ausgedrückt können die axialen Abstände der Haltestrukturen 610 zueinander über eine Dicke der Aufnahmeelemente 190 (Gleitschuhe) an der ausgenommenen Kontur, also seinen Ausnehmungen 670 zur Aufnahme der Haltestrukturen 610 definiert werden. Der Abstand der Haltestrukturen 610 zueinander kann dabei so gewählt werden, sodass möglichst während des Betriebs kein Kontakt mit anderen Bauteilen selbst im Falle einer Beulung der Haltestrukturen 610 oder einer Axialverschiebung auftritt.
Maßgebend können hierbei dennoch der Bauraum und die Anzahl der zu implementierenden Haltestrukturen sein. Es kann so gegebenenfalls durch die vorbeschriebene Anordnung eine Optimierung der Anordnung hinsichtlich eines Kompromisses zwischen Leistungsfähigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers 100, einer Geräuschentwicklung, einem Komfort, einem Verschleiß und dem zur Verfügung stehenden Bauraum sowie gegebenenfalls weiterer Komponenten ermöglicht werden.
13 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Torsionsschwingungsdämpfers 100 bzw. des Zweimassenschwungrads 110 aus den vorangegangen 6 bis 12 im Bereich des Aufnahmeelements 190-3. So zeigt auch 13 wiederum das Aufnahmeelement 190-3 mit seiner im Wesentlichen T-förmigen Ausnehmung 670 und den beiden Haltestrukturen 610-3, 610-6 der Führungseinrichtung 230 zur Anbindung desselben.
Wie bereits zuvor erläutert wurde, ist hierbei das Federelement 140-2 als ein weiches Federelement ausgestaltet, wohingegen das auf der gegenüberliegenden Seite des Aufnahmeelements 190-3 benachbart angeordnete Federelement 140-3 (nicht gezeigt in 14) ein hartes Federelement darstellt. Die beiden Federelemente 140-2, 140-3 sind daher schon aufgrund der unterschiedlichen Federdrahtstärken unterschiedlich schwer. Daher kann aufgrund unterschiedlich hoher Fliehkräfte während des Betriebs des Zweimassenschwungrads 110 beispielsweise aufgrund einer unterschiedlich schweren Ausgestaltung der Federelemente 140-2, 140-3 auf beiden Seiten des Aufnahmeelements 190-3 (Gleitschuh) ein Kippmoment entstehen, welches von den Haltestrukturen 610-3, 610-6 aufgenommen werden muss, da eine Abstützung an der Gleitbahn bzw. Gleitfläche 240 nicht erfolgen kann oder soll. Um diese Abstützung zu ermöglichen, weist das Aufnahmeelement 190-3 die bereits zuvor erwähnte, im Wesentlichen T-förmige Ausnehmung 670 im Bereich der Nietverbindung 620 an dem Aufnahmeelement 190-2 auf. Auch die Haltestrukturen 610-3, 610-4 sind entsprechend in diesem Bereich T-förmig ausgestaltet, sodass das betreffende Kippmoment durch Formschluss von den Haltestrukturen 610 aufgenommen werden kann.
Bei anderen Ausführungsbeispielen eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 kann ein entsprechendes Kippmoment beispielsweise auch durch eine Formniete aufgenommen werden. Ebenso können gegebenenfalls Zusatzmassen an den Aufnahmeelementen 190 und/oder an den Haltestrukturen 610 zum Massenausgleich vorgesehen werden, sodass in einem solchen Fall gegebenenfalls ein Entstehen von Kippmomenten vollständig unterbunden, zumindest jedoch reduziert werden kann. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, eine identische Belastung für alle Haltestrukturen 610 zu realisieren.
13 illustriert darüber hinaus an dem gefangenen Aufnahmeelement 190-3, dass bei einem Stillstand des Zweimassenschwungrads 110 bzw. des Torsionsschwingungsdämpfers 100 ein Abstand d zwischen der Gegengleitfläche 250 des Aufnahmeelements 190-3 und der Gleitfläche 240 an der Innenwand des Primärschwungrads 120 vorliegt. Anders ausgedrückt besteht Luft zwischen dem betreffenden Aufnahmeelement 190 und der Gleitfläche 240.
Die 14 und 15 zeigen eine Aufsicht auf und eine perspektivische Darstellung einer Haltestruktur 610, die als Halteblech ausgeführt ist. So weist, wie insbesondere 15 zeigt, die Haltestruktur 610 eine Ausdehnung bzw. Erstreckung entlang der axialen Richtung 290 auf, die geringer ist, als die entlang der Umfangsrichtung und der radialen Richtung. So kann eine solche Haltestruktur 610 beispielsweise durch ein Stanzen oder ein anderes Herstellungsverfahren hergestellt werden, mit dessen Hilfe blechartige Werkstoffe verarbeitet werden können.
Neben dem bereits zuvor erwähnten ringförmigen Abschnitt 640 und den Verbindungsabschnitten 650 für die beiden diametral gegenüberliegenden Aufnahmeelemente 190 (nicht gezeigt in 14 und 15) weisen die Haltestrukturen 610 zur Verbesserung der Aufnahme der zuvor beschriebenen Kippmomente ferner eine Querstruktur 680 in einem Bereich auf, der ausgebildet ist, um mit dem Aufnahmeelement 190 in Kontakt zu treten und/oder an diesem befestigt zu werden. So weist die Haltestruktur 610 in diesem Bereich beispielsweise ferner jeweils eine Öffnung 690 auf, die hinsichtlich ihrer Form und Ausgestaltung so ausgebildet ist, sodass diese die Nietverbindung 620 aufnehmen kann. Die Öffnung 690 kann so beispielsweise rund, jedoch auch anders ausgestaltet sein. Zur Aufnahme der Nietverbindung 620 kann es sich jedoch gegebenenfalls anbieten, diese als durchgängige Öffnung 690 auszuführen.
Selbstverständlich kann anstelle der Querstruktur 680 und der Öffnung 690 auch eine andere Form zur Aufnahme von Kippmomenten implementiert werden, sofern eine solche überhaupt notwendig ist. Ebenso kann es möglich sein, anstelle der Öffnung 690 eine andere Struktur zur Verbindung der Haltestruktur 610 mit dem entsprechenden Aufnahmeelement 190 zu schaffen.
Darüber hinaus weisen die Haltestrukturen 610 optional wenigstens eine, im vorliegenden Fall vier, weitere Öffnungen oder Bohrungen 700 auf, die beispielsweise zur Führung der Haltestrukturen 610 zueinander eingesetzt werden können. Wie 14 illustriert sind diese weiteren Öffnungen 700 bezogen auf eine Symmetrieachse 710 jeweils unter einem identischen Winkel α angeordnet, wobei die Symmetrieachse 710 eine zwei-zählige Rotationssymmetrie bzw. eine Punktsymmetrie der Haltestruktur 610 im vorliegenden Ausführungsbeispiel illustriert.
Der Winkel α kann hierbei derart angeordnet sein, sodass die weiteren Öffnungen 700 in sogenannten neutralen Zonen angeordnet sind, in denen eine möglichst geringe Verformung bzw. Deformation der Haltestrukturen 610 auftritt. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, eine Zentrierung der Haltestrukturen 610 zueinander bzw. eine entsprechende Führung derselben zueinander mithilfe der dort angebrachten weiteren Öffnungen 700 auszuüben, sodass selbst im Falle einer Verformung oder Deformation der Haltestrukturen 610, insbesondere der Verbindungsstrukturen 650, eine Zentrierung bzw. Führung derselben weiterhin möglich ist.
So kann es gegebenenfalls ratsam sein, den Winkel α, also der Winkel der Anordnung, unter dem die weiteren Öffnungen 700 angeordnet sind, auf Werte zwischen 20° und 70° oder zwischen 30° und 60° festzulegen, also beispielsweise auf etwa 45° festzulegen.
16 zeigt eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Federanordnung 130, der Führungseinrichtung 230 und der Aufnahmeelemente 190-1 und 190-2. Hier zeigt 16 insbesondere eine weitere Öffnung 700 in der Haltestruktur 610-1 sowie eine weitere Öffnung 700 in der Haltestruktur 610-6. Diese beiden weiteren Öffnungen sind bei der hier gewählten Darstellung (noch) nicht mit einem Lager 720 bestückt, das beispielsweise als Gleitlager 730 ausgeführt sein kann. Im Unterschied hierzu weisen die Öffnungen 700 (nicht gezeigt in 17) der Haltestrukturen 610-2 und 610-5, die an den durch die Pfeile markierten Positionen 740 angeordnet sind, entsprechende Lager 720 bzw. Gleitlager 730 auf.
Die Gleitlager 730 können hierbei als Kunststoffgleiter 750 ausgeführt sein, welche jeweils wenigstens eine Gleitfläche 760 aufweisen, die ausgebildet sind, um mit einer benachbarten Haltestruktur 610 in reibschlüssigen Kontakt zu treten und so eine axiale Führung der betreffenden Haltestrukturen 610 zueinander zu ermöglichen. Der Kunststoffgleiter 750, wie er in 16 gezeigt ist, weist darüber hinaus eine Verbindungsstruktur 770 auf, die hinsichtlich ihres Durchmessers und ihrer Höhe über einer Oberfläche 780 derart ausgebildet ist, sodass der Kunststoffgleiter 750 in die weitere Öffnung 700 einführbar und dort befestigbar ist. Zu diesem Zweck kann der Kunststoffgleiter 750 beispielsweise im Bereich der Verbindungsstruktur 770 einen Schlitz oder einen Kreuzschlitz aufweisen, sodass die Verbindungsstruktur 770 durch eine mechanische Beanspruchung zusammendrückbar ist. So kann gegebenenfalls eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung des Lagers 720 mit der entsprechenden Haltestruktur 610 geschaffen werden.
Als axialer Abstandshalter zwischen den Haltestrukturen 610 kann darüber hinaus auch einen Kunststoffclips, der in die weiteren Öffnungen bzw. Löcher 700 steckbar ist, ein Kunststoffring oder ein anderer Abstandshalter verwendet werden.
Anders ausgedrückt kann gegebenenfalls ferner eine Zentrierung der Haltestrukturen 610 an den neutralen Punkten, also den Punkten mit der geringsten Verformung, die im Bereich der weiteren Öffnungen 700 liegen, angebracht werden. Hierzu kann beispielsweise eine Verbindung in Form von Radial- und/oder Axiallagern mit dem Hohlrad und/oder dem Primärschwungrad 120 und dem Deckblech 270 verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit stellt eine Radial- bzw. Axiallagerung mithilfe einer Verbindung der Haltestrukturen 610 untereinander durch steckbare Kunststoffführungen, also beispielsweise der Kunststoffleiter 750, dar, die am Hohlrad oder an der Primärseite (Antriebsseite 150) angebracht werden können. Diese können auch die axiale Positionierung der Haltestrukturen 610 übernehmen. Zusätzlich können so beispielsweise ein Metall-Metall-Kontakt und somit ein Entstehen von Klappergeräuschen zwischen den Haltestrukturen 610 verhindert werden, wenn diese beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt sind. Als Verbindungsarten können so beispielsweise Klipsen, Kleben, Stecken, Umspritzen, Schrauben und jede andere Verbindungstechnik eingesetzt werden.
Als Material für diese Abstandshalter kann beispielsweise ein Kunststoff eingesetzt werden, der eine geräuschdämmende Eigenschaft aufweist. Der Abstandshalter kann beispielsweise auch als Kunststoffring ausgeführt sein, der an der Haltestrukturen 610 angebracht wird. Diese kann gegebenenfalls auch zur Zentrierung herangezogen und radiale Kräfte aufnehmen.
17 zeigt eine perspektivische Darstellung der Führungseinrichtung 230 und der mit dieser verbundenen Aufnahmeelemente 190. So ist in Bezug auf das Aufnahmeelement 190-5 erneut die Symmetrieachse 710 eingezeichnet, sowie die Position der weiteren Öffnungen 700 bezogen auf diese. Wie bereits im Zusammenhang mit 14 erläutert wurde, sind die weiteren Öffnungen 700 hierbei unter dem Winkel α angeordnet. Sie können jedoch gegebenenfalls auch unter individuellen Winkeln angeordnet werden.
17 zeigt darüber hinaus jedoch, dass die Aufnahmeelemente 190 entlang der Umfangsrichtung des Torsionsschwingungsdämpfers 100, also senkrecht zu der Drehachse 290, Ausnehmungen 790 aufweisen die hinsichtlich ihrer Form derart ausgestaltet sind, sodass diese die in 17 nicht gezeigten Federelemente 140 aufnehmen können. So können die Ausnehmungen 790 beispielsweise, wie dies auch in 17 und 18 gezeigt ist, die ebenso eine perspektivische Darstellung der Fangeinrichtung 230 sowie der mit ihr verbundenen Aufnahmeelemente 190 zeigen, beispielsweise eine konkave Form aufweisen, sodass eine zylinderförmige bzw. tonnenförmige Feder oder ein entsprechendes Federelement 140 in die Ausnehmungen 790 problemlos einführbar ist. Die konkave Ausgestaltung der Ausnehmungen 790 kann hierbei beispielsweise einen runden bzw. kreissegmentförmigen Querschnitt aufweisen, wobei sich dieser gegebenenfalls entlang der Umfangsrichtung hinsichtlich eines Radius oder Durchmessers verändern kann. Eine solche Ausgestaltung kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn im Wesentlichen rotationssymmetrische, also beispielsweise zylinderförmige oder tonnenförmige Federelemente 140 im Rahmen eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 zum Einsatz kommen sollen.
Darüber hinaus weisen die Aufnahmeelemente 190 Aufnahmeflächen 800 auf, die im Wesentlichen eben ausgeführt sein können und senkrecht zu der Umfangsrichtung orientiert sein können. Sind so die Federelemente 140 des Torsionsschwingungsdämpfers 100 auf Druck beansprucht und sind die Ausnehmungen 790 radial weiter außen angesetzt als die entsprechenden Federelemente 140, kann hierdurch eine mechanische Verbindung der Federelemente 140 und der Aufnahmeelemente 190 im Rahmen einer entsprechenden formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung ohne den Einsatz zusätzlicher Verbindungsmittel gegebenenfalls möglich sein.
Um Leerlaufgeräusche zu verhindern, kann es sich gegebenenfalls anbieten, die Federelemente 140 der Federanordnung 130 vorgespannt einzusetzen. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, negative Effekte aufgrund einer sich über Belastung ändernden Geometrie der Federelemente 140 und deren Lage im Zweimassenschwungrad 110 auf die Leerlaufentkopplung zu reduzieren, gegebenenfalls sogar vollständig zu vermeiden.
Selbstverständlich können jedoch auch bei anderen Ausführungsbeispielen entsprechend abweichende Strukturen zur Aufnahme und Führung der Federelemente 140 im Rahmen der Aufnahmeelemente 190 implementiert werden.
Zur Verdeutlichung der Funktionsweise und der geometrischen Ausgestaltung der Ausnehmungen 790 und der Aufnahmeflächen 800 zeigt 19 eine perspektivische Darstellung der Führungseinrichtung 230, der mit dieser verbundenen Aufnahmeelemente 190 sowie des Federsatzes 130 und des weiteren Federsatzes 130‘. Aufgrund der geometrischen Ausgestaltung der Ausnehmungen, die zur Vereinfachung der Darstellung nur im Zusammenhang mit dem Aufnahmeelement 190-2 eingezeichnet ist, kann so eine Führung und eine Aufnahme der Federelemente 140 ermöglicht werden.
20 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung der Führungseinrichtung 230, der mit ihr verbundenen Aufnahmeelemente 190 und der Federelemente 140 der Federanordnung 130. Die Schnittebene verläuft hierbei senkrecht zu der Umfangsrichtung durch das Aufnahmeelement 190-2 auf Höhe der Nietverbindung 620. Wie bereits zuvor im Zusammenhang mit 13 erläutert wurde, kann die Anwendung der Haltestrukturen 610 an die entsprechenden Aufnahmeelemente 190 (Gleitschuh) beispielsweise mithilfe eines Abstandsniets 810 erfolgen.
Um dies vergrößert darzustellen, zeigt 21 eine nichtperspektivische Darstellung der Schnittdarstellung der 20, bei der gerade im Bereich der Nietverbindung 620 eine größere Detailtiefe zu erkennen ist. So weist die Nietverbindung bzw. der Niet 620 im Bereich des Aufnahmeelements 190-2 eine Niethülse 820 auf, die sich im Wesentlichen vollständig durch eine entsprechende Bohrung oder Öffnung in dem Aufnahmeelement 190 hindurch erstreckt. Die Niethülse 820 kann so beispielsweise so ausgelegt sein, dass diese mit den Haltestrukturen 610-2, 610-5 in Kontakt steht. Hierbei kann es gegebenenfalls zu einer lokalen Verformung der Haltestrukturen 610 im Bereich der Niethülse 820 kommen. Sie kann jedoch gegebenenfalls auch etwas kürzer ausgeführt sein, sodass die Haltestrukturen 610-2, 610-5 unmittelbar mit den Anlageflächen 630 des Aufnahmeelements 190 in Kontakt stehen.
22 zeigt eine schematisch vereinfachte Darstellung eines Aufnahmeelements 190, welches zu beiden Seiten mit Federelementen 140-1, 140-2 in Kontakt steht. Das Aufnahmeelement 190 ist hierbei über eine Haltestruktur 610, die als Teil der Führungseinrichtung 230 ausgebildet ist, verbunden.
22 illustriert hierbei die an dem Aufnahmeelement 190 anliegenden Kräfte. So wirken während einer Rotation des Torsionsschwingungsdämpfers 100 beispielsweise Fliehkräfte 830-1 und 830-2 der beiden mit dem Aufnahmeelement 190 in Kontakt stehenden Federelemente 140-1 bzw. 140-2 auf dieses ein. Die Fliehkräfte 830 können hierbei gegebenenfalls auch nur anteilig auf das Aufnahmeelement 190 einwirken, wenn beispielsweise die betreffenden Federelemente 140 an einer dem Aufnahmeelement 190 abgewandten Seite ebenfalls entsprechend geführt sind.
Die Fliehkräfte 830 sind hierbei ebenso nach radial außen gerichtet, wie eine Fliehkraft 840, welche eine Folge der Masse des Aufnahmeelements 190 ist. Entsprechend sind selbstverständlich die auf die Federelemente 140 einwirkenden Fliehkräfte 830 einer Folge der Masse derselben. Hinzu tritt jedoch noch aufgrund eines leichten Winkels, den die Federelemente 140 mit der Umfangsrichtung einschließen, eine radiale Federkraftkomponente 850 hinzu, die ebenso wie die vorgenannten Fliehkräfte 830 nach radial außen gerichtet ist. Hierdurch ergibt sich eine resultierende, nach außen gerichtete Radialkraft F_res, welche eine Summe der Fliehkräfte F_Feder der Fliehkräfte 830-1, 830-2, der Fliehkraft F_GS der Fliehkraft 840 auf das Aufnahmeelement 190 (GS = Gleitschuh) und der radialen Federkraftkomponente F_F der Federkraftkomponente 850 darstellt. Es gilt somit F_res = F_Feder + F_GS + F_F.
Diese resultierende Radialkraft F_res wird durch eine Gegenkraft 860 mit der Größe F_G, die nach radial innen gerichtet ist und von den Haltestrukturen 610 bzw. der Führungseinrichtung 230 aufgebracht wird, kompensiert, sodass in einem Kräftegleichgewicht die resultierende Radialkraft nach radial außen F_res der Gegenkraft F_G entspricht (F_res = F_G).
Die 23, 24 und 25 zeigen so eine Abfolge im Hinblick auf die Funktionsweise der Führungseinrichtung 230 mit zunehmender Drehzahl. So ist in den 23 bis 25 jeweils ein Ausschnitt des Torsionsschwingungsdämpfers 100 bzw. des Zweimassenschwungrads 110 gezeigt, bei dem die Federelemente 140-2 bis 140-4 sowie die dazwischen angeordneten Aufnahmeelemente 190-3, 190-4 gezeigt sind, die über entsprechende Haltestrukturen 610 der Führungseinrichtung 230 radial durch diese geführt werden. Auch hier ist wieder die Gleitfläche 240 an einer Innenseite des Primärschwungrads 120, also an der Antriebsseite 150 gebildet.
Im Hinblick auf die Funktionsweise zeigt so 23 einen Zustand, bei dem die Haltestrukturen 610 bei einem Stillstand des Torsionsschwingungsdämpfers 100 bzw. bei geringen Drehzahlen in einer Ausgangsform sich befindet. Der Zustand, der in 23 dargestellt ist, ist also der eines lastfreien Zustands, bei dem keine Reibung auftritt, sodass ein Spalt zwischen den Aufnahmeelementen 190 und der Gleitfläche 240 seinen maximalen Wert d aufnimmt. Man spricht daher davon, dass die Haltestrukturen in der Ausgangsform, wie sie in 23 gezeigt ist, maximale Luft aufweisen.
In 24 ist die Situation im Inneren des Torsionsschwingungsdämpfers 100 dargestellt, bei dem die Haltestrukturen 610 nach radial außen maximal verformt sind, sodass die Aufnahmeelemente 190 (Gleitschuhe) an der Gleitfläche 240 anliegen. Dies kann beispielsweise dann auftreten, wenn eine Drehzahl bzw. eine Last einen entsprechenden vorbestimmten Wert, beispielsweise eine zweite Schwellendrehzahl überschritten hat. In diesem Fall beginnen die Gegengleitflächen 250 der Aufnahmeelemente 190 an der Gleitfläche 240 zu reiben.
25 zeigt die Situation, bei der der Torsionsschwingungsdämpfer 100 mit einer maximalen Last belastet ist, sodass die Aufnahmeelemente 190 mit ihren Gegengleitflächen 250 wiederum an der Gleitfläche 240 des Primärschwungrads 120 anliegen. Hierbei sind die Haltestrukturen 610 wiederum radial nach außen maximal verformt, wobei die Aufnahmeelemente an der Gleitfläche 240 anliegen. Im Zustand der maximalen Last weisen die Aufnahmeelemente 190 somit keine Luft bezüglich der Gleitfläche 240 auf. Darüber hinaus liegt in dem in 25 gezeigten Zustand maximale Reibung vor, sodass sich eine zusätzliche Radialkraft nur noch auf die Gleitfläche 240 auswirkt, nicht jedoch auf die Haltestrukturen 610. Diese werden somit im Sinne eines Überlastungsschutzes vor einer Überdehnung geschützt.
Die Größe der Reibung der paarweise gefangenen Aufnahmeelemente 190 kann so beispielsweise definiert werden, indem eine radiallastabhängige Verformung der Haltestrukturen 610 durch Anpassung der Geometrie, der verwendeten Werkstoffe und der Steifigkeit definiert wird. Dies kann beispielsweise dadurch gelingen, indem die Haltestrukturen 610 die Aufnahmeelemente 190 in einem bestimmten Abstand (Abstand d in der Ausgangslage) über der Gleitfläche 240 „fliegen“ zu lassen. Diese können sich so abhängig von der entstehenden Radialkraft, also der Summe der Fliehkräfte 830, 840 und der radialen Federkraftkomponente 850 um einen bestimmten, nämlich den Maximalabstand d, nach außen verformen, bis die Aufnahmeelemente 190 auf der Gleitfläche 240 anliegen.
Ab diesem Zustand wird Reibung erzeugt und die Haltestrukturen 610 gleichzeitig vor einer zu großen Verformung in radialer Richtung und damit eine Überlastung beschützt. So können auch die gefangenen Paare von Aufnahmeelementen 190 bei unterschiedlichen Radiallasten anliegen. Hierdurch kann es möglich sein, die Reibung last- und/oder drehzahlabhängig zu steuern. Hierzu reicht es, die Haltestrukturen 610, also beispielsweise die Haltebleche nur unterschiedlich steif auszulegen. Ein Anliegen der Aufnahmeelemente 190 an der Gleitfläche 240 ist hierbei jedoch nicht nötig und kann durch eine entsprechend stabile Auslegung der Haltestrukturen 610 selbstverständlich auch unterbunden oder verhindert werden.
Die 26 und 27 stellen so Reibmomentverläufe 870-1 und 870-2 einander gegenüber, die als Funktion eines Reibmoments M_R in Abhängigkeit einer wirkenden Radialkraft F_res wirken. Die Radialkraft ist hierbei eine Funktion der Radiallast und setzt sich, wie im Zusammenhang mit 22 erläutert wurde, aus den Fliehkräften 820, 830 und der Radialkraftkomponente der Federkraft 850 zusammen, sodass die Radialkraft F_res als Funktion des eingeleiteten Drehmoments M und einer Drehzahl n dargestellt werden kann. Die Drehzahl n beeinflusst hierbei die Fliehkräfte, wohingegen das eingeleitete Drehmoment M Einfluss auf die Radialkraftkomponente der Federkraft durch eine entsprechende Verformung der Federelemente 140 nehmen kann.
26 zeigt hierbei den Reibmomentverlauf 870-1 eines Zweimassenschwungrads 110, dessen Aufnahmeelemente 190 nicht durch eine Führungseinrichtung 230 radial geführt werden. Dieser steigt von einem Ausgangswert M0, der auf die Vorspannung der Federelemente 140 und die daraus resultierende Radialkraftkomponente der Federkraft zurückzuführen ist, streng monoton wachsend mit steigender Radialkraft F_res an.
Im Unterschied hierzu zeigt 27 den entsprechenden Reibmomentverlauf M_R als Funktion der Radialkraft F_res (Reibmomentverlauf 870-2), bei dem die Aufnahmeelemente 190 bis zu einer zweiten Schwellendrehzahl durch die Führungseinrichtung 230 von der Gleitfläche 240 an dem Primärschwungrad 120 ferngehalten werden. So weist bis zu einer Radialkraft F₁, welche unter Vernachlässigung des Einflusses der Radialkraftkomponente der Federkraft, also des auf das Zweimassenschwungrad 110 einwirkende eingangsseitige Drehmoment, der zweiten Schwellendrehzahl entspricht. Anders ausgedrückt, liegen ab der in 27 eingezeichneten gestrichelten Linie bei der Radialkraft F1 die Aufnahmeelemente 190 an der Gleitfläche 240 an. Ab diesem Zeitpunkt sind die Haltestrukturen 610 radial maximal verformt.
Erst ab diesem Zeitpunkt steigt das Reibmoment von einem Ausgangswert bei tieferen Radialkräften (F_res < F₁) mit einem Wert M‘₀ an. Der Wert M‘₀ ist hierbei im Idealfall identisch 0, kann jedoch aufgrund ungewollter Effekte einen höheren Wert annehmen, der jedoch typischerweise kleiner als der Wert M₀ des Zweimassenschwungrads 110 ohne eine Führungseinrichtung 230 ist.
28 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Nabenscheibe 200 und einer Führungseinrichtung 230, welche eine Zentriereinrichtung 880 für die Haltestrukturen 610 der Führungseinrichtung 230. Die Zentriereinrichtung 880 ist also im vorliegenden Fall mit der Abtriebsseite 160, nämlich der Nabenscheibe 200 drehfest gekoppelt, kann jedoch bei anderen Ausführungsbeispielen auch mit der Antriebsseite 150 gekoppelt werden. Die Zentriereinrichtung 880 ist, wie die nachfolgende Beschreibung noch zeigen wird, ausgebildet, um die Führungseinrichtung 230 bezüglich der Antriebsseite 150 und/oder der Abtriebsseite zu zentrieren.
Die Zentriereinrichtung 880 umfasst so einen Haltebügel 890 und einen Befestigungszapfen 900, der mit der Nabenscheibe 200 verbunden bzw. als Teil derselben ausgeführt ist und auch als eine Zentriernase oder eine Nase an der Nabenscheibe 200 bezeichnet wird.
Der Haltebügel 890 ist hierbei in 28 und der dort gezeigten vergrößerten Darstellung im eingebauten Zustand, in 29 im nicht eingebauten Zustand gezeigt.
Wie die 28 und 29 zeigen, weist der Haltebügel 890 einen Abschnitt 910 auf, der sich ausgehend von dem in 29 nicht gezeigten Befestigungszapfen 900 entlang der radialen Richtung derart erstreckt, sodass über wenigstens einer, im vorliegenden Fall über vier Nute 920 die Haltestrukturen 610 aufgenommen und entlang der radialen Richtung geführt werden können. Die Nute 920 sind so im eingebauten Zustand radial nach außen gerichtet, sodass diese die Haltestrukturen 610 von radial innen umgreifen können. Hierdurch werden diese an der Nabenscheibe 200 zentriert.
Auch wenn bei dem in 28 und 29 gezeigten Haltebügel 890 beispielhaft vier Nute 920 gezeigt sind, kann selbstverständlich eine Zahl der Nute bei anderen Ausführungsformen eines solchen Haltebügels variiert werden.
Aufgrund der Ausgestaltung der Nute 920 können diese die Haltestrukturen 610 der Führungseinrichtung 230 einzeln aufnehmen. Die Seitenwände der Nute 920 verlaufen hierbei parallel zu der axialen Richtung 290, sodass diese die Haltestrukturen 610 nicht nur radial, sondern auch entlang der axialen Richtung führen können. Es handelt sich so bei den Haltebügeln 890 in der in den 28 und 29 gezeigten Ausführungsform ebenso um Führungsbauteile 930, die so ausgebildet sind, dass diese die Haltestrukturen 610 entlang der axialen Richtung ebenso führen können.
Darüber hinaus weist der Haltebügel 890 zwei gegenüberliegende Verrastungsbügel 940 auf, die an einer Ausnehmung 950 grenzen, sodass die Ausnehmung 950 und die Verrastungsbügel 940 in der Lage sind, eine formschlüssige Verbindung nach einem Verrasten der Verrastungsbügel 940 mit dem Befestigungszapfen 900 zu schaffen. Anders ausgedrückt weisen die Ausnehmung 950 und die beiden Verrastungsbügel 940 eine solche Form auf, sodass diese einerseits ein Verrasten mit dem Befestigungszapfen 900 ermöglichen und andererseits nach dem Verrasten eine formschlüssige Verbindung mit diesem bilden können.
Der Vorgang des Verrastens ist schematisch in 30 gezeigt. So zeigt 30, wie sich der Haltebügel 890 bzw. das Führungsbauteil 930 dem Befestigungszapfen 900 nähert.
31 zeigt eine 29 ähnliche Darstellung eines weiteren Haltebügels 890, der sich hinsichtlich der Ausnehmung 950, der Verrastungsbügel 940 nicht von dem in 30 gezeigten Haltebügel 890 unterscheidet. Jedoch weist der Haltebügel 890 im Bereich des Abschnitts 910 anstelle der Nuten 920 lediglich eine Zentrierungsausnehmung 960 auf, die breiter als die Nute 920 entlang der axialen Richtung ausgestaltet ist.
Hierdurch ist es zwar möglich, mithilfe des Haltebügels 890 die Haltestrukturen 810 radial zu führen, also zu zentrieren, eine Führung entlang der axialen Richtung, wie im Falle eines Führungsbauteils 930 erforderlich, ist, ist hierbei jedoch nicht möglich.
Die 32, 33 und 34 illustrieren einen Aufsteckvorgang des Haltebügels 890, der auch als Abstandshalter bezeichnet wird. So zeigt 32 schematisch eine Annäherung des Haltebügels 890 an den Befestigungszapfen 900. Erreicht der Haltebügel 890 den Befestigungszapfen 900, sodass die Verrastbügel 940 mit dem Befestigungszapfen in Kontakt treten, werden diese nach außen gebogen und der Befestigungszapfen 900 kann in die Ausnehmung 950 eingleiten. Ist, wie in 34 dargestellt, der Befestigungszapfen 900 vollständig in die Ausnehmung 950 eingerückt, bewegen sich die Verrastungsbügel 940 in ihre Ausgangslage zurück und schaffen so zusammen mit der Ausnehmung 950 aufgrund ihrer geometrischen Ausgestaltung in Bezug auf den Befestigungszapfen 900 eine formschlüssige Verbindung mit diesem.
Hierdurch kann mit technisch einfachen Mitteln und einem geringen Aufwand ein Haltebügel 890 an der Nabenscheibe 200, dem Primärschwungrad 120, dem Deckblech 270, dem Sekundärschwungrad 220 oder einem anderen antriebsseitigen oder abtriebsseitigen Bauteil des Torsionsschwingungsdämpfers 100 bzw. des Zweimassenschwungrads 110 geschaffen werden, über den die Zentrierung der Haltestrukturen 610 und gegebenenfalls eine axiale Führung derselben möglich ist. Die 32 bis 34 illustrieren so eine Zentrierung des Haltebügels 890 auf der Nase 900.
35 zeigt eine Aufsicht auf einen Torsionsschwingungsdämpfer 100 bzw. ein Zweimassenschwungrad 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel, welches sich von dem in 7 gezeigten im Wesentlichen durch die Anordnung der Federelemente und die Anordnung und Ausgestaltung der Aufnahmeelemente 190 unterscheidet. Hierbei handelt es sich genauer gesagt bei 35 um eine Teilschnittdarstellung, da 35 ebenso zumindest einen Ausschnitt des Sekundärschwungrads 220, also der Abtriebsseite 160 zeigt.
So weist auch das in 35 gezeigte Zweimassenschwungrad in jeder der beiden Federanordnungen 130, 130‘ wiederum fünf Federelemente 140-1, ..., 140-5 auf, von denen jedoch das erste Federelement 140-1, das vierte Federelement 140-4 und das fünfte Federelement 140-5 als harte Federelemente ausgestaltet sind. Die Federelemente 140-2 und 140-3, also das zweite und das dritte Federelement, sind entsprechend als weiche Federelemente ausgestaltet. Die Federanordnung entspricht daher der Anordnung HWWHH, wobei H für ein hartes Federelement und W für ein weiches Federelement stehen.
Die Aufnahmeelemente 190-1 und 190-6, die im Wesentlichen inelastisch mit der Antriebsseite 150 bzw. der Abtriebsseite 160 gekoppelt sind, sind hierbei, wie auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, als nicht gefangene Aufnahmeelemente 190 ausgestaltet. Ebenso sind die Aufnahmeelemente 190-2 und 190-3, die zwischen dem ersten und zweiten Federelement 140-1, 140-2 bzw. dem zweiten und dem dritten Federelement 140-2, 140-3 angeordnet sind, ebenso als nicht gefangene bzw. freie Aufnahmeelemente 190 ausgestaltet. Lediglich die Aufnahmeelemente 190-4 und 190-5 sind mit der Führungseinrichtung 230, genauer gesagt entsprechenden Haltestrukturen 610, wie diese bereits zuvor beschrieben wurden, mechanisch verbunden und bilden so gefangene Aufnahmeelemente 190. Das Zweimassenschwungrad 110, wie es in 36 dargestellt ist, weist also nur zwei gefangene Aufnahmeelemente 190-4, 190-5 je Federanordnung 130 auf. Selbstverständlich kann im Falle einer symmetrischen Ausgestaltung auch die weitere Federanordnung 130 entsprechend symmetrisch ausgestaltet sein.
Hierdurch sind nur die als Fahrstufenfederelemente wirkenden Federelemente 140-4 und 140-5 wieder reibungsfrei geführt, wobei gegebenenfalls bei einem Überschreiten der zweiten Schwellendrehzahl diese dennoch gegebenenfalls mit der Gleitfläche 240 in Kontakt treten können.
36 zeigt eine Gegenüberstellung des in 35 gezeigten Zweimassenschwungrads 110 bzw. des entsprechenden Torsionsschwingungsdämpfers 100 und eine Variante, bei der anstelle wenigstens zweier Federelemente 140 ein Federelement 140 in Form einer Bogenfeder 970 verwendet wird.
So kann beispielsweise anstelle der beiden Fahrstufenfedern 140-4, 140-5 aus 35 eine harte Bogenfeder 970 als gemeinsames Federelement 140 eingesetzt werden. Ebenso kann jedoch eine weiche Bogenfeder 970 anstelle der beiden weichen Federelemente 140-2, 140-3 für die Anfahrstufe verwendet werden. Wird darüber hinaus beispielsweise eine kürzere konzentrisch zu der weichen Bogenfeder innenliegende harte Feder oder Bogenfeder eingesetzt, kann so gegebenenfalls auch das als Anschlagstufe wirkende erste Federelement 140-1 im Falle einer entsprechenden Ausgestaltung der Bogenfeder 970 ausgetauscht werden.
Die 35 und 36 illustrieren so, dass im Rahmen von Ausführungsbeispielen eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 völlig unterschiedliche Federanordnungen und Anordnungen von gefangenen bzw. freien Aufnahmeelementen 190 implementiert werden können. So kann gegebenenfalls anstelle der in 35 gezeigten optimierten Federanordnung HWWHH eine ähnlich wirkende oder gleich wirkende Federanordnung auf Basis wenigstens einer Bogenfeder 970 implementiert werden, die gegebenenfalls zwei oder mehrere Federelemente 140 der zuvor genannten Varianten einspart.
37 zeigt eine perspektivische Darstellung einer weiteren Führungseinrichtung mit einer entsprechenden Anzahl von Aufnahmeelementen 190, die jedoch im Unterschied zu den zuvor beschriebenen nicht mehr symmetrisch ausgestaltet sind. Bei der in 37 gezeigten Variante einer Führungseinrichtung 230 sind vielmehr die Aufnahmeelemente 190-3, 190-4 und 190-5 lediglich einseitig gefangen, sodass die Haltestrukturen 610 nicht mehr einander diametral gegenüberliegende Verbindungsabschnitte zur Aufnahme der Aufnahmeelemente 190 umfasst.
Aufgrund der nun nicht mehr symmetrischen Ausgestaltung kann es ratsam sein, eine entsprechende Führungseinrichtung 230 mithilfe einer Zentriereinrichtung 880, wie sie bereits zuvor beschrieben wurde, radial zu führen, um eine entsprechende Radialkraftaufnahme über diese zu ermöglichen. Eine solche Zentrierung kann innenliegend, jedoch auch außenliegend erfolgen. Ebenso kann sie gegebenenfalls über die weiteren Öffnungen 700 oder andere entsprechende Löcher erfolgen.
In diesem Zusammenhang bietet es sich an, darauf hinzuweisen, dass die in 37 dargestellte Ringform mit dem ringförmigen Abschnitt 640 der Haltestrukturen 610 nicht zwingend implementiert werden muss, da beispielsweise bei Zweimassenschwungrädern 110 ein Schwingwinkel im Vergleich zu einem Vollkreis mit 360° relativ klein ist. So kann ein entsprechender Schwingwinkel beispielsweise auf weniger als 90°, bei anderen Ausführungsbeispielen auf weniger als 70°, also beispielsweise auf 60° und darunter beschränkt sein.
Anders ausgedrückt müssen die Haltestrukturen 610 der Führungseinrichtung 230 nicht symmetrisch ausgestaltet sein. Ebenso wenig müssen sie zwei sich einander gegenüberliegende Aufnahmeelemente 190 (Gleitschuhe) fangen. So ist auch eine einseitige Kraftaufnahme der Radialkräfte möglich, wobei es in diesem Fall gegebenenfalls ratsam sein kann, die auftretenden Radialkräfte z. B. über die Zentriereinrichtung 880 aufzunehmen. Hierdurch kann jedoch erneut Reibung in das System eingebracht werden.
38 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Führungseinrichtung 230, die beispielsweise bei dem Leistungsverzweigungssystem 400, wie es in 4 gezeigt ist, zum Einsatz gekommen ist. Auch hier zeigt 38 entsprechende Aufnahmeelemente 190, die in der bereits beschriebenen Art und Weise, also beispielsweise über die Nietverbindungen 620 mit den Haltestrukturen 610 der Führungseinrichtung 230 verbunden bzw. gekoppelt ist.
Allerdings unterscheiden sich die Haltestruktur 610-1 sowie die Haltestruktur 610-4 zur radialen Führung des Aufnahmeelements 190-3 von den anderen Haltestrukturen 610 für die anderen beiden Aufnahmeelemente 190-4, 190-5. Während beispielsweise die Haltestruktur 610-2 einen ringförmigen Abschnitt 640 und entsprechende, mit diesem verbundene Verbindungsabschnitte 650 zur mechanischen Befestigung an den Aufnahmeelementen 190 umfasst, weisen die Haltestrukturen 610-1, 610-4 anstelle der scheibenförmig ausgestalteten ringförmigen Abschnitte 640 jeweils einen Verblockungsabschnitt 980 auf, der sich in axialer Richtung und nicht in radialer Richtung, wie die ringförmigen Abschnitte 640 erstreckt. Hierbei erstrecken sie die Verblockungsabschnitte 980 radial innenliegend zu den weiteren Haltestrukturen 610, sodass die weiteren Haltestrukturen 610, also beispielsweise die Haltestruktur 610-2 die Verblockungsabschnitte 980 radial außen umschließen.
Dadurch, dass wenigstens eine der Haltestrukturen 610 der Mehrzahl von Haltestrukturen einen entsprechenden Verblockungsabschnitt 980 aufweist, ist es nun möglich, bei Überschreiten einer vorbestimmten Verblockungsdrehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers 100 eine zusätzliche Verblockung und damit eine zusätzliche Reibung in einem Inneren der Führungseinrichtung 230 zu schaffen. So sind gerade die Verblockungsabschnitte 980 aufgrund ihrer geometrischen Ausgestaltung und Anordnung so ausgebildet, dass oberhalb der vorbestimmten Verblockungsdrehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers 100 der Verblockungsabschnitt mit wenigstens einer weiteren Haltestruktur 610, beispielsweise der Haltestruktur 610-2, der Mehrzahl von Haltestrukturen in Kontakt tritt und mit dieser einen reibschlüssigen bzw. kraftschlüssigen Kontakt bildet.
Die Federelemente 140 der Federanordnung 130 in 4 werden, wie zuvor erläutert wurde, durch die Aufnahmeelemente 190 (Gleitschuhe) gelagert und geführt. Ein oder mehrere dieser Aufnahmeelemente 190 sind mit der Führungseinrichtung 230 in Form der Haltestrukturen 610 befestigt, wodurch sich eine Reibungsreduktion für diese ergeben kann, da diese reibungsarm oder reibungsfrei zur Primärschwungmasse gelagert werden können. Günstigerweise werden hierbei paarweise gegenüberliegende Aufnahmeelemente 190 durch die Führungseinrichtung 230 gemeinsam geführt.
Die radial innen angeordneten Haltestrukturen 610-1 und 610-4, die die bereits zuvor erwähnten Verblockungsabschnitte 980 aufweisen, können hierbei aufgrund ihrer Auslegung, also ihrer geometrischen Verhältnisse, der Materialwahl und/oder einer Materialstärke mit einer geringeren Steifigkeit als die weiter außen angeordneten Haltestrukturen 610 aufweisen. Hierdurch kann es möglich sein, dass aufgrund der auf diese Haltestrukturen 610 einwirkenden radialen Fliehkräfte die betreffenden Haltestrukturen 610 derart deformiert oder verformt werden, sodass die Verblockungsabschnitte 980 mit wenigstens einer entsprechenden Haltestruktur 610, also beispielsweise einem entsprechenden ringförmigen Abschnitt 640, in Kontakt treten und so Reibung zwischen den betreffenden Komponenten hervorrufen.
Die radiale Anordnung der Haltestrukturen 610, die auch als Flieger bezeichnet werden, ist hierbei nur beispielhaft dargestellt und kann selbstverständlich bei anderen Ausführungsbeispielen eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 variiert werden. Es ist jedoch ratsam, eine Haltestruktur 610 mit einer geringeren radialen Federsteifigkeit zumindest teilweise radial innerhalb einer Haltestruktur 610 mit einer höheren radialen Federsteifigkeit anzuordnen, um die zuvor beschriebene Funktion der Verblockung zu gewährleisten.
Selbstverständlich können bei anderen Ausführungsbeispielen auch mehr oder weniger als die drei in 38 bzw. 4 pro Federanordnung 130 verwendeten Aufnahmeelemente 190, die mit der Führungseinrichtung 230 verbunden sind, eingesetzt werden. Ebenso ist es selbstverständlich auch möglich, mehr als zwei verschiedene radiale Steifigkeiten für entsprechende Haltestrukturen der Führungseinrichtung 230 zu verwenden, um beispielsweise eine komplexere Federkennlinie des Torsionsschwingungsdämpfers 100 bei verschiedenen Drehzahlen zu erzielen und diese entsprechend zu beeinflussen.
Infolge der unter Drehzahl auf die Aufnahmeelemente 190 wirkenden Fliehkräfte verformen sich die Haltestrukturen 610 und die Aufnahmeelemente 190 wandern radial nach außen. Der oder die innenliegende Haltestrukturen 610, welche eine geringere Steifigkeit entlang der radialen Richtung als der oder die äußeren Haltestrukturen 110 aufweisen, wird unter dem Einfluss der Fliehkraft stärker verformt. Ist diese soweit verformt, dass seine Außenseite, also der Verblockungsabschnitt 980, an der Innenseite der radial außen liegenden Haltestruktur 610 anliegt, so kommt es zwischen den beiden Haltestrukturen 610 zur Reibung. Ist diese hoch genug, können die beiden Haltestrukturen 610 infolge der entstehenden Reibungskräfte und der Widerstände, die aus der unter Fliehkraft entstehenden unrunden Form resultieren, von der Motoranregung nicht mehr zu einer Relativbewegung zueinander angeregt werden. Die Federelemente 140, die zwischen die beiden miteinander verblockten Haltestrukturen 610 geschaltet sind, können so zueinander ebenfalls keine oder höchstens noch eine stark bedämpfte Relativbewegung ausführen. Hierdurch kann sich die Gesamtsteifigkeit des Torsionsschwingungsdämpfers 100 bzw. des Zweimassenschwungrads 110 entsprechend erhöhen.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Verblockungsabschnitt 980 auch mit anderen Bauteilen des Torsionsschwingungsdämpfers 100 in Kontakt treten und mit diesem einen reibschlüssigen Kontakt aufbauen. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein mit der Antriebs- oder der Abtriebsseite 150, 160 verbundenes bzw. gekoppeltes Bauteil handeln. Auch hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, eine Charakteristik des Torsionsschwingungsdämpfers 100 positiv zu beeinflussen, indem eine entsprechende Reibung über den Verblockungsabschnitt 980 erzeugt wird.
39 zeigt eine schematische Darstellung eines Aufnahmeelements 190, welches an einer Haltestruktur 610, die einen gebogenen Blechabschnitt 990 umfasst, angegossen oder angespritzt ist. Das Aufnahmeelement 190 kann in einem solchen Fall beispielsweise aus einem gießfähigen oder spritzgießfähigen Kunststoff gefertigt sein, wobei die Haltestruktur 610 aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise einem Stahl oder einer metallischen Legierung gefertigt sein kann.
40 zeigt hierbei eine perspektivische Darstellung der in 39 gezeigten Haltestruktur 610, also des entsprechenden gebogenen Blechabschnitts 990.
41 zeigt schematisch vereinfacht ein Aufnahmeelement 190, welches im Gegensatz zu dem in 39 gezeigten Aufnahmeelement 190 keine Haltestruktur 610 umfasst, sodass sich bei dem Aufnahmeelement 190 in 41 um ein nicht gefangenes bzw. freies Aufnahmeelement 190 handelt.
Anders ausgedrückt zeigt 41 ein Aufnahmeelement 190, bei dem im Unterschied zu dem in 39 gezeigten Fall das Halteblech nicht in den Gleitschuh eingegossen oder angespritzt ist. Selbstverständlich können bei anderen Ausführungsbeispielen auch andere Verbindungstechniken, beispielsweise ein Legen, ein Klemmen, ein Nieten, ein Schrauben, ein Kleben, ein Stecken, ein Klipsen, ein Krimpen, ein Eingießen oder ein anderes formschlüssiges Verfahren zwischen der Haltestruktur 610 und dem Aufnahmeelement 190 herangezogen werden. Hinsichtlich der Anbindung der Haltestruktur 610 an das Aufnahmeelement 190 kann so eine Vielzahl unterschiedlicher Techniken eingesetzt werden.
Aufgrund der auf die Haltestrukturen 610 einwirkenden mechanischen Belastungen, welche beispielsweise durch die Fliehkräfte hervorgerufen werden, kann so eine Beulung der Haltestrukturen 610 unter Last beispielsweise durch eine entsprechende Auslegung hinsichtlich Dicke, Geometrie und Aufbau begegnet werden. Hierdurch kann es gegebenenfalls möglich sein, ein gegenseitiges Berühren der Haltestrukturen 610 untereinander oder aber auch der Haltestrukturen 610 und anderer Bauteile zu vermeiden. Insbesondere kann es gegebenenfalls so möglich sein, ein Schleifen der Haltestrukturen 610 an anderen Komponenten zu verhindern, sodass hierdurch insgesamt eine Reibung und damit gegebenenfalls ein Verschleiß reduziert werden kann.
So können beispielsweise mehrteilige Haltestrukturen 610, beispielsweise in der Form mehrteiliger Haltebleche, durch eine entsprechende Anordnung und Verbindung ihrer Einzelteile verwendet werden, die ebenfalls aufgrund ihrer Ausgestaltung ein Beulen verhindern kann. So können beispielsweise zwei identische Haltestrukturen 610 bzw. Haltebleche miteinander verwendet werden, wie dies beispielsweise in 42 gezeigt ist. So zeigt 42 eine perspektivische Darstellung eines doppellagigen Halteblechs als Haltestruktur 610. Ebenso kann alternativ oder ergänzend hierzu ein Halteblech mit einem verstärkenden Ring eingesetzt werden, wie dies beispielsweise in 43 dargestellt ist. Auch können, wie beispielsweise in 44 dargestellt ist, Haltebleche als Haltestrukturen 610 verwendet werden, bei denen im Bereich der belasteten Strukturen, also insbesondere im Bereich der Verbindungsabschnitte 650 Haltebleche mit einer entsprechenden Versteifung zum Einsatz kommen. Auch können gegebenenfalls zwei oder mehr halbe Haltebleche oder Ringelemente miteinander verbunden werden, wie dies beispielsweise in 45 dargestellt ist. So zeigt 45 ein zweiteiliges Halteblech, welches aus zwei im Wesentlichen identisch ausgelegten Hälften ausgestaltet ist, die miteinander mechanisch verbunden sind.
So können, wie beispielsweise die 42 bis 45 illustrieren, Haltestrukturen 610 auch auf Basis mehrteiliger Haltebleche gefertigt werden. Auch wenn bei den in 42 bis 45 gezeigten Varianten stets eine Vernietung der entsprechenden Bauteile gezeigt ist, können bei anderen Ausführungsbeispielen die betreffenden Einzelkomponenten auch gekrimpt, miteinander verschweißt, gesteckt oder auf eine andere Art und Weise miteinander formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden werden.
46 zeigt einer 7 ähnliche Darstellung eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 bzw. eines Zweimassenschwungrads 110. Die in 46 dargestellte Variante unterscheidet sich von der in 7 dargestellten Variante im Hinblick auf die Ausgestaltung der Nabenscheibe 200. Während die Nabenscheibe 200 in 7 derart ausgebildet ist, sodass die Aufnahmeelemente 190-1 bzw. 190-6 (bzw. 190‘-6 der Federanordnung 130‘) an der Nabenscheibe 200 radial nach außen gleiten können, und so mit der Gleitfläche 240 in Kontakt treten können, weist die Nabenscheibe 200, wie sie in 46 dargestellt ist, sowohl der Federanordnung 130, wie auch der weiteren Federanordnung 130‘ zugewandte Rückhalteabschnitte 1000 auf. Die Rückhalteabschnitte 1000 greifen hierbei in Ausnehmungen 1010 der Aufnahmeelemente 190-1 und 190-6 bzw. der Aufnahmeelemente 190‘-1 und 190‘-6 der Fehleranordnung 130‘ derart ein, sodass aufgrund einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Nabenscheibe 200 und den betreffenden Aufnahmeelementen 190 eine Bewegung derselben nach radial außen beschränkt ist. Hierdurch kann es möglich sein, einen Kontakt der betreffenden Aufnahmeelemente 190 mit der Gleitfläche 240 vollständig zu überbinden oder zumindest hinsichtlich der einwirkenden Kraft zu begrenzen.
47 zeigt eine weitere Ausführung, bei der die Nabenscheibe 200 ebenfalls durch entsprechende Rückhalteabschnitte 1000 in der Lage und entsprechend ausgebildet ist, um ein Berühren der Aufnahmeelemente 190-1 bzw. 190‘-6, mit welchen die Nabenscheibe 200 in direkten Kontakt treten kann, treten die Rückhalteabschnitte 1000 der Nabenscheibe 200 hier radial außenliegend mit den betreffenden Aufnahmeelementen 190 in Kontakt. Auch hierdurch kann ein entsprechendes Inkontakttreten der Aufnahmeelemente 190 mit der Gleitfläche 240 vollständig oder zumindest teilweise unterbunden werden.
Da es sich bei den Aufnahmeelementen 190-1 bzw. 190-6 um Federteller handelt, zeigen die 46 und 47 so entsprechende Torsionsschwingungsdämpfer 100, bei denen die Federteller gefangen sind. Die Rückhalteabschnitte 1000 können der Führungseinrichtung 230 gegebenenfalls zugerechnet werden.
Ausführungsbeispiele eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 können so beispielsweise als Zweimassenschwungräder 110 mit gefangenen Aufnahmeelementen 190 zur Reibungsminderung eingesetzt werden. So können die Aufnahmeelemente 190 und die Führungseinrichtung als voneinander getrennte Bauteile ausgestaltet werden, so ein mehrteiliger Aufbau der betreffenden Anordnung vorgenommen werden kann. So können beispielsweise entsprechende Radialkraftabstützelemente in Form der Haltestrukturen 610 (Blechringe) und entsprechende Federführungselemente, also die Aufnahmeelemente 190 beispielsweise in Form von Kunststoffgleitschuhen implementiert werden. Die Aufnahmeelemente 190 können hierbei beispielsweise ab einer bestimmten Drehzahl, beispielsweise der zweiten Schwellendrehzahl, mit der Gleitfläche 240 in Kontakt treten. Hierbei kann bewusst die radiale Steifigkeit der Führungseinrichtung 230 ausgenutzt werden, um die Reibung drehzahlabhängig zu steuern. Die Aufnahmeelemente 190 können hierbei mit Haltestrukturen 610 unterschiedlicher Radialsteifigkeit gekoppelt werden, wodurch die Federelemente über das Anlegen der Aufnahmeelemente 190 an die Gleitfläche 240 unterschiedlich deaktiviert werden können.
Zur Verwendung von identischen Haltestrukturen 610 kann hierbei der Axialversatz der Haltestrukturen 610 durch einen gleichgroßen Axialversatz der Anlageflächen 670 (Anbindungsflächen) an den Aufnahmeelementen 190 kompensiert werden. Darüber hinaus kann ein Teil der Aufnahmeelemente 190 (Gleitschuhe und/oder Federteller) gefangen werden, während ein anderer Teil nicht gefangen ist. Darüber hinaus kann eine Beabstandung der relativ zueinander umfangsbeweglichen Haltestrukturen 610 bei eingeklipster Reibelemente, also die Haltebügel 890 erzielt werden. Ebenso kann ein formschlüssiges und gegebenenfalls zusätzliches reibschlüssiges Radialsichern der Aufnahmeelemente in den bzw. an den Haltestrukturen 610 erfolgen, die auch als Fliegerbleche bezeichnet werden.
Ausführungsbeispiele eines Torsionsschwingungsdämpfers 100 können bei allen Antriebsarten für Personenkraftwagen und Nutzkraftwagen, sowie für alle Verbrennungskraftmaschinen sowie Maschinen, die eine Minimierung und/oder Entkopplung von Drehungleichförmigkeiten erfordern oder wünschenswert machen, eingesetzt werden. Kombinierbar sind Ausführungsbeispiele, beispielsweise mit Zweimassenschwungrädern jeglicher Art, jedoch auch mit Torsionsdämpfern, Außendämpfern, Innendämpfern, torsionsgedämpften und Standard-Kupplungsscheiben sowie Drehmomentwandlern, Elektromaschinen, Tilgern jeglicher Art, Leistungsverzweigungssystemen, Rutschkupplungen sowie anderen Drehungleichförmigkeiten reduzierenden Bauteilen.
Darüber hinaus können alle Getriebearten grundsätzlich einem Ausführungsbeispiel nachgeschaltet sein. Hierzu zählen beispielsweise auch Doppelkupplungsgetriebe jeglicher Art. Ebenso können alle Arten von Kupplungen und Anfahrelementen, also beispielsweise hydrodynamisch gekühlten Kupplungen, Doppelkupplungen sowie Mehrscheibenkupplungen ebenfalls in Kombination mit einem Ausführungsbeispiel zum Einsatz gebracht werden.
Auch wenn im Wesentlichen zuvor Schraubenfedern und Tonnenfedern als Federelemente beschrieben wurden, können grundsätzlich jegliche Federelemente und Federanordnungen im Rahmen von Ausführungsbeispielen auf die beschriebenen Arten und Weisen gefangen werden. Eine Anbindung kann an die Aufnahmeelemente 190 (Gleitschuhe und Federteller) jeglicher Art erfolgen. Ebenso kann ein entsprechendes Fangen im Zusammenhang mit ähnlichen Bauteilen, die die Federn halten oder führen, möglich sein. So können entsprechende Metallflieger, Metallgleitschuhe und Bogenfedern sowie andere Komponenten eingesetzt werden. Ebenso können die Federn selbst gegebenenfalls gefangen werden.
Zur Steigerung der Reibung, beispielsweise beim Motorstart, können Ausführungsbeispiele mit einer beliebigen Reibeinrichtung, beispielsweise Lastreibscheiben für große Reibung bei großen Schwingwinkeln und kleine Reibungen bei kleinen Schwingwinkeln, sowie viskosen Reibeinrichtungen und anderen entsprechenden Systemen kombiniert werden, um so eine Dämpfung besonders bei Durchfahrt von Resonanzdrehzahlen zu ermöglichen. Es kann gegebenenfalls hierbei ratsam sein, diese Reibeinrichtungen derart auszugestalten, sodass diese in der Fahrstufe nicht arbeiten.
Durch den Einsatz eines Ausführungsbeispiels kann so gegebenenfalls ein Kompromiss zwischen Verschleiß, Komfort, Geräuschentwicklung, Leistungsfähigkeit und optional weiterer Parameter verbessert werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und den beigefügten Figuren offenbarten Merkmale können sowohl einzeln wie auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung eines Ausführungsbeispiels in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein und implementiert werden.
Bezugszeichenliste

100: Torsionsschwingungsdämpfer
110: Zweimassenschwungrad
120: Primärschwungrad
130: Federanordnung
140: Federelement
150: Antriebsseite
160: Abtriebsseite
170: Drehbewegung
180: Eingriffsstruktur
190: Aufnahmeelement
200: Nabenscheibe
210: Befestigungsstruktur
220: Sekundärschwungrad
230: Führungseinrichtung
240: Gleitfläche
250: Gegengleitfläche
260: Dichtblech
270: Deckblech
280: Stift
290: Drehachse
300: Nietverbindung
310: elastisches Koppelelement
320: weitere Nietverbindung
400: leistungsverzweigendes Torsionsschwingungsdämpfersystem
405: Abtriebsseite
410: erster Drehmomentübertragungsweg
420: zweiter Drehmomentübertragungsweg
430: Koppelanordnung
440: Phasenschieberanordnung
450: topfförmiges Bauteil
460: Deckblech
470: Zwischenmasse
480: Antriebshohlrad
490: Planetenrad
590: Planetenradträger
510: Lager
520: Abtriebshohlrad
530: Dichtblech
540: Auslöschpunkt
550: Leerlaufdrehzahl
560: maximaler Drehzahl
570: Kennlinie
580: maximaler Verdrehwinkel
590: erster Bereich
600: zweiter Bereich
610: Haltestruktur
620: Nietverbindung
630: Anlagefläche
640: ringförmigen Abschnitt
650: Verbindungsabschnitt
660: Lager
670: Ausnehmung
680: Querstruktur
690: Öffnung
700: weitere Öffnung
710: Symmetrieachse
720: Lager
730: Gleitlager
740: Positionen
750: Kunststoffgleiter
760: Gleitfläche
770: Verbindungsstruktur
780: Oberfläche
790: Ausnehmung
800: Aufnahmefläche
810: Abstandniet
820: Niethülse
830: Fliehkraft
840: Fliehkraft
850: Radiale Federkraftkomponente
860: Gegenkraft
870: Reibmomentverlauf
880: Zentriereinrichtung
890: Haltebügel
900: Befestigungszapfen
910: Abschnitt
920: Nut
930: Führungsbauteil
940: Verrastungsbügel
950: Ausnehmung
960: Zentrierausnehmung
970: Bogenfeder
980: Verblockungsabschnitt
990: gebogener Blechabschnitt
1000: Rückhalteabschnitt
1010: Ausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4360352 [0004]
EP 1584838 A1 [0004]
DE 102007016744 A1 [0005]

Claims

Torsionsschwingungsdämpfer (100), beispielsweise für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, zum Übertragen einer Drehbewegung von einer Antriebsseite (150) zu einer Abtriebsseite (160) des Torsionsschwingungsdämpfers (100), mit folgenden Merkmalen: einer Federanordnung (130), die wenigstens ein erstes Federelement (140) und ein zweites Federelement (140) umfasst, wobei die Federanordnung (130) ausgebildet und angeordnet ist, um die Drehbewegung wenigstens teilweise über die Federanordnung (130) zu übertragen; einem Aufnahmeelement (190), das zwischen dem ersten und dem zweiten Federelement (140) angeordnet und ausgebildet ist, um das erste und das zweite Federelement (140) entlang einer Umfangsrichtung aufzunehmen; und einer Führungseinrichtung (230), die mit dem Aufnahmeelement (190) verbunden und ausgebildet ist, um das Aufnahmeelement (190) entlang einer radialen Richtung zu führen, wobei die Führungseinrichtung (230) und das Aufnahmeelement (190) als voneinander separate Bauteile ausgebildet sind, und/oder wobei die Führungseinrichtung (230) ein erstes Material und das Aufnahmeelement (190) ein von dem ersten Material verschiedenes zweites Material umfasst.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach Anspruch 1, der ferner eine Gleitfläche (240) umfasst, die mit der Antriebsseite (150) oder der Abtriebsseite (160) drehfest gekoppelt ist, wobei das Aufnahmeelement (190) derart ausgebildet ist, um mit der Gleitfläche (240) oberhalb einer vorbestimmten ersten Schwellendrehzahl in Kontakt zu stehen.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach Anspruch 2, bei der die Führungseinrichtung (230) ausgebildet ist, um wenigstens oberhalb der ersten Schwellendrehzahl eine zwischen dem Aufnahmeelement (190) und der Gleitfläche (240) wirkende radiale Kraft zu reduzieren.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem die Führungseinrichtung (230) das erste Material und das Aufnahmeelement (190) das von dem ersten Material verschiedene zweite Material umfasst, wobei das zweite Material derart ausgebildet ist, sodass bei einem Vergleich zu einem aus dem ersten Material gefertigten Aufnahmeelement (190) bei einer Berührung des Aufnahmeelements (190) mit der Gleitfläche (240) eine Geräuschentwicklung und/oder eine Reibung und/oder ein Verschleiß verringert ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Führungseinrichtung (230) das erste Material und das Aufnahmeelement (190) das von dem ersten Material verschiedene zweite Material umfasst, wobei das zweite Material einen metallischen Werkstoff, beispielsweise einen Stahl oder eine metallische Legierung, und das erste Material einen Polymerwerkstoff, beispielsweise ein Polyamid, umfasst.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner eine Zentriereinrichtung (880) umfasst, die mit der Antriebsseite (150) oder der Abtriebsseite (160) drehfest gekoppelt ist, wobei die Zentriereinrichtung (880) ausgebildet ist, um die Führungseinrichtung (230) bezüglich der Antriebsseite (150) bzw. der Abtriebsseite (160) zu zentrieren.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner eine Gleitfläche (2409 umfasst, die mit der Antriebsseite (150) oder der Abtriebsseite (160) drehfest gekoppelt ist, wobei das Aufnahmeelement (190) und die Führungseinrichtung (230) derart ausgebildet sind, um eine auf die Gleitfläche (240) hin gerichtete Kraft auszuüben.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der ferner eine Gleitfläche (240) umfasst, die mit der Antriebsseite (150) oder der Abtriebsseite (160) drehfest gekoppelt ist, wobei das Aufnahmeelement (190) und die Führungseinrichtung (230) derart ausgebildet sind, um ein in Kontakt stehen zwischen der Gleitfläche (240) und dem Aufnahmeelement (190) unterhalb einer zweiten Schwellendrehzahl zu unterbinden.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Führungseinrichtung (230) wenigstens einen im Wesentlichen entlang einer radialen Richtung verlaufenden Verbindungsabschnitt (650) aufweist, der mit dem Aufnahmeelement (190) verbunden ist und eine geringere Erstreckung in einer Umfangsrichtung als in der radialen Richtung aufweist.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Führungseinrichtung (230) wenigstens zwei im Wesentlichen identische Haltestrukturen (610) umfasst, die mit dem Aufnahmeelement (190) entlang einer axialen Richtung an einander gegenüberliegenden Seiten des Aufnahmeelements (190) verbunden sind.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach Anspruch 10, der eine Mehrzahl von Aufnahmeelementen (100) umfasst, wobei die Federanordnung (130) und die Mehrzahl der Aufnahmeelemente (190) derart angeordnet und ausgebildet sind, sodass die Drehbewegung im Rahmen einer Serienschaltung über die Mehrzahl der Aufnahmeelemente (190) übertragen wird, wobei die Führungseinrichtung (230) mit den Aufnahmeelementen (190) verbunden ist, wobei jedes Aufnahmeelement (190) der Mehrzahl von Aufnahmeelementen (190) an entlang der axialen Richtung einander gegenüberliegenden Seiten desselben mit jeweils wenigstens einer Haltestruktur (610) verbunden ist, wobei die Haltestrukturen (610) im Wesentlichen identisch sind.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach Anspruch 11, bei dem die Mehrzahl von Aufnahmeelemente (190) wenigstens drei Aufnahmeelemente (190) umfasst, wobei die Aufnahmeelemente (190) jeweils wenigstens zwei an einander gegenüberliegenden Seiten derselben angeordnete Anlageflächen (630) aufweisen, die ausgebildet sind, um mit einer Haltestruktur (610) verbunden zu werden, wobei die einander gegenüber liegenden Anlageflächen (630) der Aufnahmeelemente (190) der Mehrzahl von Aufnahmeelementen (190) Abstände entlang der axialen Richtung aufweisen, die Werten einer arithmetischen Folge entsprechen.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei dem die Haltestrukturen (610) der wenigstens zwei Haltestrukturen (610) wenigstens teilweise ein Lager (720), beispielsweise ein Gleitlager (730), aufweisen, das derart ausgebildet ist, sodass benachbarte Haltestrukturen (610) entlang der axialen Richtung geführt werden, und/oder bei dem die Haltestrukturen (610) der wenigstens zwei Haltestrukturen (610) wenigstens teilweise durch ein Führungsbauteil (930) entlang der axialen Richtung geführt werden, wobei das Führungsbauteil (930) mit der Antriebsseite (150) oder der Abtriebsseite (160) des Torsionsschwingungsdämpfers (100) gekoppelt ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem wenigstens eine Haltestruktur (610) der Mehrzahl von Haltestrukturen (610) einen Verblockungsabschnitt (980) aufweist, der derart ausgebildet ist, sodass der Verblockungsabschnitt (980) oberhalb einer vorbestimmten Verblockungsdrehzahl des Torsionsschwingungsdämpfers (100) mit wenigstens einer weiteren Haltestruktur (610) der Mehrzahl von Haltestrukturen (610) oder einem anderen Bauteil des Torsionsschwingungsdämpfers (100) in Kontakt tritt und mit dieser einen reibschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Kontakt bildet.
Torsionsschwingungsdämpfer (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der eine weitere Federanordnung (130) umfasst, die wenigstens ein erstes weiteres Federelement (140) und ein zweites weiteres Federelement (140) umfasst, wobei die weitere Federanordnung (130) ausgebildet und angeordnet ist, um die Drehbewegung wenigstens teilweise über die weitere Federanordnung (130) zu übertragen, wobei der Torsionsschwingungsdämpfer (100) ferner wenigstens ein weiteres Aufnahmeelement (190) umfasst, das zwischen dem ersten weiteren Federelement (140) und dem zweiten weiteren Federelement (140) angeordnet ist, wobei die Führungseinrichtung (230) wenigstens eine Haltestruktur (610) umfasst, die mit dem Aufnahmeelement (190) und dem wenigstens einen weiteren Aufnahmeelement (190) derart verbunden ist, sodass die Haltestruktur (610) und die mit diesem verbundenen Aufnahmeelemente (190) bezüglich einer Drehachse und/oder eines Mittelpunktes des Torsionsschwingungsdämpfers (100) eine ganzzahlige Rotationssymmetrie und/oder eine Punktsymmetrie aufweisen.
Zweimassenschwungrad (110), beispielsweise für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, das einen Torsionsschwingungsdämpfer (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Leistungsverzweigendes Torsionsschwingungsdämpfersystem (400) zum Übertragen einer Drehbewegung von einer Antriebsseite (150) zu einer Abtriebsseite (405), mit folgenden Merkmalen: einem zwischen der Antriebsseite (150) und der Abtriebsseite (405) angeordneten ersten Drehmomentübertragungsweg (410) zum Übertragen eines ersten Drehmomentanteils; einem zwischen der Antriebsseite (150) und der Abtriebsseite (405) angeordneten zweiten Drehmomentübertragungsweg (420) zum Übertragen eines zweiten Drehmomentanteils; einer Koppelanordnung (430) zum Überlagern des ersten Drehmomentanteils und des zweiten Drehmomentanteils; einer Phasenschieberanordnung (110) zum Bewirken einer Phasenverschiebung zwischen Rotationsschwingungen der Drehbewegung, die über den ersten Drehmomentübertragungsweg (410) zu der Koppelanordnung (430) übertragen werden und den Rotationsschwingungen, die über den zweiten Drehmomentübertragungsweg (420) zu der Koppelanordnung (430) übertragen werden, wobei die Phasenschieberanordnung (440) ein Torsionsschwingungsdämpfer (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst.