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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung befassen sich mit Drehschwingungsdämpfungsanordnungen, insbesondere mit Drehschwingungsdämpfungsanordnungen für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs.
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Zur Erhöhung des Fahrkomforts bzw. zur weiteren Unterdrückung von Schwingungen im Antriebsstrang werden häufig drehmomentübertragende Torsionsschwingungsdämpfer und darüber hinaus auch sogenannte Schwingungstilger bzw. Drehschwingungsdämpfungsanordnungen verbaut. Bei Schwingungstilgern bzw. Tilgern handelt es sich, allgemein gesprochen, um Zusatzmassen, die über ein Federsystem an das Antriebssystem bzw. den Torsionsschwingungsdämpfer angekoppelt werden. Die Wirkungsweise eines Schwingungstilgers bzw. einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung beruht dabei beispielsweise darauf, dass ein schwingungsfähiges System, das aus einer Hauptmasse und einer Zusatzmasse besteht, bezüglich seiner Eigenfrequenz so abgestimmt ist, dass bei einer bestimmten Erregerfrequenz die nachfolgend auch als Tilgergewicht oder Auslenkungsmasse bezeichnete Zusatzmasse eine erzwungene Schwingung ausführt, während die Hauptmasse in Ruhe bleibt, so dass solche Schwingungsfrequenzen effizient unterdrückt werden können.
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Um die Schwingungsunterdrückung über einen größeren Drehzahlbereich zu erreichen, werden drehzahladaptive Schwingungstilger bzw. Tilger verwendet, deren Eigenfrequenz bzw. Resonanzfrequenz sich drehzahlabhängig, beispielsweise proportional zur Drehzahl, ändert. Unter einem Schwingungstilger bzw. einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung wird hierin mithin eine Einrichtung bzw. Vorrichtung oder Anordnung von Komponenten verstanden, mittels derer kein Drehmoment übertragen wird, und die in der Lage ist, bei einer bestimmten, möglicherweise veränderlichen Schwingungsfrequenz Energie aus dem Antriebsstrang zu entnehmen, um bei dieser Frequenz auftretende Drehschwingungen zu unterdrücken.
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Bei der Vielzahl der innerhalb einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung bzw. eines Schwingungstilgers miteinander interagierenden mechanischen Komponenten ist es eine große Herausforderung, Drehschwingungsdämpfungsanordnungen auf effiziente Art und Weise zu konstruieren, so dass diese kostengünstig produziert werden können, ohne an Langlebigkeit einzubüßen.
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Dies wird durch den Gegensand der unabhängigen Patentansprüche ermöglicht. Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen dies beispielsweise, indem bei einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung, die eine um eine Drehachse drehbare Trägeranordnung, eine zu der Trägeranordnung in einer Umfangsrichtung relativ bewegliche Auslenkungsmasse sowie eine Mehrzahl von sich radial erstreckenden elastisch deformierbaren Rückstellelementen aufweist, mittels derer die Trägeranordnung und die Auslenkungsmasse relativ zueinander verdrehbar gekoppelt sind, Führungen für Abstützelemente, in der sich diese radial relativ zu den Rückstellelementen bewegen können, aus Blech geformt bzw. hergestellt sind. Insbesondere ist gemäß einigen Ausführungsbeispielen eine Führung eines rechteckigen Querschnitts zumindest teilweise durch ein zweifach rechtwinklig abgewinkeltes Blech gebildet, was eine besonders kostengünstige Form der Herstellung ermöglicht, die gleichzeitig zu hoher Genauigkeit führt, da die Führung durch einfache Blechbiegeoperationen hergestellt werden kann, die lediglich um gerade Kanten erfolgt. Dadurch entsteht beispielsweise eine besser vorhersagbare Form bzw. eine Form mit höherer Präzision als bei alternativen dreidimensionalen Kaltverformungsmethoden, wie beispielsweise durch Tiefziehoperationen.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen wird die Führung durch ein zweifach rechtwinklig abgewinkeltes Blech realisiert, wobei gemäß alternativen Ausführungsbeispielen auch geschlossene Blechprofile eines beispielsweise rechteckigen, quadratischen oder runden Querschnitts verwendet werden können. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen werden die Führungen form-, stoff- oder kraftschlüssig mit einer Trägerscheibe aus Blech verbunden, die Teil der Trägeranordnung ist. Das heißt, die zur mechanischen Auslegung bzw. zur Auslegung des Drehschwingungsdämpfers erforderlichen Führungen können getrennt von einer zur mechanischen Stabilisierung erforderlichen Trägerscheibe hergestellt werden. Ein Vorteil einer solchen Differenzialbauweise besteht neben der Reduktion der Produktionskosten durch Ermöglichen der Verwendung von einfachen Blechteilen darin, dass durch diese Differenzialbauweise im Sinne eines Baukastensystems verschiedene Abmessungen einer Führung für einen Gleitstein bzw. ein Abstützelement verwendet werden können, was insgesamt zu einer sehr guten und kostengünstigen Möglichkeit der Abstimmung für unterschiedlichste Anwendungen führt.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird ein radial außen befindliches Widerlager für eine Feder bzw. eine Federanordnung, mittels derer das Abstützelement entgegen der radialen Richtung mit einer Vorspannkraft beaufschlagt wird, ebenfalls durch ein einfaches gebogenes Blech bzw. durch ein Begrenzungselement aus Blech bereitgestellt. Auch dies ermöglicht es, die Produktionskosten weiter gering zu halten. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen werden zueinander benachbarte Begrenzungselemente zu einem in Umfangsrichtung geschlossenen Ring verbunden, wobei die Begrenzungselemente von zueinander benachbarten Abstützelementen über einen bezüglich eines das Widerlager bildenden Bereichs des Begrenzungselements abgewinkelten Befestigungsbereich miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Nieten, Schweißen, Schrauben oder Löten. Wenngleich die einzelnen Begrenzungselemente durch Stanzen von Blechen und Kaltverformen derselben kostengünstig hergestellt werden können, ergibt sich, da die Rückstellelemente der Drehschwingungsdämpfungsanordnung strahlenförmig bzw. sternförmig bezüglich des Zentrums angeordnet sind, dennoch eine mechanisch äußerst stabile Konstruktion, da ein in Umfangsrichtung vollständig geschlossener Ring entsteht, der insbesondere in der radialen Richtung sehr steif ist. Dabei kann ein solches die Stabilität der Gesamtanordnung erhöhendes und einer Federabstützung dienendes Begrenzungselement durch einfaches Hochbiegen der Enden eines Bleches erreicht werden.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen werden auch die einzelnen Rückstellelemente der Drehschwingungsdämpfungsanordnung aus gestanzten oder kaltverformten Blechprofilen bzw. Materialien gebildet, um die erforderliche Funktionalität günstig zu realisieren. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist an den Rückstellelementen ein radial innenliegender Verformungsbereich vorgesehen, wobei ein radial außenliegender Befestigungsbereich des Rückstellelementes zumindest eine Bohrung aufweist, um mittels der Bohrung das Rückstellelement drehfest, beispielsweise mittels Schrauben, Nieten oder dergleichen, mit der Auslenkungsmasse verbinden zu können. Der Befestigungsbereich ermöglicht es somit, über die Bohrung das Rückstellelement auf einfache Art und Weise mit der Auslenkungsmasse zu verbinden, wobei insbesondere auch aus Blech geformte Geometrien einfach miteinander verbunden werden können, also Geometrien, die ohne spanabhebende Verfahren erzeugt werden können und bei denen die Materialstärken der einzelnen einstückigen Komponenten trotz hoher Stabilität vergleichsweise gering sein können.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen weist das Blech des Rückstellelements entlang der gesamten radialen Ausdehnung desselben näherungsweise denselben Querschnitt auf, wobei der Befestigungsbereich relativ zu dem Verformungsbereich um 90° verdreht bzw. verdrillt ist. Dies ermöglicht es auf äußerst kostengünstige Art und Weise, Rückstellelemente bzw. Biegefedern zur Verwendung in Drehschwingungsdämpfungsanordnungen herzustellen. Das heißt, ein der elastischen Verformung dienender Verformungsbereich des Rückstellelements und ein der Befestigung dienender Befestigungsbereich kann fertigungstechnisch einfach um bis zu 90° zueinander verdrillt werden, so dass die Deformation in tangentialer Richtung stattfinden und die Anbindung an die Tilgermasse bzw. die Auslenkungsmasse auf vorteilhafte und platzsparende Weise in axialer Richtung erfolgen kann. Das Verwenden einer derart verdrillten Feder bzw. eines verdrillten Rückstellelements gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann sehr kostengünstig, nur durch Ausstanzen und Verdrehen des Bleches bzw. der Rückstellfeder die gewünschte kombinierte Funktionalität bereitstellen.
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Gemäß alternativen Ausführungsbeispielen wird der Befestigungsbereich des Rückstellelements hergestellt, indem das Material bzw. Blech des Rückstellelements in der axialen Richtung gequetscht wird. Das Quetschen oder Verpressen ermöglicht die Bereitstellung eines Befestigungsbereichs, der ebenfalls eine um bis zu 90° bezüglich der Richtung der Deformation des Rückstellelements gedrehte Anbindungsfläche aufweist. Somit kann auch mit einem derart hergestellten Rückstellelement eine platzsparende Anbindung an die Auslenkungsmasse erfolgen, wobei das Rückstellelement kostengünstig vorproduziert werden kann. Dabei beansprucht die derart hergestellte Tilgerfeder bzw. das derart hergestellt Rückstellelement innerhalb der Drehschwingungsdämpfungsanordnung ebenfalls relativ wenig axialen Bauraum.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird ein effizienter und kostengünstiger Zusammenbau einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung ermöglicht, indem entlang eines Umfangs der Auslenkungsmasse eine Mehrzahl von Masseelementen angeordnet sind, wobei jedes Masseelement mit einem Rückstellelement drehfest verbunden ist. Das heißt, die Gesamtmasse der Auslenkungsmasse kann durch eine Segmentierung einzelner Massenelemente in der Umfangsrichtung zur Verfügung gestellt werden. Dies ermöglicht es beispielsweise, die Rückstellelemente bzw. Biegefedern mit den Massensegmenten vor der Endmontage der Drehschwingungsdämpfungsanordnung zu verbinden und so eine einfache effiziente Montage zu gewährleisten. Darüber hinaus ermöglicht es das Verwenden von segmentierten Auslenkungsmassen bzw. von mehreren Masseelementen, dieselben während der Montage auf einfache Art und Weise, radial, axial und bezüglich des Winkels zu positionieren, so dass möglicherweise weitere Kosten eingespart werden können, da die einzelnen Segmente mit einer verringerten absoluten Präzision hergestellt werden können.
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Nach einer Positionierung der einzelnen Masseelemente können dieselben mit einer gemeinsamen Trägerscheibe form-, stoff-, oder kraftschlüssig verbunden werden, um eine unwuchtfreie und den geometrischen Anforderungen genügende Drehschwingungsdämpfungsanordnung zu erhalten.
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Formschlüssig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Verbindung, die eine Relativbewegung der miteinander verbundenen Komponenten in zumindest einer Verbindungsrichtung verhindert, dadurch bewirkt wird, dass die Geometrie der zur Verbindung verwendeten Komponenten derart gewählt wird, dass diese sich in einer Richtung senkrecht zur Verbindungsrichtung überschneiden, um derart die Bewegung in der Verbindungsrichtung zu verhindern. Kraftschlüssig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Verbindung, die eine Relativbewegung der miteinander verbundenen Komponenten in zumindest einer Richtung verhindert, durch eine zwischen den Komponenten senkrecht zur Verbindungsrichtung wirkende Kraft, die beispielsweise zu erhöhten Kohäsions- oder Adhäsionskräften führt, bewirkt wird. Ein Kraftschluss liegt insbesondere so lange vor, wie eine durch die Haftreibung bewirkte Kraft zwischen den Komponenten nicht überschritten wird. Stoffschlüssig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine Verbindung, die eine Relativbewegung der miteinander verbundenen Komponenten in zumindest einer Richtung verhindert, über atomare oder molekulare Kräfte vermittelt wird. Dabei kann zumindest teilweise eine Vermischung der Materialen der verbundenen Komponenten an einer Grenzfläche erfolgen. Diese muss nicht ausschließlich zwischen den Materialen der verbundenen Komponenten allein erfolgen. Vielmehr kann zusätzlich eine die Vermischung bewirkende oder unterstützende Materialkomponente, beispielsweise in Form eines Klebstoffes oder eines Materials eines Schweißdrahtes vorhanden sein, sodass an der Grenzfläche eine Mehrzahl von Materialen im mikroskopischen Maßstab miteinander vermischt sind.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird der radial außen befindliche Befestigungsbereich der Rückstellelemente mit der Auslenkungsmasse bzw. den einzelnen Masseelementen durch eine Spannverbindung drehfest gekoppelt, die eine in der Umfangsrichtung wirkende Kraft auf das Rückstellelement auswirkt, um dieses bezüglich dem Masseelement bzw. der Auslenkungsmasse festzuklemmen. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen ist zu diesem Zweck in der Auslenkungsmasse an den Positionen der Rückstellelemente jeweils eine Nut angeordnet, in die sich der Befestigungsbereich erstreckt und in der dieser festgeklemmt werden kann.
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Gemäß alternativen Ausführungsbeispielen erstreckt sich der Befestigungsbereich durch eine sich radial innerhalb der Auslenkungsmasse erstreckende Bohrung, um in dieser befestigt bzw. festgeklemmt zu werden. Radial vollständig durchgehende Bohrungen bzw. Nuten haben dabei den Vorteil, dass während der Produktion die Biegefedern bzw. die Rückstellelemente von radial außen eingesetzt bzw. gefügt werden können.
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Gemäß alternativen Ausführungsbeispielen weist die Auslenkungsmasse zur Befestigung der Rückstellelemente mehrere sich in axialer Richtung in die Auslenkungsmasse erstreckende Bohrungen auf, durch die sich der Befestigungsbereich der Rückstellelemente erstreckt, wobei eine Spann- bzw. Klemmverbindung des Rückstellelements mit der Auslenkungsmasse innerhalb der axialen Bohrung hergestellt wird.
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Gemäß alternativen Ausführungsbeispielen ist das Rückstellelement am radial äußeren Ende, also an dessen Befestigungsbereich bezüglich der Auslenkungsmasse lediglich in der Umfangsrichtung festgelegt, wohingegen eine Klemmung bzw. Verspannung in der radialen Richtung nicht erfolgt. Dies ermöglicht es, den Einfluss der Steifigkeit der Einspannung zu reduzieren, da es beispielsweise nicht erforderlich ist, durch die Einspannung eine vorgegebene Richtung, in der sich das Rückstellelement von der Auslenkungsmasse weg erstreckt, genau einzuhalten. Die Elastizitätsmodule des Materials der Auslenkungsmasse bzw. eine Elastizität der Einspannung des Rückstellelements kann mithin keine negativen Auswirkungen haben, da diese auf die Steifigkeit der Verbindung zwischen Auslenkungsmasse und Trägeranordnung keinen Einfluss haben, wenn das Rückstellelement bezüglich der Auslenkungsmasse nur im Hinblick auf die Umfangsrichtung festgelegt ist. Dadurch kann die Konstanz der Biegesteifigkeiten einzelner Drehschwingungsdämpfungsanordnungen über den Produktionszeitraum verbessert werden.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen wird zumindest ein Teil der Auslenkungsmasse und des Rückstellelements einstückig, beispielsweise aus einem gestanzten Blech produziert. Dies ermöglicht es, mittels eines einzigen Verfahrensschrittes sowohl die erforderliche Masse der Auslenkungsmasse zumindest teilweise bereitstellen, als auch das zur elastischen Deformation und zur Funktionsweise der Drehschwingungsdämpfungsanordnung erforderliche Rückstellelement. Gemäß einigen Ausführungsbeispielen wird eine Mehrzahl von Blechen, deren ringförmiger Anteil ein Teil der Auslenkungsmasse bildet und die sich radial nach innen erstreckende Stege aufweisen, die Teil eines Rückstellelements sind, in der axialen Richtung zu einem Blechpaket gefügt, um zum einen die erforderliche Gesamtmasse zu erreichen und zum anderen die gewünschte Steifigkeit für das Rückstellelement zu erzielen, die sich durch die parallele Deformation der einzelnen das Rückstellelement repräsentierenden Blechstege ergibt.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen erstrecken sich einige derart gebildete Rückstellelemente radial weniger weit nach innen als andere, was es ermöglicht, auf einfache Art und Weise eine drehzahlabhängige Steifigkeit der Kopplung zwischen Trägeranordnung und Auslenkungsmasse zu erzielen, die in einigen Anwendungen für Drehschwingungsdämpfungsanordnungen außerordentlich vorteilhaft sein kann.
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Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird ein Abstützelement für ein Rückstellelement aus einem kaltverformten Blech, beispielsweise eines ursprünglich quadratischen oder rechteckigen Querschnitts, hergestellt. Dies ermöglicht es, auch das Abstützelement, mittels dessen eine drehzahlabhängige Charakteristik bzw. Steifigkeit der Drehschwingungsdämpfungsanordnung erreicht wird, kostengünstig und effizient herzustellen. Gemäß einigen weiteren Ausführungsbeispielen besteht das Abstützelement aus zwei Gleichteilen, das heißt, aus zwei identischen und daher kostengünstig produzierbaren Einzelteilen, die derart miteinander verbindbar sind, dass sich daraus ein Abstützelement für ein Rückstellelement einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung bereitstellen lässt. Dies ermöglicht due kostengünstige Produktion mit nur einem Werkzeug.
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Bei einigen Ausführungsbeispielen, bei denen eine Abstützung des Rückstellelements nur in einer Richtung erfolgt, also entweder in oder entgegen der Umfangsrichtung, weist das Abstützelement auf der Seite der Abstützung eine Ausgleichsausnehmung auf, die in etwa so viel Material des Abstützelements entfernt, dass das Gewicht des entfernten Materiales dem Gewicht eines Elements bzw. Stiftes entspricht, an dem sich das Rückstellelement in der Umfangsrichtung abstützt, das also eine Umfangsabstützbereich für das Rückstellelement bereitstellt. Dadurch wird, obwohl die Geometrie des Abstützelements bzw. des Gleitsteins konstruktionsbedingt unsymmetrisch ist, der Schwerpunkt dennoch im Zentrum des Abstützelements gehalten, so dass ein Verkippen des Abstützelements bzw. eine Unwucht der gesamten Drehschwingungsdämpfungsanordnung vermieden werden kann.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, bezugnehmend auf die beigefügten Figuren, näher erläutert. Es zeigen:
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1a–e ein Beispiel für eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung;
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2 eine Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung;
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3 eine radiale Ansicht auf eine Führung für ein Abstützelement des Ausführungsbeispiels der 2;
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4 eine Verbindung zwischen zwei Begrenzungselementen des Ausführungsbeispiels der 2;
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5 eine Alternative zu der in 3 darstellten Führung;
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6 eine die Anbindung eines Rückstellelements an eine Auslenkungsmasse des Ausführungsbeispiels der 2 darstellende vergrößerte Ansicht;
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7 ein alternatives Ausführungsbeispiel mit einer aus einem Blech hergestellten Trägerscheibe;
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8 ein Ausführungsbeispiel eines Rückstellelements;
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9 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Rückstellelements;
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10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rückstellelements;
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11 eine Ansicht und einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines Massenringelements mit daran drehfest gekoppeltem Rückstellelement;
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12 einen der 11 entsprechenden Schnitt durch alternative Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei denen das Rückstellelement auf unterschiedliche Weise mit der Auslenkungsmasse gekoppelt ist;
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13a–e weitere alternative Kopplungsmöglichkeiten zwischen Rückstellelement und Auslenkungsmasse;
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14a–d Ausführungsbeispiele von Klemmelementen zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Rückstellelement und der Auslenkungsmasse;
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15 eine Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel mit zumindest teilweise einstückiger Ausgestaltung des Rückstellelements und der Auslenkungsmasse;
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16a–c einen Schnitt durch alternative Ausführungsbeispiele mit teilweise einstückiger Ausgestaltung des Rückstellelements und der Auslenkungsmasse;
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17 eine Ansicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit unterschiedlichen Formen von Abstützelementen;
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18 einen Schnitt durch die Ansicht des in 17 gezeigten Ausführungsbeispiels;
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19 eine Ansicht auf weitere alternative Ausführungsbeispiele von Abstützelementen;
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20 einen Schnitt durch die Ansicht der in 19 gezeigten Ausführungsbeispiele;
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21a, b eine schematische Darstellung alternativer Möglichkeiten der drehfesten Kopplung zwischen Trägeranordnung und Auslenkungsmasse;
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22 eine Ansicht auf und einen Schnitt durch ein die alternative Anbindung der 21 Implementieren des Ausführungsbeispiels eines Drehschwingungsdämpfungsanordnung; und
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23 ein Beispiel für die Anordnung eines Ausführungsbeispiels einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs.
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Beispielhafte Ausführungsbeispiele werden nun in Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Dabei wird vorab darauf hingewiesen, dass die Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind und dass, um gewisse Merkmale oder Eigenschaften hervorzuheben, bestimmte Komponenten durch Verwendung einer anderen Strichstärke oder Schraffur künstlich hervorgehoben sein können.
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Es wird explizit darauf hingewiesen, dass weitere Ausführungsbeispiele durch die in den nachfolgenden Figuren gezeigten speziellen Implementierungen nicht eingeschränkt werden sollen. Insbesondere soll die Tatsache, dass bestimmte Funktionalitäten in den folgenden Figuren bezüglich spezieller Entitäten, spezifischer Funktionsblöcke oder spezifischer Vorrichtungen beschrieben werden, nicht so ausgelegt werden, dass diese Funktionalitäten in weiteren Ausführungsbeispielen auf dieselbe Art und Weise verteilt sein sollen oder gar müssen. In weiteren Ausführungsbeispielen mögen bestimmte, nachfolgend getrennten Bauteilen oder Einheiten zugeordnete Funktionalitäten in einem einzigen Bauteil bzw. in einem einzigen funktionalen Element zusammengefasst sein oder hierin als in einem einzigen Element vereinte Funktionalitäten können in getrennten funktionalen Einheiten oder durch mehrere separate Bauteile ausgeführt werden.
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Ferner wird darauf hingewiesen, dass, wenn ein spezielles Element oder Bauteil als mit einem anderen Element verbunden, mit diesem gekoppelt oder an dieses angebunden bezeichnet wird, damit nicht notwendigerweise gemeint ist, dass dieses unmittelbar und direkt mit dem anderen Bauteil verbunden, gekoppelt oder an dieses angebunden sein soll. Sofern dies gemeint ist, wird darauf explizit hingewiesen, indem beschrieben ist, dass das Element mit dem weiteren Element direkt verbunden, direkt gekoppelt oder direkt an dieses angebunden ist. Dies bedeutet, dass keine dazwischenliegenden, eine indirekte Kopplung bzw. Verbindung oder Anbindung vermittelnde weiteren Elemente vorhanden sind. Darüber hinaus bezeichnen in den nachfolgenden Figuren identische Bezugszeichen identische, funktionsidentische oder funktionsähnliche Komponenten, die also zwischen den unterschiedlichen nachfolgend beschriebenen exemplarischen Ausführungsbeispielen einander substituierend ausgetauscht werden können. Daher kann auch zur detaillierten Beschreibung eines solchen Bauteils, das in einer Figur dargestellt ist, auf die Beschreibung des dazu korrespondierenden Bauteils bzw. Bauelements in einer anderen Figur zurückgegriffen werden.
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Bevor nachfolgend anhand der 2 bis 23 Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dargestellt werden, wird anhand der 1a bis 1e zunächst zum besseren Verständnis des Kontexts der Erfindung ein Beispiel einer herkömmlichen Drehschwingungsdämpfungsanordnung beschrieben.
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Die 1a bis e zeigen ein Beispiel einer allgemein mit 10 bezeichnete Drehschwingungsdämpfungsanordnung, welche zur Erfüllung der Funktionalität eines drehzahladaptiven Tilgers in einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs integriert bzw. an diesen angekoppelt werden kann. Die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 umfasst einen durch Verschraubung an einer Antriebsstrangkomponente zur gemeinsamen Drehung damit um eine Drehachse A festzulegenden Träger 12. In diesem Träger 12 sind in den Darstellungen entlang einer Umfangsrichtung 13 an mehreren Umfangspositionen vorzugsweise mit näherungsweise gleichmäßigem Umfangsabstand Führungen 14 vorgesehen, in welchen als Fliehgewichte wirksame Abstützelemente 16 radial bewegbar aufgenommen sind. Die Führungen 14 sind als im Wesentlichen radial sich erstreckende, langlochartige Aussparungen ausgebildet, welche nach radial innen hin durch eine radial innere Basislage der Abstützelemente 16 definierende Anschläge 18 begrenzt sind. Die Abstützelemente 16 sind durch als Schraubendruckfedern ausgebildete Vorspannfedern 20 nach radial innen zur Anlage an den Anschlägen 18, also in ihre und in ihrer Basislage vorgespannt gehalten. Dabei stützen die Vorspannfedern 20 sich an einem radial äußeren ringartigen Randbereich 22 des Trägers 12 ab.
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Am Träger 12 ist über ein Radiallager 24 und ein Axiallager 26 eine Trägerscheibe 28 um die Drehachse A bezüglich des Trägers 12 grundsätzlich drehbar getragen. In ihrem radial äußeren Bereich trägt die Trägerscheibe 28 beispielsweise durch Verschraubung an einer axialen Seite einen Massering 30. An der anderen axialen Seite kann beispielsweise ein weiterer Massering 32 festgelegt sein. Die Trägerscheibe 28 bildet zusammen mit dem Massering 30 und ggf. auch dem Massering 32 eine allgemein mit 34 bezeichnete Auslenkungsmasse. Durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung 13 langgestreckte Aussparungen 36 durchgreifenden und einen Axialsicherungsring 38 an der vom Träger 12 abgewandten Seite der Trägerscheibe 28 haltenden Bolzen 40, beispielsweise Schraubbolzen, ist die Trägerscheibe 28 und somit die Auslenkungsmasse 34 axial am Träger 12 gesichert. Durch das Umfangsbewegungsspiel der Bolzen 40 in den Aussparungen 36 der Trägerscheibe 28 ist die Auslenkungsmasse 34 in entsprechendem Umfangsbewegungsspiel bezüglich des Trägers um die Drehachse A drehbar, so dass durch Zusammenwirkung der Bolzen 40 mit den Aussparungen 36 eine Relativdrehwinkelbegrenzung bereitgestellt ist. Ähnlich wie die Auslenkungsmasse 34 kann auch der Träger 12, anders als in 1d schematisch dargestellt, aus mehreren Einzelteilen bestehen, sodass die Bezeichnung Trägeranordnung zutreffender wäre. Daher werden im Folgenden die Begriffe Träger und Trägeranordnung synonym verwendet, wobei darunter allgemein derjenige Teil der Drehschwingungsdämpfungsanordnung verstanden werden soll, der in Umfangsrichtung relativ zu der Auslenkungsmasse 34 beweglich ist. Mit anderen Worten ist hierin als Trägeranordnung diejenige Anzahl von Komponenten zu verstehen, die mit dem Träger 12 drehfest verbunden sind, die sich also in ihrer Gesamtheit bezüglich der Auslenkungsmasse 34 in der Umfangsrichtung bewegen lassen
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Die Auslenkungsmassenanordnung 34 ist mit dem Träger 12 durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung 13 aufeinander folgenden, im Wesentlichen radial sich erstreckenden Rückstellelementen 42 zur Kraftübertragung gekoppelt. Diese hier beispielsweise als Blattfedern bzw. allgemein als Biegebalken ausgebildeten Rückstellelemente 42 sind in ihrem radial äußeren Bereich am Massering 30 festgelegt. Ausgehend von dieser Festlegung erstrecken sie sich nach radial innen durch Öffnungen im Randbereich des Trägers 12 hindurch in eine jeweilige Vorspannfeder 20 hinein.
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Dabei erstreckt sich jedes Rückstellelement 42 mit seinem radial inneren Endbereich 50 in eine zentrale Öffnung eines zugeordneten Abstützelements 16 hinein bzw. durch dieses hindurch. Im Bereich der Öffnung 52 sind am Abstützelement 16 in seitlichem Abstand zueinander zwei beispielsweise an Stiften 54, 56 bereitgestellte Umfangsabstützbereiche 58, 60 vorgesehen, an welchen das Rückstellelement in Anlage kommt, sodass dieses an der momentanen radialen Position des Abstützelements 16 in- und entgegen der Umfangsrichtung bezüglich der Trägeranordnung bzw. dem Träger 12 abgestützt wird.
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Diese Umfangsabstützbereiche 58, 60, welche in Umfangsrichtung beidseits des radial inneren Bereichs 50 des zugeordneten Rückstellelements 42 liegen, definieren in ihrer Gesamtheit einen Trägerabstützbereich, wohingegen derjenige Bereich, in welchem der radial äußere Endbereich des Rückstellelements 42 am Massering 32 bzw. allgemein an der Auslenkungsmasse 34 festgelegt ist, als Auslenkungsmassenabstützbereich bezeichnet werden kann. Das Rückstellelement 42 kann zwischen den beiden Umfangsabstützbereichen 58, 60 mit Bewegungsspiel aufgenommen sein, um eine unter Fliehkrafteinwirkung auftretende Radialbewegung des Abstützelements 16 in der zugeordneten Führung 14 im Träger 12 zu ermöglichen. Um bei dieser Radialbewegung ein Verkippen des Abstützelements 16 zu verhindern, kann dieses an seinen beiden axial orientierten Seiten Seitenführungsvorsprünge aufweisen, welche in zugeordnete, sich im Wesentlichen radial erstreckende Führungsaussparungen des Trägers 12 bzw. 71 der Trägerscheibe 28 hinein erstrecken und darin radial bewegbar geführt bzw. aufgenommen sind. Um insbesondere durch Wechselwirkung des Führungsvorsprungs 68 mit der Trägerscheibe 28 deren Relativdrehbarkeit bezüglich des Trägers 12 nicht zu beeinträchtigen, können die Aussparungen 71 an der Trägerscheibe eine größere Umfangsbreite aufweisen als die Aussparungen im Träger 12. Weiter kann ein unter Fliehkrafteinwirkung auftretendes Verkippen des Abstützelements 16 dadurch verhindert werden, dass dessen Massenschwerpunkt M näherungsweise zentral in der Öffnung 52 liegt.
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Bei der vorangehend mit Bezug auf die 1a bis 1e hinsichtlich ihres konstruktiven Aufbaus erläuterten Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 bildet jeweils ein im Träger 12 bzw. in einer relativ zu der Auslenkungsmasse verdrehbaren Trägeranordnung radial bewegbar geführtes Abstützelement 16, das mit dieser zusammenwirkende Rückstellelement 42, die das Abstützelement 16 nach radial innen in seine Basislage vorspannende Vorspannfeder 20 und die Auslenkungsmasse 34 jeweils eine Auslenkungsmassenpendeleinheit 72. Dabei sind in der dargestellten Ausgestaltungsform insgesamt zehn derartige Auslenkungsmassenpendeleinheiten 72 vorgesehen, wobei der Träger 12 ein gemeinsamer Träger 12 für die Abstützelemente 16 aller Auslenkungsmassenpendeleinheiten 72 ist und die Auslenkungsmasse 34 eine gemeinsame Auslenkungsmasse 34 für alle Auslenkungsmassenpendeleinheiten 72 ist. Die Prinzipien der nachfolgend beschriebenen Erfindung können grundsätzlich jedoch auch realisiert sein, wenn in Zuordnung zu jeder oder zumindest einem Teil der Auslenkungsmassenpendeleinheiten 72 ein separater bzw. eigenständiger Träger vorgesehen ist oder/und wenn in Zuordnung zu allen oder einem Teil der Auslenkungsmassenpendeleinheiten 72 eine eigenständige Auslenkungsmasse vorgesehen ist. Aus Gründen der Stabilität und zum Vermeiden ungewünschter Schwingungszustände bzw. zum Erhalt eines synchronen Schwingungsverhaltens aller Auslenkungsmassenpendeleinheiten 72 kann zumindest die Zusammenfassung aller Auslenkungsmassen zu einer gemeinsamen, ringartigen Auslenkungsmasse 34 vorteilhaft sein.
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Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung wird nachfolgend, bezugnehmend auf die anhand des Beispiels der 1a bis 1e eingeführten Begrifflichkeiten beschrieben, wobei funktionsähnliche oder identische Komponenten zu denen in den 1a bis 1e gezeigten Komponenten bzw. Implementierungen zur Verbesserung des Verständnisses mit identischen Bezugszeichen versehen sind, auch wenn diese konstruktiv anders ausgestaltet sein mögen. Die nachfolgende Beschreibung wird sich daher auch im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem in den 1a bis 1e beschriebenen Beispiel beschränken.
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Insbesondere ist bei den nachfolgend diskutierten Ausführungsbeispielen anders als in dem Beispiel der 1a bis 1e die Konstruktion überwiegend basierend auf Blechelementen vorgenommen, die durch einfache Biege- bzw. Kaltumformprozesse in Form gebracht werden können, um so eine kostengünstige und dennoch stabile Konstruktion einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung zu ermöglichen. Im Gegensatz dazu ist, wie beispielsweise in 1d des Vergleichsbeispiels ersichtlich, bei der Konstruktion des Vergleichsbeispiels oftmals auf aufwendige Formgebung zurückgegriffen, die beispielsweise nur mit spannabhebenden oder dreidimensionalen Bearbeitungsverfahren eines metallischen oder nicht metallischen Gegenstands erreicht werden können.
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Wie beispielsweise aus der Schnittansicht durch eine Führung 14 für ein Abstützelement 16 des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels in der 3 oder in der 5 hervorgeht, sind gemäß einiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung die Führungen durch ein zweifach rechtwinklig abgewinkeltes Blech gebildet, sodass diese, wie beispielsweise in den 3 und 5 gezeigt, die Form eines geöffneten U mit parallelen Führungsflächen erhalten. Die Führung 14 ist mittels eines form-, kraft- oder stoffschlüssigen Verfahrens, wie beispielsweise durch Verschrauben, Vernieten, Verschweißen oder Verlöten mit einer Trägerscheibe 11 aus Blech verbunden und ermöglicht somit die kostengünstige und präzise Führung der Abstützelemente 16 in der radialen Richtung.
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Wie in 3 gestrichelt als alternativer Querschnitt dargestellt, kann die Führung 14a bei alternativen Ausführungsbeispielen auch in Form eines Kastenprofils ausgeführt werden, so dass sich das Abstützelement 16 nur noch in radialer Richtung bewegen kann und gleichzeitig in tangentialer Richtung bzw. in Umfangsrichtung 13 sowie in axialer Richtung 15 festgelegt ist. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform mit U-förmigem Querschnitt, bei der die Führung 14 mit der geöffneten Seite stoffschlüssig mittels einer Schweißnaht 19 mit der Trägerscheibe 11 verbunden ist, so dass sich eine geschlossene Führung für das Abstützelement 16 ergibt. Alternativ oder ergänzend dazu kann, wie auf der linken Seite von 3 gezeigt, die Führung 14 auf einer oder auf beiden Seiten mit der Trägerscheibe 11 verstemmt sein.
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6 zeigt eine vergrößerte Ansicht auf die Führung 14 von außen, wohingegen 2 einen Schnitt durch die gesamte Anordnung darstellt. Wie aus der Ansicht der 6 sowie aus dem Schnitt der 5 hervorgeht, kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen die Führung ein längenbegrenztes Langloch 17 aufweisen, in welche eine sich in oder entgegen der axialen Richtung 15 erstreckende Nase an dem Abstützelement 16 eingreifen kann, so dass durch das Langloch 17 ein Radialanschlag für das radialbewegliche Abstützelement 16 bzw. für den Gleitstein geschaffen werden kann. Das Rückstellelement 42 ist mit dem Massering 30 durch zwei Nieten 21a, b verbunden.
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Wie aus der Ansicht auf 2 ferner hervorgeht, sind die Widerlager für die Feder- bzw. Rückstellelemente 42, die die entgegen der radialen Richtung nach innen wirkende Vorspannkraft auf die Abstützelemente 16 ausüben bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls aus gewinkelten Blechen gebildet. Das heißt, ein radial außenliegendes Widerlager für die Feder- bzw. Rückstellelemente 42 wird durch ein Begrenzungselement 80 aus einem Blech gebildet. Das Begrenzungselement 80 weist dabei einen das Widerlager für das Rückstellelement 42 bildenden Bereich 82 sowie einen bezüglich diesem Bereich abgewinkelten Befestigungsbereich 84 auf, der durch eine einfache gerade Biegung eines ursprünglich geraden Bleches erzeugt wurde. Die zueinander benachbarten Begrenzungselemente 80 sind über den Befestigungsbereich 84 eines der Begrenzungselemente 80 miteinander verbunden, so dass ein in Umlaufrichtung 13 vollständig geschlossener, radial sehr steifer Ring entsteht, der der gesamten Konstruktion eine hohe Steifigkeit gegen Biegemomente verschafft. Dabei kann die Verbindung beispielsweise, wie aus dem Schnitt durch eine solche Verbindung in 4 ersichtlich, durch eine einfache Vernietung, also eine Niete 86 hergestellt werden, wobei selbstverständlich jede andere Form der Verbindung zwischen den benachbarten Begrenzungselementen 80 möglich ist.
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7 zeigt eine alternative Möglichkeit, eine die Führung 14 für die Abstützelemente 16 beinhaltende Trägerscheibe 88 kostengünstig herzustellen. Die Trägerscheibe 88 des in 7 dargestellten Ausführungsbeispiels besteht aus zwei identischen Gleichteilen bzw. Trägerscheibenhälften 88a und 88b aus einem Blech, die miteinander durch einen Schweißnaht 90 verbunden sind. Die einzelnen Trägerscheibenhälften 88a und 88b können dabei beispielsweise durch einen Stanzprozess und daran anschließende Umformprozesse eines Bleches hergestellt werden. Im Falle der Verwendung von Gleichteilen können die unterschiedlichen Gleichteile um einen Winkel, der der Winkelteilung der Führungen 14 für die Abstützelemente 16 entspricht, verdreht werden, um daraufhin zu der in 7 gezeigten Trägerscheibe 88 verschweißt oder anderweitig verbunden zu werden.
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Bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Führungen 14 bzw. die Führungsbahnen für die Abstützelemente 16 direkt durch die Kanten des Bleches bzw. durch die Schnittkanten oder Stanzkanten gebildet. Das heißt, die für die Funktionsweise relevanten Komponenten wie beispielsweise die Führung 14 für die Abstützelemente 16 können durch einfaches Stanzen mittels eines einzigen Prozessschrittes erzeugt werden. Bei alternativen, hier der Einfachheit halber nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können die Führungen 14 auch durch Umbiegen zumindest eines Teils des herausgestanzten Materials der Trägerscheibe 88 gebildet werden, wodurch die zur Führung des Abschnittselements 16 die zur Verfügung stehende Fläche effektiv vergrößert wird, was zu einer langlebigeren Führung der Abstützelemente führen kann.
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Wenngleich anhand von 7 für zwei Gleichteile, also zwei identische Trägerscheibenelemente 88a und 88b diskutiert, versteht es sich von selbst, dass bei alternativen Ausführungsbeispielen eine Trägerscheibe 88 auch aus unterschiedlichen aus Blech geformten Elementen oder Hälften zusammengesetzt werden kann.
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Die 8 bis 10 zeigen drei unterschiedliche Ausführungsbeispiele von Rückstellelementen 42 gemäß unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, wie sie beispielsweise in einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung der in 2 dargestellten Art verwendet werden können. Dabei zeigt jeweils die linke Darstellung der Rückstellelemente 42 eine Ansicht aus der in 2 gewählten Perspektive und die rechte Darstellung zeigt eine Ansicht senkrecht zur axialen Richtung 15. Die Rückstellelemente 42 umfassen jeweils einen radial innenliegenden Verformungsbereich 92 sowie einen sich daran radial außenanschließenden Befestigungsbereich 94, über den die Rückstellelemente 42 radial außen an die Auslenkungsmasse 34 angebunden werden können.
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Zu diesem Zweck weisen die Ausführungsbeispiele der 8 bis 10 zwei radial hintereinander angeordnete Bohrungen 96a und 96b auf, die sich axial durch das Rückstellelement 20 erstrecken und durch die eine Schraube, eine Niete oder dergleichen geführt werden kann, um das Rückstellelement 42 mit der Auslenkungsmasse 34 zu verbinden.
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Die in 8 gezeigte Ausführungsform weist entlang ihrer gesamten radialen Ausdehnung im Wesentlichen einen konstanten Querschnitt auf, wobei der Befestigungsbereich 94 bezüglich des Verformungsbereichs 92 um 90° verdreht bzw. verdrillt ist, was eine kostengünstige Produktion ermöglicht. Anstelle von zwei Nieten zum Übertragen eines Biegemoments, können bei alternativen Ausführungsformen auch lediglich eine Niete sowie ein sich durch eine der Bohrungen 96a oder 96b erstreckender Stift verwendet werden.
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Alternativ zu der in 8 dargestellten Form, die auf einem einzigen verdrillten Blech beruht, können bei alternativen Ausführungsbeispielen auch Blechpakete eingesetzt werden, beispielsweise, wenn aufgrund der Dicke des Bleches ein Verdrillen eines Einzelblechs in der in 8 gezeigten Art nicht mehr möglich ist. Um in Umfangsrichtung benachbarte Federpakete aus mehreren Rückstellelementen 42 der in 8 gezeigten Art bereitzustellen, können beispielsweise die Bohrungen 96a und 96b in einem 45° Winkel gebohrt werden, so dass nach dem Zusammensetzen der Federpakete ein Stift bzw. eine Schraube durch sämtliche Bohrungen geführt werden kann. Alternativ dazu können die Befestigungsbereiche 94 in Umfangsrichtung 13 weiter ausgedehnt gestaltet werden, so dass die Bohrungen benachbarter Federelemente des Paketes jeweils um eine Materialstärke des Rückstellelements 42 versetzt vorgenommen werden können, was wiederum den Durchgang eines Bolzens oder eines Niets durch sämtliche Bohrungen des Federpaketes ermöglicht. Mit dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Rückstellelements 42 können in axialer Richtung 15 besonders platzsparende sowie insgesamt außerordentlich materialsparende Rückstellelemente 42 zur Verfügung gestellt werden, die darüber hinaus einfach und effizient produzierbar sind.
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9 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Rückstellelements 42, bei dem das gesamte Rückstellelement 42 aus einem Blech konstanter Stärke gestanzt wird, wobei die Blechstärke im Befestigungsbereich 94 derjenigen im Verformungsbereich 92 entspricht. Dadurch muss nach dem Stanzen des Rückstellelements 42 kein weiterer Umformprozess an demselben hervorgenommen werden.
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10 zeigt ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel für eine Tilgerfeder bzw. ein Rückstellelement 42, bei dem zunächst ein die bereits die Form des Verformungsbereichs 92 aufweisender Rohling aus einem Blech gestanzt wird, woraufhin der Befestigungs- bzw. Anbindungsbereich 94 durch Pressen des Materials senkrecht zur Breite der Blattfeder, also in der axialen Richtung 15, erzeugt wird. Dadurch kann eine platzsparende Rückstelleinrichtung, ähnlich wie in 8, erzeugt werden. Alternativ dazu kann selbstverständlich auch der Verformungsbereich 92 durch Pressen eines in der Ebene des Befestigungsbereichs 94 ausgestanzten Rohlings erzeugt werden oder es können sowohl der Befestigungsbereich 94 als auch der Verformungsbereich 92 aus einem einzigen Rohling gepresst oder herausgeschmiedet werden, beispielsweise aus einem Vierkant oder einem Rohling mit quadratischem Querschnitt.
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11 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung, in dem die Auslenkungsmasse 34 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung 13 zueinander benachbarte Masseelemente 100 umfasst, die jeweils durch eine Spannverbindung mit einem Rückstellelement 42 drehfest gekoppelt sind, wobei in der oberen Darstellung von 11 eine Ansicht auf das Ausführungsbeispiel aus der in 2 gewählten Perspektive und in der unteren Darstellung ein Schnitt durch das Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die in 11 gezeigte Spannverbindung 101 zwischen dem Rückstellelement 42 bzw. der Biegefeder und dem Masseelement 100 kann als selbsthemmende Spannverbindung/Keilverbindung charakterisiert werden, die mittels einer Kraftsteuerung gefügt wird.
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Bei Verwendung von einzelnen Masseelementen 100 kann während der Produktion einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung zum Ausgleich von Winkelfehlern bzw. sonstigen geometrischen Ungenauigkeiten der verwendeten Einzelkomponenten jedes der Masseelemente 100 separat positioniert und ausgerichtet werden, was zu einem prinzipiell beliebigen Abstand bzw. Spalt 102 zwischen benachbarten Masseelementen 100 bzw. Segmenten führt. Das heißt, diese können beispielweise unabhängig voneinander senkrecht zur Drehachse der Drehschwingungsdämpfungsanordnung, also in der Umfangsrichtung 13 geringfügig verschoben werden, um Unwuchten zu vermeiden. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann durch einen bewussten Versatz der Masseelemente 100 in der Umfangsrichtung 13 beispielsweise eine Vorspannung des Rückstellelements 42 bewirkt bzw. eingestellt werden. Zur radialen Positionierung können beispielsweise der Innen- oder der Außendurchmesser, also die Innen- oder Außenkonturen der Masseelemente 100 verwendet bzw. genutzt werden, um eine unwuchtfreie Gesamtanordnung zu erhalten. Nach erfolgreicher Positionierung bzw. Ausrichtung kann ein Masseelement 100 beispielsweise über die in 11 gezeigten Bohrungen 104, die sich axial durch das Masseringsegment 100 erstrecken, mit der Trägerscheibe 28 verbunden werden. Dabei kann ein Masseringsegment 100 während des Füge- bzw. Verbindungsvorgangs alternativ zusätzlich durch eine maschinelle Haltevorrichtung oder Kraft an der Trägerscheibe 28 fixiert werden. Selbstverständlich können als alternative zum Nieten oder Schrauben jede andere form-, kraft- oder stoffschlüssige Verbindung bzw. ein entsprechendes Fügeverfahren verwendet werden, beispielsweise Schweißen, oder dergleichen.
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Die 12a bis 12c zeigen drei alternative Möglichkeiten, die Spannverbindung zwischen Masseringsegment 100 bzw. der Auslenkungsmasse 34 und einer einzelnen Biegefeder bzw. einem einzelnen Rückstellelement 42 herzustellen. Die dabei gewählte Perspektive bzw. der dabei gewählte Schnitt entspricht dem in 11 in der unteren Ansicht gewählten Schnitt, wobei 12c erneut die in 11 unten dargestellte Konfiguration zeigt, bei der sich das Rückstellelement 42 in eine sich radial nach außen erstreckende Nut 105 in der Auslenkungsmasse bzw. im Massering 30 erstreckt, wobei sich die Nut 105 nicht vollständig nach radial außen die durch Auslenkungsmasse 34 bzw. durch den Massering 30 erstreckt, das heißt, die Auslenkungsmasse 34 ist ringförmig und nach radial außen geschlossen. Dadurch kann auf vorteilhafte Art und Weise das Rückstellelement radial nach außen geführt werden, das heißt, die Auslenkungsmasse 34 selbst dient als Radialanschlag für das Rückstellelement 42, das in einer Nut 105 geführt und geklemmt ist.
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12c zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der sich die Nut 105 radial bis nach außen durch die Auslenkungsmasse 34 bzw. den Massering 30 erstreckt. Eine solche Nut 105 kann auf einfache und kostengünstige Art und Weise hergestellt werde, da diese in radialer Richtung über den ganzen Querschnitt des Masserings 30 durchgängig ist. Dadurch können die Rückstellelemente 42 auch während der Produktion der Drehschwingungsdämpfungsanordnung bzw. der Montage derselben von radial außen zugeführt und positioniert werden, was eine einfache Montage ermöglicht.
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Bei dem in 12b gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich eine Nut 105 zur Aufnahme des Rückstellelements 42 radial zwar vollständig durch die Auslenkungsmasse 34, jedoch ist diese in der axialen Richtung 15 zu beiden Seiten des Rückstellelements 42 radial innen geschlossen, was zum einen erlaubt, während der Montage die Rückstellelemente 20 von radial außen zu montieren, dabei aber gleichzeitig die Steifigkeit der Einspannung der Rückstellelemente 42 in der Auslenkungsmasse 34 erhöht, da im Bereich der Rückstellelemente 42 ein größerer Materialquerschnitt der Auslenkungsmasse 34 vorhanden ist. Um eine stabile Einspannung und eine Biegung des Rückstellelements 42 relativ zu dem Spannelement zu ermöglichen, ist bei einigen Ausführungsbeispielen ein Durchmesser der Durchgangsbohrung 106, durch die sich das Rückstellelement 42 bis in den Bereich der Nut 105 erstreckt, deutlich größer als die Ausdehnung des Rückstellelements 42.
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Die 13a bis 13e zeigen weitere Möglichkeiten der Anbindung des Rückstellelements 42 an die Auslenkungsmasse 34 bzw. an den Massering 30 derselben, wobei sich bei sämtlichen gezeigten Ausführungsbeispielen eine Bohrung durch die Auslenkungsmasse 34 bzw. den Massering 30 von radial innen nach radial außen erstreckt, innerhalb derer sich der Befestigungsbereich des Rückstellelements 42 befindet. Das heißt, die Ausführungsbeispiele der 13a bis 13e unterscheiden sich unter anderem dadurch von denjenigen der 12a bis 12c, dass sich das Rückstellelement 42 innerhalb einer Bohrung, also innerhalb einer Öffnung mit einem kreisförmigen Querschnitt befindet und nicht, wie bei den 12a bis 12c in einer Nut, also einer Öffnung mit einem rechteckigen Querschnitt.
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Wohingegen die 13a bis 13e die Bohrungen bzw. Aufnahmen für die Rückstellelemente 42 in dem Massering 30 zeigen, zeigen die 14a bis 14d Klemmelemente, mittels derer die Rückstellelemente 42 innerhalb des Masserings 30 und der Bohrungen der 13a bis 13e verpresst werden können, um eine drehfeste Verbindung herzustellen.
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Bei dem in 13a gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Durchgangsbohrung radial mit konstantem Querschnitt vollständig durch den Massering 30. Bei dieser Ausgestaltung kann, wie bei den übrigen dargestellten Ausführungsformen, das Rückstellelement 42 während der Produktion von radial außen eingefügt werden, woraufhin dieses zu verspannen ist. Diesen Zweck kann beispielsweise durch die Verbindung mit dem in 14a gezeigten zwei Halbschalen 108a und 108b durch einen Quer- bzw. Längspressverband hergestellt werden.
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Die 14b bis 14d zeigen weitere Beispiele einer Spannverbindung, durch die eine drehfeste Anbindung erfolgen kann. Die Spannverbindung basiert dabei darauf, dass ein Topfelement 110a bezüglich eines Keilelements 110b beweglich ist, wobei eine Keilfläche zwischen dem Topfelement 110a und dem Keilelement 110b gebildet ist, die bei fortgesetzter Relativbewegung zu einer Spannung zwischen den beiden Elementen führt, die auch auf das Rückstellelement 42 wirkt. Die Keilfläche kann, wie in den 14a bis 14d gezeigt, zwischen dem Topfelement 110a und dem Keilelement 110b, allgemein gesprochen also zwischen zwei Spannelementen wirken, oder zwischen einem Spannelement und dem Rückstellelement 42 selbst. Dazu kann das Rückstellelement 42 selbst eine keilförmige Fläche aufweisen, an der ein Spannelement entlanggleitet. Der Fügevorgang selbst, also das relative Verschieben des oder der Spannelemente, kann beispielsweise kraftgesteuert erfolgen, was eine hohe Güte der Verbindung ermöglicht, da deren Güte während des Fügevorgangs kontinuierlich überwacht werden kann.
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13b zeigt, wie zur Anbindung des Rückstellelements 42 zusätzlich zu der radialen Durchgangsbohrung 107 eine axiale Durchgangsbohrung 112 verwendet werden kann, in der das Rückstellelement 42 beispielsweise auch mittels der in den 14a bis 14d gezeigten Verbindungselemente 110a und 110b befestigt werden kann. Den Ausführungsformen der 13a und 13b ist gemein, dass eine Einspannkante 114, ab der eine elastische Deformation des Rückstellelements 42 möglich ist, durch eines der Spannelemente 110a oder 110b gebildet wird, was eine genaue geometrische Festlegung bzw. Positionierung der Einspannkante 114 erlaubt, sowie eine definierte Kraft, mit der die Einspannung erfolgt, so dass die Deformation der Rückstellelemente 42 an allen Befestigungspunkten bzw. Spannelementen identisch ist.
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13c zeigt eine alternative Ausführungsform zu 13b, wobei die Bohrung 112 selbst konisch ist, so dass auf das Spannelement 110a beispielsweise verzichtet werden kann, was die Montage einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung gemäß dem in 13c gezeigten Ausführungsbeispiel erleichtern kann. In ähnlicher Art und Weise zeigen die 13d und 13e alternative Ausführungsformen zu der in 13a gezeigten Ausführungsform, wobei sich die Durchgangsbohrung 107 in der radialen Richtung selbst konisch verjüngt bzw. weitert. Bei dem in 13d gezeigten, sich von radial außen radial innen konisch verjüngenden Querschnitt der Durchgangsbohrung ist es auf einfache Art und Weise möglich, die Verspannung während des Fertigungsprozesses von radial außen herzustellen. Bei der in 13e gezeigten Ausführungsform ist es vom Vorteil, dass selbst bei höchsten Drehzahlen ein Lösen der Verspannung dadurch verhindert wird, dass sich das in die Bohrung eingesetzte Spannelement unter dem Einfluss der Fliehkraft selbst sichert, das heißt, eher noch fester verkeilt als sich löst. Ähnlich wie bei der in 13c beschriebenen Ausgestaltung kann hier ein Spannelement verwendet werden, dass lediglich eine Komponente aufweist, da das Gegenstück mit der daran angeordneten Keilfläche durch den Konus in der Bohrung 107 im Massering 30 selbst gebildet wird.
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15 zeigt eine Ansicht auf einen Massering 30 eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Massering 30 bzw. die Auslenkungsmasse 34 und die Rückstellelemente 42 zumindest teilweise einstückig ausgebildet sind. Die 16a bis 16c zeigen jeweils unterschiedliche Ausführungsbeispiele, die dies ermöglichen. Dabei zeigen die 16a bis 16c einen Schnitt entlang der in 15 gezeigten Schnittlinie A-A. Bei den in 16a bis 16c gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst die Auslenkungsmasse jeweils eine Mehrzahl von axial benachbarten und miteinander verbundenen Blechringen 116a bis 116e, von denen sich bei zumindest einem der Blechringe 116b jeweils ein Steg nach radial innen erstreckt, um zumindest einen Teil eines Rückstellelements 42 zu bilden. Dabei zeigen die in 16a bis 16c in einer Schnittansicht jeweils unterschiedlichen möglichen Ausführungsformen der Blechringe bzw. der Komponenten des Pakets. In 16a bilden die Blechringe 116b bis 116d, die sich radial nach innen erstrecken, jeweils ein Rückstellelement 42 in Form eines Paketes aus federnden Elementen. Dahingegen ist bei den in den 16b und 16c gezeigten Ausführungsbeispielen die Stärke des Bleches 116b jeweils so bemessen, dass mittels des dem Blech 116b zugeordneten sich radial nach innen erstreckenden Stegs die erforderliche Biegesteifigkeit erzielt werden kann, so dass hier das Rückstellelement 42 einstückig und nicht aus einem Federpaket gebildet werden kann.
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Mit anderen Wörtern zeigen die 15 und 16 eine funktionale Vereinigung eines Teils der Auslenkungsmaße 34 und der Rückstellelemente 42. Die Auslenkungsmaße 34 bzw. der Massering 30 kann aus einem oder mehreren Blechringen bzw. ringförmigen Geometrien eines geeigneten Materials bestehen, sowie aus Federmasseringen, die zumindest teilweise die Rückstellelemente bilden. Das heißt insbesondere, die Teile der Rückstelleinrichtungen 42 bildenden Ringe können ein anderes Material aufweisen, als diejenigen Teile, die lediglich der Generierung von Masse dienen. Das heißt, die Auslenkungsmasse 34 umfasst zumindest einen Ring aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus Blech, von dem sich zumindest ein Teil eines Rückstellelements 42 radial nach innen erstreckt. Ein Vorteil solcher Federmasseringe ist die gleichzeitige Darstellung der Funktionalität des Rückstellelements 42 bzw. der Biegefeder und des Masserings 30 bzw. der Tilgermasse. Solche Federmasseringe können auf beliebige Art und Weise, beispielsweise durch Feinstanzen, hergestellt und daraufhin beispielsweise auch gehärtet werden, um die gewünschten Federeigenschaften der Rückstellelemente 42 zu erzielen. In den sich radial nach innen erstreckenden Stegen, die Rückstellelemente 42 bilden, können die Federmasseringe auch mit einer Phase 118 an den Kanten ausgestattet sein, um die Gefahr von Ermüdungsrissen in den Rückstellelementen 20 zu minimieren. Alternativ sind beliebige Radien denkbar, um zu einer Spannungsreduktion im Material zu führen. Insbesondere können auch an dem Übergang zwischen dem sich radial nach innen erstreckenden Teil des Blechrings beliebige Radien angebracht werden, um die dynamische Belastbarkeit zu erhöhen.
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Während der Montage können die einzelnen Federmasseringe mit den übrigen ringförmigen Elementen bzw. dem Trägerelement 28 auf beliebige Art und Weise form-, kraft-, oder stoffschlüssig, beispielsweise mittels Nieten, verbunden werden. Dabei können durch die Gestalt der Federmasseringe nahezu beliebige Konfigurationen der Federsteifigkeit bzw. der Steifigkeit der Drehschwingungsdämpfungsanordnung implementiert werden. Beispielsweise kann jeder der Federmasseringe mit der Hälfte der insgesamt erforderlichen Anzahl von Rückstellelementen 42 ausgeführt sein. Die Federmasseringe können um einen halben Winkelabstand von zueinander benachbarten Rückstellelementen 42 versetzt angeordnet werden, so dass sich um den Umfang verteilt eine gewünschte Anzahl von Rückstellelementen 42 ergibt, sobald die einzelnen Federmasseringe miteinander verbunden sind. Dadurch kann beispielsweise während der Produktion einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung eine Vorspannung in dem Federsystem der Rückstellelemente 42 erreicht werden, wenn die einzelnen Federmasseringe relativ zueinander verdreht, das heißt also vorgespannt, werden (die eine Hälfte in Uhrzeigerrichtung und die andere Hälfte gegen Uhrzeigerrichtung). Dadurch kann beispielsweise auch ein durch Produktionsungenauigkeiten vorhandenes Spiel im Verstellsystem eliminiert bzw. eine erforderliche Vorspannung aufgebaut werden.
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Darüber hinaus können unterschiedliche Masseringe mit verschieden starken Rückstellelementen 42 kombiniert werden, das heißt, unterschiedliche Federmasseringe können, sei es aufgrund der Dimensionierung des Materials oder aufgrund der inhärenten Eigenschaften des Materials des Federmasseringes, Rückstellelemente 42 aufweisen, die unterschiedliche Federsteifigkeiten bzw. Biegesteifigkeiten aufweisen. Bei geeigneter Anordnung bzw. Auslegung der Abstützelemente 16 kann dies dazu verwendet werden, bei einseitiger Biegefederbetätigung eine progressive Steifigkeit bzw. Federcharakteristik zu erhalten, wenn bei geringem Winkel der Relativverdrehung zwischen Trägeranordnung und Auslenkungsmasse zunächst nur ein Teil der Rückstellelemente 42 wirksam werden, wohingegen beim Überschreiten eines vorbestimmten Winkels mehr oder alle Rückstellelemente 42 bei der Kraftübermittlung von der Trägeranordnung zu der Rückstellmasse 34 wirksam werden. Dies kann beispielsweise auch dazu benutzt werden, einen Überlastschutz gegen das kurzzeitige Auftreten von zu großen Drehmomenten im Antriebsstrang, beispielsweise bei niedrigen Drehzahlen, zu implementieren.
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Eine drehzahlabhängige Progression der Steifigkeiten bzw. der Federcharakteristik der Drehschwingungsdämpfungsanordnung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, indem Federmasseringe verwendet werden, deren Rückstellelemente 42 sich um eine unterschiedliche Strecke nach radial innen erstrecken. Dann können ab einer vorbestimmten Drehzahl zusätzliche Rückstellelemente 42 bzw. Biegefedern mit den Abstützelementen 16 in Eingriff gelangen. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn aufgrund der geometrischen Randbedingungen der Verstellweg bzw. die radiale Beweglichkeit der Abstützelemente 16 zu gering ist um den gesamten Drehzahlbereich abdecken zu können. Dies würde dazu führen, dass ab einer gewisse Grenzdrehzahl die Steifigkeit der Drehschwingungsdämpfungsanordnung konstant bleibe müsste, also eine erforderliche Ordnungsnachführung nicht mehr stattfinden kann. Wird kurz vor Erreich der geometrischen maximal möglichen äußeren radialen Position der Rückstellelemente 16 eine oder mehrere zusätzliche Rückstelleinrichtungen 42 in Eingriff mit dem Abstützelement 16 gebracht, wird die Abstimmordnung des Tilgers bzw. der Drehschwingungsdämpfungsanordnung gezielt angehoben, und kann sich anschließend mit zunehmender Drehzahl wieder von oben an die gewünschte Abstimmungsordnung annähern, so dass auf diese Art und Weise durch den Einsatz von Rückstellelementen 42 unterschiedlicher radialer Ausdehnung der Abstimmbereich einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung erweitert werden kann.
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Die 17 bis 20 zeigen eine Vielzahl von möglichen Ausführungsformen für Abstützelemente 16, die auf kostengünstige Art und Weise und effizient hergestellt werden können, um eine drehzahlabhängige Steifigkeit der Anbindung der Trägeranordnung 12 und der Auslenkungsmasse 34 bzw. dem Massering 30 zu ermöglichen.
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Das Ausführungsbeispiel des Abstützelements 120 besteht aus mehreren Einzelteilen, wobei keilförmige Teilelemente 120a einen Umfangsabstützbereich für die Rückstellelemente 42 bereitstellen, und ein Federteller 120b die Funktion der Feder auf Lager bzw. das Widerlager für die Federanordnung bzw. das Rückstellelements 42 übernimmt. Zusätzlich verhindert der Federteller 120b, dass die beiden Abgriffselemente bzw. Teilelemente 120a unterschiedliche radiale Positionen einnehmen können. Vorteilhafterweise können die Teilelemente 120a als Gleichteile ausgeführt sein, wobei sie selbstverständlich bei alternativen Ausführungsbeispielen auch unterschiedliche Geometrien aufweisen können. Vorteilhaft bei der Verwendung von Gleichteilen kann beispielsweise sein, dass der Schwerpunkt des Abstützelements 120 im Zentrum desselben verbleibt, so dass ein Verkippen des Abstützelements 120 vermieden werden kann.
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Das Abstützelement 122 ist ebenfalls aus zwei Teilelementen gebildet, die jeweils die gleiche Form aufweisen, das Abstützelement besteht also aus zwei Gleichteilen, was produktionstechnisch günstig ist. Auch hier ist die Funktion des Gewichts bzw. das Bereitstellen eines für die Fliehkraft erforderlichen Mindestgewichts und das Bereitstellen der Umfangabstützbereiche in den einzelnen Teilelementen integriert. Ferner weisen diese eine Ausnehmung 123 auf, die als Federteller dient. Durch das Ineinandergreifen der Fortsätze 124 an den Teilelementen wird gleichzeitig gewährleistet, dass sich beide Teilelemente radial immer an derselben Position befinden.
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Das Abstützelement 125 besteht aus einem bearbeiteten Rechteckrohr, in das in- und entgegen der Umfangsrichtung 13 zwei Anlagebolzen 125a und 125b zum Bereitstellen der Umfangsabstützflächen eingepresst sind. Anstelle von Einpressen können die Bolzen 125a und 125b selbstverständlich durch jede andere kraft-, form- oder stoffschlüssige Verbindung mit dem Rechteckrohr verbunden werden. Darüber hinaus wird durch die nach oben geschlossene Form des Rechteckrohrs ein Widerlager für die Federanordnung 20 bereitgestellt.
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Das Abstützelement 126 entspricht vom grundlegenden Aufbau dem Abstützelement 125, wobei das Abschnittselement 126 derart angepasst ist, dass sich die Rückstelleinrichtung 42 bzw. die Biegefeder nur in einer der beiden Richtungen an dem Umfangsabschnittsbereich des Anlagebolzens 126a abstützen kann, um das Prinzip der einseitigen Kopplung mittels eines Rückstellelements 42 zu realisieren. Auch in diesem Fall können die Abstützelemente 126 sowohl für die Abstützung in als auch entgegen der Umfangsrichtung 13 als Gleichteile ausgeführt werden und wechselseitig verbaut werden. Das in 17 gezeigte Abstützelemente 126 weist darüber hinaus eine Ausgleichsausnehmung 126b, die auf der Seite des Stiftes bzw. des Anlagebolzens 126a angebracht ist, um eine günstige Schwerpunktlage zu realisieren. Dazu kompensiert die Ausgleichsausnehmung 126b das zusätzliche von dem Stift 126a eingebrachte Gewicht, so dass der Schwerpunkt im Zentrum des Abstützelements 126 verbleibt.
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Das Abstützelement 128 kann auf effiziente Art und Weise aus einem Rechteckrohr bzw. aus einem Rohr eines rechteckigen Grundquerschnitts gewonnen werden, indem dieses durch einen Prozess der Kaltumformung in seinem zentralen Bereich nach innen eingedrückt wird, um dort die Umfangsabstützbereiche 128a, b für die Rückstellelemente 42 zur Verfügung zu stellen. Aufgrund des rechteckigen Grundquerschnitts kann auch hier der Federteller bzw. des Widerlager für die Federanordnung 20 integriert werden.
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Ähnlich wie das Abstützelement 128 ist das Abstützelement 130 als Blechteil ausgeführt, wobei dieses als Blechbiegeteil ausgeführt werden kann, also basierend auf einem flachen Ausgangsmaterial bzw. einem gestanzten Blechstreifen, was die kostengünstige und effiziente Produktion ermöglicht.
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Während die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele von den Abstützelementen in 17 in der Ansicht auf die Anordnung und in einer perspektivischen Ansicht dargestellt sind, ist in 18 jedes der Ausführungsbeispiele im eingebauten Zustand noch einmal in einer geschnittenen Ansicht dargestellt, um das Verständnis der einzelnen Ausführungsbeispiele noch zu verbessern.
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Die 19 und 20 zeigen Ausführungsbeispiele von Abstützelementen 132 bis 136, die prinzipiell den Ausführungsbeispielen 120, 122 und 125 entsprechen, wobei bei denen in den 19 und 20 gezeigten Ausführungsbeispielen die Führungen für die Abstützelemente nicht aus zwei oder mehreren parallelen Flächen besteht, sondern aus Führungsbohrungen, also einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Dabei sind bei den in den 19 und 20 dargestellten Ausführungsbeispielen von Drehschwingungsdämpfungsanordnungen zur Vermeidung von Unwuchten die unterschiedlichen Varianten der Abstützelemente jeweils paarweise gegenüberliegend angeordnet. Es versteht sich von selbst, dass in alternativen Ausführungsformen unterschiedliche Abstützelemente, sofern verwendet, auch in beliebigen anderen Kombinationen eingesetzt werden können. Selbstverständlich können in alternativen Ausführungsformen von Drehschwingungsdämpfungsanordnungen jeweils lediglich ein Typ der in den vorhergehenden Figuren beschriebenen Abstützelemente verwendet werden.
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21b zeigt eine Alternative zu der in 21a erneut schematisch dargestellten Einspannung der Rückstellelemente 42 im Massering 30 bzw. in der Auslenkungsmasse 34. Wie in 21a schematisch gezeigt, basieren die im Vorhergehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele darauf, dass die Rückstellelemente 42 radial außen an dem Massering 30 sowohl in Umfangsrichtung 13 also auch in der radialen Richtung 132 festgelegt sind. D. h., die Rückstellelemente 42 sind am Massering 30 fest eingespannt, sodass sich das Rückstellelement 42 erst ab der Einspannkannte 114 elastisch verformen kann und sich bei einer Beaufschlagung des Rückstellelements 42 mit der in 21a gezeigten Kraft 134 der Biegeverlauf 136 ergibt. Diese Art der Lagerung kann, aufgrund der zusätzlichen Abhängigkeit der Steifigkeit der Einspannung sowie der Elastizität des Materials des Masserings 30 möglicherweise zu Serienstreuungen führen, die bei der in 21b gezeigten Alternativen Lagerung vermieden werden können.
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Bei der in 21b gezeigten alternativen Lagerung ist das Rückstellelement 42 am Massering 30 nur bezüglich der Umfangsrichtung 13 festgelegt, d. h., in der radialen Richtung 132 nicht geklemmt. Auch radial innen, also bei der Anbindung an die Trägeranordnung 12 kann eine Klemmung vermieden werden und das Rückstellelement 42 braucht lediglich gegen radialen Verschiebungen, also gegen eine Bewegung in- oder entgegen der radialen Richtung 132 gesichert werden, wie dies anhand der konstruktiven Ausführungsform von 22 noch erläutert werden wird. Eine Momentenübertrag wird durch die Umfangsabstützbereiche an denen Abstützelementen 16 ermöglicht, so dass eine Rückstell- bzw. Federwirkung der Rückstellelemente 42 bzw. der Biegefedern gewährleistet ist, wobei diese unabhängig von der Qualität der Einspannung bzw. des Materials des Masserings 30 am Ort der Lagerung am bleibt. Durch Variation der Streckenverhältnisse a/b, also durch die radiale Bewegung des Abstandselements 16 kann auch bei der in 21b gezeigten Lagerung eine Drehzahlabhängigkeit der Steifigkeit der Kopplung erzielt werden.
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22 zeigt eine Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung, die das in 21b gezeigte Prinzip der Lagerung des Rückstellelemente 42 konstruktiv umsetzt. Die Rückstellelemente 42 sind radial innen durch eine axiale Bohrung 138 gegen radiale Verschiebungen gesichert, indem die Rückstellelemente 42 in der Bohrungen 138 ringförmig gebogen sind. Dadurch wird gleichzeitig das Rückstellelement 42 in der Umfangsrichtung 13 festgelegt. Die Festlegung des Rückstellelemente 42 bezüglich des Masserings 30 in der Umfangsrichtung 13 erfolgt mittels zweier Stifte 139a und 139b, wobei es sich von selbst versteht, dass das Rückstellelement 42 sowohl bezüglich der Trägeranordnung 12 als auch bezüglich dem Massering 30 auf beliebige andere Art und Weise in der Umfangsrichtung 13 festgelegt werden kann.
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In 23 ist in konstruktiver Ausführung im Teillängsschnitt ein Anfahrelement mit einem hydrodynamischer Drehmomentwandler 150 dargestellt. Dessen Gehäuse 152 stellt einen rotierenden Nassraum bereit und umfasst eine antriebsseitige Gehäuseschale 154 und eine abtriebsseitige Gehäuseschale 156, welche gleichzeitig auch eine Pumpenradschale bildet und an ihrer Innenseite eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Drehachse A aufeinander folgenden Pumpenradschaufeln 158 trägt. Dem so bereitgestellten Pumpenrad 140 liegt das Turbinenrad 141 mit seinen Turbinenradschaufeln 160 axial gegenüber. Zwischen dem Pumpenrad 140 und dem Turbinenrad 141 liegt das Leitrad 142 mit seinen Leitradschaufeln 162.
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Die Überbrückungskupplung 144 umfasst mit der antriebsseitigen Gehäuseschale 154 zur Drehung gekoppelte antriebsseitige Reibelemente bzw. Lamellen 164 sowie mit einem Reibelemententräger 166 zur Drehung gekoppelte abtriebsseitige Reibelemente bzw. Lamellen 168. Diese können durch einen Kupplungskolben 170 zur Drehmomentübertragung bzw. zum Einrücken der Überbrückungskupplung 144 gegeneinander gepresst werden. Der im Drehmomentenfluss auf die Überbrückungskupplung 144 folgende und hier radial außen positionierte Drehschwingungsdämpfer 146 umfasst als Primärseite ein mit dem Reibelemententräger 166 gekoppeltes Zentralscheibenelement 172. Axial beidseits davon liegen Deckscheibenelemente 174, 176, welche mit ihrem radial äußeren Bereich im Wesentlichen die Sekundärseite des Drehschwingungsdämpfers 146 bereitstellen. Durch Dämpferfedern 180 des Drehschwingungsdämpfers 146 wird ein Drehmoment zwischen dem Zentralscheibenelement 172, also der Primärseite, und den Deckscheibenelementen 174, 176, also der Sekundärseite, übertragen.
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Mit ihrem radial inneren Bereich bilden die Deckscheibenelemente 174, 176 eine Primärseite des radial innen positionierten zweiten Drehschwingungsdämpfers 148. Axial zwischen diesen miteinander fest verbundenen Deckscheibenelementen liegt ein weiteres Zentralscheibenelement 182, welches im Wesentlichen eine Sekundärseite des weiteren Drehschwingungsdämpfers 148 bereitstellt und durch Dämpferfedern 184 mit den Deckscheibenelementen 174, 176 zur Drehmomentübertragung gekoppelt ist.
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Die beiden Deckscheibenelemente 174, 176 stellen im Wesentlichen auch die Zwischenmassenanordnung 114 bereit, an welche beispielsweise vermittels die beiden Deckscheibenelemente 174, 176 auch miteinander fest verbindenden Bolzen 186 der Träger 12 einer erfindungsgemäß aufgebauten Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 angekoppelt ist. Die Schwungmasse 34 der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 umfasst die beiden Masseringe 30, 32 sowie die Trägerscheibe 28 und liegt axial im Wesentlichen zwischen den beiden radial gestaffelt angeordneten Drehschwingungsdämpfern 146, 148 und dem Turbinenrad 141. Durch die Formgebung des Masserings 32 mit radial innen angeschrägter Kontur kann dieser das Turbinenrad 141 axial übergreifend positioniert werden, so dass eine axial kompakte Baugröße ermöglicht ist.
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Die beiden in den vorhergehenden Absätzen als unabhängige und hintereinander angeordnete Drehschwingungsdämpfer 110 und 112 beschriebenen Anordnungen können in einer äquivalenten Sichtweise auch als ein einziger, zweistufiger Drehschwingungsdämpfer aufgefasst werden, dessen Primärseite durch das Zentralscheibenelement 172 und dessen Sekundärseite durch das weitere Zentralscheibenelement 182 gebildet wird. Die als zweistufiger Drehschwingungsdämpfer betrachtete Anordnung weist eine erste und eine zweite Federanordnung bzw. Dämpferfedern 180 und 184 auf, wobei als Zwischenelement die Deckscheibenelemente 174 und 176 gegen die Rückstellwirkung der ersten Federanordnung 180 bezüglich der Primärseite 172 drehbar sind und wobei die Sekundärseite 182 gegen die Rückstellwirkung der zweiten Federanordnung 184 bezüglich dem Zwischenelement 174, 176 drehbar ist.
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Selbstverständlich kann in weiteren Anfahrelementen auch lediglich ein einziger einstufiger Drehschwingungsdämpfer verwendet werden, also eine Anordnung, bei der eine Sekundärseite gegen die Rückstellwirkung einer einzigen Federanordnung bezüglich der Primärseite drehbar ist.
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Man erkennt, dass der Träger 12 radial innen über ein Lager 188, beispielsweise Gleitlager oder Wälzkörperlager, auf einer an die Zentralscheibe 182 angebundenen Ausgangsnabe 190 der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 drehbar gelagert ist. Mit dieser Ausgangsnabe 190 ist auch das Turbinenrad 141 beispielsweise durch Verzahnungseingriff zur gemeinsamen Drehung verbunden, so dass das über das Turbinenrad geleitete Drehmoment unter Umgehung der beiden seriell wirksamen Drehschwingungsdämpfer 146, 148 in die Abtriebsnabe 190 eingeleitet wird. Alternativ könnte, wie vorangehend bereits dargelegt, das Turbinenrad 141 an den Träger 12 bzw. allgemein die Zwischenmasse 149 angekoppelt werden oder an die Auslenkungsmasse 34 angekoppelt werden, um deren Massenträgheitsmoment zu erhöhen.
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Wenngleich vorhergehend überwiegend für den Antriebsstrang eines PKWs diskutiert, versteht es sich von selbst, dass Ausführungsbeispiele von Drehschwingungsdämpfungsanordnungen auch in beliebigen anderen rotierenden Systemen, beispielsweise von Landmaschinen, LKWs oder stationären Aggregaten verwendet werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehschwingungsdämpfungsanordnung
- 11
- Trägerscheibe
- 12
- Träger
- 13
- Umfangsrichtung
- 14
- Führung
- 14b
- Führung mit alternativem Querschnitt
- 15
- axiale Richtung
- 16
- Abstützelement
- 17
- Langloch
- 18
- Anschlag
- 19
- Schweißnaht
- 20
- Vorspannfeder
- 21a, b
- Nieten
- 22
- ringartiger Randbereich des Trägers
- 24
- Radiallager
- 26
- Axiallager
- 28
- Trägerscheibe
- 30
- Massering
- 32
- Massering
- 34
- Auslenkungsmasse
- 36
- langgestreckte Aussparungen
- 38
- Axialsicherungsring
- 40
- Bolzen
- 42
- Rückstellelement
- 50
- radial innerer Endbereich
- 52
- Öffnung
- 54
- Stift
- 56
- Stift
- 58
- erster Umfangsabstützbereich
- 60
- zweiter Umfangsabstützbereich
- 68
- Führungsvorsprung
- 71
- Führungsaussparung
- 72
- Auslenkungsmassenpendeleinheit
- 80
- Begrenzungselement
- 82
- Bereich des Widerlagers
- 84
- Befestigungsbereich
- 86
- Niete
- 88
- Trägerscheibe
- 88a, b
- Trägerscheibenhälften
- 90
- Schweißnaht
- 92
- Verformungsbereich
- 94
- Befestigungsbereich
- 96a, b
- Bohrungen
- 100
- Masseelement
- 101
- Spannverbindung
- 102
- Spalt
- 104
- Bohrungen
- 105
- Nut
- 106
- Durchgangsbohrung
- 107
- radiale Durchgangsbohrung
- 108a, b
- Halbschalen
- 110a
- Topfelement
- 110b
- Keilelement
- 112
- axiale Durchgangsbohrung
- 114
- Einspannkante
- 116a–e
- Blechring
- 118
- Fase
- 120
- Abstützelement
- 120a
- Teilelement
- 120b
- Federteller
- 121
- keilförmiges Element
- 122
- Abstützelement
- 123
- Ausnehmung
- 124
- Fortsatz
- 125
- Abstützelement
- 125a, b
- Anlagebolzen
- 126
- Abstützelement
- 126a
- Anlagebolzen
- 126b
- Ausgleichsausnehmung
- 128
- Abstützelement
- 128a, b
- Umfangsabstützbereiche
- 130
- Abstützelement
- 132
- radiale Richtung
- 134
- Kraft
- 136
- Biegeverlauf
- 138
- Bohrung
- 139a, b
- Stift
- 140
- Pumpenrad
- 141
- Turbinenrad
- 142
- Leitrad
- 144
- Überbrückungskupplung
- 146
- Drehschwingungsdämpfer
- 148
- zweiter Drehschwingungsdämpfer
- 149
- Zwischenmasse
- 150
- hydrodynamischer Drehmomentwandler
- 152
- Gehäuse
- 154
- antriebsseitige Gehäuseschale
- 156
- abtriebsseitige Gehäuseschale
- 158
- Pumpenradschaufeln
- 160
- Turbinenradschaufeln
- 162
- Leitradschaufeln
- 164
- antriebsseitige Lamellen
- 166
- Reibelemententräger
- 168
- abtriebsseitige Lamellen
- 170
- Kupplungskolben
- 172
- Zentralscheibenelement
- 174
- Deckscheibenelement
- 176
- Deckscheibenelement
- 180
- Dämpferfedern
- 182
- Zentralscheibe
- 184
- Dämpferfedern
- 186
- Bolzen
- 188
- Lager
- 190
- Ausgangsnabe
