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Die Erfindung betrifft ein Rotationselement für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Rotationselemente müssen dynamisch ausgewuchtet sein, um einen Rundlauf zu gewährleisten. Zum Auswuchten eines Rotationselementes werden üblicherweise an bestimmten Auswuchtstellen zylindrische Wuchtbohrungen angebracht. Bei dynamischer und/oder thermischer Belastung auftretende Spannungen können an den Wuchtbohrungen zu einer Rissbildung führen.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein Rotationselement bereitzustellen, durch das eine Reduzierung einer Rissbildung ermöglicht werden kann.
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Ein Rotationselement für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einen um seine Symmetrieachse rotierbaren Rotationskörper mit einem radial außenseitigen Rand, wobei der Rotationskörper mindestens eine Auswuchtstelle aufweist. Erfindungsgemäß ist die mindestens eine Auswuchtstelle in Form einer Auswuchtausnehmung ausgebildet.
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Ein Rotationselement für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges kann beispielsweise in Form eines Zweimassenschwungrades oder in Form von Kupplungselementen einer Reibkupplung für ein Kraftfahrzeug ausgebildet sein. Das Zweimassenschwungrad kann eine primäre und eine sekundäre Schwungmasse als Rotationselement aufweisen. In einer Reibungskupplung kann ein Rotationselement beispielsweise in Form einer Kupplungsscheibe, einer Anpressplatte oder einer Gegenplatte ausgebildet sein. Das Rotationselement weist einen Rotationskörper, beispielsweise einen scheibenförmigen Rotationskörper, mit einem radial außenseitig ausgebildeten Rand auf, wobei der Rotationskörper des Rotationselementes um seine zentrale Symmetrieachse rotierbar gelagert ist. Der Rotationskörper weist mindestens eine Auswuchtstelle zur Auswuchtung des Rotationselementes auf, wobei die Anordnung der Auswuchtstelle an dem Rotationskörper abhängig von der auszuwuchtenden Unwucht ist. Die Auswuchtstelle kann in einem radialen Abstand zur Symmetrieachse auf einer, insbesondere scheibenförmigen, Oberfläche des Rotationskörpers angeordnet sein. Zur Auswuchtung einer Unwucht kann die Auswuchtstelle in Form einer in eine Vertiefungsrichtung ausgebildete Auswuchtausnehmung ausgebildet sein, wobei die Vertiefungsrichtung der Auswuchtausnehmung zu dem Rotationskörper in axialer und/oder radialer Richtung angeordnet sein kann. Die Auswuchtausnehmung kann in die Vertiefungsrichtung, im Gegensatz zu einer Auswuchtbohrung, sich nicht durch den Rotationskörper hindurch erstrecken. Die Auswuchtausnehmung kann durch Fräsen in dem Rotationskörper ausgebildet werden. Durch die erfindungsgemäße Auswuchtausnehmung kann die Auswuchtstelle flacher in dem Rotationskörper ausgebildet werden, wodurch Spannungen durch eine mechanische und/oder thermische Belastung des Rotationselementes besser von dem Rotationskörper aufgenommen werden können. Dadurch kann eine Rissbildung in dem Rotationskörper verringert werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist die Auswuchtausnehmung unrund ausgebildet. Die unrund ausgebildete Auswuchtausnehmung weist eine unzylindrische, von einem kreisrunden Querschnitt abweichende Form auf. Die Auswuchtausnehmung kann beispielsweise oval ausgebildet sein. Die Auswuchtausnehmung kann bogenförmig, beispielsweise in Form eines Kreisbogensegmentes mit einem konstanten Radius um die Symmetrieachse herum ausgebildet sein. Durch eine unrund, insbesondere bogenförmig, ausgebildete Auswuchtausnehmung kann die Tiefe der Auswuchtausnehmung durch eine flächigere Ausgestaltung verringert werden, wodurch die Rissbildung in Folge von mechanischer und/oder thermischer Beanspruchung des Rotationselementes weiter verringert werden kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform ist die Auswuchtausnehmung in axialer Richtung ausgebildet und weist einen planen Boden auf. Bei einer in axialer Richtung ausgebildeten Auswuchtausnehmung kann die Vertiefungsrichtung der Auswuchtausnehmung koaxial und beabstandet zu der Symmetrieachse des Rotationselementes in dem Rotationskörper ausgebildet sein. Durch die Ausbildung eines planen Bodens der Auswuchtausnehmung kann die Tiefe der Auswuchtausnehmung gering gehalten werden, wodurch Spannungen verringert werden können.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform ist die Auswuchtausnehmung eine schräge Seitenfläche weist. Der Übergang von der Oberfläche des Rotationskörpers zu dem Boden der Auswuchtausnehmung bildet die Seitenfläche der Auswuchtausnehmung. Die Seitenfläche kann zur Vertiefungsrichtung und/oder Symmetrieachse des Rotationselementes unter einem Winkel geneigt und somit schräg ausgebildet sein. Die schräge, geneigte Seitenfläche kann durch einen kegel- oder trapezförmigen Fräser, beispielsweise unter Ausbildung eines planen Bodens, in dem Rotationskörper erzeugt werden. Durch die schrägen Kanten können die durch mechanische und/oder thermische Belastung induzierten Spannungen weiter reduziert werden.
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Bevorzugt ist die Auswuchtausnehmung in Form einer Wuchtfase ausgebildet. Die Ausnehmung kann in Form einer radial außenseitig, randseitig an dem Rotationskörper, ausgebildeten Wuchtfase ausgebildet sein. Die Wuchtfase kann beispielsweise durch Abtragen von Material an einer randseitigen Kante des Rotationskörpers durch Abschleifen ausgebildet werden. Die Wuchtfase kann in Form einer unsymmetrischen Abschleifung ausgebildet sein, wobei die Wuchtfase einen Radius aufweisen kann, der größer ist als der größte Radius des Rotationskörpers, wobei die Tiefe der Wuchtfase entlang ihrer Erstreckung veränderlich ist. Durch die Wuchtfase kann ein kostengünstiges Auswuchten des Rotationselementes ermöglicht werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist Auswuchtausnehmung in radialer Richtung außenseitig an dem Rand des Rotationselementes ausgebildet. Die Vertiefungsrichtung der Auswuchtausnehmung ist dabei in radialer Richtung, rechtwinklig zu der Symmetrieachse des Rotationselementes, angeordnet. Die Auswuchtausnehmung kann sich bogenförmig entlang eines Teils des Randes erstrecken und eine im Wesentlichen konstante Tiefe aufweisen. Durch die randseitige Ausbildung der Auswuchtausnehmung kann ein kostengünstiges Auswuchten des Rotationselementes ermöglicht werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform sind radial innenseitig gleichmäßig in Umfangrichtung angeordnete Durchbrüche vorgesehen, wobei in radialer Richtung an mindestens einem Durchbruch eine Auswuchtausnehmung ausgebildet ist. Radial innenseitig, benachbart zur Symmetrieachse des Rotationselementes können, beispielsweise in einem Befestigungsbereich, Durchbrüche in Form von Taschen und/oder Fenstern ausgebildet sein. An mindestens einem Durchbruch kann zur Auswuchtung in radialer Richtung, insbesondere mit konstantem Radius bogenförmig, die Auswuchtausnehmung ausgebildet sein. Die Vertiefungsrichtung der Auswuchtausnehmung kann in radialer Richtung, senkrecht zur Symmetrieachse des Rotationselementes, angeordnet sein. Dadurch kann kostengünstig an bereits bestehenden Durchbrüchen eine Auswuchtausnehmung ausgebildet werden.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges mit mindestens einem Rotationselement, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Dadurch kann eine Rissbildung in dem Rotationskörper des Rotationselementes verringert werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachstehend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Es zeigen:
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1: eine perspektivische Darstellung eines Rotationselementes mit einer Auswuchtausnehmung;
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2: eine Auswuchtausnehmung mit einer schrägen Seitenfläche;
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3: eine Schnittansicht der in 2 gezeigten Auswuchtausnehmung;
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4: ein Rotationselement mit einer randseitigen Auswuchtfase;
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5: ein Rotationselement mit einer randseitigen Auswuchtausnehmung mit einer radialen Vertiefungsrichtung; und
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6: ein Rotationselement mit radial innenseitigen Durchbrüchen mit Auswuchtaus nehmungen.
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In 1 ist ein Rotationselement 10 mit einem axialsymmetrischen Rotationskörper 12 dargestellt. Der Rotationskörper 12 weist eine ringförmige Form mit einem radial außenseitigen Rand 14 auf und ist um seine Symmetrieachse (nicht dargestellt) rotierbar gelagert. Zur Auswuchtung weist der Rotationskörper 12 in einer Oberfläche an einer Auswuchtstelle 16 eine Auswuchtausnehmung 18 auf, die sich in axialer Richtung in eine Vertiefungsrichtung erstreckt, wobei die Vertiefungsrichtung koaxial zur Symmetrieachse des Rotationselementes angeordnet ist. Die Auswuchtausnehmung 18 weist eine unrunde Form auf und ist bogenförmig mit einem konstanten Radius um die Symmetrieachse ausgebildet. Die Auswuchtausnehmung 18 weist eine Seitenfläche 20 auf, welche schräg, unter einem Winkel geneigt, zur Symmetrieachse ausgebildet ist. Ein Boden 22 der Auswuchtausnehmung 18 ist plan ausgebildet. Die Auswuchtausnehmung 18 (2) kann durch Fräsen mit einem kegel- oder trapezförmigen Fräser 24 in dem Rotationskörper 12 des Rotationselementes 10 erzeugt werden. Die Auswuchtausnehmung 18 (3) weist in der Vertiefungsrichtung eine Tiefe auf, welche geringer ist als die Dicke des Rotationskörpers 12 an der betreffenden Stelle. Dadurch erfolgt keine Ausbildung einer durch den Rotationskörper 12 hindurchreichenden Auswuchtbohrung, sondern die Ausbildung einer Ausnehmung.
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In 4 ist eine radial außenseitig, randseitig an dem Rotationskörper 12 angeordnete Wuchtfase 26 dargestellt. Die Wuchtfase 26 kann durch unsymmetrisches Abschleifen an dem Rand 14 und/oder der Oberfläche des Rotationskörpers 12 erzeugt werden. Zwei Wuchtfasen 26 können benachbart und/oder parallel zueinander, im Wesentlichen in demselben Umfangsabschnitt des Rotationskörpers, beispielsweise jeweils an einer Oberfläche – vorderseitig und rückseitig – angeordnet sein. Die Wuchtfasen 26 können in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sein und/oder eine unterschiedliche Tiefe aufweisen, um ein feineres Auswuchten zu ermöglichen.
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Eine radial außenseitige an dem Rand 14 ausgebildete Auswuchtausnehmung 18 ist in 5 dargestellt. Die Vertiefungsrichtung der Auswuchtausnehmung 18 ist in radialer Richtung senkrecht zur Symmetrieachse der Rotationskörpers 12 angeordnet. Die Auswuchtausnehmung 18 ist in Umfangsrichtung entlang eines Teils des Randes 14 des Rotationskörpers 12 ausgebildet, wobei der Boden 14 in axialer Richtung plan ausgebildet ist und in Umfangsrichtung mit einem konstanten Radius um die Symmetrieachse eine gebogene Form aufweist. Sei Seitenflächen 20 der Auswuchtausnehmung 18 sind, beispielsweise aufgrund des verwendeten Werkzeuges, unter Ausbildung eines Bogens, angeschrägt.
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In 6 ist ein Rotationskörper 12 mit mehreren radial innenseitig, konzentrisch um die Symmetrieachse 28 angeordneten Durchbrüchen 30 dargestellt. An den Durchbrüchen 30 sind in radialer Richtung, radial außenseitig, Auswuchtausnehmungen 18 ausgebildet. Die Auswuchtausnehmungen 18 sind unrund ausgebildet und erstrecken sich in Umfangsrichtung mit einem konstanten Radius um die Symmetrieachse 28.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Rotationselement
- 12
- Rotationskörper
- 14
- Rand
- 16
- Auswuchtstelle
- 18
- Auswuchtausnehmung
- 20
- Seitenfläche
- 22
- Boden
- 24
- Fräser
- 26
- Wuchtfase
- 28
- Symmetrieachse
- 30
- Durchbruch
