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Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschinenvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Brennkraftmaschine nach dem Anspruch 4.
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Aus der
DE 10 2007 060 414 A1 ist bereits eine Brennkraftmaschinenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einer Mitnehmerscheibe, die mehrere zur Anbindung an eine Kurbelwelle vorgesehene Verbindungsstellen und einen konzentrisch um eine Rotationsachse verlaufenden Strukturbereich aufweist, wobei der Strukturbereich eine zur Einstellung einer Steifigkeit vorgesehene S-förmige Biegung mit einem verbindungsstellennahen Biegeradius und einem anschließenden, gegenläufig orientierten verbindungsstellenfernen Biegeradius umfasst.
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Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschinenvorrichtung und eine Brennkraftmaschine mit einer hohen Lebensdauer bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschinenvorrichtung entsprechend dem Anspruch 1 und eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Anspruch 4 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschinenvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest einem Torsionsschwingungsdämpfer, der eine Blechscheibe mit zumindest einer zur Anbindung an eine Kurbelwelle vorgesehenen Verbindungsstelle und einem konzentrisch um eine Rotationsachse verlaufenden Strukturbereich aufweist, wobei der Strukturbereich zumindest eine zur Einstellung einer Steifigkeit vorgesehene S-förmige Biegung mit einem verbindungsstellennahen Biegeradius und einem anschließenden, gegenläufig orientierten verbindungstellenfernen Biegeradius umfasst.
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Es wird vorgeschlagen, dass der verbindungsstellennahe Biegeradius kleiner ist als der verbindungstellenferne Biegeradius. Dadurch kann die Blechscheibe an der zumindest einen Verbindungsstelle im Vergleich zu einem Bereich an dem verbindungstellenfernen Biegeradius besonders einfach steifer ausgebildet werden, wodurch die Blechscheibe an der zumindest einen Verbindungsstelle von quer zur Rotationsachse wirkenden Biegemomenten, die aufgrund einer Kurbelwellenanregung entstehen, zumindest teilweise entkoppelt werden kann. Dadurch kann realisiert werden, dass eine Biegespannung und/oder eine Belastung hauptsächlich an dem verbindungstellenfernen Biegeradius auftritt, wodurch eine an der zumindest einen Verbindungsstelle wirkende Biegespannung und/oder eine Belastung der Blechscheibe an der zumindest einen Verbindungsstelle zumindest reduziert werden kann. Dadurch kann eine Lebensdauer eines Torsionsschwingungsdämpfers, der einen geringen Bauraumbedarf aufweist, erhöht werden, wodurch eine besonders vorteilhafte Torsionsdämpfung in kleinen Bauräumen realisiert werden kann. Durch die Torsionsdämpfung kann eine Überlastung von zumindest einem Bauteil der Brennkraftmaschinenvorrichtung hinausgezögert oder gar verhindert werden, wodurch eine Brennkraftmaschinenvorrichtung und weiter eine Brennkraftmaschine mit einer hohen Lebensdauer bereitgestellt werden kann. Unter einem „Strukturbereich” soll insbesondere ein Bereich verstanden werden, in dem die Blechscheibe eine von einer geraden und/oder ebenen Form abweichende Form aufweist und/oder in dem die Blechscheibe geformt, gestanzt, gebogen und/oder auf eine andere Art umgeformt ist. Unter einer „S-förmigen Biegung” soll insbesondere verstanden werden, dass die Blechscheibe axial in zwei entgegengesetzte Richtungen gebogen ist, wodurch die Blechscheibe vorzugsweise zumindest zwei gegenläufig orientierte Biegeradien aufweist. Ein radialer Verlauf der Blechscheibe in dem Strukturbereich weist vorteilhaft einen Wendepunkt zwischen dem verbindungsstellennahen Biegeradius und dem verbindungstellenfernen Biegeradius auf. Die Begriffe „radial” und „axial” sind insbesondere auf die Rotationsachse der Blechscheibe bezogen, sodass der Ausdruck „axial” eine Richtung bezeichnet, die auf der Rotationsachse oder parallel zu dieser verläuft. Ferner bezeichnet der Ausdruck „radial” eine Richtung, die senkrecht zur Rotationsachse verläuft. Unter „anschließend” soll insbesondere verstanden werden, dass zwischen dem verbindungsstellennahen Biegeradius und dem verbindungstellenfernen Biegeradius eine Biegung und damit ein Biegeradius fehlt. Unter einem „verbindungsstellennahen Biegeradius” soll insbesondere eine Biegung und damit ein Biegeradius verstanden werden, der im Vergleich zu weiteren Biegeradien am nächsten angeordnet ist. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.
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Um die gegenläufigen Biegeradien besonders optimal miteinander zu kombinieren, wird weiter vorgeschlagen, dass der verbindungsstellennahe Biegeradius zumindest fünfmal kleiner ist als der anschließende verbindungstellenferne Biegeradius, wodurch eine besonders geringe Belastung der Blechscheibe an der zumindest einen Verbindungsstelle realisiert werden kann. Der verbindungsstellennahe Biegeradius kann grundsätzlich auch zumindest siebenmal kleiner, vorteilhaft zumindest achtmal kleiner und besonders vorteilhaft zumindest zehnmal kleiner sein als der anschließende verbindungstellenferne Biegeradius.
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Um Herstellkosten zu reduzieren, ist es insbesondere vorteilhaft, wenn der Strukturbereich lediglich die zwei Biegeradien aufweist, wodurch eine Herstellung des Torsionsschwingungsdämpfers vereinfacht werden kann. Unter „lediglich zwei Biegeradien” soll insbesondere verstanden werden, dass die Blechscheibe lediglich bei den zwei Biegeradien gebogen ist. Vorzugsweise weist die Blechscheibe in einem Längsschnitt einen sich oberhalb der Rotationsachse erstreckenden radialen Verlauf und einen sich unterhalb der Rotationsachse erstreckenden radialen Verlauf auf, wobei der sich oberhalb der Rotationsachse erstreckende radiale Verlauf und der sich unterhalb der Rotationsachse erstreckenden radiale Verlauf identisch und/oder spiegelbildlich zueinander ausgebildet sind, wobei die Rotationsachse vorzugsweise eine Spiegelachse darstellt. Der sich oberhalb der Rotationsachse erstreckende radiale Verlauf und der sich unterhalb der Rotationsachse erstreckende radiale Verlauf weisen vorzugsweise jeweils lediglich die zwei gegenläufigen Biegeradien und/oder lediglich einen einzigen Wendepunkt auf. Unter einem „Längsschnitt” soll insbesondere ein Schnitt längs der Rotationsachse durch die Blechscheibe verstanden werden.
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Weiter wird eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschinenvorrichtung vorgeschlagen, wodurch eine Brennkraftmaschine mit einer hohen Lebensdauer bereitgestellt werden kann.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch einen Teil einer Brennkraftmaschinenvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, die einen Torsionsschwingungsdämpfer aufweist, und
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2 einen Ausschnitt des Torsionsschwingungsdämpfers vergrößert dargestellt.
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Die 1 und 2 zeigen schematisiert einen Teil einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine weist eine Brennkraftmaschinenvorrichtung mit einer Kurbelwelle 12 und einem Torsionsschwingungsdämpfer 10, der zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten und Schwingungen an die Kurbelwelle 12 angebunden ist, auf. Zur Anbindung des Torsionsschwingungsdämpfers 10 weist die Kurbelwelle 12 eine Nabe 19 auf. Die Kurbelwelle 12 weist eine Rotationsachse 14 auf, um die sie sich in einem Betrieb der Brennkraftmaschine dreht. Zur Realisierung einer Torsionsdämpfung weist der Torsionsschwingungsdämpfer 10 eine Blechscheibe 11 und eine auf der Blechscheibe 11 angeordnete Sekundärmasse 20 auf. Die Blechscheibe 11 und die Sekundärmasse 20 weisen jeweils eine Rotationsachse 14 auf, die mit der Rotationsachse 14 der Kurbelwelle 12 zusammenfallen. Die Blechscheibe 11 bildet einen Träger für die Sekundärmasse 20 aus. Sie bindet die Sekundärmasse 20 an die Kurbelwelle 12 an. Die Blechscheibe 11 weist eine konstante Blechdicke auf. Die Sekundärmasse 20 ist an einem äußeren radialen Rand der Blechscheibe 11 angebunden.
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Zur Anbindung an die Kurbelwelle 12 weist die Blechscheibe 11 einen konzentrisch um die Rotationsachse 14 verlaufenden Verbindungsbereich 21 auf. Der Verbindungsbereich 21 weist mehrere Verbindungsstellen 13 auf, an denen die Blechscheibe 11 an die Nabe 19 der Kurbelwelle 12 fest angebunden ist. Die Verbindungsstellen 13 sind dabei konzentrisch um die Rotationsachse 14 verteilt angeordnet.
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Die Blechscheibe 11 weist weiter einen radial zwischen dem Verbindungsbereich 21 und der Sekundärmasse 20 angeordneten Strukturbereich 15 auf. Der Strukturbereich 15 schließt sich entlang einer radial nach außen gerichteten Richtung 22 an den Verbindungsbereich 21 an. Der Strukturbereich 15 verläuft konzentrisch um die Rotationsachse 14 und damit um den Verbindungsbereich 21. Der Strukturbereich 15 umgibt radial die Verbindungsstellen 13. Der Strukturbereich 15 erstreckt sich ringförmig um die Verbindungsstellen 13 und damit um die Kurbelwelle 12.
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Zur Einstellung einer Steifigkeit weist der Strukturbereich 15 eine S-förmige Biegung 16 auf. Die S-förmige Biegung 16 weist zwei in ihrem Wert unterschiedliche, gegenläufig orientierte Biegeradien 17, 18 auf, durch die die Blechscheibe 11 in zwei entgegengesetzte, parallel zur Rotationsachse 14 orientierte Richtungen gebogen ist. Die Blechscheibe 11 ist aufgrund der gegenläufig orientierten Biegeradien 17, 18 in dem Strukturbereich 15 gegenläufig gebogen.
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Der Strukturbereich 15 weist lediglich die zwei gegenläufig orientierten Biegeradien 17, 18 auf. Die Blechscheibe 11 ist lediglich durch die zwei gegenläufig orientierten Biegeradien 17, 18 gebogen. Ausgehend von der Rotationsachse 14 in die radial nach außen gerichtete Richtung 22 weist der Strukturbereich 15 und damit die Blechscheibe 11 lediglich einen Wendepunkt auf. Der Wendepunkt liegt dabei radial zwischen den beiden Biegeradien 17, 18.
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Der Biegeradius 17 ist verbindungsstellennah und der anschließende Biegeradius 18 ist im Vergleich zu dem Biegeradius 17 verbindungsstellenfern ausgebildet. Der verbindungsstellennahe Biegeradius 17 ist radial innenliegend angeordnet. Der anschließende verbindungsstellenferne Biegeradius 18 ist radial außenliegend angeordnet. Der verbindungsstellennahe Biegeradius 17 ist näher an dem Verbindungsbereich 21 und damit näher an den Verbindungsstellen 13 angeordnet als der verbindungstellenferne Biegeradius 18. Der verbindungsstellennahe Biegeradius 17 ist an dem Verbindungsbereich 21 und damit an den Verbindungsstellen 13 angeordnet. Er ist im Vergleich zu dem verbindungstellenfernen Biegeradius 18 näher zur Rotationsachse 14 angeordnet.
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Der verbindungsstellennahe Biegeradius 17 ist der Kurbelwelle 12 abgewandt und der verbindungstellenferne Biegeradius 18 der Kurbelwelle 12 zugewandt. Die Blechscheibe 11 ist in dem verbindungsstellennahen Biegeradius 17 axial von der Kurbelwelle 12 weg gebogen und in dem verbindungstellenfernen Biegeradius 18 axial zur Kurbelwelle 12 hingebogen. Bezüglich einer Betrachtungsrichtung 24, die parallel zur Rotationsachse 14 und ausgehend von einer Kurbelwange 25 der Kurbelwelle 12 Richtung Blechscheibe 11 orientiert ist, ist die Blechscheibe 11 am verbindungsstellennahen Biegeradius 17 konkav und am verbindungstellenfernen Biegeradius 18 konvex ausgebildet.
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Die Blechscheibe 11 weist weiter einen radial zwischen dem Strukturbereich 15 und der Sekundärmasse 20 angeordneten ebenen Bereich 23 auf. Der ebene Bereich 23 schließt sich entlang der radial nach außen gerichteten Richtung 22 an den Strukturbereich 15 an. Er schließt sich entlang der Richtung 22 an den verbindungsstellenfernen Biegeradius 18 an. Der ebene Bereich 23 verläuft konzentrisch um die Rotationsachse 14. Er verläuft konzentrisch um den Strukturbereich 15. Der ebene Bereich 23 umgibt radial den Strukturbereich 15. Er erstreckt sich ringförmig um den Strukturbereich 15. Eine radiale Erstreckung, also eine Erstreckung in die Richtung 22, des Strukturbereichs 15 ist kleiner als eine radiale Erstreckung des ebenen Bereichs 23. Die radiale Erstreckung des Strukturbereichs 15 ist mindestens zweimal kleiner als die radiale Erstreckung des ebenen Bereichs 23.
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Ein radialer Abstand, also ein Abstand entlang der Richtung 22, zwischen den beiden Biegeradien 17, 18 ist kleiner als ein radialer Abstand zwischen dem verbindungstellenfernen Biegeradius 18 und der Sekundärmasse 20. Der radiale Abstand zwischen den Biegeradien 17, 18 ist mindestens viermal kleiner als der radiale Abstand zwischen dem verbindungstellenfernen Biegeradius 18 und der Sekundärmasse 20. Ein radialer Abstand zwischen dem verbindungstellenfernen Biegeradius 18 und der Verbindungsstellen 13 ist kleiner als der radiale Abstand zwischen dem verbindungstellenfernen Biegeradius 18 und der Sekundärmasse 20. Der radiale Abstand zwischen dem verbindungstellenfernen Biegeradius 18 und den Verbindungsstellen 13 ist mindestens dreimal kleiner als der radiale Abstand zwischen dem verbindungstellenfernen Biegeradius 18 und der Sekundärmasse 20. Ein radialer Abstand zwischen dem verbindungsstellennahen Biegeradius 17 und den Verbindungsstellen 13 ist kleiner als der radiale Abstand zwischen dem verbindungstellenfernen Biegeradius 18 und den Verbindungsstellen 13. Der radiale Abstand zwischen dem verbindungsstellennahen Biegeradius 17 und den Verbindungsstellen 13 ist mindestens zweimal kleiner als der radiale Abstand zwischen dem verbindungstellenfernen Biegeradius 18 und den Verbindungsstellen 13.
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Um den Verbindungsbereich 21 von Biegemomenten, die durch axiale Schwingungen der Kurbelwelle 12 resultieren, zu entkoppeln, ist der verbindungsstellennahe Biegeradius 17 kleiner als der verbindungstellenferne Biegeradius 18, wodurch eine Belastung der Blechscheibe 11 an den Verbindungsstellen 13 reduziert wird. Durch den im Vergleich zu dem verbindungsstellenfernen Biegeradius 18 kleineren verbindungsstellennahen Biegeradius 17 wird die Blechscheibe 11 zwischen dem verbindungsstellennahen Biegeradius 17 und den Verbindungsstellen 13 von den Biegemomenten entkoppelt, wodurch die Belastung der Blechscheibe 11 zwischen dem verbindungsstellennahen Biegeradius 17 und den Verbindungsstellen 13 reduziert wird. Durch den im Vergleich zu dem verbindungsstellenfernen Biegeradius 18 kleineren verbindungsstellennahen Biegeradius 17 ist die Blechscheibe 11 zwischen dem verbindungsstellennahen Biegeradius 17 und den Verbindungsstellen 13 im Vergleich zu dem verbindungsstellenfernen Biegeradius 18 besonders steif ausgebildet, wodurch Biegespannungen hauptsächlich an dem verbindungsstellenfernen Biegeradius 18 auftreten und dadurch der Verbindungsbereich 21 von den Biegemomenten entkoppelt ist.
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Um die gegenläufigen Biegeradien 17, 18 besonders optimal miteinander zu kombinieren ist der verbindungsstellennahe Biegeradius 17 wesentlich kleiner als der verbindungstellenferne Biegeradius 18. Der verbindungsstellennahe Biegeradius 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel zirka fünfmal kleiner als der verbindungstellenferne Biegeradius 18. Um eine Versteifung der Blechscheibe 11 zwischen dem verbindungsstellennahen Biegeradius 17 und den Verbindungsstellen 13 zu realisieren, kann der verbindungsstellennahe Biegeradius 17 relativ zu dem verbindungstellenfernen Biegeradius 18 weiter reduziert werden. Der verbindungsstellennahe Biegeradius 17 ist damit mindestens fünfmal so klein, wie der verbindungstellenferne Biegeradius 18.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 11
- Blechscheibe
- 12
- Kurbelwelle
- 13
- Verbindungsstelle
- 14
- Rotationsachse
- 15
- Strukturbereich
- 16
- S-förmige Biegung
- 17
- Biegeradius
- 18
- Biegeradius
- 19
- Nabe
- 20
- Sekundärmasse
- 21
- Verbindungsbereich
- 22
- Richtung
- 23
- Bereich
- 24
- Betrachtungsrichtung
- 25
- Kurbelwange
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007060414 A1 [0002]
