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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungstilger mit einem um eine Drehachse drehbaren Basisteil und einem an dem Basisteil angeordneten Trägheitsmassenteil, das entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellvorrichtung relativ zu dem Basisteil verdrehbar ist.
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Aus der
DE 199 07 216 C1 ist ein Drehschwingungstilger bekannt, der ein um eine Drehachse drehbares Basisteil in Form einer Trägerplatte aufweist. An dem Basisteil ist ein Trägheitsmassenteil angeordnet, das entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellvorrichtung relativ zu dem Basisteil verdrehbar ist. Die Rückstellvorrichtung weist eine sich in radialer Richtung erstreckende Biegefeder auf, die einerseits an dem Basisteil und andererseits an dem Trägheitsmassenteil befestigt ist. Darüber hinaus weist die Rückstellvorrichtung einen in radialer Richtung an dem Basisteil geführten Gleitstein auf, der der Abstützung der Biegefeder in den einander entgegengesetzten Drehrichtungen an dem Basisteil dient. Der Gleitstein kann dabei in Erstreckungsrichtung der Biegefeder relativ zu der Biegefeder in radialer Richtung nach innen oder nach außen verschoben werden, um die effektive Länge der Biegefeder zu verändern. Mithin ist hierdurch eine Rückstellvorrichtung geschaffen, die unter Veränderung einer Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft verstellbar ist. Durch Erhöhung der Drehzahl des Basisteils bewegt sich der Gleitstein in der Rückstellvorrichtung fliehkraftbedingt in radialer Richtung nach außen und führt somit zu einer erhöhten Steigung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft, während ein Federelement ein Zurückstellen des Gleitsteins bei sinkender Drehzahl bewirkt.
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Der bekannte Drehschwingungstilger ist insofern von Nachteil, als dass eine relativ große und somit bauraumintensive Biegefeder der Rückstellvorrichtung notwendig ist, zumal diese einerseits an dem Trägheitsmassenteil und andererseits an dem Basisteil festgelegt oder abgestützt werden muss. Die letztgenannte Notwendigkeit zur Abstützung der Biegefeder einerseits an dem Basisteil und andererseits an dem Trägheitsmassenteil hat außerdem zur Folge, dass die Anordnung der Biegefeder an dem Drehschwingungstilger weitgehend vorgegeben ist. Mithin ist bei Drehschwingungstilgern der beschriebenen Art keine flexible Anordnung der Biegefeder möglich.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschwingungstilger der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der einen vereinfachten und bauraumsparenden Aufbau aufweist, wobei eine besonders flexible Anordnung der Federeinrichtung möglich sein soll.
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Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Drehschwingungstilger weist ein um eine Drehachse drehbares Basisteil auf, das beispielsweise an einer Ausgangsseite einer angetriebenen Welle drehfest befestigt sein kann, wobei das Basisteil in diesem Fall vorzugsweise im Bereich der Drehachse drehfest mit der Ausgangsseite einer angetriebenen Welle verbunden ist. Das Basisteil kann beispielsweise von einer sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckenden Basis- oder Trägerplatte gebildet sein. Der Drehschwingungstilger weist ferner ein Trägheitsmassenteil auf, das an dem Basisteil angeordnet ist. Dabei kann das Trägheitsmassenteil sowohl mittelbar als auch unmittelbar an dem Basisteil angeordnet sein, beispielsweise mittelbar über die nachstehend beschriebene Rückstellvorrichtung. So weist der Drehschwingungstilger ferner eine Rückstellvorrichtung auf, wobei das Trägheitsmassenteil entgegen der Rückstellkraft dieser Rückstellvorrichtung relativ zu dem Basisteil verdreht werden kann. Die Rückstellvorrichtung weist eine Federeinrichtung zur Erzeugung einer Stellkraft auf, wobei die Federeinrichtung beispielsweise ein oder mehrere Federelemente aufweisen kann. Darüber hinaus weist die Rückstellvorrichtung ein um einen Anlenkpunkt verschwenkbares Hebelelement auf. So kann das verschwenkbare Hebelelement beispielsweise über den Anlenkpunkt mittelbar oder unmittelbar an dem Basisteil angelenkt sein. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Hebelelement in einer von den radialen Richtungen des Drehschwingungstilgers aufgespannten Ebene und mithin um eine sich in den axialen Richtungen des Drehschwingungstilgers, durch den Anlenkpunkt erstreckende Achse verschwenkbar ist. Überdies handelt es sich bei dem verschwenkbaren Hebelelement vorzugsweise um ein biegesteifes oder starres Hebelelement. Das Hebelelement ist derart zwischen der Federeinrichtung einerseits und dem Trägheitsmassenteil andererseits angeordnet, dass die von der Federeinrichtung erzeugte Stellkraft unter Erzeugung der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft auf das Trägheitsmassenteil übertragen werden kann. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die die Stellkraft erzeugende Federeinrichtung der Rückstellvorrichtung nicht unmittelbar auf das Trägheitsmassenteil wirken muss, sondern vielmehr anderenorts an dem Basisteil des Drehschwingungstilgers angeordnet werden kann, wodurch eine platzsparende und flexible Anordnung der Federeinrichtung an dem Drehschwingungstilger möglich ist. Zum anderen kann dank des Hebelelements ein Hebelverhältnis eingestellt oder vorgegeben werden, aufgrund dessen die auf das Trägheitsmassenteil wirkende Rückstellkraft größer oder kleiner als die von der Federeinrichtung der Rückstellvorrichtung erzeugte Stellkraft ist. So kann die Steifigkeit der Rückstellvorrichtung durch Vorgabe des Hebelverhältnisses gezielt erhöht sein, ohne dass eine besonders steife Federeinrichtung zur Erzeugung der Stellkraft erforderlich ist. Es ist somit zunächst festzuhalten, dass die Federeinrichtung lediglich eine geringe Federsteifigkeit aufweisen muss und mithin besonders bauraumsparend ausgebildet sein kann, wobei überdies eine flexible Anordnung der Federeinrichtung an dem Basisteil des Drehschwingungstilgers möglich ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist ferner eine Verstellvorrichtung vorgesehen, mittels derer die Rückstellvorrichtung unter Veränderung einer Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft verstellt werden kann. So kann beispielsweise die Steigung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft durch Verstellen der Rückstellvorrichtung erhöht oder reduziert werden, so dass sinngemäß die Steifigkeit der Rückstellvorrichtung erhöht oder reduziert wird. Mithin ist eine Rückstellvorrichtung geschaffen, die flexibel auf Betriebszustände innerhalb eines Antriebsstrangs reagieren kann.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist die Rückstellvorrichtung derart ausgebildet, dass mittels der Verstellvorrichtung das Hebelverhältnis des Hebelelements der Rückstellvorrichtung verändert werden kann. Auf diese Weise ist eine besonders einfache und störungsunanfällige Rückstellvorrichtung geschaffen. In dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn der zuvor erwähnte Anlenkpunkt des Hebelelements unter Veränderung des Hebelverhältnisses des Hebelelements verstellbar oder/und verschiebbar, mithin in seiner Position veränderbar, ist. So kann der Anlenkpunkt beispielsweise beweglich an dem Basisteil angeordnet sein, wobei eine Bewegung des Anlenkpunktes in radialer Richtung relativ zu dem Basisteil bevorzugt ist. Überdies wird der Anlenkpunkt vorzugsweise von einem verstellbar oder verschiebbar an dem Basisteil angeordneten Ansatz gebildet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers weist das Hebelelement ein ersten Hebelabschnitt zwischen einem Stellkraftangriffspunkt und dem Anlenkpunkt und einen zweiten Hebelabschnitt zwischen dem Anlenkpunkt und einem Rückstellkraftangriffspunkt auf, wobei die Länge des ersten und zweiten Hebelabschnitts durch Verdrehen des Trägheitsmassenteils relativ zu dem Basisteil im Wesentlichen unter Beibehaltung des Hebelverhältnisses verändert werden kann. Die Veränderung, also Verlängerung oder Verkürzung, des ersten und zweiten Hebelabschnitts kann dabei auf jedwede Weise erfolgen, so können die genannten Hebelabschnitte beispielsweise teleskopartig ausgebildet sein. Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante ermöglicht die Verlängerung oder Verkürzung der Hebelabschnitte, dass das Trägheitsmassenteil unter Beibehaltung eines vorbestimmten Radialabstandes zur Drehachse des Basisteils relativ zu dem Basisteil verdreht werden kann. Diese Ausführungsform umfasst auch Ausgestaltungsvarianten, bei denen es aufgrund der konstruktiven Ausgestaltung, insbesondere im Bereich von Anlenkpunkt, Stellkraftangriffspunkt oder/und Rückstellkraftangriffspunkt, durch Verdrehen des Trägheitsmassenteils relativ zu dem Basisteil zu geringfügigen Änderungen des Hebelverhältnisses kommen kann. Eine solche geringfügige Änderung kann beispielsweise daher rühren, dass beim Verdrehen des Trägheitsmassenteils relativ zu dem Basisteil der Stellkraftangriffspunkt entlang einer Geraden, gegebenenfalls einer Geraden parallel zu einer Radialen, bewegt wird, während der Rückstellkraftangriffspunkt entlang einer Kreisbahn um die Drehachse bewegt wird. In diesem sowie in anderen Fällen sollte die Auslegung jedoch vorzugsweise dahingehend erfolgen, dass sich das Hebelverhältnis durch Verdrehen des Trägheitsmassenteils relativ zu dem Basisteil um maximal 5%, besonders bevorzugt um maximal 3% oder maximal 1%, verändert.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers sind zwei der vorstehend genannten Punkte, nämlich zwei Punkte von Anlenkpunkt, Stellkraftangriffspunkt und Rückstellkraftangriffspunkt, unter Veränderung der Länge der Hebelabschnitte relativ zu dem Hebelelement verschiebbar. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der Anlenkpunkt einerseits und der Stellkraftangriffspunkt oder der Rückstellkraftangriffspunkt andererseits unter Veränderung der Länge der Hebelabschnitte relativ zu dem Hebelelement verschiebbar sind, während der verbleibende Punkt besonders bevorzugt feststehend an dem Hebelelement angeordnet ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers kann die Rückstellvorrichtung in eine Sperrstellung verstellt werden, in der die Rückstellvorrichtung unter Behinderung, vorzugsweise durch Reibkontakt, oder Verhinderung, vorzugsweise durch Formschluss, einer Drehung des Trägheitsmassenteils relativ zu dem Basisteil mit dem Trägheitsmassenteil zusammenwirkt. Mithin wird die Drehung des Trägheitsmassenteils relativ zu dem Basisteil in dieser Ausführungsform durch die Rückstellvorrichtung in deren Sperrstellung behindert oder verhindert, was insbesondere bei Startvorgängen von Vorteil ist. Mithin eignet sich der Drehschwingungstilger in dieser Ausführungsform in besonderem Maße für einen Antriebsstrang, der eine sogenannte Start-Stopp-Automatik aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn der bereits zuvor angedeutete, den Anlenkpunkt ausbildende verstell- oder verschiebbare Ansatz der Rückstellvorrichtung mit dem Trägheitsmassenteil zusammenwirkt. So kann dieser verstell- oder verschiebbare Ansatz in der entsprechenden Stellung beispielsweise einen Reibkontakt mit dem Trägheitsmassenteil erzielen oder formschlüssig mit dem Trägheitsmassenteil zusammenwirken, so dass eine Drehung des Trägheitsmassenteils relativ zu dem Basisteil behindert oder unterbunden wäre. Hierbei kann der verschieb- oder verstellbare Ansatz beispielsweise mittelbar, gegebenenfalls über das später näher beschriebene Stützteil, oder unmittelbar mit dem Trägheitsmassenteil zusammenwirken.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers weist die Federeinrichtung zur Erzeugung der Stellkraft ein erstes Federelement und ein zweites Federelement auf, die einander entgegengesetzt auf das Hebelelement wirken. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn die beiden einander entgegengesetzt auf das Hebelelement wirkenden Federelemente als Druckfedern, gegebenenfalls als Schraubendruckfedern, ausgebildet sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Hebelelement unter Vorspannung des ersten und zweiten Federelements der Federeinrichtung in einer Ausgangsstellung angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass in einem Verdrehwinkelbereich des Hebelelements um die Ausgangsstellung eine besonders hohe Steifigkeit der Federeinrichtung erzielt wird. Es ist bei dieser Ausführungsform überdies bevorzugt, wenn das erste und zweite Federelement derart vorgespannt sind, dass beide über den maximalen Verdrehwinkelbereich des Trägheitsmassenteils relativ zu dem Basisteil jeweils eine Stellkraft auf das Hebelelement ausüben. Auf diese Weise ist eine erhöhte Steifigkeit der Federeinrichtung über den maximalen Verdrehwinkelbereich des Trägheitsmassenteils sichergestellt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers weisen das erste Federelement und das zweite Federelement jeweils eine Längsachse auf, die gegenüber der Drehachse radial nach außen versetzt ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Basisteil des Drehschwingungstilgers sicher im Bereich der Drehachse mit einer Ausgangsseite einer Komponente, beispielsweise der Ausgangsseite einer Schwungmasse, der Ausgangsseite einer Antriebseinheit oder der Ausgangsseite eines Torsionsschwingungsdämpfers, drehfest verbunden werden kann, ohne dass die Federelemente der Federeinrichtung eine Behinderung bzw. Einschränkung darstellen. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Federelemente und nicht nur deren Längsachsen von der Drehachse des Basisteils in radialer Richtung beabstandet sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers weist die Verstellvorrichtung ein an dem Basisteil angeordnetes Stellteil auf. Das Stellteil kann unter Verstellen der Rückstellvorrichtung relativ zu dem Basisteil bewegt werden.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stellteil unter Verstellen der Rückstellvorrichtung relativ zu dem Basisteil translatorisch verschiebbar. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Stellteil derart relativ zu dem Basisteil translatorisch verschiebbar ist, dass sich dieses entlang einer Geraden bewegt, die gegebenenfalls parallel zu einer Radialen des Drehschwingungstilgers angeordnet ist.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stellteil unter Verstellen der Rückstellvorrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse drehbar.
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Grundsätzlich könnte das zuvor erwähnte Stellteil unabhängig von dessen jeweiliger Ausbildung unmittelbar mit der Rückstellvorrichtung zusammenwirken, um diese zu verstellen. Um jedoch eine flexiblere Anordnung des Stellteils an dem Basisteil zu erreichen, wirkt das Stellteil besonders bevorzugt über einen Stellhebel, gegebenenfalls zwei gelenkig miteinander verbundene Stellhebel, mit der Rückstellvorrichtung, vorzugsweise mit deren Anlenkpunkt, gegebenenfalls mit einem den Anlenkpunkt ausbildenden Ansatz, zusammen. Bei zwei gelenkig miteinander verbundenen Stellhebeln ist es bevorzugt, wenn ein erster Stellhebel einerseits an dem Stellteil und andererseits an einem ersten Ende des zweiten Stellhebels angelenkt ist, während der zweite Stellhebel an dem Basisteil angelenkt ist, wobei das dem ersten Stellhebel abgewandte Ende des zweiten Stellhebels mit der Rückstellvorrichtung, gegebenenfalls dem Anlenkpunkt oder einem den Anlenkpunkt ausbildenden Ansatz, zusammenwirkt. Sollte der zweite Stellhebel mit dem Anlenkpunkt bzw. dem den Anlenkpunkt ausbildenden Ansatz zusammenwirken, so ist es ferner bevorzugt, wenn der Anlenkpunkt bzw. der den Anlenkpunkt ausbildende Ansatz relativ zu dem zweiten Stellhebel in dessen Erstreckungsrichtung verschiebbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, dass der Anlenkpunkt bzw. der den Anlenkpunkt ausbildende Ansatz in einer Führung in dem zweiten Stellhebel verschiebbar geführt ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stellteil hydraulisch antreibbar oder angetrieben. Während bei dem Drehschwingungstilger nach der
DE 199 07 216 C1 lediglich ein Verstellen der Rückstellvorrichtung aufgrund von Flieh- und Federkraft erfolgt, kommt bei dieser Ausführungsform somit ein hydraulischer Antrieb für das Stellteil zum Einsatz, der wesentlich platzsparender und flexibler an dem Drehschwingungstilger vorgesehen werden kann, als dies bei einem Antreiben des Stellteils allein aufgrund einer Federkraft der Fall ist. Nichtsdestotrotz kann ein hydraulisch antreibbares oder angetriebenes Stellteil zusätzlich durch eine Federkraft angetrieben sein. So sind hiervon auch Ausführungsformen umfasst, bei denen das Stellteil in eine Bewegungsrichtung hydraulisch und in die entgegengesetzte Bewegungsrichtung aufgrund einer Federkraft angetrieben wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers weist das hydraulisch antreibbare oder angetriebene Stellteil einen Nehmerkolben oder einen Nehmerzylinder auf, während an dem Basisteil ein entsprechender Nehmerzylinder oder Nehmerkolben angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn an dem Stellteil der Nehmerkolben vorgesehen ist, während an dem Basisteil der Nehmerzylinder angeordnet ist, in dem der Nehmerkolben des Stellteils angeordnet ist. Die Begriffe Nehmerkolben und Nehmerzylinder sind dabei im weitesten Sinne zu verstehen und stellen keine Einschränkung hinsichtlich deren geometrischer Gestalt dar, vielmehr ist entscheidend, dass Nehmerkolben und Nehmerzylinder einen hydraulischen Funktionsraum, wie beispielsweise die später näher beschriebene erste oder/und zweite Nehmerkammer, begrenzen und im Zusammenspiel die Funktion einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung haben.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist an dem Basisteil ein radial weiter innen als der Nehmerzylinder angeordneter Geberzylinder zur Beaufschlagung des Nehmerzylinders angeordnet, in dem ein antreibbarer Geberkolben angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist es überdies bevorzugt, wenn der Nehmerzylinder als Ringzylinder und der Geberkolben als Ringkolben ausgebildet ist, wobei der Ringkolben vorzugsweise in axialer Richtung des Drehschwingungstilgers verschiebbar in dem Ringzylinder angeordnet ist.
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Wie bereits zuvor angedeutet, ist der Geberkolben antreibbar, wobei zu diesem Zweck eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist. Die Antriebsvorrichtung, die auch als Kraftbeaufschlagungsvorrichtung bezeichnet werden kann, ist von dem Geberkolben drehmitnahmeentkoppelt, wobei dies vorzugsweise mittels eines Einrücklagers erfolgt. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn die Antriebsvorrichtung feststehend ausgebildet oder von einer feststehenden Kolben-Zylinder-Anordnung gebildet ist. So kann der Geberkolben beispielsweise drehmitnahmeentkoppelt mit einem Kolben der feststehenden Kolben-Zylinder-Anordnung zusammenwirken, wobei eine Verschiebung des Kolbens der feststehenden Kolben-Zylinder-Anordnung in den axialen Richtungen eine entsprechende Verschiebung des Geberkolbens innerhalb des Geberzylinders bewirkt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stellteil, der Nehmerkolben oder der Geberkolben in zumindest einer Bewegungsrichtung entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder bewegbar. Mithin kann – wie dies bereits zuvor angedeutet wurde – das Stellteil, der Nehmerkolben oder der Geberkolben in einer ersten Bewegungsrichtung hydraulisch und in der entgegengesetzten zweiten Bewegungsrichtung aufgrund der Federkraft der Rückstellfeder angetrieben werden.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers sind der Nehmerzylinder und der Geberzylinder als doppelwirkende Zylinder ausgebildet. So ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn eine erste Nehmerkammer des Nehmerzylinders mit einer ersten Geberkammer des Geberzylinders und eine zweite Nehmerkammer des Nehmerzylinders mit einer zweiten Geberkammer des Geberzylinders in Strömungsverbindung steht und besonders bevorzugt ein abgeschlossenes Hydrauliksystem zwischen dem Geberzylinder und dem Nehmerzylinder ausgebildet ist.
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Um ein gezieltes bzw. exaktes Verstellen der Rückstellvorrichtung zu ermöglichen, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers mindestens ein Sensor zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung der Stellung der Rückstellvorrichtung vorgesehen. Unter einer unmittelbaren Erfassung der Stellung der Rückstellvorrichtung ist eine Erfassung durch einen Sensor zu verstehen, der einem Bauteil der Rückstellvorrichtung unmittelbar zugeordnet ist, während unter einer mittelbaren Erfassung der Stellung der Rückstellvorrichtung eine Erfassung durch einen Sensor zu verstehen ist, der einem mit der Rückstellvorrichtung zusammenwirkenden Bauteil, wie beispielsweise dem Stellteil, zugeordnet ist. Indem die Stellung der Rückstellvorrichtung durch den mindestens einen Sensor erfasst werden kann, ist ein genaues Verstellen in eine vorbestimmte Stellung der Rückstellvorrichtung möglich und ein etwaiges Abweichen von der vorbestimmten Stellung der Rückstellvorrichtung erfassbar, so dass entsprechend gegengesteuert werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist der Sensor als mitdrehender Sensor zur Erfassung der Position des Stellteils oder des Anlenkpunktes, gegebenenfalls des den Anlenkpunkt ausbildenden Ansatzes, relativ zu dem Basisteil ausgebildet. So kommt bei dieser Variante beispielsweise ein Sensor in Frage, der an dem Stellteil, dem Anlenkpunkt, gegebenenfalls dem den Anlenkpunkt ausbildenden Ansatz, oder dem Basisteil befestigt ist und somit mit dem jeweiligen Teil mitdreht. Alternativ kann der mindestens eine Sensor jedoch auch als feststehender Sensor zur Erfassung der Position des Stellteils relativ zu dem Basisteil ausgebildet sein, wobei dieser dann nicht mitdrehend ausgebildet ist. So kann der mindestens eine feststehende Sensor beispielsweise an einem feststehenden Gehäuse des Drehschwingungstilgers befestigt sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist der feststehende Sensor zur Erfassung der Drehposition des Stellteils und zur Erfassung der Drehposition des Basisteils ausgebildet. Mithin kommt lediglich ein feststehender Sensor zum Einsatz, um sowohl die Drehposition des Stellteils als auch die Drehposition des Basisteils zu erfassen. Alternativ können ein erster feststehender Sensor zur Erfassung der Drehposition des Stellteils und ein zweiter feststehender Sensor zur Erfassung der Drehposition des Basisteils vorgesehen sein. Unabhängig davon, ob lediglich ein feststehender Sensor oder zwei feststehende Sensoren zum Einsatz kommen, kann aus den Drehpositionen des Stellteils und des Basisteils der für die Position des Stellteils relativ zu dem Basisteil repräsentative Drehversatz zwischen Stellteil und Basisteil ermittelt werden, wobei dem Drehschwingungstilger bzw. dem mindestens einen Sensor zu diesem Zweck eine entsprechende Auswerteeinrichtung zugeordnet sein kann. Anhand des Drehversatzes zwischen Stellteil und Basisteil lässt sich somit auf die Position des Stellteils relativ zu dem Basisteil und somit auf die Stellung der Rückstellvorrichtung schließen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist der mindestens eine feststehende Sensor als berührungsloser, vorzugsweise optischer, fotoelektrischer oder magnetischer, Sensor ausgebildet. Alternativ kann der mindestens eine feststehende Sensor jedoch auch als berührender, vorzugsweise schleifender, Sensor ausgebildet sein. Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante des mindestens einen feststehenden Sensors ist der mindestens eine feststehende Sensor besonders bevorzugt als Inkrementalgeber, gegebenenfalls Zahnradgeber, ausgebildet.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Trägheitsmassenteil unter Beibehaltung eines vorbestimmten Radialabstandes zur Drehachse relativ zu dem Basisteil verdrehbar. Mithin können bei dieser Ausführungsform Schwingungen oder Bewegungen des Trägheitsmassenteils in radialer Richtung vermieden werden, so dass ein Ausgleich derartiger Schwingungen oder Bewegungen des Trägheitsmassenteils in radialer Richtung bei der Konstruktion unberücksichtigt gelassen werden kann, was zu einem vereinfachten Aufbau des Drehschwingungstilgers führt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Trägheitsmassenteil ringförmig ausgebildet. Auf diese Weise muss lediglich ein Trägheitsmassenteil vorgesehen sein, wobei aufgrund der ringförmigen Gestalt Unwuchten vermieden werden und ein gezieltes Auswuchten entbehrlich ist.
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Das Trägheitsmassenteil kann beispielsweise in radialer Richtung innen unmittelbar oder mittelbar an dem Basisteil, an dem größten Außendurchmesser des Basisteils oder an dem größten Außendurchmesser der dem Trägheitsmassenteil zugewandten Seite des Basisteils abstützbar oder abgestützt sein. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist mindestens ein drehfest mit dem Trägheitsmassenteil verbundenes Stützteil vorgesehen, das unter Abstützung des Trägheitsmassenteils in radialer Richtung innen im Bereich eines Durchmessers abgestützt oder abstützbar ist, der kleiner als der größte Außendurchmesser des Basisteils oder kleiner als der größte Außendurchmesser der dem Trägheitsmassenteil zugewandten Seite des Basisteils ist. Aufgrund des geringeren Durchmessers, in dessen Bereich das Trägheitsmassenteil vermittels des Stützteils abstützbar oder abgestützt ist, wird die Stütz- oder Lagerfläche deutlich reduziert, so dass geringere Reibkräfte bei Verdrehen des Trägheitsmassenteils relativ zu dem Basisteil auftreten. Überdies vereinfacht die Abstützung im Bereich eines kleineren Durchmessers die Fertigung des Drehschwingungstilgers.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stützteil im Wesentlichen im Bereich desselben Durchmessers wie das Basisteil in radialer Richtung innen abgestützt oder abstützbar. Hierbei muss das Stützteil nicht zwangsläufig auf demselben Durchmesser wie das Basisteil in radialer Richtung innen abgestützt oder abstützbar sein, vielmehr kann der Durchmesser, an dem das Stützteil in radialer Richtung innen abgestützt oder abstützbar ist, um bis zu 10% von dem Durchmesser, an dem das Basisteil in radialer Richtung innen abgestützt oder abstützbar ist, abweichen, also bis zu 10% größer oder kleiner als der Durchmesser sein, an dem das Basisteil in radialer Richtung innen abgestützt oder abstützbar ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stützteil scheibenförmig ausgebildet, um einerseits eine sichere Abstützung in radialer Richtung innen und andererseits eine geringe axiale Baulänge des Stützteils zu gewährleisten. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das scheibenförmige Stützteil Aussparungen oder Fenster aufweist, die beispielsweise unter Ausbildung von zwischenliegenden Speichen oder Streben in dem Stützteil vorgesehen sein können. Die Aussparungen oder Fenster können beispielsweise auch dem Hindurchführen von anderen Komponenten des Drehschwingungstilgers dienen, wie beispielsweise der Federeinrichtung oder des den Anlenkpunkt ausbildenden Ansatzes.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers weist das Stützteil zumindest teilweise, vorzugsweise über seine gesamte radiale Ausdehnung, eine geringere Ausdehnung in axialer Richtung als das Trägheitsmassenteil selbst auf.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stützteil in axialer Richtung zwischen zwei Scheiben des Basisteils angeordnet. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Scheiben Aussparungen oder Fenster aufweisen, die beispielsweise unter Ausbildung zwischenliegender Speichen oder Streben in den Scheiben vorgesehen sein können.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers erfolgt die Abstützung durch das Stützteil unter Beabstandung der in radialer Richtung nach innen weisenden Seite des Trägheitsmassenteils von der in radialer Richtung nach außen weisenden, dem Trägheitsmassenteil zugewandten Seite des Basisteils. Mithin ist bei dieser Ausführungsform eine Abstützung der in radialer Richtung nach innen weisenden Seite des Trägheitsmassenteils an der in radialer Richtung nach außen weisenden, dem Trägheitsmassenteil zugewandten Seite des Basisteils nicht erforderlich, so dass hier keinerlei Reibung entsteht oder ein erhöhter Fertigungsaufwand betrieben werden müsste. Bei dieser Ausführungsform ist es überdies bevorzugt, wenn das Trägheitsmassenteil ausschließlich über das Stützteil in radialer Richtung nach innen abstützbar oder abgestützt ist, um etwaige Reibungspunkte mit dem Basisteil zu vermeiden und die Fertigung des Drehschwingungstilgers zu vereinfachen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers,
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2 eine teilweise Vorderansicht des Drehschwingungstilgers von 1 in einer ersten Ausführungsvariante,
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3 eine teilweise Vorderansicht des Drehschwingungstilgers von 1 in einer zweiten Ausführungsvariante,
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4 eine teilweise Vorderansicht des Drehschwingungstilgers aus den vorangehenden Figuren im Bereich des Anlenkpunktes.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers 2. Die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 des Drehschwingungstilgers 2 sind anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei die Umfangsrichtungen 12, 14 auch als Drehrichtungen 12, 14 bezeichnet werden können. Der Drehschwingungstilger 2 weist eine sich in axialer Richtung 4, 6 erstreckende Drehachse 16 auf.
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Der Drehschwingungstilger 2 weist ein um die Drehachse 16 drehbares Basisteil 18 auf. Das Basisteil 18 ist im Wesentlichen von zwei einander in axialer Richtung 4, 6 gegenüberliegenden Scheiben 20, 22 gebildet, wobei die beiden Scheiben 20, 22 in axialer Richtung 4, 6 voneinander beabstandet, jedoch drehfest miteinander verbunden sind. Die beiden Scheiben 20, 22 des Basisteils 18 erstrecken sich dabei im Wesentlichen jeweils in einer von den radialen Richtungen 8, 10 aufgespannten Ebene. Das Basisteil 18 ist über die Scheibe 20 in radialer Richtung 10 nach innen drehfest mit einer Ausgangsnabe 24 verbunden, wobei es sich bei der Ausgangsnabe 24 beispielsweise um die Ausgangsnabe einer nicht näher dargestellten Schwungmasse oder einer nicht näher dargestellten Antriebseinheit, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, handeln kann. Ebenso kann es sich bei der Ausgangsnabe 24 um die Ausgangsnabe eines Torsionsschwingungsdämpfers oder Ähnlichem handeln, also um eine im Drehmomentübertragungsweg eines Antriebsstrangs angeordnete Einheit. Darüber hinaus ist das Basisteil 18, hier über die Scheibe 22, in radialer Richtung 10 innen drehfest mit einer Eingangsnabe 26 verbunden. Bei der Eingangsnabe 26 kann es sich beispielsweise um die Eingangsnabe einer Kupplungseinrichtung, vorzugsweise einer Mehrfachkupplungseinrichtung, oder eines Getriebes handeln. Zum Zwecke der Gewichtseinsparung können in den Scheiben 20, 22 des Basisteils 18 Aussparungen oder Fenster unter Ausbildung von zwischenliegenden Streben oder Speichen vorgesehen sein.
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An dem Basisteil 18 des Drehschwingungstilgers 2 ist ein entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellvorrichtung 28 relativ zu dem Basisteil 18 in den Umfangsrichtungen 12, 14 um die Drehachse 16 verdrehbares Trägheitsmassenteil 30 angeordnet. Das Trägheitsmassenteil 30 ist ringförmig ausgebildet, d. h. in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufend ausgebildet und im Wesentlichen in radialer Richtung 8, 10 mit dem Basisteil 18 geschachtelt angeordnet. Das Trägheitsmassenteil 30 ist drehfest mit einem scheibenförmigen Stützteil 32 verbunden. Das scheibenförmige Stützteil 32, das wiederum eine Vielzahl von Fenstern oder Aussparungen aufweisen kann, weist eine geringere Ausdehnung in axialer Richtung 4, 6 als das Trägheitsmassenteil 30 auf und erstreckt sich ausgehend von dem Trägheitsmassenteil 30 in radialer Richtung 10 nach innen, wobei das scheibenförmige Stützteil 32 in axialer Richtung 4, 6 zwischen den Scheiben 20, 22 des Basisteils 18 angeordnet ist bzw. verläuft.
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Das Stützteil 32 dient der mittelbaren Abstützung des Trägheitsmassenteils 30 in radialer Richtung 8, 10 innen. So ist das Stützteil 32 in radialer Richtung 8, 10 innen im Bereich eines Durchmessers d1 abstützbar oder abgestützt, um das Trägheitsmassenteil 30 mittelbar in radialer Richtung 8, 10 innen abzustützen, wobei die Abstützung in der dargestellten Ausführungsform an der Eingangsnabe 26 erfolgt. Alternativ kann die Abstützung in radialer Richtung 8, 10 innen jedoch auch an einem Abschnitt des Basisteils 18 oder einem Abschnitt der Scheiben 20, 22 des Basisteils 18 erfolgen. Es ist überdies ebenso denkbar, wenn die Abstützung in radialer Richtung 8, 10 innen an der Ausgangsnabe 24 erfolgt.
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Der Durchmesser d1 ist kleiner als der größte Außendurchmesser d2 des Basisteils 18. Überdies entspricht der Durchmesser d1 im Wesentlichen demjenigen Durchmesser d3 an dem das Basisteil 18 in radialer Richtung 8, 10 innen an der Eingangsnabe 26 abgestützt ist. Mit anderen Worten ist das Stützteil 32 im Wesentlichen im Bereich desselben Durchmessers d3 wie das Basisteil 18 in radialer Richtung 8, 10 innen abgestützt oder abstützbar. Hierbei ist vorzugsweise ein Gleitlager zwischen der in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Seite des Stützteils 32 und der Eingangsnabe 26, alternativ der Ausgangsnabe 24 oder einem Abschnitt des Basisteils 18, ausgebildet. Dank der Verlagerung des Durchmessers d1 ausgehend von dem Durchmesser d2 in radialer Richtung 10 nach innen sind die hier auftretenden Reibkräfte gering, wobei auch die Fertigung des Gleitlagers oder eines alternativen Radiallagers vereinfacht ist. Als Alternative zu dem Gleitlager käme als Radiallager beispielsweise ein Wälzlager in Frage.
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Wie aus 1 ferner ersichtlich, erfolgt die Abstützung des Trägheitsmassenteils 30 durch das Stützteil 32 unter Beabstandung der in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Seite 34 des Trägheitsmassenteils 30 von der in radialer Richtung 8 nach außen weisenden, dem Trägheitsmassenteil 30 zugewandten Seite 36 des Basisteils 18, so dass es hier nicht zu einer Abstützung oder/und einer Reibung kommt. Das Trägheitsmassenteil 30 ist vielmehr ausschließlich über das Stützteil 32 in radialer Richtung 10 nach innen abstützbar oder abgestützt.
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Nachstehend soll die Rückstellvorrichtung 28 aus 1 in einer Ausführungsvariante näher unter Bezugnahme auf 2 beschrieben werden. Die Rückstellvorrichtung 28 setzt sich im Wesentlichen aus einer Federeinrichtung 38 zur Erzeugung einer Stellkraft und mindestens einem um einen Anlenkpunkt 40 verschwenkbaren Hebelelement 42 zusammen. Das Hebelelement 42, das als biegesteifes oder starres Hebelelement 42 ausgebildet ist, erstreckt sich in der in 2 gezeigten Ausgangsstellung im Wesentlichen in radialer Richtung 8, 10, wobei das Hebelelement 42 um den Anlenkpunkt 40 verschwenkbar an dem Basisteil 18 angelenkt ist. Mithin ist das Hebelelement 42 um eine sich in axialer Richtung 4, 6 durch den Anlenkpunkt 40 erstreckende Achse verschwenkbar. Ein erster Hebelabschnitt 44 erstreckt sich zwischen einem Stellangriffspunkt 46, an dem die Stellkraft der Federeinrichtung 38 angreift und um den das Hebelelement 42 verschwenkbar ist, und dem Anlenkpunkt 40, wobei sich der erste Hebelabschnitt 44 ausgehend von dem Anlenkpunkt 40 im Wesentlichen in radialer Richtung 10 nach innen erstreckt. Darüber hinaus weist das Hebelelement 42 einen zweiten Hebelabschnitt 48 auf, der sich ausgehend von dem Anlenkpunkt 40 im Wesentlichen in radialer Richtung 8 nach außen zu einem Rückstellkraftangriffspunkt 50 erstreckt.
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Der erste Hebelabschnitt 44 weist eine Länge l1 auf, während der zweite Hebelabschnitt 48 eine Länge l2 aufweist. An dem Rückstellkraftangriffspunkt 50 ist das Hebelelement 42 verschwenkbar mit dem Trägheitsmassenteil 30 verbunden, so dass über den Rückstellkraftangriffspunkt 50 die Rückstellkraft auf das Trägheitsmassenteil 30 übertragen werden kann. Das Hebelverhältnis des Hebelelements 42 beträgt somit l1/l2 im Sinne von l1 geteilt durch l2. Eine von der Federeinrichtung 38 auf den Stellkraftangriffspunkt 46 ausgeübte Stellkraft ist somit unter Erzeugung der auf das Trägheitsmassenteil 30 über den Rückstellkraftangriffspunkt 50 wirkenden Rückstellkraft auf das Trägheitsmassenteil 30 über das Hebelelement 42 übertragbar.
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Das Hebelverhältnis l1/l2 kann jedoch durch Verstellen oder/und Verschieben des Anlenkpunktes 40 in radialer Richtung 8 oder 10 verändert werden. Zu diesem Zweck ist ein in axialer Richtung 4, 6 hervorstehender Ansatz 52 an dem Basisteil 18 vorgesehen, der sich unter Ausbildung des Anlenkpunktes 40 in eine langgestreckte Führung 54 innerhalb des Hebelelements 42 erstreckt, wobei der Ansatz 52 zum Zwecke der Änderung des Hebelverhältnisses l1/l2 in radialer Richtung 8, 10 verstellbar oder verschiebbar, mithin in der Position veränderbar, an dem Basisteil 18 angeordnet ist. Mithin kann die Rückstellvorrichtung 28 unter Veränderung einer Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil 30 im Rückstellkraftangriffspunkt 50 wirkenden Rückstellkraft – hier stufenlos – verstellt werden.
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Das Trägheitsmassenteil 30 kann unter Beibehaltung eines vorbestimmten Radialabstandes r1 zu der Drehachse 16 des Drehschwingungstilgers 2 relativ zu dem Basisteil 18 verdreht werden. Um dies in der dargestellten Ausführungsform zu ermöglichen, können die Längen l1 und l2 der Hebelabschnitte 44, 48 durch Verdrehen des Trägheitsmassenteils 30 in den Umfangsrichtungen 12, 14 relativ zu dem Basisteil 18 im Wesentlichen unter Beibehaltung des Hebelverhältnisses l1/l2 verändert, also verkürzt oder verlängert, werden. Zu diesem Zweck kann – wie bereits zuvor angedeutet – der Anlenkpunkt 40 bzw. der den Anlenkpunkt 40 ausbildende Ansatz 52 relativ zu dem Hebelelement 42 verschoben werden, indem der Ansatz 52 in der Führung 54 in dem Hebelelement 42 in dessen Erstreckungsrichtung verschiebbar geführt ist. Darüber hinaus ist auch mindestens einer der verbleibenden beiden Punkte, nämlich entweder der Rückstellkraftangriffspunkt 50 oder der Stellkraftangriffspunkt 46, relativ zu dem Hebelelement 42 verschiebbar. Im vorliegenden Beispiel ist der Rückstellkraftangriffspunkt 50 feststehend an dem Hebelelement 42 ausgebildet, während der Stellkraftangriffspunkt 46 relativ zu dem Hebelelement 42 verschiebbar ist. Zur Ausbildung des Stellkraftangriffspunktes 46 ist wiederum ein in axialer Richtung 4, 6 hervorstehender Ansatz 56 vorgesehen, der in einer Führung 58 in dem Hebelelement 42 verschiebbar geführt ist.
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Die Federeinrichtung 38 weist ein erstes Federelement 60 und ein zweites Federelement 62 auf. Die beiden Federelemente 60, 62 sind jeweils als Druckfedern – hier als Schraubendruckfedern – ausgebildet und wirken einander entgegengesetzt über den Stellkraftangriffspunkt 46 bzw. über den den Stellkraftangriffspunkt 46 ausbildenden Ansatz 56 auf das Hebelelement 42. Dabei müssen die beiden Federelemente 60, 62 jedoch nicht unmittelbar auf den Ansatz 56 wirken, vielmehr ist es bevorzugt – wenngleich nicht dargestellt – wenn die Federelemente 60, 62 beidseitig auf ein verschiebbares Tragteil wirken, an dem der hervorstehende Ansatz 56 angeordnet ist, der sich unter Ausbildung des Stellkraftangriffspunktes 46 in die Führung 58 erstreckt.
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Das Hebelelement 42 ist unter Vorspannung des ersten Federelements 60 und des zweiten Federelements 62 in der in den Figuren gezeigten Ausgangstellung angeordnet. So sind die beiden Federelemente 60, 62 jeweils in der Ausgangsstellung vorgespannt, in der sich die Federelemente 60, 62 einerseits an dem Basisteil 18 und andererseits an dem Hebelelement 42 vermittels des Ansatzes 56 abstützen. Die beiden Federelemente 60, 62 erstrecken sich jeweils entlang einer Längsachse 64, 66, die gegenüber der Drehachse 16 in radialer Richtung 8 nach außen versetzt und in einer von den radialen Richtungen 8, 10 aufgespannten Ebene angeordnet ist. Dabei erstrecken sich die Längsachsen 64, 66 parallel zu einer sich in den radialen Richtungen 8, 10 erstreckenden Radialen des Drehschwingungstilgers 2. Die Längsachsen 64, 66 sind ferner derart gegenüber der Drehachse 16 in radialer Richtung 8 nach außen versetzt, dass die Federelemente 60, 62 selbst in radialer Richtung 8 von der Drehachse 16 beabstandet sind, wie dies anhand des Radialabstandes r2 angedeutet ist. Auch sind die Längsachsen 64, 66 der beiden Federelemente 60, 62 entlang einer gemeinsamen Geraden angeordnet, d. h., die beiden Längsachsen 64, 66 sind miteinander fluchtend angeordnet.
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Das erste und zweite Federelement 60, 62 sind derart in der Ausgangsstellung vorgespannt, dass beide Federelemente 60, 62 über den maximalen Verdrehwinkelbereich des Trägheitsmassenteils 30 relativ zu dem Basisteil 18 jeweils eine Stellkraft auf das Hebelelement 42 ausüben. Aufgrund der Vorspannung der beiden Federelemente 60, 62 hat die Federeinrichtung 28 eine Stellkraftkennlinie, die in einem Verdrehwinkelbereich um die Ausgangsstellung des Hebelelements 42 eine erhöhte Steigung aufweist, so dass die Steifigkeit der Federeinrichtung 28 in diesem Verdrehwinkelbereich erhöht ist. Wie bereits zuvor erwähnt, sollte dieser Verdrehwinkelbereich den maximalen Verdrehwinkelbereich des Trägheitsmassenteils 30 vollständig aufnehmen, um über den maximalen Verdrehwinkelbereich des Trägheitsmassenteils 30 relativ zu dem Basisteil 18 eine erhöhte Steifigkeit der Federeinrichtung 28 zu erzielen.
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Für die im Bereich des Rückstellkraftangriffspunktes 50 auf das Trägheitsmassenteil 30 wirkende Rückstellkraft ergibt sich eine entsprechend ausgebildete Rückstellkraftkennlinie. Um die Rückstellvorrichtung 28 zu versteifen, kann der Anlenkpunkt 40 unter Vergrößerung des Hebelverhältnisses l1/l2 in radialer Richtung 8 nach außen verstellt oder verschoben werden, so dass die Rückstellkraftkennlinie verändert wird. Durch die besagte Maßnahme wird die Steigung der Rückstellkraftkennlinie erhöht. Soll die Steifigkeit der Rückstellvorrichtung 28 hingegen herabgesetzt werden, so wird der Anlenkpunkt 40 in radialer Richtung 10 nach innen verstellt oder verschoben, so dass sich das Hebelverhältnis l1/l2 verringert und die Rückstellkraftkennlinie eine geringere Steigung aufweist.
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Um die Rückstellvorrichtung 28 unter Veränderung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil 30 wirkenden Rückstellkraft verstellen zu können, weist der Drehschwingungstilger 2 ferner eine Verstellvorrichtung 68 auf, wobei in 2 eine erste Ausführungsvariante der Verstellvorrichtung 68 dargestellt ist. Wie der 2 zu entnehmen ist, weist der Drehschwingungstilger 2 zwei Rückstellvorrichtungen 28 auf, die einander gegenüberliegend an dem Basisteil 18 angeordnet sind, wobei die Verstellvorrichtung 68 gleichermaßen ein Verstellen beider Rückstellvorrichtungen 28, 28 bewirkt. Mithin ist eine Verstellvorrichtung 68 für zwei oder mehr Rückstellvorrichtungen 28 geschaffen.
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Die Verstellvorrichtung 68 weist ein an dem Basisteil 18 angeordnetes Stellteil 70 auf. In der Ausführungsvariante nach 2 ist das Stellteil 70 als ein in radialer Richtung 8, 10 langgestrecktes Element ausgebildet, das sich über die Drehachse 16 in den radialen Richtungen 8, 10 erstreckt und unter Verstellen der Rückstellvorrichtung 28 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 drehbar ist. Dabei wirkt das Stellteil 70 über mindestens einen Stellhebel mit dem Anlenkpunkt 40 bzw. dem den Anlenkpunkt 40 ausbildenden Ansatz 52 zusammen. In der dargestellten Ausführungsform sind zu diesem Zweck ein erster Stellhebel 72 und ein zweiter Stellhebel 74 vorgesehen. Der erste Stellhebel 72 ist in einem Punkt 76 an dem Stellteil 70 angelenkt, so dass der erste Stellhebel 72 um eine sich durch den Punkt 76 in axialer Richtung 4, 6 erstreckende Achse verschwenkbar an dem Stellteil 70 befestigt ist. An seinem dem Stellteil 70 abgewandten Ende ist der erste Stellhebel 72 hingegen gelenkig mit dem zweiten Stellhebel 74 verbunden. So ist der erste Stellhebel 72 im Punkt 78 um eine sich durch den Punkt 78 und in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckende Achse verschwenkbar an dem zweiten Stellhebel 74 befestigt. Der zweite Stellhebel 74 ist hingegen um einen an dem Basisteil 18 feststehenden Anlenkpunkt 80 verschwenkbar an dem Basisteil 18 angeordnet. Mit seinem den ersten Stellhebel 72 bzw. dem Punkt 78 abgewandten Endabschnitt wirkt der zweite Stellhebel 74 hingegen mit dem Anlenkpunkt 40 bzw. dem den Anlenkpunkt 40 der Rückstellvorrichtung 28 ausbildenden Ansatz 52 zusammen. So ist in der dargestellten Ausführungsform in dem zweiten Stellhebel 74 eine Aufnahme 81 vorgesehen, in die sich der Ansatz 52 erstreckt, so dass der Ansatz 52 in beiden radialen Richtungen 8, 10 von dem zweiten Stellhebel 74 hintergriffen ist, wobei die Aufnahme 81 derart ausgebildet ist, dass der Ansatz 52 und somit der Anlenkpunkt 40 der Rückstellvorrichtung 28 in Erstreckungsrichtung des zweiten Stellhebels 74 relativ zu dem zweiten Stellhebel 74 verschoben werden kann, wenn es zu einer Verschiebung oder Verstellung des Anlenkpunktes 40 mittels der Verstellvorrichtung 68 kommt.
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Wird das Stellteil 70 in Umfangsrichtung 12 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdreht, so bewirken die Stellhebel 72, 74, dass der Anlenkpunkt 40 bzw. der den Anlenkpunkt 40 ausbildende Ansatz 52 in radialer Richtung 10 relativ zu dem Basisteil 18 verschoben wird, während ein Verdrehen des Stellteils 70 in Umfangsrichtung 14 relativ zu dem Basisteil 18 zu einem Verschieben bzw. Verstellen des Anlenkpunktes 40 bzw. des den Anlenkpunkt 40 ausbildenden Ansatzes in radialer Richtung 8 nach außen führt. Dabei ist jedem der beiden Anlenkpunkte 40 der beiden Rückstellvorrichtungen 28 sowohl ein erster als auch ein zweiter Stellhebel 72, 74 der zuvor beschriebenen Art zugeordnet, wie dies den 1 und 2 entnommen werden kann.
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Das Stellteil 70 kann aktiv angetrieben werden, um die Rückstellvorrichtung 28 zu verstellen. So ist das Stellteil 70 als hydraulisch antreibbares oder angetriebenes Stellteil 70 ausgebildet. Zu diesem Zweck ist an dem Stellteil 70 ein Nehmerkolben 82 angeordnet, der verschiebbar in einem an dem Basisteil 18 angeordneten Nehmerzylinder 84 geführt ist. Innerhalb des Nehmerzylinders 84 ist dabei eine Nehmerkammer 86 ausgebildet, wobei der Nehmerzylinder 84 in der dargestellten Ausführungsform als einfachwirkender Zylinder ausgebildet ist. Darüber hinaus ist – wie aus 1 ersichtlich – an dem Basisteil 18 ein Geberzylinder 88 zur Beaufschlagung des Nehmerzylinders 84 angeordnet. Der Geberzylinder 88 ist in radialer Richtung 10 weiter innen als der Nehmerzylinder 84 angeordnet und nimmt einen von einer Antriebsvorrichtung 90 antreibbaren Geberkolben 92 auf. Der Geberzylinder 88 ist als Ringzylinder ausgebildet, während der antreibbare Geberkolben 92 als Ringkolben ausgebildet ist. So sind Geberzylinder 88 und Geberkolben 92 um die Drehachse 16 in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufend ausgebildet, wobei der Geberkolben 92 in axialer Richtung 4, 6 innerhalb des Geberzylinders 88 verschiebbar angeordnet ist. Innerhalb des Geberzylinders 88 ist dabei eine Geberkammer 94 ausgebildet, die über eine Leitung 96, die in 2 lediglich angedeutet ist, mit der Nehmerkammer 86 des Nehmerzylinders 84 in Strömungsverbindung steht.
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Die zuvor erwähnte Antriebsvorrichtung 90, mittels derer der Geberkolben 92 antreibbar bzw. in den axialen Richtungen 4, 6 verschiebbar ist, ist von dem im Betrieb des Drehschwingungstilgers 2 mit dem Basisteil 18 mitdrehenden Geberkolben 92 drehmitnahmeentkoppelt. In der dargestellten Ausführungsform wird dies mittels eines in 1 lediglich schematisch dargestellten Einrücklagers 98 bewirkt. Mithin kann die Antriebsvorrichtung 90 feststehend ausgebildet sein, wie dies in den dargestellten Ausführungsformen der Fall ist. Unter einer feststehenden Antriebsvorrichtung 90 ist eine Antriebsvorrichtung zu verstehen, die nicht mit dem Drehschwingungstilger 2 mitdrehend ausgebildet ist, wobei die Antriebsvorrichtung 90 in den dargestellten Ausführungsformen zu diesem Zweck feststehend an einem nicht näher dargestellten nicht mitdrehendem bzw. feststehendem Gehäuse befestigt ist. Wenngleich hierbei jedwede Antriebsvorrichtung 90 zum Verschieben des Geberkolbens 92 innerhalb des Geberzylinders 88 in Frage kommt, so ist die Antriebsvorrichtung 90 in der dargestellten Ausführungsform als feststehende Kolben-Zylinder-Anordnung ausgebildet. Dabei weist die Kolben-Zylinder-Anordnung einen Zylinder 100 und einen verschiebbar in dem Zylinder 100 angeordneten Kolben 102 auf, der über das Einrücklager 98 mit dem Geberkolben 92 innerhalb des Geberzylinders 88 zusammenwirkt.
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Wird der Geberkolben 92 mittels der Antriebsvorrichtung 90 in axialer Richtung 4 verschoben, so wird das Hydraulikmedium aus der Geberkammer 94 über die Leitung 96 in die Nehmerkammer 86 des Nehmerzylinders 84 verdrängt, so dass das Stellteil 70 – wie bereits zuvor erläutert – in Umfangsrichtung 12 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdreht wird. Die Bewegung des Stellteils 70 in diese Bewegungsrichtung bzw. Umfangsrichtung 12 erfolgt entgegen der Federkraft einer Rückstellfeder 104. Die Rückstellfeder 104, die hier wiederum als Druckfeder, vorzugsweise Schraubendruckfeder, ausgebildet ist, ist einerseits an dem Basisteil 18 und andererseits an dem Stellteil 70 abgestützt. Alternativ könnte die Rückstellfeder 104 andererseits jedoch auch an dem Nehmerkolben 82 abgestützt sein. In einer weiteren alternativen Ausführungsform könnte die Rückstellfeder 104 einerseits mit dem Basisteil 18 und andererseits mit dem Geberkolben 92 zusammenwirken und in diesem Zusammenhang beispielsweise in der Geberkammer 94 angeordnet sein, wie dies in 1 anhand der gestrichelten Darstellung angedeutet ist. Die Rückstellfeder 104 bewirkt, dass das Stellteil 70 in die entgegengesetzte Umfangsrichtung 14 relativ zu dem Basisteil 18 zurückgestellt wird, wenn der Geberkolben 92 nicht mehr durch die Antriebsvorrichtung 90 in axialer Richtung 4 verschoben oder gesperrt wird.
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Um die Rückstellvorrichtung 28 gezielt in eine vorbestimmte Stellung verstellen und die Stellung der Rückstellvorrichtung 28 gegebenenfalls gezielt korrigieren zu können, ist dem Drehschwingungstilger 2 mindestens ein Sensor zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung der Stellung der Rückstellvorrichtung 28 zugeordnet. In der Ausführungsvariante nach 2 ist mindestens ein feststehender Sensor zur Erfassung der Position des Stellteils 70 relativ zu dem Basisteil 18 vorgesehen, zumal aus der Position des Stellteils 70 relativ zu dem Basisteil 18 auf die Stellung der Rückstellvorrichtung 28 geschlossen werden kann. In der Ausführungsvariante nach 2 sind ein erster feststehender Sensor 106 zur Erfassung der Drehposition des Stellteils 70 und ein zweiter feststehender Sensor 108 zur Erfassung der Drehposition des Basisteils 18 vorgesehen. Alternativ hierzu kann jedoch auch ein einzelner feststehender Sensor vorgesehen sein, der sowohl der Erfassung der Drehposition des Stellteils 70 als auch der Erfassung der Drehposition des Basisteils 18 dient. Unabhängig von der jeweiligen Ausführungsvariante ist aus den Drehpositionen des Stellteils 70 und des Basisteils 18 der für die Position des Stellteils 70 relativ zu dem Basisteil 18 repräsentative Drehversatz zwischen Stellteil 70 und Basisteil 18 ermittelbar, wobei die Sensoren 106, 108 bzw. der einzelne Sensor zu diesem Zweck mit einer entsprechenden Auswerteeinrichtung zusammenwirken können.
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Der einzelne feststehende Sensor oder die beiden feststehenden Sensoren 106, 108 ist/sind als Inkrementalgeber ausgebildet. So ist dem ersten feststehenden Sensor 106 eine in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufende und sich gleichmäßig wiederholende erste Struktur 110 an dem Stellteil 70 zugeordnet, während dem zweiten feststehenden Sensor 108 eine umlaufende und sich gleichmäßig wiederholende zweite Struktur 112 an dem Basisteil 18 zugeordnet ist. Die erste Struktur 110 ist dabei an einem ringförmigen Teil 114 vorgesehen, wobei das ringförmige Teil 114 drehfest mit dem Stellteil 70 verbunden ist. Die zweite Struktur 112 ist hingegen an einem ringförmigen Teil 116 vorgesehen, das drehfest mit dem Basisteil 18 verbunden ist.
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In der dargestellten Ausführungsform sind die feststehenden Sensoren 106, 108 somit nicht mit dem Drehschwingungstilger 2 mitdrehend ausgebildet, vielmehr sind lediglich die erste und zweite Struktur 110, 112 mitdrehend ausgebildet, die mit den Sensoren 106, 108 zusammenwirken. So können die feststehenden Sensoren 106, 108 beispielsweise an einem nicht mitdrehenden Gehäuse, wie beispielsweise einem Gehäuse des Drehschwingungstilgers 2, befestigt sein. Auch arbeiten die feststehenden Sensoren 106, 108 berührungslos, wobei als berührungslose Sensoren 106, 108 beispielsweise optische, fotoelektrische oder magnetische bzw. induktive Sensoren 106, 108 in Frage kommen. Wenngleich nicht dargestellt, so könnten die Sensoren jedoch ebenso als berührende, beispielsweise schleifende, Sensoren ausgebildet sein, wobei als berührender Inkrementalgeber beispielsweise auch ein Zahnradgeber als erster oder/und zweiter Sensor 106, 108 in Frage kommt.
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3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des Drehschwingungstilgers 2 von 1, die im Wesentlichen der Ausführungsvariante nach 2 entspricht, so dass nachstehend lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung im Übrigen entsprechend gilt.
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Auch bei der zweiten Ausführungsvariante nach 3 kann das Stellteil 70 unter Verstellen der Rückstellvorrichtung 28 relativ zu dem Basisteil 18 bewegt werden, wobei das Stellteil 70 bei der zweiten Ausführungsvariante relativ zu dem Basisteil 18 translatorisch verschiebbar ist. Genauer gesagt ist das Stellteil 70 hier geradlinig relativ zu dem Basisteil 18 verschiebbar, wobei das Stellteil 70 im Wesentlichen von einer Zug-/Schubstange gebildet wird. Auch ist das Stellteil 70 entlang einer Geraden verschiebbar, die sich parallel zu einer Radialen des Drehschwingungstilgers 2 und in radialer Richtung 8, 10 von der Drehachse 16 beabstandet erstreckt. Der Nehmerkolben 82, der an dem Stellteil 70 befestigt ist, ist derart in dem Nehmerzylinder 84 angeordnet, dass dieser den Innenraum des Nehmerzylinders 84 in die zuvor erwähnte Nehmerkammer bzw. erste Nehmerkammer 86 und eine zweite Nehmerkammer 118 unterteilt. Mithin handelt es sich bei dem Nehmerzylinder 84 hier um einen doppeltwirkenden Zylinder. Auch der Geberzylinder 88 ist als doppeltwirkender Zylinder ausgebildet, so dass in diesem die zuvor erwähnte Geberkammer bzw. erste Geberkammer 94 und eine zweite Geberkammer 120 ausgebildet ist, während bei der ersten Ausführungsvariante nach 2 grundsätzlich nur die Geberkammer 94 vonnöten ist, so dass bei der ersten Ausführungsvariante nach 2 auch von einem einfachwirkenden Geberzylinder 88 gesprochen werden kann. Während die erste Nehmerkammer 86 über die Leitung 96 mit der ersten Geberkammer 94 in Strömungsverbindung steht, steht die zweite Nehmerkammer 118 über eine weitere Leitung 122 mit der zweiten Geberkammer 120 in Strömungsverbindung. Wie bereits bei der ersten Ausführungsvariante nach 2 ist hierdurch ein geschlossenes Hydrauliksystem geschaffen.
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Auch bei der Ausführungsvariante des Drehschwingungstilgers 2 nach 3 ist eine Rückstellfeder 104 im Sinne der vorangehend beschriebenen Rückstellfeder vorgesehen, wobei die Rückstellfeder wiederum dem Stellteil 70, dem Nehmerkolben 82 oder, wie in 1 gestrichelt angedeutet, dem Geberkolben 92 zugeordnet sein kann, so dass das Stellteil 70, der Nehmerkolben 82 oder der Geberkolben 92 in zumindest einer Bewegungsrichtung entgegen der Federkraft der Rückstellfeder bewegbar ist.
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Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsvariante nach 2 können auch bei dem Drehschwingungstilger 2 nach 3 mindestens ein oder zwei feststehende Sensoren zugeordnet sein. Da es sich bei dem Stellteil 70 jedoch um ein translatorisch relativ zu dem Basisteil 18 verschiebbares Stellteil 70 handelt – und nicht etwa um ein relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 drehbares Stellteil, sollte der mindestens eine feststehende Sensor derart ausgebildet sein, dass dieser beispielsweise die Position des Kolbens 102 der Antriebsvorrichtung 90 oder – allgemein gesprochen – die Stellung der Antriebsvorrichtung 90 erfasst. Alternativ können jedoch auch hier – wie in der Ausführungsvariante nach 2 – ein oder mehrere mitdrehende Sensoren zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung der Stellung der Rückstellvorrichtung 28 vorgesehen sein, wobei unter einem mitdrehendem Sensor ein Sensor zu verstehen ist, der mit dem Drehschwingungstilger 2 mitdreht, also beispielsweise an dem Basisteil 18, der Verstellvorrichtung 68 oder der Rückstellvorrichtung 28 befestigt ist. So sollte ein entsprechend mitdrehender Sensor vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass dieser die Position des Stellteils 70 oder des Anlenkpunktes 40 bzw. des den Anlenkpunkt ausbildenden Ansatzes 52 relativ zu dem Basisteil 18 erfassen kann. Auch hierbei kommen wiederum die zuvor erwähnten Arten von Sensoren in Frage.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 4 ein weiteres Merkmal der vorangehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen Drehschwingungstilger 2 dargestellt.
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So kann die Rückstellvorrichtung 28 in eine Sperrstellung verstellt werden, in der die Rückstellvorrichtung 28 unter Verhinderung einer Drehung des Trägheitsmassenteils 30 relativ zu dem Basisteil 18 mit dem Trägheitsmassenteil 30 zusammenwirkt. Dabei kann die Rückstellvorrichtung 28 sowohl mittelbar als auch unmittelbar mit dem Trägheitsmassenteil 30 zusammenwirken. In der konkreten Ausführungsform kann der den Anlenkpunkt 40 ausbildende Ansatz 52 in eine in radialer Richtung 8 äußere Position verstellt oder verschoben werden, in der der Ansatz 52 derart mit dem Trägheitsmassenteil 30 zusammenwirkt, dass dieses durch Formschluss eine Drehung relativ zu dem Basisteil 18 verhindert. In der in 4 dargestellten Ausführungsvariante wird der Formschluss dadurch erzielt, dass der Ansatz 52 in der in radialer Richtung 8 äußeren Position in eine Aufnahme 124 an dem Trägheitsmassenteil 30 oder dem Stützteil 32 eingeführt ist, so dass der Ansatz 52 sowohl in der einen Umfangsrichtung 12 als auch in der anderen Umfangsrichtung 14 von dem Trägheitsmassenteil 30 oder dem Stützteil 32 hintergriffen ist.
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Alternativ kann die Rückstellvorrichtung 28 in der Sperrstellung unter Behinderung, vorzugsweise durch Reibkontakt, einer Drehung des Trägheitsmassenteils 30 relativ zu dem Basisteil 18 mit dem Trägheitsmassenteil 30 zusammenwirken, wie dies in 4 gestrichelt angedeutet ist. In diesem Fall wird der den Anlenkpunkt 40 ausbildende Ansatz 52 in seiner in radialer Richtung 8 äußeren Position nicht in den Umfangsrichtungen 12, 14 von dem Trägheitsmassenteil 30 oder dem Stützteil 32 hintergriffen, vielmehr ist der Ansatz 52 lediglich unter Erzeugung eines Reibkontakts gegen eine dem Ansatz 52 zugewandte Fläche des Trägheitsmassenteils 30 oder Stützteils 32 gedrückt, woraufhin ein entsprechender Reibkontakt entsteht. Mithin eignen sich die Drehschwingungstilger 2 nach den 1 bis 4 insbesondere für einen Antriebsstrang mit einer Start-Stopp-Automatik und bei Startvorgängen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Drehschwingungstilger
- 4
- axiale Richtung
- 6
- axiale Richtung
- 8
- radiale Richtung
- 10
- radiale Richtung
- 12
- Umfangsrichtung
- 14
- Umfangsrichtung
- 16
- Drehachse
- 18
- Basisteil
- 20
- Scheibe
- 22
- Scheibe
- 24
- Ausgangsnabe
- 26
- Eingangsnabe
- 28
- Rückstellvorrichtung
- 30
- Trägheitsmassenteil
- 32
- Stützteil
- 34
- Seite
- 36
- Seite
- 38
- Federeinrichtung
- 40
- Anlenkpunkt
- 42
- Hebelelement
- 44
- erster Hebelabschnitt
- 46
- Stellkraftangriffspunkt
- 48
- zweiter Hebelabschnitt
- 50
- Rückstellkraftangriffspunkt
- 52
- Ansatz
- 54
- Führung
- 56
- Ansatz
- 58
- Führung
- 60
- erstes Federelement
- 62
- zweites Federelement
- 64
- Längsachse
- 66
- Längsachse
- 68
- Verstellvorrichtung
- 70
- Stellteil
- 72
- erster Stellhebel
- 74
- zweiter Stellhebel
- 76
- Punkt
- 78
- Punkt
- 80
- Anlenkpunkt
- 81
- Aufnahme
- 82
- Nehmerkolben
- 84
- Nehmerzylinder
- 86
- erste Nehmerkammer
- 88
- Geberzylinder
- 90
- Antriebsvorrichtung
- 92
- Geberkolben
- 94
- erste Geberkammer
- 96
- Leitung
- 98
- Einrücklager
- 100
- Zylinder
- 102
- Kolben
- 104
- Rückstellfeder
- 106
- erster feststehender Sensor
- 108
- zweiter feststehender Sensor
- 110
- erste Struktur
- 112
- zweite Struktur
- 114
- ringförmiges Teil
- 116
- ringförmiges Teil
- 118
- zweite Nehmerkammer
- 120
- zweite Geberkammer
- 122
- Leitung
- 124
- Aufnahme
- d1
- Durchmesser
- d2
- Außendurchmesser
- d3
- Durchmesser
- l1
- Länge
- l2
- Länge
- r1
- Radialabstand
- r2
- Radialabstand
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
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- DE 19907216 C1 [0002, 0019]