DE102014001043A1

DE102014001043A1 - Drehschwingungstilger

Info

Publication number: DE102014001043A1
Application number: DE102014001043.0A
Authority: DE
Inventors: Viren Saxena; Hans Jürgen Hauck; Florian Schneider; Johannes Helmut Heinrich
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2014-01-25
Publication date: 2014-08-21
Also published as: DE102014001019A1; DE102014001016A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungstilger (2) mit einem um eine Drehachse (16) drehbaren Basisteil (18), einem an dem Basisteil (18) angeordneten Trägheitsmassenteil (20), das entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellvorrichtung (24) relativ zu dem Basisteil (18) verdrehbar ist, und einer Verstellvorrichtung (60), wobei die Rückstellvorrichtung (24) unter Veränderung einer Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil (20) wirkenden Rückstellkraft durch die Verstellvorrichtung (60) verstellbar ist und die Verstellvorrichtung (60) ein an dem Basisteil (18) angeordnetes Stellteil (64) aufweist, das aufgrund einer auf das Stellteil (64) wirkenden Trägheitskraft unter Verstellen der Rückstellvorrichtung (24) relativ zu dem Basisteil (18) um die Drehachse (16) verdrehbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungstilger mit einem um eine Drehachse drehbaren Basisteil, einem an dem Basisteil angeordneten Trägheitsmassenteil, das entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellvorrichtung relativ zu dem Basisteil verdrehbar ist, und einer Verstellvorrichtung, wobei die Rückstellvorrichtung unter Veränderung einer Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft durch die Verstellvorrichtung verstellt werden kann.
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 der Rückstellvorrichtung fliehkraftbedingt in radialer Richtung nach außen und führt somit zu einer erhöhten Steigung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft. Um den Gleitstein jedoch bei sinkender Drehzahl des Basisteils wieder in radialer Richtung nach innen zu verschieben und dabei die Steigung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft wieder zu reduzieren, ist ferner eine Verstellvorrichtung vorgesehen. Die Verstellvorrichtung ist im Wesentlichen von einem an dem Basisteil angeordneten Stellteil in Form eines Federelements gebildet, das mit dem Gleitstein der Rückstellvorrichtung derart zusammenwirkt, dass dieser in radialer Richtung nach außen entgegen der Federkraft des Stellteils verschoben wird und bei sinkender Drehzahl aufgrund der Federkraft des Stellteils wieder in radialer Richtung nach innen bewegt wird.
Der bekannte Drehschwingungstilger ist insofern von Nachteil, als dass die Verstellvorrichtung zum Verstellen der Rückstellvorrichtung in jedem Fall ein Stellteil in Form einer Rückstellfeder aufweisen muss, um den Gleitstein der Rückstellvorrichtung wieder in radialer Richtung nach innen zurückzuziehen, wenn sich die Drehzahl des Basisteils verringert. Ein derartiges Stellteil in Form eines Federelements bedingt jedoch einen aufwendigen und bauraumintensiven Aufbau des Drehschwingungstilgers.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschwingungstilger der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der einen vereinfachten und bauraumsparenden Aufbau aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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 Falle 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 kann beispielsweise eine Federeinrichtung mit einem oder mehreren Federelementen umfassen, die der mittelbaren oder unmittelbaren Erzeugung der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft dienen kann. Die Rückstellvorrichtung kann unter Veränderung einer Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft verstellt werden. 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 bzw. reduziert wird. Zum Verstellen der Rückstellvorrichtung ist eine Verstellvorrichtung vorgesehen. Die Verstellvorrichtung weist ein an dem Basisteil angeordnetes Stellteil auf, das aufgrund einer auf das Stellteil wirkenden Trägheitskraft unter Verstellen der Rückstellvorrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar ist. Sinngemäß ist das Stellteil der Verstellvorrichtung somit als zweites Trägheitsmassenteil ausgebildet. So macht sich das Stellteil der Verstellvorrichtung die Tatsache zunutze, dass das Basisteil trotz des daran angeordneten und entgegen der Rückstellkraft der Rückstellvorrichtung relativ zu dem Basisteil verdrehbaren Trägheitsmassenteils noch immer – wenn auch geringeren – Drehschwingungen unterliegt. Aufgrund der Trägheit des Stellteils der Verstellvorrichtung kann das Stellteil bei einem Drehschwingungen unterliegenden Basisteil wechselweise sowohl in die eine Drehrichtung als auch in die entgegengesetzte Drehrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdreht werden, um ein Verstellen der Rückstellvorrichtung und somit eine Veränderung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft zu bewirken. So kann die Rückstellkraftkennlinie durch Verdrehen des Stellteils in die eine Drehrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse auf eine Weise verändert werden, beispielsweise durch Verringerung deren Steigung, während die Rückstellkraftkennlinie durch Verdrehen des Stellteils in der entgegengesetzten Drehrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse auf die entgegengesetzte Weise verändert werden kann, beispielsweise durch Erhöhung der Steigung der Rückstellkraftkennlinie. Mithin ist ein trägheitsbedingtes Verstellen der Rückstellvorrichtung mittels des Stellteils der Verstellvorrichtung in beiden Richtungen möglich, während das Verstellen des aus der DE 199 07 216 C1 bekannten Gleitsteins lediglich in einer Verstellrichtung trägheitsbedingt bzw. fliehkraftbedingt und in der anderen Stellrichtung mittels der Federkraft des als Federelement ausgebildeten Stellteils erfolgt, wobei das als Federelement ausgebildete Stellteil des aus der DE 199 07 216 C1 bekannten Drehschwingungstilgers selbst nicht trägheitsbedingt relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers kann das Stellteil unter Verhinderung einer Verdrehung des Stellteils relativ zu dem Basisteil um die Drehachse arretiert werden. Mit anderen Worten kann das derart arretierte Stellteil weder in der einen Drehrichtung noch in der entgegengesetzten Drehrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdreht werden. Dies ist insofern von Vorteil, als dass durch die Arretierung des Stellteils unabhängig von Drehzahländerungen des Basisteils eine gleichbleibende Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft erzielt werden kann. Mithin kann beispielsweise in einem vorbestimmten Drehzahlbereich des Basisteils eine gleichbleibende Rückstellkraftkennlinie durch Arretieren des Stellteils erzielt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stellteil derart festlegbar, dass das Stellteil in einer Drehrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar und in einer entgegengesetzten Drehrichtung nicht relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar ist. Unterliegt das Basisteil bei einer derartigen Festlegung des Stellteils – wenn auch nur geringen – Drehschwingungen, so wird das Stellteil aufgrund der auf das Stellteil wirkenden Trägheitskraft schrittweise in zeitlich voneinander beabstandeten Phasen in die eine Drehrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdreht, wobei die Tatsache, dass das festgelegte Stellteil in der entgegengesetzten Drehrichtung nicht relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar ist, dazu führt, dass das Stellteil nach jedem Verdrehen in die eine Drehrichtung nicht wieder zurück in der entgegengesetzten Drehrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdreht wird. Mithin wird bei dieser Ausführungsform durch Festlegen des Stellteils das Stellteil schrittweise in nur eine der beiden Drehrichtungen relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdreht, so dass ein gezieltes Verändern der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft, beispielsweise entweder eine Erhöhung der Steigung der Rückstellkraftkennlinie oder eine Verringerung der Steigung der Rückstellkraftkennlinie, erzielt wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stellteil zwischen zwei Endpositionen unter Verstellen der Rückstellvorrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar. Mit anderen Worten ist dem Stellteil ein maximaler Verdrehwinkelbereich durch Festlegung der beiden Endpositionen zugeordnet, wobei das Stellteil in der jeweiligen Endposition vorzugsweise mittelbar oder unmittelbar in der einen Drehrichtung oder der entgegengesetzten Drehrichtung an dem Basisteil abstützbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stellteil unter Verhinderung einer Verdrehung des Stellteils relativ zu dem Basisteil in einer Position zwischen den beiden Endpositionen arretierbar, um sowohl eine Verdrehung des Stellteils in der einen Drehrichtung als auch in der entgegengesetzten Drehrichtung relativ zu dem Basisteil und somit in Richtung der einen als auch der anderen Endposition zu verhindern.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stellteil derart in einer Position zwischen den zuvor erwähnten Endpositionen festlegbar, dass das Stellteil in einer Drehrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar und in einer entgegengesetzten Drehrichtung nicht relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar ist. Mithin ist die Festlegung des Stellteils zur Erzielung des geschilderten Effekts auch in einer Position möglich, die zwischen den Endpositionen des Stellteils eingenommen werden kann.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stellteil hydraulisch auf die zuvor beschriebene Weise arretierbar oder/und festlegbar. Die hydraulische Arretierbarkeit oder/und Festlegbarkeit des Stellteils hat den Vorteil, dass der Drehschwingungstilger einen einfachen und kompakten Aufbau aufweisen kann. Überdies kann zur Arretierung oder/und Festlegung des Stellteils eine ohnehin vorhandene Hydraulik anderer, zusammen mit dem Drehschwingungstilger in einem Antriebsstrang angeordneten Komponenten, insbesondere deren Versorgung mit Hydraulikmedium, genutzt werden, was eine einfache Integration in einen Antriebsstrang mit ohnehin vorhandenen hydraulischen Komponenten ermöglicht.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers, bei dem das Stellteil hydraulisch arretierbar oder/und festlegbar ist, weist die Verstellvorrichtung eine Hydraulikeinrichtung mit einem Zylinder und einem in dem Zylinder geführten Kolben auf, von denen der Kolben an dem Stellteil oder dem Basisteil und der Zylinder an dem Basisteil oder dem Stellteil angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform kann somit beispielsweise der Kolben an dem Stellteil angeordnet sein, während der Zylinder an dem Basisteil angeordnet ist. Umgekehrt kann der Kolben ebenso an dem Basisteil angeordnet sein, während der Zylinder an dem Stellteil vorgesehen ist. Zum Zwecke einer einfacheren Zu- und Abfuhr von Hydraulikmedium ist es jedoch bevorzugt, wenn der Kolben an dem Stellteil angeordnet ist, während der Zylinder an dem Basisteil angeordnet ist. Die Begriffe Zylinder und Kolben sind dabei im weitesten Sinne zu verstehen und stellen keine Einschränkung hinsichtlich deren geometrischer Gestalt dar, vielmehr ist entscheidend, dass Kolben und Zylinder einen hydraulischen Funktionsraum, wie beispielsweise die später näher beschriebene erste oder/und zweite Kammer, begrenzen und im Zusammenspiel die Funktion einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung haben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist der zuvor erwähnte Zylinder der Hydraulikeinrichtung als doppeltwirkender Zylinder ausgebildet. Der Begriff des doppeltwirkenden Zylinders ist hierbei im weitesten Sinne zu verstehen. So kann der doppeltwirkende Zylinder auch von zwei einfachwirkenden Zylindern gebildet sein, die aufgrund ihres gemeinsamen Zusammenwirkens mit dem Kolben die Funktion eines doppeltwirkenden Zylinders haben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers weist der doppeltwirkende Zylinder eine erste Kammer und eine zweite Kammer auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist die Hydraulikeinrichtung, beispielsweise mittels eines schaltbaren Wegeventils, gegebenenfalls in Kombination mit einem oder zwei Sperrventilen oder Rückschlagventilen, in einen Arretierzustand überführbar, in dem der Zufluss und Abfluss von Hydraulikmedium in und aus der ersten und zweiten Kammer verhindert ist. Mithin kann hierdurch auf einfache Weise die bereits zuvor beschriebene Arretierung des Stellteils unter Verhinderung einer Verdrehung des Stellteils relativ zu dem Basisteil um die Drehachse bewirkt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers kann die Hydraulikeinrichtung, beispielsweise mittels eines schaltbaren Wegeventils, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder zwei Sperr- oder Rückschlagventilen, in einen ersten Stellzustand überführt werden, in dem durch das trägheitskraftbeaufschlagte Stellteil Hydraulikmedium aus der ersten Kammer, nicht jedoch aus der zweiten Kammer verdrängt werden kann. Hierdurch kann die zuvor beschriebene Festlegung des Stellteils auf besonders einfache Weise realisiert werden, so dass das Stellteil in einer ersten Drehrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar und in einer entgegengesetzten zweiten Drehrichtung nicht relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers kann die Hydraulikeinrichtung, beispielsweise mittels eines Wegeventils, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder zwei Sperr- oder Rückschlagventilen, in einen zweiten Stellzustand überführt werden, in dem durch das trägheitskraftbeaufschlagte Stellteil Hydraulikmedium aus der zweiten Kammer, nicht jedoch aus der ersten Kammer verdrängbar ist. Mithin kann das Stellteil hierdurch auf besonders einfache Weise auf die zuvor beschriebene Art festgelegt werden, so dass das Stellteil in der zweiten Drehrichtung relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar und in der entgegengesetzten ersten Drehrichtung nicht relativ zu dem Basisteil um die Drehachse verdrehbar ist.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist in dem zuvor erwähnten ersten oder/und zweiten Stellzustand Hydraulikmedium in die zweite oder/und erste Kammer einführbar. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn das in die zweite oder/und erste Kammer einführbare Hydraulikmedium von dem aus der ersten oder/und zweiten Kammer verdrängten Hydraulikmedium gebildet ist. Mithin ist bei dieser Ausführungsform ein im Wesentlichen geschlossener Bereich für das Hydraulikmedium zwischen der ersten und zweiten Kammer geschaffen, so dass grundsätzlich kein zusätzliches Hydraulikmedium oder kein zusätzlicher Hydraulikdruck von außen aktiv hinzugeführt werden müsste. Hierdurch ist der Aufbau der Hydraulikeinrichtung stark vereinfacht, die platzsparend an dem Drehschwingungstilger angeordnet sein kann. Nichtsdestotrotz ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn der im Wesentlichen geschlossene Bereich des Hydraulikmediums für die erste und zweite Kammer zusätzlich mit dem Hydraulikmedium oder einem Hydraulikdruck oder Systemdruck von außen beaufschlagt wird, um etwaige Leckageverluste, beispielsweise im Bereich von Kolben und Zylinder, auszugleichen. Darüber hinaus muss jedoch kein Hydraulikmedium oder Hydraulikdruck von außen zugeführt werden, um ein Verdrehen des Stellteils relativ zu dem Basisteil um die Drehachse zu bewirken. Man kann hierbei auch von einer passiven Betätigung des Stellteils sprechen.
Wie bereits zuvor angedeutet, könnte die Rückstellvorrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung einer Stellkraft aufweisen, beispielsweise eine Federeinrichtung, wobei die Stellkraft dieser Einrichtung derart unmittelbar auf das Trägheitsmassenteil wirken könnte, dass die erzeugte Stellkraft gleichermaßen die auf das Trägheitsmassenteil wirkende Rückstellkraft darstellt. In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers weist die Rückstellvorrichtung jedoch mindestens ein verschwenkbares Hebelelement auf, über das eine Stellkraft unter Erzeugung der auf das Trägheitsmassenteil wirkende Rückstellkraft auf das Trägheitsmassenteil übertragen werden kann. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die die Stellkraft erzeugende Einrichtung der Rückstellvorrichtung, beispielsweise eine Federeinrichtung, nicht unmittelbar auf das Trägheitsmassenteil wirken muss, sondern vielmehr anderenorts an dem Basisteil des Drehschwingungstilgers angeordnet werden kann, wodurch eine platzsparende und flexiblere Anordnung der Einrichtung zur Erzeugung der Stellkraft möglich ist. Zum anderen kann dank des Hebelelements, das vorzugsweise als starres Hebelelement ausgebildet ist, ein Hebelverhältnis eingestellt werden, aufgrund dessen die auf das Trägheitsmassenteil wirkende Rückstellkraft größer oder kleiner als die von einer entsprechenden Einrichtung der Rückstellvorrichtung erzeugte Stellkraft ist. So kann die Steifigkeit der Rückstellvorrichtung beispielsweise gezielt über das Hebelverhältnis des Hebelelements erhöht werden, ohne dass eine besonders steife Einrichtung zur Erzeugung der Stellkraft erforderlich ist.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Hebelelement um einen Anlenkpunkt verschwenkbar, der derart mit dem Stellteil – mittelbar oder unmittelbar – zusammenwirkt, dass dieser durch Verdrehen des Stellteils relativ zu dem Basisteil um die Drehachse unter Veränderung des Hebelverhältnisses des Hebelelements verstellbar oder/und verschiebbar, mithin veränderbar, ist. Mithin kann bei dieser Ausführungsform durch Verstellen oder/und Verschieben des Anlenkpunktes die Rückstellvorrichtung auf besonders einfache Weise unter Veränderung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil wirkenden Rückstellkraft verstellt werden. Somit ist eine einfache Möglichkeit zur Veränderung der Steifigkeit der Rückstellvorrichtung durch Verstellen oder/und Verschieben des Anlenkpunktes des Hebelelements gegeben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist an dem Basisteil ein entlang eines Verschiebeweges verschiebbarer hervorstehender Ansatz zur Ausbildung des Anlenkpunktes vorgesehen. So kann der hervorstehende Ansatz beispielsweise entlang einer Führung an dem Basisteil verschiebbar angeordnet sein. Grundsätzlich kann der Verschiebeweg, gegebenenfalls die Führung an dem Basisteil, einen beliebigen Verlauf aufweisen. Es ist jedoch bevorzugt, wenn sich der Verschiebeweg, gegebenenfalls die Führung, in radialer Richtung oder/und geradlinig erstreckt. Darüber hinaus ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn das Stellteil eine sich schräg zu dem Verschiebeweg erstreckende, mit dem hervorstehenden Ansatz zusammenwirkende Zwangsführung aufweist. Auch die Zwangsführung kann dabei einen von einer Geraden abweichenden Verlauf aufweisen. Es ist jedoch ebenso möglich, eine sich geradlinig erstreckende Zwangsführung vorzusehen, um eine vorbestimmte, sich nicht ändernde Proportionalität zwischen der Verdrehstrecke des Stellteils relativ zu dem Basisteil und der Verschiebestrecke des hervorstehenden Ansatzes relativ zu dem Basisteil zu erzielen.
In einer weiteren bevorzugten 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 des Drehschwingungstilgers unberücksichtigt gelassen werden können, was zu einem vereinfachten und platzsparenden Aufbau des Drehschwingungstilgers führt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers weist das Hebelelement einen 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, wie dies bereits zuvor angedeutet wurde. 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.
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.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers weist die Rückstellvorrichtung – wie bereits zuvor angedeutet – eine Federeinrichtung zur Erzeugung der Stellkraft auf, bei der es sich mithin um eine Federkraft handelt.
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.
Gemäß einer weiteren bevorzugten 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.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers weisen das erste Federelement und das zweite Federelement jeweils eine Längsachse auf, die gegenüber der Drehachse des Basisteils 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.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers erstrecken sich die Längsachsen des ersten und zweiten Federelements entlang einer gemeinsamen Geraden oder/und parallel zu einer Radialen des Drehschwingungstilgers.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stellteil oder/und das Trägheitsmassenteil ringförmig ausgebildet. Auf diese Weise muss lediglich ein Stellteil oder/und Trägheitsmassenteil vorgesehen sein. So ist beispielsweise ein ringförmig ausgebildetes Stellteil besonders geeignet, zwei oder mehr Rückstellvorrichtungen gleichzeitig zu verstellen. Überdies können durch die ringförmige Ausbildung des Stellteils oder/und des Trägheitsmassenteils aufgrund der ringförmigen Gestalt Unwuchten vermieden werden und ein gezieltes Auswuchten entbehrlich machen. Bei dieser Ausführungsform ist es überdies bevorzugt, wenn das Stellteil ringscheibenförmig ausgebildet ist, um die vorstehend genannten Vorteile zu erzielen und gleichermaßen eine geringe axiale Baulänge des Drehschwingungstilgers sicherzustellen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers ist das Stellteil als starres Stellteil oder/und das Hebelelement als starres Hebelelement ausgebildet. Während bei einem starren Stellteil ein exaktes und gezieltes Verstellen unbeeinflusst von Verformungen des Stellteils sichergestellt ist, gewährleistet ein starr ausgebildetes Hebelelement eine gezielte und exakte, von Verformungen des Hebelelements unbeeinflusste Übertragung der Stellkraft bzw. Umwandlung der Stellkraft in die auf das Trägheitsmassenteil wirkende Rückstellkraft.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers mit dem Hebelelement in einer Ausgangsstellung,
2 eine teilweise Darstellung des Drehschwingungstilgers von 1 mit der schematisch angedeuteten Hydraulikeinrichtung in einem Arretierzustand,
3 den Drehschwingungstilger von 2 mit der Hydraulikeinrichtung in einem ersten Stellzustand,
4 den Drehschwingungstilger aus den 2 und 3 mit der Hydraulikeinrichtung in einem zweiten Stellzustand und
5 den Drehschwingungstilger aus den 2 bis 4 mit dem aus der Ausgangsstellung verschwenkten Hebelelement.
Die 1 bis 5 zeigen eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehschwingungstilgers 2. In den Figuren sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Drehrichtungen 12, 14, die auch als einander entgegengesetzte Umfangsrichtungen bezeichnet werden können, des Drehschwingungstilgers 2 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei der Drehschwingungstilger 2 eine sich in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckende Drehachse 16 aufweist. Nachstehend werden die beiden Drehrichtungen 12, 14 auch als erste Drehrichtung 12 und zweite Drehrichtung 14 bezeichnet.
Der Drehschwingungstilger 2 weist ein um die Drehachse 16 in den Drehrichtungen 12, 14 drehbares Basisteil 18 auf. Das Basisteil 18 kann beispielsweise plattenförmig ausgebildet sein, wobei sich das Basisteil 18 vorzugsweise in der von den radialen Richtungen 8, 10 aufgespannten Ebene, hier der Zeichnungsebene, erstreckt. Das Basisteil 18 kann im Bereich der Drehachse 16 mit der Ausgangsseite einer Komponente innerhalb eines Antriebsstrangs verbunden sein oder die Ausgangsseite dieser Komponente bilden, wobei es sich bei einer solchen Komponente vorzugsweise um einen Verbrennungsmotor, eine Schwungmasse oder um einen Torsionsschwingungsdämpfer handelt.
An dem Basisteil 18 ist ein Trägheitsmassenteil 20 angeordnet. Das Trägheitsmassenteil 20 ist ringförmig ausgebildet und in radialer Richtung 8 außen an dem Basisteil 18 angeordnet, wobei das Trägheitsmassenteil 20 nicht zwangsläufig an der in radialer Richtung 8 am weitesten außenliegenden Außenseite 22 des Basisteils 18 abgestützt sein muss. In der dargestellten Ausführungsform ist das Trägheitsmassenteil 20 vielmehr in radialer Richtung 8, 10 von der genannten Außenseite 22 beabstandet, so dass es hier nicht zu einem Reibkontakt zwischen dem Trägheitsmassenteil 20 und der Außenseite 22 des Basisteils 18 kommt. Alternativ könnte das Trägheitsmassenteil 20 jedoch auch mittelbar oder unmittelbar an der Außenseite 22 abgestützt sein. Das Trägheitsmassenteil 20 kann entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellvorrichtung 24 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdreht werden. So kann das Trägheitsmassenteil 20 sowohl in der ersten Drehrichtung 12 als auch in der entgegengesetzten zweiten Drehrichtung 14 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdreht werden. Dabei ist das Trägheitsmassenteil 20 unter Beibehaltung eines vorbestimmten Radialabstandes r₁ zu der Drehachse 16 relativ zu dem Basisteil 18 verdrehbar.
Wie aus 1 ersichtlich, weist der Drehschwingungstilger 2 zwei Rückstellvorrichtungen 24 auf, die einander gegenüberliegend an dem Drehschwingungstilger 2 angeordnet und hier im Wesentlichen baugleich ausgebildet sind, so dass die Rückstellvorrichtungen 24 nachstehend unter Bezugnahme auf nur eine der Rückstellvorrichtungen 24 beschrieben werden, wobei die Beschreibung gleichermaßen für die andere Rückstellvorrichtung 24 gilt. Die Rückstellvorrichtung 24 weist eine Federeinrichtung 26 zur Erzeugung einer Stellkraft und ein verschwenkbares Hebelelement 28 auf, über das die Stellkraft der Federeinrichtung 26 unter Erzeugung der auf das Trägheitsmassenteil 20 wirkenden Rückstellkraft auf das Trägheitsmassenteil 20 übertragen werden kann.
Das Hebelelement 28 ist um einen Anlenkpunkt 30 relativ zu dem Basisteil 18 verschwenkbar. Mithin kann das Hebelelement 28 um eine sich in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckende Schwenkachse relativ zu dem Basisteil 18 verschwenkt werden. Zu diesem Zweck ist an dem Basisteil 18 ein entlang eines sich in radialer Richtung 8, 10 geradlinig erstreckenden Verschiebeweges 32 verschiebbarer hervorstehender Ansatz 34 zur Ausbildung des Anlenkpunktes 30 vorgesehen. Zur Ausbildung des Verschiebeweges 32 kann beispielsweise eine entsprechende Führung für den hervorstehenden Ansatz 34 an dem Basisteil 18 vorgesehen sein. Der hervorstehende Ansatz 34 erstreckt sich in axialer Richtung 4, 6 in eine Führung 36 in dem Hebelelement 28, die sich in Erstreckungsrichtung des Hebelelements 28 erstreckt und hier als längliche Aussparung ausgebildet ist.
Das Hebelelement 28 weist einen ersten Hebelabschnitt 38 zwischen einem Stellkraftangriffspunkt 40, an dem die Stellkraft der Federeinrichtung 26 auf das Hebelelement 28 übertragen wird, und dem Anlenkpunkt 30 auf. Darüber hinaus weist das Hebelelement 28 einen zweiten Hebelabschnitt 42 auf, der sich zwischen dem Anlenkpunkt 30 und einem Rückstellkraftangriffspunkt 44 erstreckt, wobei die aus der Stellkraft der Federeinrichtung 26 resultierende Rückstellkraft an dem Rückstellkraftangriffspunkt 44 auf das Trägheitsmassenteil 20 wirkt. Der erste Hebelabschnitt 38 weist eine Länge l₁ auf, während der zweite Hebelabschnitt 42 eine Länge l₂ aufweist. Mithin weist das Hebelelement 28 ein Hebelverhältnis l₁/l₂ im Sinne von l₁ geteilt durch l₂ auf.
Die beiden Längen l₁ und l₂ können durch Verdrehen des Trägheitsmassenteils 20 relativ zu dem Basisteil 18, wie dies in 5 angedeutet ist, im Wesentlichen unter Beibehaltung des Hebelverhältnisses l₁/l₂ verändert, mithin vergrößert oder verringert werden. Zu diesem Zweck ist in der dargestellten Ausführungsform zum einen der Anlenkpunkt 30 relativ zu dem Hebelelement 28 verschiebbar, wie dies vorstehend bereits unter Bezugnahme auf den hervorstehenden Ansatz 34 und die Führung 36 beschrieben wurde, und zum anderen ist der Stellkraftangriffspunkt 40 relativ zu dem Hebelelement 28 verschiebbar. Letzteres ist beispielhaft dadurch bewirkt, dass der den Stellkraftangriffspunkt 40 ausbildende Ansatz 46 in einer Führung 48 innerhalb des Hebelelements 28 angeordnet ist, wobei sich die Führung 48 wie bereits die Führung 36 in Erstreckungsrichtung des Hebelelements 28 erstreckt und hier beispielhaft als langgestreckte Aussparung in dem Hebelelement 28 ausgebildet ist. Der Rückstellkraftangriffspunkt 44 ist hingegen feststehend an dem Hebelelement 28 angeordnet, wobei das Hebelelement 28 an dem Rückstellkraftangriffspunkt 44 um eine sich in die axialen Richtungen 4, 6 erstreckende Schwenkachse relativ zu dem Trägheitsmassenteil 20 verschwenkbar ist.
Die Federeinrichtung 26 der Rückstellvorrichtung 24 weist ein erstes Federelement 50 und ein zweites Federelement 52 auf. Die beiden Federelemente 50, 52 sind als Druckfedern, hier als Schraubendruckfedern, ausgebildet und wirken einander entgegengesetzt auf das Hebelelement 28. So sind die beiden Federelemente 50, 52 jeweils einerseits an dem Basisteil 18, hier an einem Vorsprung 54, und andererseits an dem Stellkraftangriffspunkt 40 bzw. dem Ansatz 46 abgestützt, wobei der Ansatz 46 vorzugsweise an einem verschiebbaren Schlitten (nicht dargestellt) angeordnet ist, an dem die Federelemente 50, 52 abgestützt sind, so dass auch von einer mittelbaren Abstützung an dem Rückstellkraftangriffspunkt 44 bzw. Ansatz 46 gesprochen werden kann.
Das Hebelelement 28 ist unter Vorspannung des ersten und zweiten Federelements 50, 52 in der in den 1 bis 4 gezeigten Ausgangsstellung angeordnet. Dabei sind das erste und zweite Federelemente 50, 52 derart vorgespannt, dass beide Federelemente 50, 52 über den maximalen Verdrehwinkelbereich des Trägheitsmassenteils 20 gegenüber dem Basisteil 18 jeweils eine Stellkraft auf das Hebelelement 28 ausüben. Mit anderen Worten ist die Vorspannung der Federelemente 50, 52 derart gewählt, dass diese unabhängig vom Grad der Verdrehung des Trägheitsmassenteils 20 relativ zu dem Basisteil 18 zumindest teilweise erhalten bleibt.
Das erste Federelement 50 und das zweite Federelement 52 weisen jeweils eine Längsachse 56, 58 auf, wobei die Längsachsen 56, 58 gegenüber der Drehachse 16 des Drehschwingungstilgers 2 in radialer Richtung 8 nach außen versetzt sind. Die beiden Längsachsen 56, 58 erstrecken sich dabei entlang einer gemeinsamen Geraden, so dass auch von miteinander fluchtend angeordneten Längsachsen 56, 58 gesprochen werden kann. Auch erstrecken sich die beiden Längsachsen 56, 58 parallel zu einer Radialen des Drehschwingungstilgers 2. Überdies sind nicht nur die Längsachsen 56, 58 der Federelemente 50, 52 in radialer Richtung 8 nach außen gegenüber der Drehachse 16 versetzt, vielmehr sind die Federelemente 50, 52 selbst auch in radialer Richtung 8 von der Drehachse 16 beabstandet angeordnet, wie dies anhand des Radialabstandes r₂ angedeutet ist. Auf diese Weise kann das Basisteil 18 im Bereich der Drehachse 16 drehfest mit einer Ausgangsseite einer Komponente eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug verbunden werden, ohne dass eine solche Verbindung durch die Federeinrichtung 26 be- oder gar verhindert wird.
Das Hebelelement 28 ist als ein im Wesentlichen starres Hebelelement 28 ausgebildet. Das zuvor erwähnte Hebelverhältnis l₁/l₂ ist jedoch veränderbar. Mithin ist eine Rückstellvorrichtung 24 geschaffen, die unter Veränderung einer Rückstellkraftkennlinie der im Rückstellkraftangriffspunkt 44 auf das Trägheitsmassenteil 20 wirkenden Rückstellkraft verstellt werden kann. In der dargestellten Ausführungsform kann dies dadurch bewirkt werden, dass der Anlenkpunkt 30 bzw. der den Anlenkpunkt 30 ausbildende hervorstehende Ansatz 34 relativ zu dem Basisteil 18 entlang des Verschiebeweges 32 verschoben wird, wie dies in den 3 und 4 angedeutet ist. Die Verstellung der Rückstellvorrichtung 24 unter Veränderung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil 20 wirkenden Rückstellkraft bzw. die Verschiebung des Anlenkpunktes 30 oder des hervorstehenden Ansatzes 34 entlang des Verschiebeweges 32 relativ zu dem Basisteil 18 kann durch eine Verstellvorrichtung 60 des Drehschwingungstilgers 2 bewirkt werden, wie nachstehend näher erläutert werden soll.
Wie aus 2 ersichtlich, ist die Verstellvorrichtung 60 im Wesentlichen aus einer Hydraulikeinrichtung 62 und einem Stellteil 64 zusammengesetzt, wobei das Stellteil 64 der Verstellvorrichtung 60 mit beiden in 1 gezeigten Rückstellvorrichtungen 24 zusammenwirkt. Mithin ist eine Verstellvorrichtung 60 oder ein Stellteil 64 für zwei oder mehr Rückstellvorrichtungen 24 geschaffen. Das Stellteil 64 ist ringförmig und als ein im Wesentlichen starres Stellteil 64 ausgebildet. Dabei ist das Stellteil 64 zumindest teilweise ringscheibenförmig ausgebildet, um eine geringe axiale Baulänge des Drehschwingungstilgers 2 sicherzustellen. Das Stellteil 64 ist an dem Basisteil 18 angeordnet und – zumindest in einem maximalen Verdrehwinkelbereich – relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdrehbar. Mithin bildet das Stellteil 64 sinngemäß auch ein Trägheitsmassenteil aus, das aufgrund der Drehschwingungen des Basisteils 18 sowohl in die erste Drehrichtung 12 als auch in die zweite Drehrichtung 14 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdreht werden kann, was auf die auf das Stellteil 64 wirkenden Trägheitskräfte bei Drehschwingungen des Basisteils 18 zurückzuführen ist.
Das Stellteil 64 wirkt derart mit der Rückstellvorrichtung 24 oder mit dem Anlenkpunkt 30 oder dem den Anlenkpunkt 30 ausbildenden Ansatz 34 zusammen, dass die Rückstellvorrichtung 24 unter Veränderung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil 20 wirkenden Rückstellkraft verstellt wird. Genauer gesagt wirkt das Stellteil 64 derart mit dem Anlenkpunkt 30 oder dem den Anlenkpunkt 30 ausbildenden hervorstehenden Ansatz 34 zusammen, dass dieser durch Verdrehen des Stellteils 64 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 unter Veränderung des Hebelverhältnisses l₁/l₂ des Hebelelements 28 verstellbar oder/und verschiebbar, mithin veränderbar, ist. Zu diesem Zweck weist das Stellteil 64 eine sich schräg zu dem Verschiebeweg 32 erstreckende und den Verschiebeweg 32 kreuzende Zwangsführung 66 auf, die mit dem den Anlenkpunkt 30 ausbildenden hervorstehenden Ansatz 34 zusammenwirkt. Genauer gesagt erstreckt sich der hervorstehende Ansatz 34 in der dargestellten Ausführungsform in axialer Richtung 4, 6 in die Zwangsführung 66, die hier wiederum als langgestreckte Aussparung in dem Stellteil 64 ausgebildet ist. Die Zwangsführung 66 ist geradlinig ausgebildet, wobei es auch vorteilhaft sein könnte, eine Zwangsführung 66 mit einem von einer Geraden abweichenden Verlauf vorzusehen.
Es ist somit zunächst festzuhalten, dass das Stellteil 64 aufgrund von Drehschwingungen des Basisteils 18 sowohl in die erste Drehrichtung 12 als auch in die zweite Drehrichtung 14 trägheitsbedingt relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdrehbar ist, so dass die Rückstellvorrichtung 24 bzw. der Anlenkpunkt 30 mit Hilfe desselben Stellteils 64 sowohl in die eine Richtung als auch in die entgegengesetzte Richtung verstellbar, gegebenenfalls verschiebbar, ist. Das Stellteil 64 kann darüber hinaus unter Verhinderung einer Verdrehung des Stellteils 64 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 lösbar arretiert werden, um beispielsweise eine gleichbleibende Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil 20 wirkenden Rückstellkraft in einem Betriebszustand, zum Beispiel in einem vorbestimmten Drehzahlbereich, zu bewirken. Dabei kann das Stellteil 64 unter Verhinderung einer Verdrehung des Stellteils 64 relativ zu dem Basisteil 18 insbesondere in einer Position zwischen zwei Endpositionen des Stellteils 64 arretiert werden. Die Endpositionen bezeichnen hierbei Positionen des Stellteils 64, die dieses einnimmt, wenn das Stellteil 64 maximal in der ersten Drehrichtung 12 bzw. maximal in der zweiten Drehrichtung 14 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdreht ist, wobei diese Positionen konstruktiv, beispielsweise mittels Anschlägen, vorgegeben sein können.
Bei einem nicht arretierten Stellteil 64 würde bei Drehschwingungen des Basisteils 18 eine Trägheitskraft auf das Stellteil 64 wirken, die wechselweise ein Verdrehen des Stellteils 64 in die erste Drehrichtung 12 und die zweite Drehrichtung 14 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verursacht, so dass auch die Rückstellvorrichtung 24 wechselweise in die eine und die entgegengesetzte Wirkrichtung verstellt würde. Mithin würde die Rückstellvorrichtung 24 nicht gezielt in nur eine Wirkrichtung verstellt. Um dies zu ermöglichen, ist das Stellteil 64 nicht nur auf die zuvor beschriebene Weise arretierbar, vielmehr kann das Stellteil 64 darüber hinaus in einer Position zwischen den zuvor beschriebenen Endpositionen festgelegt werden, dass das Stellteil 64 in einer Drehrichtung 12 oder 14 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdrehbar und in der entgegengesetzten Drehrichtung 14 oder 12 nicht relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdrehbar ist. Sowohl die Arretierung als auch die Festlegung des Stellteils 64 wird in der dargestellten Ausführungsform hydraulisch, und zwar mittels der Hydraulikeinrichtung 62 bewirkt, die nachstehend näher unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben werden soll.
Die Hydraulikeinrichtung 62 weist eine Kolben-Zylinder-Anordnung auf, wobei in der dargestellten Ausführungsform zwei Kolben-Zylinder-Anordnungen angedeutet sind. Grundsätzlich ist lediglich eine Kolben-Zylinder-Anordnung erforderlich, jedoch sind zur Vermeidung von Unwuchten zwei einander gegenüberliegende Kolben-Zylinder-Anordnungen an dem Drehschwingungstilger 2 vorgesehen. Die einzelne Kolben-Zylinder-Anordnung weist einen Zylinder 68 und einen in dem Zylinder 68 geführten Kolben 70 auf. Der Zylinder 68 ist dabei an dem Basisteil 18 angeordnet, während der Kolben 70 an dem Stellteil 64 angeordnet ist, wobei grundsätzlich auch eine umgekehrte Anordnung möglich sein kann. Wie aus den Figuren ersichtlich, ist der Zylinder 68 als doppeltwirkender Zylinder 68 ausgebildet, so dass dieser eine erste Kammer 72 und eine zweite Kammer 74 zur Aufnahme des Hydraulikmediums, beispielsweise eines Hydrauliköls, aufweist.
Die Hydraulikeinrichtung 62 weist ferner zwei Leitungen 76, 78 auf, von denen die Leitung 76 in die erste Kammer 72 mündet, während die Leitung 78 in die zweite Kammer 74 mündet. An ihrem dem Zylinder 68 abgewandten Ende führen die Leitungen 76, 78 zu einem als Wegeventil ausgebildeten Steuerventil 80, das auf seiner den Leitungen 76, 78 abgewandten Seite zu einer Leitung 82 führt, die mit dem Systemdruck beaufschlagt wird. Darüber hinaus ist auf der der Leitung 82 abgewandten Seite des Steuerventils 80 eine Leitung 84 vorgesehen, die unter Unterteilung einer Leitung zwischen den Leitungen 76, 78 in eine Verbindungsleitung 86 und eine Verbindungsleitung 88 in die Leitung einmündet. In den beiden Verbindungsleitungen 86, 88 ist jeweils ein Sperrventil 90, 92 angeordnet, wobei die Sperrventile 90, 92, die hier als Rückschlagventile, genauer gesagt federvorgespannte Rückschlagventile, ausgebildet sind, eine einander entgegengesetzte Wirkrichtung aufweisen. Die Hydraulikeinrichtung 62 kann mit Hilfe des Steuerventils 80 in einen Arretierzustand, einen ersten Stellzustand und einen zweiten Stellzustand überführt werden, um die zuvor erwähnte Arretierung bzw. Festlegung des Stellteils 64 zu bewirken, wobei die genannten Zustände nachstehend näher erläutert werden.
2 zeigt den Arretierzustand der Hydraulikeinrichtung 62. In dem Arretierzustand kann das Hydraulikmedium nicht über die Leitung 76 aus der ersten Kammer 72 abfließen, zumal dies sowohl durch das Sperrventil 92 als auch durch das Steuerventil 80 verhindert wird. In entsprechender Weise kann auch kein Hydraulikmedium über die Leitung 78 aus der zweiten Kammer 74 abfließen, zumal dies durch das Sperrventil 90 und das Steuerventil 80 verhindert wird. Darüber hinaus verhindert das Steuerventil 80 im Arretierzustand der Hydraulikeinrichtung 62 ein Zufließen von Hydraulikmedium über die Leitung 76 in die erste Kammer 72 und über die Leitung 78 in die zweite Kammer 74.
In der dargestellten Ausführungsform dienen die Leitungen 82, 84 und somit das Anlegen des Systemdrucks lediglich dazu, etwaige – gegebenenfalls leckagebedingte – Druckverluste in der ersten und zweiten Kammer 72, 74 auszugleichen, zumal bei einem derartigen Druckverlust der Druck innerhalb der Kammern 72, 74 mittels des Systemdrucks ausgeglichen werden kann, da in diesem Fall die Sperrventile 92 oder/und 90 durch den Systemdruck geöffnet werden können, um den Druckverlust auszugleichen. Würde man von einem System ausgehen, bei dem keinerlei Druckverluste in den Kammern 72, 74 auftreten, so könnte auf das Vorsehen der Leitungen 82, 84 bzw. auf das Anlegen des Systemdrucks gänzlich verzichtet werden, zumal dieser dann keinerlei Einfluss auf die Funktionsweise der Hydraulikeinrichtung 62 hätte. Im Arretierzustand gemäß 2 wird ein Verdrehen des Stellteils 64 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verhindert, selbst wenn bei Drehschwingungen des Basisteils 18 entsprechende Trägheitskräfte in Drehrichtung 12 oder 14 auf das Stellteil 64 wirken.
3 zeigt einen ersten Stellzustand der Hydraulikeinrichtung 62. Im ersten Stellzustand kann das aufgrund von Drehschwingungen des Basisteils 18 mit einer Trägheitskraft beaufschlagte Stellteil 64 bzw. der an dem Stellteil 64 angeordnete Kolben 70 Hydraulikmedium aus der ersten Kammer 72, nicht jedoch aus der zweiten Kammer 74 verdrängen. Das aus der ersten Kammer 72 verdrängte Hydraulikmedium gelangt über die Leitung 76, das Steuerventil 80, die Leitung 84, die Verbindungsleitung 86 und die Leitung 78 in die zweite Kammer 74, so dass in dem ersten Stellzustand Hydraulikmedium in die zweite Kammer 74 einführbar ist. Dabei öffnet sich das Sperrventil 90 aufgrund des erhöhten Drucks in der ersten Kammer 72, so dass das Hydraulikmedium, hier das aus der ersten Kammer 72 verdrängte Hydraulikmedium, in die zweite Kammer 74 einführbar ist. Ein gleichzeitiges Verdrängen von Hydraulikmedium aus der zweiten Kammer 74 aufgrund eines trägheitskraftbeaufschlagten Stellteils 64 wird in dem ersten Stellzustand durch das Sperrventil 90 und das Steuerventil 80 verhindert. Sinngemäß wird das Stellteil 64 aufgrund der Drehschwingungen des Basisteils 18 trägheitsbedingt stufenweise in der Drehrichtung 12 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdreht. Dabei wirkt die Zwangsführung 66 in dem Stellteil 64 derart mit dem Anlenkpunkt 30 bzw. dem den Anlenkpunkt 30 ausbildenden hervorstehenden Ansatz 34 zusammen, dass dieser entlang des Verschiebeweges 32 in radialer Richtung 10 nach innen verschoben wird. Hierdurch verringert sich das Hebelverhältnis l₁/l₂ des Hebelelements 28, indem sich der erste Hebelabschnitt 38 verkürzt und der zweite Hebelabschnitt 42 verlängert. Mithin kann durch Überführen der Hydraulikeinrichtung 62 in den ersten Stellzustand eine Steifigkeit der Rückstellvorrichtung 24 bzw. die Steigung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil 20 wirkenden Rückstellkraft verringert werden. Um eine weitere Veränderung der Rückstellkraftkennlinie bei Erreichen der gewünschten Steifigkeit der Rückstellvorrichtung 24 zu vermeiden, kann die Hydraulikeinrichtung 62 wieder durch das Steuerventil 80 in den in 2 gezeigten Arretierzustand überführt werden, wobei das Stellteil 64 dann in seiner erreichten Verdrehposition gegenüber dem Basisteil 18 verbleibt.
4 zeigt die Hydraulikeinrichtung 62 in einem zweiten Stellzustand, der dem ersten Stellzustand ähnelt, jedoch ist in dem zweiten Stellzustand durch das aufgrund von Drehschwingungen des Basisteils 18 mit Trägheitskraft beaufschlagte Stellteil 64 Hydraulikmedium aus der zweiten Kammer 74, nicht jedoch aus der ersten Kammer 72 verdrängbar. So verhindert das Sperrventil 92 und das Steuerventil 80 ein Verdrängen von Hydraulikmedium aus der ersten Kammer 72 über die Leitung 76. Demgegenüber kann Hydraulikmedium aus der zweiten Kammer 74 über die Leitung 78, das Steuerventil 80, die Leitung 84, unter Öffnung des Sperrventils 92 die Verbindungsleitung 88 und die Leitung 76 verdrängt und in die erste Kammer 72 eingeführt werden. Mithin wird das Stellteil 64 trägheitsbedingt schrittweise in die zweite Drehrichtung 14 relativ zu dem Basisteil 18 um die Drehachse 16 verdreht. Die mit dem Anlenkpunkt 30 bzw. dem den Anlenkpunkt 30 ausbildenden hervorstehenden Ansatz 34 zusammenwirkende Zwangsführung 66 an dem Stellteil 64 bewirkt dabei, dass der Anlenkpunkt 30 bzw. der den Anlenkpunkt 30 ausbildende hervorstehende Ansatz 34 entlang des Verschiebeweges 32 in radialer Richtung 8 nach außen verschoben wird. Hierdurch verkürzt sich der zweite Hebelabschnitt 42, während sich der erste Hebelabschnitt 38 verlängert. Mithin wird das Hebelverhältnis l₁/l₂ vergrößert, so dass die Steifigkeit der Rückstellvorrichtung 24 bzw. die Steigung der Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil 20 wirkenden Rückstellkraft erhöht wird. Ist die gewünschte Steifigkeit der Rückstellvorrichtung 24 erreicht, so kann die Hydraulikeinrichtung 62 durch Verstellen des Steuerventils 80 wieder in den Arretierzustand überführt werden, wobei die Steifigkeit der Rückstellvorrichtung 24 bzw. die Verdrehposition des Stellteils 64 relativ zu dem Basisteil 18 durch die Arretierung beibehalten wird.
Bezugszeichenliste

2: Drehschwingungstilger
4: axiale Richtung
6: axiale Richtung
8: radiale Richtung
10: radiale Richtung
12: erste Drehrichtung
14: zweite Drehrichtung
16: Drehachse
18: Basisteil
20: Trägheitsmassenteil
22: Außenseite
24: Rückstellvorrichtung
26: Federeinrichtung
28: Hebelelement
30: Anlenkpunkt
32: Verschiebeweg
34: hervorstehender Ansatz
36: Führung
38: erster Hebelabschnitt
40: Stellkraftangriffspunkt
42: zweiter Hebelabschnitt
44: Rückstellkraftangriffspunkt
46: Ansatz
48: Führung
50: erstes Federelement
52: zweites Federelement
54: Vorsprung
56: Längsachse
58: Längsachse
60: Verstellvorrichtung
62: Hydraulikeinrichtung
64: Stellteil
66: Zwangsführung
68: Zylinder
70: Kolben
72: erste Kammer
74: zweite Kammer
76: Leitung
78: Leitung
80: Steuerventil
82: Leitung
84: Leitung
86: Verbindungsleitung
88: Verbindungsleitung
90: Sperrventil
92: Sperrventil
l₁: Länge des ersten Hebelabschnitts
l₂: Länge des zweiten Hebelabschnitts
r₁: Radialabstand
r₂: Radialabstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19907216 C1 [0002, 0006, 0006]

Claims

Drehschwingungstilger (2) mit einem um eine Drehachse (16) drehbaren Basisteil (18), einem an dem Basisteil (18) angeordneten Trägheitsmassenteil (20), das entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellvorrichtung (24) relativ zu dem Basisteil (18) verdrehbar ist, und einer Verstellvorrichtung (60), wobei die Rückstellvorrichtung (24) unter Veränderung einer Rückstellkraftkennlinie der auf das Trägheitsmassenteil (20) wirkenden Rückstellkraft durch die Verstellvorrichtung (60) verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (60) ein an dem Basisteil (18) angeordnetes Stellteil (64) aufweist, das aufgrund einer auf das Stellteil (64) wirkenden Trägheitskraft unter Verstellen der Rückstellvorrichtung (24) relativ zu dem Basisteil (18) um die Drehachse (16) verdrehbar ist.
Drehschwingungstilger (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellteil (64) unter Verhinderung einer Verdrehung des Stellteils (64) relativ zu dem Basisteil (18) um die Drehachse (16) arretierbar ist.
Drehschwingungstilger (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellteil (64) derart festlegbar ist, dass das Stellteil (64) in einer Drehrichtung (12; 14) relativ zu dem Basisteil (18) um die Drehachse (16) verdrehbar und in einer entgegengesetzten Drehrichtung (14; 12) nicht relativ zu dem Basisteil (18) um die Drehachse (16) verdrehbar ist.
Drehschwingungstilger (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellteil (64) zwischen zwei Endpositionen unter Verstellen der Rückstellvorrichtung (24) relativ zu dem Basisteil (18) um die Drehachse (16) verdrehbar ist, wobei das Stellteil (64) vorzugsweise unter Verhinderung einer Verdrehung des Stellteils (64) relativ zu dem Basisteil (18) in einer Position zwischen den beiden Endpositionen arretierbar oder/und derart in einer Position zwischen den Endpositionen festlegbar ist, dass das Stellteil (64) in einer Drehrichtung (12; 14) relativ zu dem Basisteil (18) um die Drehachse (16) verdrehbar und in einer entgegengesetzten Drehrichtung (14; 12) nicht relativ zu dem Basisteil (18) um die Drehachse (16) verdrehbar ist.
Drehschwingungstilger (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellteil (64) hydraulisch arretierbar oder/und festlegbar ist, wobei die Verstellvorrichtung (60) vorzugsweise eine Hydraulikeinrichtung (62) mit einem Zylinder (68) und einem in dem Zylinder (68) geführten Kolben (70) aufweist, von denen der Kolben (70) an dem Stellteil (64) oder dem Basisteil (18) und der Zylinder (68) an dem Basisteil (18) oder dem Stellteil (64) angeordnet ist, und der Zylinder (68) besonders bevorzugt als doppeltwirkender Zylinder (68) ausgebildet ist.
Drehschwingungstilger (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der doppeltwirkende Zylinder (68) eine erste Kammer (72) und eine zweite Kammer (74) aufweist und die Hydraulikeinrichtung (62) in einen Arretierzustand, in dem der Zufluss und Abfluss von Hydraulikmedium in und aus der ersten und zweiten Kammer (72, 74) verhindert ist, einen ersten Stellzustand, in dem durch das trägheitskraftbeaufschlagte Stellteil (64) Hydraulikmedium aus der ersten Kammer (72), nicht jedoch aus der zweiten Kammer (74) verdrängbar ist, oder/und einen zweiten Stellzustand überführbar ist, in dem durch das trägheitskraftbeaufschlagte Stellteil (64) Hydraulikmedium aus der zweiten Kammer (74), nicht jedoch aus der ersten Kammer (72) verdrängbar ist, wobei im ersten oder/und zweiten Stellzustand Hydraulikmedium in die zweite oder/und erste Kammer (74; 72) einführbar ist, das besonders bevorzugt von dem aus der ersten oder/und zweiten Kammer (72; 74) verdrängten Hydraulikmedium gebildet ist.
Drehschwingungstilger (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellvorrichtung (24) mindestens ein verschwenkbares Hebelelement (28) aufweist, über das eine Stellkraft unter Erzeugung der auf das Trägheitsmassenteil (20) wirkenden Rückstellkraft auf das Trägheitsmassenteil (20) übertragbar ist, wobei das Hebelelement (28) vorzugsweise um einen Anlenkpunkt (30) verschwenkbar ist, der derart mit dem Stellteil (64) zusammenwirkt, dass dieser durch Verdrehen des Stellteils (64) relativ zu dem Basisteil (18) um die Drehachse (16) unter Veränderung des Hebelverhältnisses (l₁/l₂) des Hebelelements (28) verstellbar oder/und verschiebbar ist.
Drehschwingungstilger (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Basisteil (18) ein entlang eines, sich gegebenenfalls in radialer Richtung (8, 10) oder/und geradlinig erstreckenden, Verschiebeweges (32) verschiebbarer hervorstehender Ansatz (34) zur Ausbildung des Anlenkpunktes (30) vorgesehen ist, wobei das Stellteil (64) vorzugsweise eine sich schräg zu dem Verschiebeweg (32), gegebenenfalls geradlinig, erstreckende, mit dem hervorstehenden Ansatz (34) zusammenwirkende Zwangsführung (66) aufweist.
Drehschwingungstilger (2) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägheitsmassenteil (20) unter Beibehaltung eines vorbestimmten Radialabstandes (r₁) zur Drehachse (16) relativ zu dem Basisteil (18) verdrehbar ist oder/und dass das Hebelelement (28) einen ersten Hebelabschnitt (38) zwischen einem Stellkraftangriffspunkt (40) und dem Anlenkpunkt (30) und einen zweiten Hebelabschnitt (42) zwischen dem Anlenkpunkt (30) und einem Rückstellkraftangriffspunkt (44) aufweist, deren Länge (l₁, l₂) durch Verdrehen des Trägheitsmassenteils (20) relativ zu dem Basisteil (18) im Wesentlichen unter Beibehaltung des Hebelverhältnisses (l₁/l₂) veränderbar ist, wobei vorzugsweise zwei der genannten Punkte (30, 40, 44), gegebenenfalls der Anlenkpunkt (30) einerseits und der Stellkraftangriffspunkt (40) oder der Rückstellkraftangriffspunkt (44) andererseits, unter Veränderung der Längen (l₁, l₂) der Hebelabschnitte (38, 42) relativ zu dem Hebelelement (28) verschiebbar sind und der verbleibende Punkt besonders bevorzugt feststehend an dem Hebelelement (28) angeordnet ist.
Drehschwingungstilger (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellvorrichtung (24) eine Federeinrichtung (26) zur Erzeugung der Stellkraft aufweist, wobei die Federeinrichtung (26) vorzugsweise ein erstes Federelement (50) und ein zweites Federelement (52) aufweist, die einander entgegengesetzt auf das Hebelelement (28) wirken und besonders bevorzugt als Druckfedern, gegebenenfalls Schraubendruckfedern, ausgebildet sind.
Drehschwingungstilger (2) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (28) unter Vorspannung des ersten und zweiten Federelements (50, 52) in einer Ausgangsstellung angeordnet ist, wobei das erste und zweite Federelement (50, 52) vorzugsweise derart vorgespannt sind, dass beide über den maximalen Verdrehwinkelbereich des Trägheitsmassenteils (20) jeweils eine Stellkraft auf das Hebelelement (28) ausüben.
Drehschwingungstilger (2) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Federelement (50) und das zweite Federelement (52) jeweils eine Längsachse (56, 58) aufweisen, die gegenüber der Drehachse (16) radial nach außen versetzt ist, wobei sich die Längsachsen (56, 58) vorzugsweise entlang einer gemeinsamen Geraden oder/und parallel zu einer Radialen erstrecken oder/und die Federelemente (50, 52) besonders bevorzugt von der Drehachse (16) in radialer Richtung (8, 10) beabstandet sind.
Drehschwingungstilger (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellteil (64) oder/und das Trägheitsmassenteil (20) ringförmig, das Stellteil (64) vorzugsweise ringscheibenförmig, ausgebildet ist oder/und dass das Stellteil (64) oder/und das Hebelelement (28) als ein im Wesentlichen starres Stellteil (64) oder/und Hebelelement (28) ausgebildet ist.