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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen einer Antriebsquelle, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.
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Stand der Technik
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In modernen Kraftfahrzeugen stellt derzeit ein sogenanntes Zweimassenschwungrad (ZMS) das Mittel der Wahl zur Dämpfung von Torsionsschwingungen der Antriebseinheit, insbesondere eines Verbrennungskraftmotors, im Antriebsstrang dar.
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Das Zweimassenschwungrad sitzt innerhalb eines Kraftfahrzeugs zwischen der Antriebseinheit und dem Hauptgetriebe und stellt somit einen Teil des Antriebsstrangs dar.
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Das ZMS setzt sich im Groben aus einer antriebsseitigen Primärschwungmasse, einer getriebeseitigen Sekundärschwungmasse und einer Dämpfungseinheit, in der Regel eine Feder-Dämpfungseinheit, welche die Primärschwungmasse und die Sekundärschwungmasse miteinander verbindet, zusammen.
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Meist handelt es sich bei der eingesetzten Feder-Dämpfungseinheit um Bogenfedern. Um einen hohen Verdrehwinkel zwischen der Primärschwungmasse und der Sekundärschwungmasse und eine hohe Energiekapazität darzustellen, sind die Bogenfedern meist im Bereich des äußeren Umfangs (auf dem maximal möglichen Durchmesser) der beiden Schwungmassen angeordnet. Dadurch entsteht ein erhöhter radialer Bauraumbedarf.
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Des Weiteren wirken bei der Übertragung von Drehmoment vom Motor über das ZMS hin zum Getriebe hohe Fliehkräfte auf die Bogenfedern, wobei es durch Reibkräfte der Bogenfedern an einem diese umhüllenden Bauteil zur Stilllegung einzelner Windungen der Bogenfedern kommen kann. Dadurch wird die Funktion des ZMS insbesondere bei höheren Drehzahlen stark beeinträchtigt.
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Der Stand der Technik behandelt Zweimassenschwungräder in unterschiedlichsten Ausführungsformen und Ausgestaltungen, aber auch unterschiedlichste konstruktive Alternativen zum ZMS werden beschrieben.
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So zeigt beispielsweise das Dokument
US 3,022,679 eine alternative Ausführung eines Torsions-Vibrationsdämpfers für ein Kraftfahrzeug. Der darin vorgestellte Torsions-Vibrationsdämpfer weist ein treibendes Element, ein getriebenes Element, ein Gehäuse, belastbare Mittel, die im Gehäuse angeordnet sind und mit Kugelrampen in Verbindung stehen, wobei die Kugelrampen drehbar und axial bewegbar ausgeführt sind, wobei die Bewegung der Kugelrampen und der belastbaren Mittel Torsionsschwingungen im treibenden Element oder im getriebenen Element lindern bzw. verhindern.
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Die
DE 198 24 457 A1 beschreibt eine Wellenkupplung mit zwei gegeneinander verdrehbaren Anschlusselementen, die über ein drehelastisches Mittel miteinander verbunden sind und mit einer Dämpfungsvorrichtung, die zwischen den Anschlusselementen zur Unterdrückung von Torsionsschwingungen der drehelastischen Mittel wirksam ist, wobei die drehelastischen mittel zwei gegeneinander verdrehbare Rampenscheiben aufweisen, wobei sich die eine Scheibe drehfest und starr an dem einen Anschlusselement und die andere Scheibe drehfest und axial elastisch über Druckfedern am anderen Anschlusselement abstützt.
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Die Druckschrift
DE 103 02 750 A1 beschreibt einen Drehschwingungsdämpfer. Der Drehschwingungsdämpfer weist ein erstes Element, welches ein antriebsseitiges Element bildet und ein zweites Element, welches ein abtriebsseitiges Element bildet, auf. Das erste und das zweite Element sind koaxial zueinander angeordnet und können in einem vorgegebenen Winkelbereich bezüglich der gemeinsamen Drehachse relativ zueinander verdreht werden. Zwischen dem ersten und dem zweiten Element ist ein Spalt vorgesehen, der sich in Umfangsrichtung bezüglich der gemeinsamen Drehachse der beiden Elemente erstreckt. In diesem Spalt ist mindestens ein Zwischenelement angeordnet. Mindestens das erste oder das zweite Element oder das mindestens eine Zwischenelement ist elastisch ausgeführt. Bei einer Relativdrehung des ersten Elements zu dem zweiten Element ändert sich die Breite des Spalts zwischen den Elementen, wobei sich mindestens das erste oder das zweite Element oder das mindestens eine Zwischenelement verformt.
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Das Dokument
DE 10 2014 214 193 A1 offenbart einen Drehschwingungsdämpfer zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugs eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten. Der Drehschwingungsdämpfer umfasst eine mit der Antriebswelle koppelbare Basisscheibe, eine in Umfangsrichtung relativ zur Basisscheibe verlagerbaren ersten Schwungmasse, mindestens ein an der ersten Schwungmasse angreifendes Federelement zum Anpressen der ersten Schwungmasse in axialer Richtung auf die Basisscheibe zu und ein zwischen der Basisscheibe und der ersten Schwungmasse ausgebildeten ersten Rampensystem zur Verlagerung der ersten Schwungmasse in axialer Richtung relativ zur Basisscheibe bei einer Relativdrehung der ersten Schwungmasse in Umfangsrichtung relativ zur Basisscheibe.
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Weiterhin beschreibt die Druckschrift
DE 10 2012 218 877 A1 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung, die ein drehfest mit einem Antrieb verbindbares Primärelement und ein bezüglich dem Primärelement gegen die Wirkung einer Federanordnung verdrehbares Sekundärelement umfasst. Die Federanordnung weist eine in einer axialen Richtung deformierbare Ringfeder auf, die an zumindest zwei Positionen, die entlang eines Umfangs voneinander beabstandet sind, in einem vorbestimmten Abstand bezüglich einem der Elemente aus der Gruppe aus Primärelement und Sekundärelement fixiert ist. An das andere Element der Gruppe ist ein Druckelement derart angebunden, dass die Ringfeder bei einer eine Ruhelage verlassenden relativen Verdrehung zwischen dem Primärelement und dem Sekundärelement zwischen den beiden Positionen durch eine Bewegung des Druckelements derart deformiert wird, dass in einer Umfangsrichtung eine der Verdrehung entgegenwirkende Rückstellkraft zwischen Primärelement und Sekundärelement erzeugt wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine alternative Vorrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen anzugeben, die kompakt und bauraumoptimiert, sowie flexibel gestaltbar ist und zudem mit einfachen Mitteln kostengünstig herstellbar ist.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen einer Antriebsquelle, umfassend
- – ein Eingangselement,
- – ein koaxial zum Eingangselement angeordnetes Ausgangselement,
- – einen ersten Kugelrampenmechanismus, der eine erste äußere Kugelrampenscheibe und eine erste innere Kugelrampenscheibe aufweist, wobei die erste äußere Kugelrampenscheibe im Wesentlichen drehfest und nicht axial verschiebbar auf dem Eingangselement angeordnet ist und die erste innere Kugelrampenscheibe drehbar und axial verschiebbar auf dem Eingangselement oder auf einem mit dem Eingangselement verbundenen Bauteil angeordnet ist,
- – einen zweiten Kugelrampenmechanismus, der eine zweite äußere Kugelrampenscheibe und eine zweite innere Kugelrampenscheibe aufweist, wobei die zweite äußere Kugelrampenscheibe im Wesentlichen drehfest und nicht axial verschiebbar auf dem Eingangselement angeordnet ist und die zweite innere Kugelrampenscheibe drehbar und axial verschiebbar auf dem Eingangselement oder auf einem mit dem Eingangselement verbundenen Bauteil angeordnet ist,
- – zumindest ein elastisches Element, wobei das elastische Element entlang seiner Belastungsrichtung zwischen der ersten inneren Kugelrampenscheibe und der zweiten inneren Kugelrampenscheibe angeordnet ist und das elastische Element im Bereich seiner Enden mit der jeweiligen inneren Kugelrampenscheibe wirkverbunden ist,
wobei die Vorrichtung einen Abgreifring umfasst, dessen Innenkontur derart ausgebildet ist, dass zumindest eine Aufnahme gebildet wird, die im Wesentlichen einem Abschnitt der Außenkontur des elastischen Elements entspricht, wobei die Aufnahme das elastische Element zumindest abschnittsweise umschließt und der Abgreifring mit dem Ausgangselement drehfest und axial nicht bewegbar verbunden ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung zur Dämpfung von Torsionsschwingungen einer Antriebsquelle, ein Eingangselement und ein Ausgangselement auf.
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Unter der Antriebsquelle kann jegliche Art von Motor und/oder alternativem Antrieb verstanden werden. Besonders bevorzugt handelt es sich um einen Verbrennungsmotor und/oder eine elektrische Maschine.
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Erfindungsgemäß wird im Allgemeinen von der Antriebsquelle generiertes Drehmoment über das Eingangselement auf das Ausgangselement übertragen.
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Das Eingangselement ist somit als treibendes Element zu verstehen und stellt beispielsweise eine Eingangswelle oder ein mit der Eingangswelle fest verbundenes Bauteil dar, die mit der Antriebsquelle antriebswirksam verbunden ist.
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Das Ausgangselement ist als getriebenes Element zu verstehen und stellt beispielsweise eine Ausgangswelle oder ein mit der Ausgangswelle fest verbundenes Bauteil dar.
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Das Eingangselement und das Ausgangselement sind erfindungsgemäß koaxial zueinander angeordnet.
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Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen ersten Kugelrampenmechanismus und einen zweiten Kugelrampenmechanismus.
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Der erste Kugelrampenmechanismus weist erfindungsgemäß eine erste äußere Kugelrampenscheibe und eine erste innere Kugelrampenscheibe auf.
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Der zweite Kugelrampenmechanismus weist erfindungsgemäß eine zweite äußere Kugelrampenscheibe und eine zweite innere Kugelrampenscheibe auf.
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Die erste äußere Kugelrampenscheibe und die zweite äußere Kugelrampenscheibe sind gemäß der Erfindung im Wesentlichen drehfest und axial nicht verschiebbar auf dem Eingangselement oder auf einem mit dem Eingangselement im Wesentlichen fest verbundenen Bauteil angeordnet.
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Die erste innere Kugelrampenscheibe und die zweite innere Kugelrampenscheibe sind erfindungsgemäß drehbar und axial verschiebbar auf dem Eingangselement oder auf einem mit dem Eingangselement im Wesentlichen fest verbundenen Bauteil angeordnet.
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Die jeweils innere Kugelrampenscheibe ist erfindungsgemäß relativ zur jeweils äußeren Kugelrampenscheibe verdrehbar.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung sind somit auf dem Eingangselement ein erster Kugelrampenmechanismus und ein zweiter Kugelrampenmechanismus angeordnet, wobei das von der Antriebsquelle generierte Drehmoment über das Eingangselement je zur Hälfte über jeweils einen dieser Kugelrampenmechanismen auf das Ausgangselement übertragen wird.
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Zwischen der ersten inneren Kugelrampenscheibe und der zweiten inneren Kugelrampenscheibe ist erfindungsgemäß zumindest ein elastisches Element entlang einer Belastungsrichtung angeordnet.
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Die „Belastungsrichtung” entspricht der Richtung parallel zu einer Drehachse des Eingangselements und/oder des Ausgangselements.
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Das elastische Element ist erfindungsgemäß im Bereich seiner Enden mit der jeweiligen inneren Kugelrampenscheibe wirkverbunden.
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Unter einem elastischen Element sind insbesondere metallische Federelemente und/oder Polymer-Werkstoffe und/oder Verbund-Werkstoffe mit elastischer Eigenschaft zu verstehen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung zudem einen Abgreifring, dessen Innenkontur derart ausgebildet ist, dass zumindest eine Aufnahme gebildet wird, die im Wesentlichen einem Abschnitt der Außenkontur des elastischen Elements entspricht.
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Erfindungsgemäß umschließt die Aufnahme das elastische Element zumindest abschnittsweise.
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Der Abgreifring ist gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Ausgangselement oder mit einem mit dem Ausgangselement im Wesentlichen fest verbundenen Bauteil drehfest und axial nicht bewegbar verbunden.
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Über den Abgreifring wird somit das Drehmoment vom elastischen Element, das zwischen der ersten inneren Kugelrampenscheibe und der zweiten inneren Kugelrampenscheibe angeordnet ist, auf das Ausgangselement übertragen.
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Aufgrund seiner Ausgestaltung stützt der Abgreifring das elastische Element, wenn auf dieses aufgrund von hohen Drehzahlen Fliehkräfte wirken, ab. Dadurch, dass der Abgreifring das elastische Element nur abschnittsweise umgibt ergeben sich hierbei lediglich geringe Reibungsverluste.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird eine Möglichkeit geschaffen auf geringstem Bauraum mit einfachen konstruktiven Mitteln die Funktionen „Drehmoment übertragen” und „Dämpfung von Torsionsschwingungen” zu erfüllen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einer Winkelabweichung des Eingangselements zu dem Ausgangselement über den ersten Kugelrampenmechanismus und den zweiten Kugelrampenmechanismus ein axialer Hub erzeugt, der wiederum durch Komprimierung des elastischen Elements axiale Stützkräfte erzeugt. Diese axialen Stützkräfte stellen sicher, dass über den ersten Kugelrampenmechanismus und den zweiten Kugelrampenmechanismus Drehmoment übertragen werden kann.
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Die Reibung, die dabei in dem ersten Kugelrampenmechanismus und dem zweiten Kugelrampenmechanismus auftritt, ist minimal und der Einfluss der Drehzahl auf das elastische Element gering.
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Durch die kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist beispielsweise eine Integration innerhalb einer Antriebsquelle, wie zum Beispiel einer elektrischen Maschine, möglich, was wiederum dazu führt Bauraum zu sparen.
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Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist der Abgreifring im Bereich der Mitte in Bezug auf die Belastungsrichtung des elastischen Elements angeordnet.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist das elastische Element derart ausgestaltet, dass es im Bereich der Mitte in Bezug auf die Belastungsrichtung lediglich einen geringen Hub erfährt. Daraus ergibt sich nur eine minimale Reibarbeit.
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Besonders bevorzugt sind zwischen der ersten inneren Kugelrampenscheibe und der zweiten inneren Kugelrampenscheibe mehrere elastische Elemente angeordnet, wobei die Innenkontur des Abgreifrings derart ausgebildet ist, dass mehrere Aufnahmen, entsprechend der Anzahl an elastischen Elementen, gebildet werden. Jeweils eine Aufnahme entspricht im Wesentlichen einem Abschnitt der Außenkontur jeweils eines elastischen Elements, wobei und die jeweilige Aufnahme das jeweilige elastische Element zumindest abschnittsweise, bevorzugt in der Mitte des jeweiligen elastischen Elements in Bezug auf die Belastungsrichtung, umschließt.
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Es ist hierbei von Vorteil, wenn die mehreren elastischen Elemente zu einem elastischen Gesamtverbund verbunden sind, wobei der elastische Gesamtverbund im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist.
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Bei einem elastischen Gesamtverbund sind die einzelnen elastischen Elemente bevorzugt zwischen zwei metallischen Platten in gleichem Abstand zueinander angeordnet, wobei die einzelnen elastischen Elemente jeweils im Bereich ihrer Enden mit einer der metallischen Platten fest verbunden sind.
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Das elastische Element kann in einer alternativen Ausbildungsvariante weitere elastische Elemente umfassen – beispielsweise kann eine Feder zumindest eine innenangeordnete Feder aufweisen.
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Überaus bevorzugt ist zwischen den jeweils äußeren Kugelrampenscheiben und den jeweils inneren Kugelrampenscheiben jeweils zumindest eine Kugel, bevorzugt jeweils drei oder mehr Kugeln, angeordnet.
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Besonders bevorzugt weisen die jeweils äußeren Kugelrampenscheiben und die jeweils inneren Kugelrampenscheiben an ihren Scheibenflächen jeweils zumindest eine Vertiefung, insbesondere jeweils drei oder mehr Vertiefungen auf. In der Regel entspricht die Anzahl der Vertiefungen je innerer und äußerer Kugelrampenscheibe der Anzahl an Kugeln zwischen jeweils einer inneren und einer äußeren Kugelrampenscheibe.
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Die Vertiefung der beispielsweise ersten äußeren Kugelrampenscheibe liegt in einer Ruhestellung genau gegenüber der ersten inneren Kugelrampenscheibe – ebenso verhält es sich bei der zweiten äußeren Kugelrampenscheibe und der zweiten inneren Kugelrampenscheibe.
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Die „Ruhestellung” beschreibt einen Zustand in dem nahezu kein Antriebsmoment von der Antriebsquelle in die Vorrichtung eingeleitet wird.
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Die jeweilige Kugel zwischen der jeweiligen äußeren Kugelrampenscheibe und der jeweiligen inneren Kugelrampenscheibe ist bevorzugt in den jeweiligen Vertiefungen der äußeren Kugelrampenscheiben und der inneren Kugelrampenscheiben angeordnet und führbar. So wird die jeweilige äußere Kugelrampenscheibe mit der jeweiligen inneren Kugelrampenscheibe wirkverbunden.
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Vorteilhafterweise ist die jeweilige Kugel zusätzlich in einem Kugelkäfig geführt.
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Besonders bevorzugt ist die jeweilige Kugel in der Ruhestellung im Wesentlich im Bereich der Mitte der jeweiligen Vertiefung angeordnet, so dass sie sowohl im Uhrzeigersinn, wie auch gegen den Uhrzeigersinn in der jeweiligen Vertiefung führbar ist.
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Die jeweilige Vertiefung kann eine variierende Steigung und/oder variierende Längen und/oder einen variierenden Querschnitt in Bezug auf ihre Längserstreckung aufweisen.
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Mit „Längserstreckung” ist eine Erstreckung entlang der Umfangsrichtung der jeweiligen Kugelrampenscheibe zu verstehen.
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Die Vertiefung kann beispielsweise spiralförmig in Richtung des inneren Umfangs der ringförmigen inneren und äußeren Kugelrampenscheiben verlaufen, um den maximal möglichen Verdrehwinkel der jeweiligen inneren Kugelrampenscheibe zu der jeweiligen äußeren Kugelrampenscheibe zu erhöhen.
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Ebenso kann die Vertiefung beispielsweise eine konstante oder variierende Steigung aufweisen.
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Durch die Möglichkeit die jeweiligen äußeren und inneren Kugelrampenscheiben variabel zu gestalten, sowie das elastische Element dem Bedarf gerecht auszugestalten, erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung eine hohe Flexibilität in der konstruktiven Gestaltung und somit eine anforderungsgerechte Bauweise.
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Die Ausgestaltung der Kugelrampenscheiben ermöglicht eine hohe Flexibilität der Torsionskennlinie als Funktion des an der Vorrichtung anliegenden Antriebsmomentes.
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Bevorzugt sind die äußeren Kugelrampenscheiben und die inneren Kugelrampenscheiben im Wesentlichen ringförmig ausgebildet.
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Die äußeren Kugelrampenscheiben und die inneren Kugelrampenscheiben sind vorteilhafterweise in Bezug auf ihre Scheibenflächen im Wesentlichen parallel zueinander und normal auf die Drehachse des Eingangselements und/oder Ausgangselements angeordnet.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2 zeigt eine Detailansicht aus 1, eine Draufsicht auf eine innere und/oder äußere Kugelrampenscheibe.
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3 zeigt eine Detailansicht aus 1, eine Darstellung des eines elastischen Elements und umgebender Bauteile.
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4 zeigt eine Detailansicht aus 1, eine beispielhafte Ausgestaltung eines Abgreifrings.
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5 zeigt eine Detailansicht aus 1, eine Schnittansicht eines Abgreifringes und eines elastischen Gesamtverbunds.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Torsionsschwingungen einer Antriebsquelle. Die 2 bis 5 zeigen jeweils Details aus dieser beispielhaften, in 1 dargestellten, Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
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Die Vorrichtung 1 zur Dämpfung von Torsionsschwingungen einer Antriebsquelle weist ein Eingangselement 2 und ein Ausgangselement 3 auf.
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Unter der Antriebsquelle kann jegliche Art von Motor und/oder alternativem Antrieb verstanden werden. Besonders bevorzugt handelt es sich um einen Verbrennungsmotor und/oder eine elektrische Maschine. Die Antriebsquelle ist in den 1 bis 5 nicht dargestellt.
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Im Allgemeinen wird von der Antriebsquelle generiertes Drehmoment über das Eingangselement 2 auf das Ausgangselement 3 übertragen.
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Das Eingangselement 2 ist somit als treibendes Element zu verstehen und stellt in dem in 1 dargestellten Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 eine Eingangswelle 2 dar.
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Das Ausgangselement 3 ist als getriebenes Element zu verstehen und stellt in der in 1 gezeigten beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 eine Ausgangswelle 3 dar an der ein topfförmiges Bauteil 17 angeordnet ist. Das topfförmige Bauteil 17 ist mit der Ausgangswelle 3 fest verbunden.
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Das Eingangselement 2 und das Ausgangselement 3 sind koaxial zueinander angeordnet.
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Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 einen ersten Kugelrampenmechanismus 4 und einen zweiten Kugelrampenmechanismus 5.
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Der erste Kugelrampenmechanismus 4 weist eine erste äußere Kugelrampenscheibe 6 und eine erste innere Kugelrampenscheibe 7 auf.
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Der zweite Kugelrampenmechanismus 5 weist eine zweite äußere Kugelrampenscheibe 8 und eine zweite innere Kugelrampenscheibe 9 auf.
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Die erste äußere Kugelrampenscheibe 6 und die zweite äußere Kugelrampenscheibe 8 sind im Wesentlichen drehfest und axial nicht verschiebbar auf dem Eingangselement 2 angeordnet.
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Die erste innere Kugelrampenscheibe 7 ist drehbar und axial verschiebbar auf einem axialen Fortsatz 18 der ersten äußeren Kugelrampenscheibe 6 und die zweite innere Kugelrampenscheibe 9 ist drehbar und axial verschiebbar auf einem axialen Fortsatz 18 der zweiten äußeren Kugelrampenscheibe 8 angeordnet.
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„Axial” beschreibt eine Richtung entsprechend der Richtung der Drehachse des Eingangselements 2 und/oder des Ausgangselements 3.
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Die äußeren Kugelrampenscheiben 6, 8 und die inneren Kugelrampenscheiben 7, 9 sind im Wesentlichen ringförmig ausgebildet.
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Die äußeren Kugelrampenscheiben 6, 8 und die inneren Kugelrampenscheiben 7, 9 sind in Bezug auf ihre Scheibenflächen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet.
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Die jeweils innere Kugelrampenscheibe 7, 9 ist relativ zur jeweils äußeren Kugelrampenscheibe 6, 8 um die Drehachse verdrehbar.
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Somit sind auf der Eingangswelle 2 ein erster Kugelrampenmechanismus 4 und ein zweiter Kugelrampenmechanismus 5 angeordnet, wobei das von der Antriebsquelle generierte Drehmoment über die Eingangswelle 2 je zur Hälfte über jeweils einen der Kugelrampenmechanismen 4, 5 auf das Ausgangselement 3 übertragen wird.
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Zwischen den jeweils äußeren Kugelrampenscheiben 6, 8 und den jeweils inneren Kugelrampenscheiben 7, 9 sind jeweils drei Kugeln 15, wie in 2 gezeigt, angeordnet.
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Die jeweils äußeren Kugelrampenscheiben 6, 8 und die jeweils inneren Kugelrampenscheiben 7, 9 weisen an ihren Scheibenflächen 19 jeweils Vertiefungen 16 entsprechend der Anzahl an Kugeln 15, die zwischen den jeweiligen äußeren Kugelrampenscheiben 6, 8 und den jeweiligen inneren Kugelrampenscheiben 7, 9 angeordnet sind, auf. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 sind somit drei Vertiefungen 16 pro innerer Kugelrampenscheibe 7, 9 und drei Vertiefungen 16 pro äußerer Kugelrampenscheibe 6, 8 ausgebildet (2).
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Die Vertiefungen 16 der beispielsweise ersten äußeren Kugelrampenscheibe 6 liegt in einer Ruhestellung genau gegenüber der ersten inneren Kugelrampenscheibe 7 – ebenso verhält es sich bei der zweiten äußeren Kugelrampenscheibe 8 und der zweiten inneren Kugelrampenscheibe 9.
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Wie in 2 schematisch dargestellt sind die Kugeln 15 zwischen der jeweiligen äußeren Kugelrampenscheibe 6, 8 und der jeweiligen inneren Kugelrampenscheibe 7, 9 in den jeweiligen dafür vorgesehenen Vertiefungen 16 der äußeren Kugelrampenscheiben 6, 8 und der inneren Kugelrampenscheiben 7, 9 angeordnet und eben darin geführt. So ist die jeweilige äußere Kugelrampenscheibe 6, 8 mit der jeweiligen inneren Kugelrampenscheibe 7, 9 wirkverbunden.
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2 zeigt die Anordnung der Kugeln 15 in der Ruhestellung. Im Wesentlich liegen die Kugeln 15 im Bereich der Mitte der jeweiligen Vertiefung 16, so dass sie sowohl im Uhrzeigersinn, wie auch gegen den Uhrzeigersinn in der jeweiligen Vertiefung 16 führbar sind.
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Die jeweilige Vertiefung kann eine variierende Steigung und/oder variierende Länge und/oder einen variierenden Querschnitt in Bezug auf ihre Längserstreckung aufweisen. In dieser in 2 gezeigten Ausführung einer Kugelrampenscheibe 6, 7, 8, 9 verjüngt sich der Querschnitt in Bezug auf die Längserstreckung der Vertiefung 16 in beide Richtungen (mit dem Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn in Bezug auf die Drehachse der Vorrichtung 1).
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Zwischen der ersten inneren Kugelrampenscheibe 7 und der zweiten inneren Kugelrampenscheibe 9 sind acht elastische Elemente 10 in Umfangsrichtung und entlang einer Belastungsrichtung angeordnet. In dieser beispielhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 handelt es sich um acht Schraubenfedern 10.
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1 zeigt die Anordnung der elastischen Elemente 10 zwischen der ersten inneren Kugelrampenscheibe 7 und der zweiten inneren Kugelrampenscheibe 9.
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Die elastischen Elemente 10 sind im Bereich ihrer Enden mit der jeweiligen inneren Kugelrampenscheibe 7, 9 wirkverbunden (1, 3).
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Wie in 5 ersichtlich sind die acht elastischen Elemente 10 zwischen der ersten inneren Kugelrampenscheibe 7 und der zweiten inneren Kugelrampenscheibe 9 ringförmig und in gleichem Abstand zueinander angeordnet.
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Weiters umfasst die Vorrichtung 1 einen Abgreifring 11 (1, 3, 4, 5).
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Die Innenkontur 12 des Abgreifrings 11 ist derart ausgebildet, dass entsprechende der Anzahl der elastischen Elemente 10 acht Aufnahmen 13 gebildet werden (4, 5). Die Kontur einer Aufnahme 13 entspricht im Wesentlichen einem Abschnitt der Außenkontur 14 eines elastischen Elements 10 (3, 4, 5).
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Eine Aufnahme 13 umschließt ein elastisches Element 10 zumindest abschnittsweise im Bereich der Mitte in Bezug auf die Belastungsrichtung des elastischen Elements 10 (1, 3, 4, 5).
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Der Abgreifring 11 ist mit dem Ausgangselement 3 im Wesentlichen drehfest und axial nicht bewegbar verbunden.
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Über den Abgreifring 11 wird somit das Drehmoment über die elastischen Elemente 10 auf das Ausgangselement 3 übertragen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Eingangselement
- 3
- Ausgangselement
- 4
- Erster Kugelrampenmechanismus
- 5
- Zweiter Kugelrampenmechanismus
- 6
- Erste äußere Kugelrampenscheibe
- 7
- Erste innere Kugelrampenscheibe
- 8
- Zweite äußere Kugelrampenscheibe
- 9
- Zweite innere Kugelrampenscheibe
- 10
- Elastisches Element
- 11
- Abgreifring
- 12
- Innenkontur (des Abgreifrings)
- 13
- Aufnahme
- 14
- Außenkontur (des elastischen Elements)
- 15
- Kugel
- 16
- Vertiefung
- 17
- Topförmiges Bauteil
- 18
- Axialer Fortsatz
- 19
- Scheibenfläche
