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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Erfindung beansprucht den Vorteil der am 18. Dezember 2015 beim japanischen Patentamt eingereichten
japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2015-247545 , deren Offenbarungsgehalt in seiner Gesamtheit in dieser Beschreibung durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
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Gebiet der Erfindung
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Die Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung betrifft die Technik eines Schwingungsdämpfers zum Unterdrücken von Torsionsschwingungen, die infolge von Drehmomentpulsen entstehen.
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Stand der Technik
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Eine in einem Schwingungsdämpfer verwendete Planetengetriebeeinheit wird beispielsweise in der
JP 2010-101380 A und der
JP 2008-164013 A beschrieben. Bei der durch die
JP 2010-101380 A gelehrte Planetengetriebeeinheit sind ein Hohlrad und ein Träger der Planetengetriebeeinheit mittels einer Dämpfungsfeder verbunden, während sie relativ zueinander gedreht werden können. Die Dämpfungsfedern sind an der radial außenliegenden Seite des Hohlrads der Planetengetriebeeinheit angeordnet, auf die ein Drehmoment einer Antriebsmaschine ausgeübt wird, und das Drehmoment wird einer Ausgangswelle durch den Träger der Planetengetriebeeinheit geliefert. Die Dämpfungsfedern werden durch das Pulsieren des auf das Hohlrad ausgeübten Drehmoments komprimiert, wodurch sie eine relative Drehung zwischen dem Hohlrad und dem Träger bewirken, der eine Mehrzahl von Ritzelrädern in drehbarer Weise trägt. Demzufolge werden die Ritzelräder innerhalb eines vorbestimmten Bereichs um das Sonnenrad hin- und herbewegt. In dieser Situation wird das Sonnenrad durch die relative Drehung zwischen dem Hohlrad und dem Träger zwangsläufig gedreht, und eine Trägheitskraft des Sonnenrads wirkt dem Pulsieren des Drehmoments entgegen. Infolgedessen werden eine Trägheitsmomentphase des Sonnenrads und eine Drehmomentpulsphase durch diese Kompression der Dämpfungsfedern voneinander verschoben.
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Bei der durch die
JP 2008-164013 A gelehrten Planetengetriebeeinheit ist ein Hohlrad der Planetengetriebeeinheit mit einer Ausgangswelle einer Maschine verbunden, und ein Träger der Planetengetriebeeinheit ist mit einer Eingangswelle des Getriebes verbunden. Das Hohlrad und der Träger der Planetengetriebeeinheit sind mittels Druckfedern miteinander verbunden, während sie relativ zueinander gedreht werden können. Die Druckfedern sind insbesondere an der radial innenliegenden Seite des Sonnenrads des Planetenrads angeordnet.
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Die
JP 2013-545052 A beschreibt eine Kurbelwellenriemenscheibe, die eine Planetengetriebeeinheit in Kombination mit einem dynamischen Dämpfer aufweist. Gemäß der Lehre der
JP 2013-545052 A ist die Kurbelwelle mit einem Träger verbunden, der eine Mehrzahl von Ritzelrädern in drehbarer Weise trägt. Ein Paar von Schraubenfedern ist zwischen den Ritzelrädern der Planetengetriebeeinheit angeordnet. Eine Dämpfermasse des dynamischen Dämpfers ist zwischen den in Reihe geschalteten Schraubenfedern angeordnet. Daher ist die Dämpfermasse mittels der Schraubenfedern mit dem Träger verbunden.
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Bei den vorstehend erklärten, durch die
JP 2010-101380 A und die
JP 2008-164013 A gelehrten Planetengetriebeeinheiten sind das Hohlrad und der Träger daher mittels der Dämpfungsfedern oder Druckfedern verbunden, während sie relativ zueinander drehbar sind. Bei einer beliebigen der Planetengetriebeeinheiten wird die dem Drehmomentpuls entgegenwirkende Trägheitskraft des Sonnenrads durch die relative Drehung zwischen dem Hohlrad und dem Träger, die durch das Drehmomenpuls bewirkt wird, hergestellt. Gemäß der Lehre des vorstehend erklärten Stands der Technik sind die Dämpfungsfedern oder die Druckfedern jedoch in Radialrichtung der Planetengetriebeeinheit angeordnet, wodurch ein Außenumfang der Planetengetriebeeinheit vergrößert sein kann. Zudem kann eine Axiallänge der Planetengetriebeeinheit verlängert sein, wenn die Dämpfungsfedern oder die Druckfedern in Axialrichtung der Planetengetriebeeinheit angeordnet sind.
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Im Gegensatz dazu wird die Dämpfermasse bei der durch die
JP 2013-545052 A gelehrten Riemenscheibenanordnung durch das Pulsieren des auf die Kurbelwelle ausgeübten Drehmoments oszilliert. Wie beschrieben worden ist, wirkt die Oszillation der Dämpfermasse dem Pulsieren des auf die Kurbelwelle ausgeübten Drehmoments entgegen. Gemäß der Lehre der
JP 2013-545052 A wird jedoch eine Mehrzahl von Dämpfermassen zum Unterdrücken der Torsionsschwingungen benötigt, da das Sonnenrad nicht als Dämpfermasse dient. Aus diesem Grund wird eine große Anzahl von Bauteilen benötigt, um die Riemenscheibenanordnung zu bilden.
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Darüber hinaus offenbart die
DE 10 2010 052 822 A1 eine Isolationsvorrichtung zum Isolieren eines Fahrzeuggetriebes vor Schwingungen, insbesondere Torsionsschwingungen, wobei die Isolationsvorrichtung ein erstes Schwungrad aufweist, das mit einem Motor des Fahrzeugs verbunden ist, und ein zweites Schwungrad, das mit dem Fahrzeuggetriebe verbunden ist. Die Isolationsvorrichtung weist wenigstens ein Pendelelement auf, das mit dem ersten und/oder zweiten Schwungrad koppelbar ist und das ein Drehmoment aufnimmt, bei einer Relativbewegung zwischen den beiden Schwungrädern.
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Die
DE 10 2008 017 352 A1 offenbart ein Zweimassenschwungrad für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer primären Schwungmasse und einer sekundären Schwungmasse, die über wenigstens eine Federeinrichtung drehelastisch miteinander gekoppelt sind. Zwischen der Federeinrichtung und wenigstens einer der beiden Schwungmassen ist wenigstens eine Getriebeeinrichtung angeordnet, die bezüglich einer Drehbewegung der beiden Schwungmassen relativ zueinander eine Auslenkbewegung der Federeinrichtung bewirkt, wobei eine Kennlinie der Federeinrichtung durch die Getriebeeinrichtung modifizierbar ist.
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Die
DE 44 22 732 A1 beschreibt, dass ein Torsionsschwingungsdämpfer mit einem antriebsseitigen Übertragungselement, mit zumindest einem relativ zu demselben drehbaren Planetenträger, der mit wenigstens einem Planetenrad versehen ist, das einerseits mit einem Sonnenrad und andererseits mit einem Hohlrad in Eingriff steht, und mit einem abtriebsseitigen Übertragungselement ausgebildet ist. Eines der Übertragungselemente weist Steuermittel für eine Federeinrichtung auf. Sowohl dem antriebsseitigen Übertragungselement als auch dem abtriebsseitigen ist jeweils eine Schwungmasse zugeordnet, von denen zumindest eine über die Federeinrichtung mit wenigstens einem als Zwischenmasse wirksamen Element des Planetengetriebes verbunden ist, wobei die Zwischenmasse für eine von Drehzahl und Drehrichtung der beiden Schwungmassen zueinander abhängige Bewegung antreibbar ist.
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Zudem offenbart die
DE 198 51 487 A1 eine Schwungmassenvorrichtung mit einer Primärseite, einer gegen die Wirkung einer Dämpfungsanordnung bezüglich der Primärseite um eine Drehachse drehbare Sekundärseite, an einer Seite von Primärseite und Sekundärseite wenigstens einem an dieser Seite drehbar angeordneten Planetenrad mit einer Angriffsformation, welche mit einer Gegenangriffsformation an der anderen Seite von Primärseite und Sekundärseite in Eingriff steht, um das wenigstens eine Planetenrad bei Relativdrehung zwischen Primärseite und Sekundärseite in Drehung zu versetzen, und einer Anschlaganordnung zum Begrenzen einer wenigstens bereichsweisen axialen Relativbewegung zwischen Primärseite und Sekundärseite, um das Lösen des Eingriffs zwischen der Angriffsformation und der Gegenangriffsformation zu verhindern.
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KURZFASSUNG
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Die Aspekte der vorliegenden Offenlegung wurden in Anbetracht der vorstehenden technischen Probleme entwickelt, und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Torsionsschwingungsdämpfer durch Verwendung eines verfügbaren Raums sowohl in Axialrichtung als auch in Radialrichtung zu verkleinern.
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Die vorstehende Aufgabe wird durch den Torsionsschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der sich daran anschließenden abhängigen Ansprüche.
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Die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, der ein Planetengetriebe mit einem ersten Drehelement, einem zweiten Drehelement, einer Mehrzahl von Planetenrädern, die mit zumindest einem des ersten Drehelements und/oder des zweiten Drehelements in Eingriff stehen, und einem Trägerelement, das die Planetenräder in drehbarer Weise trägt, aufweist. Bei dem Torsionsschwingungsdämpfer dient insbesondere eines von dem ersten Drehelement, dem zweiten Drehelement, oder dem Trägerelement als ein Eingangselement, auf das ein Drehmoment ausgeübt wird, so dass es relativ zu den übrigen Drehelemente gedreht wird, und eines von den übrigen Drehelementen dient als ein Ausgangselement, das relativ zu anderen Drehelementen gedreht wird. Das Eingangselement und das Ausgangselement werden durch das Pulsieren eines zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement übertragenen Drehmoments relativ zueinander gedreht. Jedes der Planetenräder wird durch die relative Drehung zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement jeweils innerhalb eines ersten Winkels oszilliert. Die anderen Drehelemente als das Eingangselements und das Ausgangselements werden ebenfalls durch die relative Drehung zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement oszilliert. Der Torsionsschwingungsdämpfer ist mit einem elastischen Element versehen, das zwischen jeweils zwei von dem ersten Drehelement, dem zweiten Drehelement und dem Trägerelement angeordnet ist, und das durch eine relative Drehung zwischen den Drehelementen komprimiert wird. Das elastische Element ist insbesondere in einem verfügbaren Raum innerhalb eines zweiten Winkels zwischen den Planetenrädern angeordnet, in den die Planetenräder, die durch die relative Drehung zwischen den Drehelementen oszilliert werden, nicht eintreten.
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Der Torsionsschwingungsdämpfer kann ferner aufweisen: ein Antriebselement, das integral mit einem der Drehelemente ausgebildet ist; und ein angetriebenes Element, das integral mit einem anderen der Drehelemente ausgebildet ist. Zudem kann das elastische Element in einem durch Überlappen einer ersten Öffnung des Antriebselements und einer zweiten Öffnung sowie einer dritten Öffnung des angetriebenen Elements gebildeten Federhalter gehalten werden.
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Das Eingangselement kann ferner ein Hohlrad und ein Sonnenrad umfassen, und das Ausgangselement umfasst einen Träger.
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Die Planetenräder können einen diametral größeren Abschnitt und einen diametral kleineren Abschnitt umfassen. Zudem kann der Torsionsschwingungsdämpfer ferner aufweisen: ein diametral größeres erstes Hohlrad, das als Eingangselement dient, das mit dem diametral größeren Abschnitt in Eingriff steht; und ein diametral kleineres Hohlrad, das angrenzend an das erste Hohlrad angeordnet ist, während es mit dem diametral kleineren Abschnitt in Eingriff steht und relativ zu dem ersten Hohlrad gedreht werden kann. Stattdessen kann der Torsionsschwingungsdämpfer ebenso aufweisen: ein diametral kleineres erstes Sonnenrad, das als Eingangselement dient, das mit dem diametral größeren Abschnitt in Eingriff steht; und ein diametral größeres zweites Sonnenrad, das angrenzend an das erste Sonnenrad angeordnet ist, während es mit dem diametral kleineren Abschnitt in Eingriff steht und relativ zu dem ersten Sonnenrad gedreht werden kann.
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Das Eingangselement kann mit dem Antriebselement verbunden sein, und eines von dem Ausgangselement und dem anderen Drehelement als dem Eingangselement und dem Ausgangselement kann mit dem angetriebenen Element verbunden sein. Stattdessen kann das andere Drehelement als das Eingangselement und das Ausgangselement auch mit dem Antriebselement verbunden sein, und das Ausgangselement kann ebenso mit dem angetriebenen Element verbunden sein.
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Daher weist die Planetengetriebeeinheit gemäß der vorliegenden Anmeldung das erste Drehelement, das zweite Drehelement sowie das Trägerelement auf, das die Planetenräder in drehbarer Weise trägt. Bei dem Torsionsschwingungsdämpfer ist das elastische Element zwischen jeweils zwei der Drehelemente der Planetengetriebeeinheit angeordnet, so dass es durch eine relative Drehung zwischen den Drehelementen, die durch das Pulsieren des Übertragungsdrehmoments bewirkt wird, komprimiert wird. In dieser Situation wird das andere Drehelement als das Eingangselement und das Ausgangselement durch eine solche relative Drehung zwischen den Drehelementen zwangsläufig gedreht, während es durch das Drehmomentpuls oszilliert wird, um so als Trägheitsmasse zu dienen. Infolgedessen werden eine Trägheitskraftphase der Trägheitsmasse und eine Drehmomentpulsphase durch die relative Drehung zwischen den Drehelementen voneinander verschoben. Das heißt, eine Trägheitskraft der oszillierenden Trägheitsmasse wirkt dem Pulsieren des Drehmoments entgegen, um Schwingungen zu dämpfen. In dieser Situation werden die Planetenräder ebenfalls durch die relative Drehung zwischen Drehelementen oszilliert, jedoch ist eine Oszillationsweite jedes Planetenrads innerhalb des ersten Winkels beschränkt. Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist jedes der elastischen Elemente innerhalb eines verfügbaren Raums zwischen den Oszillationsweiten der Planetenräder angeordnet. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der Torsionsschwingungsdämpfer daher besonders in Axialrichtung verkleinert werden, so dass der Torsionsschwingungsdämpfer leicht in eine Kraftübertragungseinheit eingepasst werden kann.
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Figurenliste
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Die Merkmale und Aspekte sowie die Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind mit Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die zugehörige Zeichnung, welche die Erfindung in keiner Weise beschränken sollen, besser verständlich.
- 1 ist eine Frontansicht, die ein Beispiel der Planetengetriebeeinheit gemäß der Ausführungsform schematisch zeigt;
- 2 ist eine schematische Darstellung, die den in einem Antriebsstrang angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
- 3 ist eine Querschnittsansicht der Planetengetriebeeinheit entlang der Linie III-III in 1;
- 4 ist eine Querschnittsansicht der Planetengetriebeeinheit entlang der Linie IV-IV in 1;
- 5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur des in einem Drehmomentwandler angeordneten Torsionsschwingungsdämpfers zeigt;
- 6 ist eine teilweise Querschnittsansicht, die ein Modifikationsbeispiel des Federhalters in vergrößertem Maßstab zeigt;
- 7 ist eine teilweise Querschnittsansicht, die die Planetengetriebeeinheit gemäß der zweiten Ausführungsform in vergrößertem Maßstab zeigt;
- 8 ist eine schematische Darstellung, die die in 7 gezeigte, in einem Antriebsstrang angeordnete Planetengetriebeeinheit zeigt;
- 9 ist eine teilweise Querschnittsansicht, die die Planetengetriebeeinheit gemäß der dritten Ausführungsform in vergrößertem Maßstab zeigt;
- 10 ist eine schematische Darstellung, die die in 10 gezeigte, in einem Antriebsstrang angeordnete Planetengetriebeeinheit zeigt;
- 11 ist eine schematische Darstellung, die den in einem Antriebsstrang angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer gemäß der vierten Ausführungsform zeigt; und
- 12 ist eine schematische Darstellung, die den in einem Antriebsstrang angeordneten Torsionsschwingungsdämpfer gemäß der fünften Ausführungsform zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
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In Bezug auf 2 ist die erste Ausführungsform des in einem Antriebsstrang eines Automobils angeordneten Torsionsschwingungsdämpfers gezeigt. Eine Maschine 1 ist mittels eines Federdämpfers 2 mit einem Getriebe 3 als Ausgabevorrichtung verbunden. Als Maschine 1 kann beispielsweise eine Brennkraftmaschine verwendet werden, und in diesem Fall wird durch die Verbrennung in den Zylindern unweigerlich ein Pulsieren eines Ausgangsdrehmoments der Maschine 1 bewirkt. Der Federdämpfer 2 weist auf: eine Antriebsplatte 4 als Antriebselement, das integral mit einer Ausgangswelle (nicht gezeigt) der Maschine 1 gedreht wird; eine angetriebene Platte 5 als angetriebenes Element, das der Antriebsplatte 4 in solcher Weise gegenüberliegt, dass es sich relativ zu der Antriebsplatte 4 dreht; sowie eine Mehrzahl von Federn 6, die durch eine relative Drehung zwischen der Antriebsplatte 4 und der angetriebenen Platte 5 komprimiert werden. Als Feder 6 kann beispielsweise eine Schraubenfeder verwendet werden, und jede der Federn 6 wird jeweils in einem durch Überlappen von Öffnungen der Antriebsplatte 4 und der angetriebenen Platte 5 ausgebildeten Federhalter gehalten. Hinsichtlich des Getriebes 3 kann ein stufenlos verstellbares Getriebe oder ein Zahnradautomatikgetriebe als Getriebe 3 verwendet werden, und die angetriebene Platte 5 ist mit der Eingangswelle (nicht gezeigt) des Getriebes 3 verbunden, um integral mit dieser gedreht zu werden.
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Als Planetengetriebeeinheit 7 wird eine Einzelritzel-Planetengetriebeeinheit verwendet, und die Planetengetriebeeinheit 7 wird mit dem Federdämpfer 2 kombiniert. Die Planetengetriebeeinheit 7 ist darauf ausgelegt, eine Differentialwirkung zwischen drei Drehelementen zu erzielen. Hierzu weist die Planetengetriebeeinheit 7 auf: ein Sonnenrad 8 als Außenzahnrad; ein Hohlrad 9 als Innenzahnrad, das konzentrisch zu dem Sonnenrad 8 angeordnet ist; eine Mehrzahl von Planetenrädern 10, die zwischen dem Sonnenrad 8 und dem Hohlrad 9 angeordnet sind; und einen Träger 11, der die Planetenräder 10 in drehbarer Weise trägt. Bei der Planetengetriebeeinheit 7 ist insbesondere das Hohlrad 9 mit der Antriebsplatte 4 verbunden, um als Eingangselement zu dienen, und der Träger 11 ist mit der angetriebenen Platte 5 verbunden, um als Ausgangselement zu dienen. Das Hohlrad 9 wird durch ein Pulsieren des darauf ausgeübten Drehmoments relativ zu dem Träger 11 gedreht, und die in dem Federhalter gehaltene Feder 6 wird infolge dieser relativen Drehung zwischen dem Hohlrad 9 und dem Träger 11 komprimiert und wieder zurückgestellt. In dieser Situation wird das auf das Hohlrad 9 ausgeübte Drehmomentpuls weiterhin auf das Sonnenrad 8 ausgeübt, das sich in eine vorbestimmte Richtung dreht, und das Sonnenrad 8 schwingt daher innerhalb einer vorbestimmten Amplitude. Infolgedessen wird durch diese Drehung des Sonnenrads 8 entsprechend einer Winkelgeschwindigkeit und einer Masse des Sonnenrads 8 ein Trägheitsmoment des Sonnenrads 8 erzeugt, und das auf das Hohlrad 9 ausgeübte Drehmomentpuls wird durch das Trägheitsmoment des Sonnenrads 8 unterdrückt.
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In Bezug auf 1 ist eine Fronansicht der Planetengetriebeeinheit 7 gezeigt. In 1 sind die Antriebsplatte 4 sowie die angetriebene Platte 5 des Federdämpfers 2 zur Veranschaulichung weggelassen worden. Da die relative Drehung zwischen dem Hohlrad 9 und dem Träger 11 durch das Drehmomentpuls bewirkt wird, ist ein Winkel der relativen Drehung zwischen dem Hohlrad 9 und dem Träger 11 eher gering. Der Winkel der relativen Drehung zwischen dem Hohlrad 9 und dem Träger 11 wird insbesondere durch eine Konstante der Feder 6 und das auf das Hohlrad 9 ausgeübte Drehmomentpuls geregelt. Das heißt, eine durch das Drehmomentpuls bewirkte Oszillationsweite der Planetenräder 10 um das Sonnenrad 8 ist innerhalb eines ersten Winkels Θ1 in 1 begrenzt. Dementsprechend sind die Öffnungen jeweils an der Antriebsplatte 4 und der angetriebenen Platte 5 in jedem der verfügbaren Räume innerhalb eines zweiten Winkels Θ2 zwischen den Planetenrädern 10 ausgebildet, in die die oszillierenden Planetenräder 10 nicht eintreten, und die Federn 6 werden jeweils in den durch Überlappen der Öffnungen der Antriebsplatte 4 und der angetriebenen Platte 5 ausgebildeten Federhaltern gehalten.
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3 zeigt einen Querschnitt der Planetengetriebeeinheit 7 entlang der Linie III-III in 1, und 4 zeigt einen Querschnitt der Planetengetriebeeinheit 7 entlang der Linie IV-IV in 1. Die Antriebsplatte 4 ist als ringförmige Platte konzentrisch zu dem Hohlrad 9 angeordnet, wobei sie an diesem befestigt ist. Eine erste Öffnung 12 ist an der Antriebsplatte 4 an der radial innenliegenden Seite des Hohlrads 9 innerhalb des vorgenannten verfügbaren Raums in solcher Weise ausgebildet, dass sie die Antriebsplatte 4 der Dicke nach durchdringt.
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Die angetriebene Platte 5 umfasst eine erste angetriebene Platte 13 und eine zweite angetriebene Platte 14, die an beiden Seiten der Antriebsplatte 4 angeordnet sind. Beide der ersten angetriebenen Platte 13 und der zweiten angetriebenen Platte 14 sind insbesondere ringförmige Platten mit gleichem Außendurchmesser. Eine zweite Öffnung 15 mit gleicher Umfangsbreite wie die erste Öffnung 12 ist an der ersten angetriebenen Platte 13 an einer Position ausgebildet, die mit der ersten Öffnung 12 in solcher Weise überlappt werden soll, dass sie die erste angetriebene Platte 13 der Dicke nach durchdringt. Ferner ist eine dritte Öffnung 16 mit ebenfalls gleicher Umfangsbreite wie die erste Öffnung 12 an der zweiten angetriebenen Platte 14 an einer Position ausgebildet, die mit der ersten Öffnung 12 in solcher Weise überlappt werden soll, dass sie die zweite angetriebene Platte 14 der Dicke nach durchdringt. Das heißt, ein Federhalter 21 wird durch Überlappen der ersten Öffnung 12, der zweiten Öffnung 15 und der dritten Öffnung 16 ausgebildet, und die Feder 6 wird in solcher Weise in dem Federhalter 21 gehalten, dass beide Enden der Feder 6 mit beiden Breitenenden des Federhalters 21 in Kontakt sind. Um die Feder 6 in dem Federhalter 21 zu halten, ist die Feder 6 durch ein Paar eines Außendeckbands 17 und eines Innendeckbands 18 bedeckt, die durch Biegen von Schneidkanten der ersten angetriebenen Platte 13 nach außen entlang der Feder 6 gebildet werden, sowie einem zweiten Paar eines Außendeckbands 19 und eines Innendeckbands 20, die durch Biegen von Schneidkanten der zweiten angetriebenen Platte 14 nach außen entlang der Feder 6 gebildet werden. Wie in 4 dargestellt ist, sind Durchgangslöcher 23 an der Antriebsplatte 4 zwischen den ersten Öffnungen 12 innerhalb des ersten Winkels Θ1 ausgebildet, und Stifte 22 sind einzeln in solcher Weise in jedes der Durchgangslöcher 23 eingebracht, dass sie die erste angetriebene Platte 13 mit der zweiten angetriebenen Platte 14 verbinden. Zudem sind die Planetenräder 10 jeweils in drehbarer Weise zwischen der Antriebsplatte 4 und der ersten angetriebenen Platte 13 auf jedem der Stifte 22 befestigt. Das heißt, die erste angetriebene Platte 13 und die zweite angetriebene Platte 14 bilden den Träger 11, und jeder der Stifte 22 kann innerhalb der Durchgangslöcher 23 durch eine relative Drehung zwischen dem Hohlrad 9 und dem Träger 11 oszilliert werden. Anders ausgedrückt, kann jedes der Planetenräder 10 jeweils innerhalb des ersten Winkels Θ1 oszillieren.
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Bei dem so gebildeten Torsionsschwingungsdämpfer unterliegt der Träger 11, wenn ein Drehmoment der Maschine 1 auf das Hohlrad 9 ausgeübt wird, einer Reaktion des Getriebes 3. Demzufolge werden die mit dem Hohlrad 9 verbundene Antriebsplatte 4 und der Träger 11 relativ zueinander gedreht, während die in den Federhaltern 21 gehaltenen Federn 6 komprimiert werden. In dieser Situation drehen sich die Planetenräder 10 um das Sonnenrad 8 in Richtung des angrenzenden Federhalters 21, und die Planetengetriebeeinheit 7 wird integral gedreht, um dem Getriebe 3 das Drehmoment zu liefern, solange das auf das Hohlrad 9 ausgeübte Drehmoment der Maschine 1 stabil ist.
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Die Druckkraft (d. h., eine Torsionskraft), die die Federn 6 komprimiert, ändert sich durch das Pulsieren des auf das Hohlrad 9 ausgeübten Drehmoments der Maschine 1, wodurch sich ein Winkel der relativen Drehung zwischen dem Hohlrad 9 und dem Träger 11 ändert. Demzufolge werden die Planetenräder 10 durch das auf das Hohlrad 9 ausgeübte Drehmomentpuls innerhalb des ersten Winkels Θ1 um das Sonnenrad 8 oszilliert. In dieser Situation wird das auf das Hohlrad 9 ausgeübt Drehmomentpuls weiterhin auf das Sonnenrad 8 ausgeübt, das mittels der Planetenräder 10 durch das Hohlrad 9 in eine vorbestimmte Richtung gedreht wird, und das Sonnenrad 8 wird somit innerhalb einer vorbestimmten Amplitude oszilliert. Diese Oszillationen des Sonnenrads 8 und des Hohlrads 9 wirken einander entgegen, so dass das Pulsieren des von der Planetengetriebeeinheit 7 zu dem Getriebe 3 gelieferten Drehmoments unterdrückt wird. Anders ausgedrückt, wird das Pulsieren des von der Planetengetriebeeinheit 7 zu dem Getriebe 3 gelieferten Drehmoments durch das Trägheitsmoment des Sonnenrads 8, das der Oszillation des Hohlrads 9 entgegenwirkt, gedämpft. Wie beschrieben worden ist, sind die Federn 6 bei dem Torsionsschwingungsdämpfer gemäß der Ausführungsform in jedem der verfügbaren Räume innerhalb des zweiten Winkels Θ2 zwischen den Planetenrädern 10 angeordnet, so dass der Torsionsschwingungsdämpfer radial verkleinert werden kann. Zudem kann eine Axiallänge des Torsionsschwingungsdämpfers verkürzt werden, da die Federn 6 zwischen der ersten angetriebenen Platte 13 und der zweiten angetriebenen Platte 14, die als Träger 11 dienen, angeordnet sind.
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In Bezug auf 5 ist ein Beispiel des Anordnens des Torsionsschwingungsdämpfers gemäß der Ausführungsform in einem Drehmomentwandler 24 gezeigt. Ein Gehäuse 27 des Drehmomentwandlers 24 weist eine Frontabdeckung 25 auf, die mit der Ausgangswelle der Maschine 1 verbunden ist, sowie ein Pumpengehäuse 26, das integral mit der Frontabdeckung 25 ausgebildet ist, und ein Fluid ist in dem Gehäuse 27 eingeschlossen, um eine Drehmomentübertragung mittels des Drehmomentwandlers 24 zu ermöglichen. Eine Mehrzahl von Schaufeln ist an einer Innenfläche des Pumpengehäuses 26 angebracht, um ein Pumpenlaufrad 28 zu bilden, und ein Turbinenlaufrad 29 mit einer Mehrzahl von Schaufeln liegt dem Pumpenlaufrad 28 gegenüber, wobei es mittels einer Nabe 30 mit der Eingangswelle (nicht gezeigt) des Getriebes 3 verbunden ist. Um das von dem Turbinenlaufrad 29 zu dem Pumpenlaufrad 28 übertragene Drehmoment zu vervielfachen, ist zwischen dem Pumpenlaufrad 28 und dem Turbinenlaufrad 29 ein Stator 32 angeordnet, wobei dieser mittels einer Einwegkupplung 31 mit einem vorbestimmten stationären Element in dem Drehmomentwandler 24 verbunden ist.
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Eine Überbrückungskupplung 33 ist mittels des Torsionsschwingungsdämpfers mit der Nabe 30 verbunden, so dass sie einer Innenseite der Frontabdeckung 25 des Gehäuses 27 gegenüberliegt. Die Überbrückungskupplung 33 wird insbesondere in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen der Seite der Frontabdeckung 25 und der Seite des Torsionsschwingungsdämpfers selektiv mit der Innenseite der Frontabdeckung 25 in Reibeingriff gebracht oder von dieser isoliert. Ein Außenumfangsende der Überbrückungskupplung 33 wird in Richtung des Torsionsschwingungsdämpfers gebogen, um einen Rand 34 zu bilden, und der Rand 34 wird mit einem Außenumfangsende der Antriebsplatte 4 verbunden. Die Antriebsplatte 4 des Torsionsschwingungsdämpfers kann sich relativ um die Nabe 30 drehen.
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Die erste angetriebene Platte 13 des Trägers 11 liegt zwischen der Antriebsplatte 4 und der Überbrückungskupplung 33, und die zweite angetriebene Platte 14 liegt zwischen dem Turbinenlaufrad 29 und der Antriebsplatte 4. Ein Innendurchmesser der zweiten angetriebenen Platte 14 ist kleiner als jener der ersten angetriebenen Platte 13, so dass ein Innenumfangsende der zweiten angetriebenen Platte 14 mit der Nabe 30 verbunden ist.
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Wie beschrieben worden ist, wird der Torsionsschwingungsdämpfer sowohl in radialer als auch axialer Richtung verkleinert und somit kann der Torsionsschwingungsdämpfer leicht in den Drehmomentwandler 24 eingepasst werden, ohne den Drehmomentwandler 24 vergrößern zu müssen. Zudem können die Federn 6 in den Federhaltern 21 gehalten werden, da jede der Federn 6 jeweils durch das erste Paar von Deckbändern 17 und 18 und das zweite Paar von Deckbändern 19 und 20 abgedeckt wird.
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In Bezug auf 6 ist ein Modifikationsbeispiel des Federhalters 21 gezeigt, und in 6 ist die Planetengetriebeeinheit 7 zur Veranschaulichung weggelassen worden. Bei dem in 6 gezeigten Beispiel ist nur das Innendeckband 18 an einer Schneidkante der zweiten Öffnung 15 der ersten angetriebenen Platte 13 ausgebildet, und nur das Innenabdeckband 20 ist an einer Schneidkante der dritten Öffnung 16 der zweiten angetriebenen Platte 14 ausgebildet. In diesem Fall kann das Fluid leicht aus dem Federhalter 21 ausgetragen werden, so dass eine in dem Federhalter 21 verbleibende Menge des Fluids verringert werden kann. Das heißt, ein Widerstand des Fluids, der sich aus der Ölviskosität ergibt, kann verringert werden, so dass jede der Federn 6 reibungslos komprimiert und ausgedehnt werden kann.
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7 zeigt einen teilweisen Querschnitt der Planetengetriebeeinheit 7 gemäß der zweiten Ausführungsform in vergrößertem Maßstab, und 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, in dem die in 7 gezeigte Planetengetriebeeinheit 7 angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Planetengetriebeeinheit 7 ein diametral größeres erstes Hohlrad 35 als Eingangselement auf, ein diametral kleineres zweites Hohlrad 36, das angrenzend an das erste Hohlrad 35 angeordnet ist, sowie eine Mehrzahl von Stufenplanetenrädern 37. Insbesondere ist ein Teilkreisdurchmesser des ersten Hohlrads 35 größer als jener des zweiten Hohlrads 36, und das erste Hohlrad 35 sowie das zweite Hohlrad 36 sind konzentrisch zu der Antriebsplatte 4 angeordnet. Das erste Hohlrad 35 ist an der Antriebsplatte 4 befestigt, um integral mit diesem gedreht zu werden, allerdings können sich das erste Hohlrad 35 und das zweite Hohlrad 36 relativ zueinander drehen. Jedes der Stufenplanetenräder 37 weist ein diametral größeres erstes Zahnrad 38 auf, das mit dem ersten Hohlrad 35 in Eingriff steht, und ein diametral kleineres zweites Zahnrad 39, das mit dem zweiten Hohlrad 36 in Eingriff steht. Das heißt, ein Teilkreisdurchmesser des ersten Zahnrads 38 ist größer als jener des zweiten Zahnrads 39. Die übrigen Strukturen der Planetengetriebeeinheit 7 gemäß der zweiten Ausführungsform ähneln jenen der ersten Ausführungsform, weswegen durch Zuteilen gemeinsamer Bezugszeichen von detaillierten Erklärungen für gemeinsame Elemente abgesehen wird.
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Nachstehend wird eine Wirkung des in 7 und 8 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfers erklärt. Die auf die Federn 6 ausgeübte Druckkraft (d. h., eine Torsionskraft) ändert sich durch das Pulsieren des auf das erste Hohlrad 35 ausgeübten Drehmoments der Maschine 1, so dass das erste Hohlrad 35 und der Träger 11 innerhalb eines vorbestimmten Winkels relativ gedreht werden. Demzufolge werden die Stufenplanetenräder 37 jeweils durch das auf das erste Hohlrad 35 ausgeübte Drehmomentpuls innerhalb des ersten Winkels Θ1 oszilliert. In dieser Situation wird das auf das erste Hohlrad 35 ausgeübte Drehmomentpuls mittels der Stufenplanetenräder 37 weiterhin auf das zweite Hohlrad 36 ausgeübt, und das zweite Hohlrad 36 wird demzufolge innerhalb einer vorbestimmten Amplitude oszilliert. Somit dient das zweite Hohlrad 36 gemäß der in 7 und 8 gezeigten zweiten Ausführungsform als Trägheitsmasse zur Unterdrückung von Schwingungen. Aus diesem Grund kann die auf das zweite Hohlrad 36 ausgeübte Zentrifugalkraft erhöht werden, um eine Schwingungsdämpfungsleistung im Vergleich zu den vorangegangenen Ausführungsformen, in denen das Sonnenrad in Drehrichtung oszilliert wird, zu verbessern. Zudem können die Federn 6 ebenso in jedem der verfügbaren Räume innerhalb des zweiten Winkels Θ2 angeordnet sein. Aus diesem Grund kann auch die Axialrichtung des Torsionsschwingungsdämpfers verringert werden, so dass der Torsionsschwingungsdämpfer leicht in eine Kraftübertragungseinheit eingepasst werden kann.
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9 zeigt eine teilweise Querschnittsansicht der Planetengetriebeeinheit gemäß der dritten Ausführungsform, und 10 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs, in dem die in 9 gezeigte Planetengetriebeeinheit 7 angeordnet ist. Gemäß der dritten Ausführungsform weist die Planetengetriebeeinheit 7 ein diametral kleineres erstes Sonnenrad 40 als Eingangselement auf, ein diametral größeres zweites Sonnenrad 41, das angrenzend an das erste Sonnenrad 40 angeordnet ist, sowie eine Mehrzahl von Stufenplanetenrädern 37. Ein Teilkreisdurchmesser der ersten Sonnenrads 40 ist insbesondere kleiner als jener des zweiten Sonnenrads 41, und das erste Sonnenrad 40 sowie das zweite Sonnenrad 41 sind konzentrisch zu der Antriebsplatte 4 angeordnet. Das erste Sonnenrad 40 ist an der Antriebsplatte 4 befestigt, um integral mit dieser gedreht zu werden, allerdings können sich das erste Sonnenrad 40 und das zweite Sonnenrad 41 relativ zueinander drehen. Jedes der Stufenplanetenräder 37 weist ein diametral größeres erstes Zahnrad 38 auf, das mit dem ersten Sonnenrad 40 in Eingriff steht, und ein diametral kleineres zweites Zahnrad 39, das mit dem zweiten Sonnenrad 41 in Eingriff steht. Das heißt, ein Teilkreisdurchmesser des ersten Zahnrads 38 ist größer als jener des zweiten Zahnrads 39. Die übrigen Strukturen der Planetengetriebeeinheit 7 gemäß der dritten Ausführungsform ähneln jenen der ersten Ausführungsform, weswegen durch Zuteilung gemeinsamer Bezugszeichen von detaillierten Erklärungen gemeinsamer Elemente abgesehen wird.
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Nachstehend wird eine Wirkung des in 9 und 10 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfers erklärt. Gemäß der dritten Ausführungsform ändert sich durch das Pulsieren des auf das erste Sonnenrad 40 ausgeübten Drehmoments der Maschine 1 auch die auf die Federn 6 ausgeübte Druckkraft, so dass das erste Sonnenrad 40 und der Träger 11 innerhalb eines vorbestimmten Winkels relativ gedreht werden. Demzufolge werden die Stufenplanetenräder 37 ebenfalls durch das auf das erste Sonnenrad 40 ausgeübte Drehmomentpuls innerhalb des ersten Winkels Θ1 oszilliert. In dieser Situation wird das auf das erste Sonnenrad 40 ausgeübte Drehmomentpuls mittels der Stufenplanetenräder 37 weiterhin auf das zweite Sonnenrad 41 ausgeübt, und das zweite Sonnenrad 41 wird demzufolge innerhalb einer vorbestimmten Amplitude oszilliert. Somit dient das zweite Sonnenrad 41 gemäß der in 9 und 10 gezeigten dritten Ausführungsform als Trägheitsmasse zum Unterdrücken von Schwingungen. Zudem können die Federn 6 ebenso in jedem der verfügbaren Räume innerhalb des zweiten Winkels Θ2 angeordnet sein. Ferner kann der Torsionsschwingungsdämpfer auch in Radialrichtung verkleinert werden, da die Planetengetriebeeinheit 7 gemäß der dritten Ausführungsform kein Hohlrad aufweist.
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11 zeigt eine schematische Darstellung des in einem Antriebsstrang angeordneten Torsionsschwingungsdämpfers gemäß der vierten Ausführungsform. Gemäß der vierten Ausführungsform ist die Maschine 1 mittels eines Federdämpfers 2 mit dem Sonnenrad 8 des Planetengetriebes 7 verbunden. Die übrigen Strukturen der Planetengetriebeeinheit 7 gemäß einer weiteren Ausführungsform ähneln jenen der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform, weswegen durch Zuteilung gemeinsamer Bezugszeichen von detaillierten Erklärungen gemeinsamer Elemente abgesehen wird.
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Nachstehend wird eine Wirkung des in 11 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfers erklärt. Bei dem in 11 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfer wird ein Drehmoment der Maschine 1 auf das Hohlrad 9 ausgeübt, und der Träger 11 wird einer Reaktion des Getriebes 3 unterworfen. Demzufolge wird die Drucklast auf die Federn 6 ausgeübt und das Hohlrad 9 und der Träger 11 werden innerhalb eines vorbestimmten Winkels relativ gedreht. In dieser Situation wird das auf das Hohlrad 9 ausgeübte Drehmoment weiterhin auf das Sonnenrad 8 ausgeübt, wodurch das Sonnenrad 8 innerhalb eines vorbestimmten Winkels relativ zu dem Hohlrad 9 gedreht wird. Diese Oszillationen des Sonnenrads 8 und des Hohlrads 9 wirken einander entgegen, so dass ein Pulsieren des von der Planetengetriebeeinheit 7 zu dem Getriebe 3 gelieferten Drehmoments unterdrückt wird. Infolgedessen wird das Pulsieren des von der Planetengetriebeeinheit 7 zu dem Getriebe 3 gelieferten Drehmoments gedämpft.
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In Bezug auf 12 ist eine schematische Darstellung des in einem Antriebsstrang angeordneten Torsionsschwingungsdämpfers gemäß der fünften Ausführungsform gezeigt. Gemäß der fünften Ausführungsform ist ein Getriebe 3 mittels eines Federdämpfers 2 mit dem Sonnenrad 8 der Planetengetriebeeinheit 7 verbunden. Die übrigen Strukturen der Planetengetriebeeinheit 7 gemäß der fünften Ausführungsform ähneln jenen der ersten Ausführungsform, weswegen durch Zuteilung gemeinsamer Bezugszeichen von detaillierten Erklärungen gemeinsamer Elemente abgesehen wird.
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Nachstehend wird eine Wirkung des in 12 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfers erklärt. Bei dem in 12 gezeigten Torsionsschwingungsdämpfer wird ein Drehmoment der Maschine 1 mittels des Hohlrads 9 und des Trägers 11 auch auf das Sonnenrad 8 ausgeübt, und der Träger 11 wird ebenfalls einer Reaktion des Getriebes 3 unterworfen. Demzufolge wird die Drucklast auf die Federn 6 ausgeübt und das Sonnenrad 8 und der Träger 11 werden innerhalb eines vorbestimmten Winkels relativ gedreht. In dieser Situation wird das Sonnenrad 8 durch das auf das Hohlrad 9 ausgeübte Drehmoment innerhalb eines vorbestimmten Winkels relativ zu dem Hohlrad 9 gedreht, und das Hohlrad 9 wird ebenfalls durch das Drehmomentpuls gedreht. Diese Oszillationen des Sonnenrads 8 und des Hohlrads 9 wirken einander entgegen, so dass das Pulsieren des von der Planetengetriebeeinheit 7 zu dem Getriebe 3 gelieferten Drehmoments unterdrückt wird. Infolgedessen wird das Pulsieren des von der Planetengetriebeeinheit 7 zu dem Getriebe 3 gelieferten Drehmoments gedämpft.
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Gemäß den in 11 und 12 gezeigten Ausführungsformen können die Federn 6 auch in jedem der verfügbaren Räume innerhalb des zweiten Winkels Θ2 angeordnet sein. Gemäß den in 11 und 12 gezeigten Ausführungsformen kann der Torsionsschwingungsdämpfer daher ebenfalls in Axialrichtung verkleinert werden, um leicht in eine Kraftübertragungseinheit eingepasst werden zu können.
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Obwohl die Erfindung in dieser Beschreibung mit Bezug auf spezifische Beispiele beschrieben worden ist, ist verständlich, dass innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Anmeldung verschiedene Modifikationen und Änderungen der Erfindung vorgenommen werden können.
