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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Reduzieren von Drehschwingungen beim Übertragen einer, von einer Verbrennungskraftmaschine in einem Kraftfahrzeug bereitstellbaren Antriebsleistung. Eine Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff ist aus dem Stand der Technik bekannt, insbesondere als Zweimassenschwungrad aus der
DE 87 13 332 U1 .
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine in Hubkolbenbauweise beschrieben, dies ist nicht als eine Beschränkung der Erfindung auf eine derartige Ausführungsform zu verstehen. Verbrennungskraftmaschinen, welche in Hubkolbenbauweise ausgeführt sind, weisen konzeptbedingt ein ungleichförmiges Antriebsdrehmoment auf, d.h. dass von einer solchen Maschine abgebbare Drehmoment ist mit Drehschwingungen oder Drehungleichförmigkeiten belastet, welche regelmäßig den Fahrkomfort eines Kraftfahrzeugs verschlechtern.
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Das von einer solchen Antriebsmaschine bereitgestellte Antriebsdrehmoment kann als ein mittleres Drehmoment, welches von Drehungleichförmigkeiten in Form einer Schwingung überlagert ist aufgefasst werden. Derartige Drehschwingungen oder Drehungleichförmigkeiten übertragen sich vorwiegend auf den Antriebsstrang und werden von Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden. Es gibt im Stand der Technik zahlreiche Einrichtungen zum Reduzieren solcher Drehschwingungen. Von hoher Bedeutung sind in diesem Zusammenhang sogenannte Zweimassenschwungräder (ZMS). Bei diesen ist ein primärer Anschluss mit der Verbrennungskraftmaschine koppelbar und ein sekundärer Anschluss ist mit dem weiteren Antriebsstrang koppelbar. Die beiden Anschlüsse sind über eine Federeinrichtung oder eine Feder-Dämpfereinrichtung miteinander verbindbar. Eine Drehschwingung ruft eine Drehbewegung des Primäranschlusses gegenüber dem Sekundäranschluss hervor, dabei wird diese Drehschwingungen zum einen durch das schwingungsfähige Federmassesystem verringert, zusätzlich kann diese durch die Dämpfereinrichtung bedämpft und damit weiter verringert werden.
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Die
DE 87 13 332 U1 befasst sich mit einem Zweimassenschwungrad für ein Antriebssystem eines Kraftfahrzeuges, bestehend aus einer ersten, an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine befestigten Drehmasse, einer zweiten mit den Getriebeeingangsbauteilen verbundenen Drehmasse, die an der ersten Drehmasse drehbar gelagert ist und einer Torsionsdämpfeinrichtung zwischen beiden Drehmassen zur Dämpfung von Torsionsschwingungen. Allgemein ist ein solches System auch aus der
DE 3411092 A1 bekannt.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Einrichtung zum Reduzieren von Drehschwingungen anzugeben. Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand des ersten Patentanspruchs gelöst. Zu bevorzugende Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Unter einer Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung ist im Sinne der Erfindung eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu verstehen, welche zur Übertragung einer Antriebsleistung in Form eines Drehmoments und einer Drehzahl von einer Antriebsmaschine auf einen Antriebsstrang eingerichtet ist. Dabei ist die Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung insbesondere zur Verwendung mit einer Verbrennungskraftmaschine in Hubkolbenbauweise vorgesehen. Weiter vorzugsweise ist diese als eine hydraulische Einrichtung ausgebildet und weist, da die in einer solchen Einrichtung regelmäßig verwendeten Fluide inkompressibel sind, bevorzugt eine Einrichtung auf, welche eine Federsteifigkeit beziehungsweise eine Elastizität aufweist um ein schwingungsfähiges System auszubilden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Fluid Bremsflüssigkeit verwendet, da diese insbesondere druck- und temperatorstabil ist.
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Im Sinne der Erfindung ist unter dem Antriebsstrang, auf welchen die von der Antriebsmaschine abgebbare Antriebsleistung, welche von der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung übertragbar ist, abgegeben wird, eine Welle oder ein Getriebe oder ein anderes Bauteil zu verstehen, welches zum Übertragen dieser Antriebsleistung in Richtung auf wenigstens ein antreibbares Rad eines Kraftfahrzeugs eingerichtet ist.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einem Primäranschluss der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung der Abschnitt dieser Vorrichtung zu verstehen, auf welchen das Antriebsdrehmoment von der Verbrennungskraftmaschine übertragbar ist. Vorzugsweise ist der Primäranschluss mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine verbindbar, weiter vorzugsweise drehfest mit dieser verbindbar, vorzugsweise unmittelbar mit dieser verbindbar.
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Im Sinne der Erfindung ist unter einem Sekundäranschluss der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung ein Abschnitt dieser zu verstehen, welcher einerseits zum Übertragen der von der Verbrennungskraftmaschine auf die Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung übertragenen Antriebsleistung auf den Antriebsstrang eingerichtet ist und andererseits ist der Sekundäranschluss drehbar, insbesondere in einem bestimmten Winkelbereich, vorzugsweise kleiner als 360°, gegenüber dem Primäranschluss gelagert. Weiter vorzugsweise ist der Sekundäranschluss mit einer Kupplung zum selektiven Übertragen der Antriebsleistung auf ein Getriebe verbindbar, vorzugsweise mit einer Anfahrkupplung oder bevorzugt mit einem Drehmomentwandler.
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Dabei ist der Primäranschluss mit dem Sekundäranschluss mittels einer Koppelungseinrichtung verbindbar, insbesondere derart verbindbar, dass die Antriebsleistung vom Primäranschluss auf den Sekundäranschluss übertragbar ist, insbesondere in Form eines Drehmoments und einer Drehzahl. Weiter vorzugsweise sind der Primäranschluss und der Sekundäranschluss koaxial zueinander angeordnet und rotieren zur Übertragung der Antriebsleistung um eine gemeinsame Hauptachse, insbesondere um die gleiche Achse um welche auch die Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine rotiert. In Bezug auf die Übertragung der Antriebsleistung ist die Koppelungseinrichtung damit zwischen dem Primär- und dem Sekundäranschluss angeordnet.
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Die Koppelungseinrichtung weist vorzugsweise einen Schwingungsreduktionsaktuator auf mit einem Kolbenraum und ein in diesem Kolbenraum bewegbares Kolbenelement aufweist. Dabei ist das Kolbenelement zum Hervorrufen einer Reduktionskraft mit einem Arbeitsdrucks im Kolbenraum beaufschlagbar. Bildlich gesprochen ist der Schwingungsreduktionsaktuator vorzugsweise als ein Gasdruckaktuator, beziehungsweise ein Gasdruckzylinder oder bevorzugt als ein Hydraulikaktuator beziehungsweise ein Hydraulikzylinder ausgebildet. Vorzugsweise sind der Kolbenraum und das Kolbenelement derart mit dem Primär- und dem Sekundäranschluss koppelbar, dass eine Drehbewegung des Primäranschlusses gegenüber dem Sekundäranschluss eine Verschiebung des Kolbenelements im Kolbenraum hervorruft. Weiter vorzugsweise ist mittels einer solchen Anbindung eine auf den Primäranschluss aufgeprägte Drehungleichförmigkeit mittels der Koppelungseinrichtung, insbesondere durch eine entsprechende Steuerung des Arbeitsdrucks, reduzierbar. Vorzugsweise weist der Schwingungsreduktionsaktuator eine teilweise oder vollständig bogenförmige Form auf.
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Dabei wird diese Bewegung des Primäranschlusses gegenüber dem Sekundäranschluss gegen die, mittels des Arbeitsdrucks im Kolbenraum hervorgerufene, Reduktionskraft bewirkt. Vorteilhafterweise ist der Arbeitsdruck im Kolbenraum mittels einer Druckerzeugungseinrichtung steuerbar und somit ist über diese die Reduktionskraft steuerbar. Weiter vorzugsweise wird die Reduktionskraft derart gewählt, dass das quasi statisch übertragbare Antriebsdrehmoment (mittleres Drehmoment oder Drehmoment ohne Überlagerung von Drehungleichförmigkeiten), ohne eine Verdrehung des Primäranschlusses gegenüber dem Sekundäranschluss übertragbar ist. Im Gegensatz dazu würde bei einem herkömmlichen System, beispielsweise einem ZMS dieses Antriebsdrehmoment zu einer Vorspannung der Bogenfedern führen, und damit zu einer Verdrehung einer Primärmasse eines solchen ZMS gegenüber dessen Sekundärmasse.
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Mittels der vorgeschlagenen Einrichtung ist es somit ermöglicht, die Reduktionskraft in einem weiten Bereich einzustellen. Insbesondere dadurch ist es ermöglicht ein besonders hohes Maß an Schwingungsreduktion zu erreichen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kolbenraum mittels eines hydraulischen Fluids befüllbar, vorzugsweise mit einem inkompressiblen Fluid. Weiter vorzugsweise mit einem Öl, insbesondere mit einem Hydrauliköl und bevorzugt mit Bremsflüssigkeit. In dieser Ausführungsform ist der Schwingungsreduktionsaktuator als ein hydraulischer Aktuator, bevorzugt mit einer kreisrunden Kolbenfläche und besonders bevorzugt mit einer Zylinderform des Kolbenraums ausgebildet. Insbesondere durch ein derartiges Fluid, welches wenig oder gar nicht komprimierbar ist, ist eine besonders gute Steuerbarkeit des Systems erreichbar.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der Schwingungsreduktionsaktuator als eine mit einem Gas als Arbeitsmedium befüllbare Einrichtung zu verstehen, vorzugsweise als ein Gasdruckzylinder, bevorzugt ist dessen Kolbenraum mittels eines Gases befüllbar. Ein derartiges Gas kann insbesondere Luft sein. Insbesondere mittels eines Gasdruckzylinders ist ein besonders einfacher Aufbau der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Druckerzeugungseinrichtung als eine hydraulische oder pneumatische Einrichtung zum Bereitstellen des Arbeitsdrucks ausgebildet. Vorzugsweise ist eine solche Einrichtung zum Erzeugen des Arbeitsdrucks mit einem hydraulischen Medium befüllbar. Vorzugsweise ist die Druckerzeugungseinrichtung fluidleitend mit dem Kolbenraum des Schwingungsreduktionsaktuators verbindbar, beziehungsweise ist diese mit diesem verbunden. Weiter vorzugsweise ist die Druckerzeugungseinrichtung artgleich zum Schwingungsreduktionsaktuator ausgebildet, d.h. entweder sind beide als hydraulische oder als Gasdruckeinrichtung ausgebildet. Weiter vorzugsweise sind diese beiden Einrichtungen artunterschiedliche, also eine als Gasdruckeinrichtung und die andere als hydraulische Einrichtung ausgebildet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung eine Druckausgleichseinrichtung auf. Vorzugsweise ist die Druckausgleichseinrichtung als ein vorspannbarer Druckspeicher zu verstehen, insbesondere stellt diese damit eine Feder da, da diese eine Elastizität in das System einbringt. Weiter vorzugsweise weist die Druckausgleichseinrichtung eine mechanische Feder, vorzugsweise eine Gasfeder oder bevorzugt eine Einrichtung mit einer Festkörperfeder, insbesondere eine Metallfeder, vorzugsweise eine Stahlfeder oder eine Elastomerfeder, oder eine Kombination mehrerer der zuvor genannten Federn auf. Vorzugsweise ist die Druckausgleichseinrichtung als hydraulische Feder zu verstehen, da ein hydraulisches Fluid, welches in dieser aufnehmbar ist, in der Regel inkompressibel ist, ist diese mit einem Federelement der zuvor genannten Art kombinierbar. Derartige Ausführungsformen einer Druckausgleichseinrichtung sind aus dem Stand der Technik bekannt und besonders funktionssicher.
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Gemäß einer zu bevorzugenden Grundidee ist es mittels einer solchen Kombination aus einem Schwingungsreduktionsaktuator zum Koppeln von Primär- und Sekundäranschluss und einer Druckerzeugungseinrichtung zum Einstellten des Arbeitsdrucks und einer Druckausgleichseinrichtung zum Bereitstellen einer Federrate ermöglicht, eine vorteilhafte Schwingungsreduktion zu erreichen. Dabei ist der Arbeitsdruck derart in Abhängigkeit eines mittleren zu übertagenden Drehmoments einzustellen, dass dadurch nominell keine oder keine Wesentliche Verdrehung des Sekundäranschlusses gegenüber dem Primäranschluss durch dieses Drehmoment erfolgt. Treten, dem mittleren Drehmoment überlagerte Drehschwingungen auf, also eine Ungleichförmigkeit des Drehmoments, wie dies bei einer Verbrennungskraftmaschine in Hubkolbenbauweise systemimmanent ist, wird die Druckausgleiseinrichtung zum Schwingen angeregt und dadurch werden diese Ungleichförmigkeiten wenigstens nicht vollständig auf den Sekundäranschluss übertragen und somit ist eine schwingungsmäßige Entkopplung des Sekundäranschlusses vom Primäranschluss erreichbar.
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Weiter vorzugsweise ist die Druckausgleichseinrichtung mit der Druckerzeugungseinrichtung fluidleitend verbindbar. Insbesondere ist mittels der Druckausgleichseinrichtung ein Arbeitsdruck aufbringbar, sodass mit der Druckerzeugungseinrichtung Druckschwankungen abgefedert werden, welche durch auf den Primäranschluss aufbringbare Drehungleichförmigkeiten induziert sind. Insbesondere durch die fluidleitende Verbindung von Druckerzeugungs- und Druckausgleichseinrichtung wird die Druckausgleichseinrichtung mit dem Arbeitsdruck vorgespannt. Der durch die Druckerzeugungseinrichtung aufgebrachte Arbeitsdruck ist besonders energiearm bereitstellbar, da lediglich ein kleiner Volumenstrom bewegt wird, ist somit ein besonders effizienter Betrieb der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung, insbesondere die Koppelungsvorrichtung, einen weiteren Kolbenraum auf. Weiter vorzugsweise ist in dem weiteren Kolbenraum ein weiteres Kolbenelement bewegbar. Weiter vorzugsweise dichtet das weitere Kolbenelement den weiteren Kolbenraum gegenüber dem Kolbenraum fluiddicht ab und ist vorzugsweise mit dem Kolbenelement verbindbar, besonders vorzugsweise mit diesem einstückig ausgebildet. Durch eine derartige Ausbildung mit einem solchen weiteren Kolbenraum ergibt sich der Schwingungsreduktionsaktuator vorzugsweise als ein Aktuator, bevorzugt als ein Zylinder mit 2 Kolbenräumen, zwischen welchen das, vorzugsweise verbundene, Kolbenelement hin und her bewegbar ist. Zum Übertragen eines Antriebsdrehmoments wird das vorzugsweise verbundene Kolbenelement in Richtung eines der Kolbenräume abgedrängt, dieser Abdrängneigung wird mittels unterschiedlicher Arbeitsdrücke im Kolbenraum und im weiteren Kolbenraum entgegengewirkt. Durch die vorgeschlagene Ausführungsform ist eine Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung geschaffen, bei welcher das vorzugsweise verbundene Kolbenelement hydraulisch zwischen den Kolbenräumen eingespannt ist und damit ist eine besonders gute Steuerbarkeit erreichbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung, welche insbesondere einen Schwingungsreduktionsaktuator mit 2 Kolbenräumen aufweist, eine weitere Druckerzeugungseinrichtung auf. Mit dieser weiteren Druckerzeugungseinrichtung ist insbesondere der weitere Arbeitsdruck in dem weiteren Kolbenraum veränderbar. Vorzugsweise ist die weitere Druckerzeugungseinrichtung in der gleichen Art ausgebildet wie die Druckerzeugungseinrichtung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung eine weitere Druckausgleichseinrichtung auf, welche mit der weiteren Druckerzeugungseinrichtung fluidleitend verbindbar ist. Dabei ist die weitere Druckausgleichseinrichtung als eine Druckausgleichseinrichtung der zuvor beschrieben Art zu verstehen und kann die gleiche Bauform oder eine andere Bauform der zuvor genannten Druckausgleichseinrichtung aufweisen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung ist in Drehmomentübertragungsrichtung vom Primäranschluss auf den Sekundäranschluss zwischen diesen eine Federeinrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist diese Federeinrichtung als eine Gasdruck-Federeinrichtung und bevorzugt als eine mechanische Federeinrichtung mit einer Festkörperfeder ausgebildet. Vorzugsweise weist diese Federeinrichtung als ein Federelement eine Stahlfeder oder eine Elastomerfeder auf. Vorzugsweise ist die Federeinrichtung derart angeordnet, dass mittels dieser, eine Federkraft vom Primäranschluss auf den Sekundäranschluss übertragbar ist. Weiter vorzugsweise ist diese Federeinrichtung derart angeordnet, dass durch eine Drehbewegung des Primäranschlusses gegenüber dem Sekundäranschluss eine Veränderung dieser Federkraft hervorrufbar ist. Insbesondere mittels einer solchen Federeinrichtung ist eine besonders wirksame Reduzierung von Drehschwingungen erreichbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schwingungsreduktionsaktuator derart angeordnet, dass mittels diesem vom Primäranschluss auf den Sekundäranschluss eine Zylinderkraft übertragbar ist. Vorzugsweise sind diese Federeinrichtung und der Schwingungsreduktionsaktuator mechanisch, also bezogen auf die von diesen übertragbaren Kräften, seriell zueinander geschaltet. Insbesondere in einem statischen Lastfall sind also die Federkraft und die Zylinderkraft gleich groß. Insbesondere durch eine serielle Anordnung der Federeinrichtung und des Schwingungsreduktionsaktuators ist es erreichbar, dass der Primäranschluss gegenüber dem Sekundäranschluss besonders weite Wege ausführen kann, beziehungsweise einen Bereich mit einer ersten Federsteifigkeit (Federeinrichtung) und mit einer zweiten Federsteifigkeit (Druckausgleichseinrichtung) aufweist und somit ist eine weiche Dämpfung der Drehschwingungen erreichbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Federeinrichtung und der Schwingungsreduktionsaktuator mechanisch, also bezogen auf die von diesen übertragbaren Kräften, parallel zueinander geschaltet. Durch eine Parallelschaltung der Federeinrichtung und des Schwingungsreduktionsaktuators ergeben sich die insgesamt von diesen übertragbaren Kräfte zwischen dem Primäranschluss und dem Sekundäranschluss als Summe der Einzelkräfte. Insbesondere mittels einer solchen Anordnung sind besonders große Kräfte zwischen dem Primäranschluss und dem Sekundäranschluss übertragbar und es ist eine besonders einfache Dimensionierung des Schwingungsreduktionsaktuators ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung eine Entkopplungseinrichtung mit einen Entkopplungszylinder auf. Vorzugsweise weist der Entkopplungszylinder einen Entkopplungskolben, einen Primärentkopplerkolbenraum und vorzugsweise einen Sekundärentkopplerkolbenraum auf. Vorzugsweise ist der Entkopplerkolben im Primärentkopplerkolbenraum bewegbar. Vorzugsweise sind die beiden Entkopplungskolbenräume fluiddicht voneinander durch den Entkopplerkolben getrennt. Weiter vorzugsweise sind die Druckerzeugungseinrichtung, oder die weitere Druckerzeugungseinrichtung oder beide fluidleitend mit dem Primärentkopplerkolbenraum verbindbar. Vorzugsweise ist der Sekundärentkopplerkolbenraum fluidleitend mit dem Kolbenraum oder dem weiteren Kolbenraum verbindbar. Vorzugsweise ist der Entkopplungszylinder damit als ein hydraulischer Zylinder oder als ein Gasdruckzylinder ausgebildet, dabei ist Zylinder in diesen Zusammenhang insbesondere nicht als eine geometrische Beschreibung zu verstehen, sondern als eine allgemein übliche Beschreibung derartiger Aktuatoren. Weiter vorzugsweise sind wenigstens einer oder beide Entkopplerkolbenräume auch geometrisch als Zylinder ausgebildet. Insbesondere mittels einer solchen Entkopplungseinrichtung ist auf die Koppelungsseinrichtung eine weitere Druckschwankung aufbringbar und insbesondere durch diese sind die übertragenen Drehungleichförmigkeiten weiter verminderbar.
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Weiter vorzugsweise weist die Enkopplungseinrichtung einen Entkopplungsaktor auf, mittels welchem eine Kraft auf den Entkopplerkolben aufbringbar ist. Vorzugsweise ist der Entkopplerkolben mittels des Entkopplungsaktors mit einer Schwingung anregbar, welche vorzugsweise zu den auf den Primäranschluss einwirkenden Drehschwingungen gegenphasigen ist. Mittels einer solchen gegenphasigen Schwingung ist eine aktive Reduzierung der vom Primär- auf den Sekundäranschluss übertragbaren Drehschwingungen erreichbar. Vorzugsweise ist der Entkopplungsaktor als ein elektromechanischer Aktuator ausgebildet, weiter vorzugsweise als ein hydraulischer oder pneumatischer Aktuator. Insbesondere mittels einer solchen Entkopplungseinrichtung ist eine verbesserte Steuerbarkeit der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung erreichbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Druckerzeugungseinrichtung oder die weitere Druckerzeugungseinrichtung oder beide an einem der Anschlüsse (Primäranschluss, Sekundäranschluss) angeordnet oder wenigstens mit einem dieser kinematisch gekoppelt. Insbesondere durch diese Anordnung rotiert also die Druckerzeugungseinrichtung oder die weitere Druckerzeugungseinrichtung oder beide bei der Leistungsübertragung mit einem der Anschlüsse mit. Insbesondere mittels einer solchen Ausgestaltung der Erfindung ist es ermöglicht, dass keine unter Druck stehenden Medien auf die rotierenden Anschlüsse übertragen werden müssen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung einen rekuperationsfähigen Aktuator auf. Unter einem rekuperationsfähigen Aktuator ist im Sinne der Erfindung ein Aktuator zum Umwandel einer alternierenden Bewegung oder einer Druckschwankung in vorzugsweise hydrostatische oder bevorzugt elektrische Energie zu verstehen. Vorzugsweise ist diese Energie in einem Zwischenspeicher, vorzugsweise einen elektrochemischen oder elektrostatischen Speicher oder in einem Druckspeicher abspeicherbar und der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung zum Betrieb dieser wieder zuführbar.
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Vorzugsweise weist die Koppelungseinrichtung einen rekuperationsfähigen Aktuator auf, vorzugsweise ist der Schwingungsreduktionszylinder als ein rekuperationsfähiger Aktuator ausgebildet, beziehungsweise mit einem solchen verbindbar. Weiter vorzugsweise weist die Druckerzeugungseinrichtungen einen solchen rekuperationsfähigen Aktuator auf, bevorzugt die Druckausgleichseinrichtung und besonders bevorzugt die Entkopplungseinrichtung. Insbesondere mittels eine rekuperationsfähigen Aktuators ist der Energiebedarf der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung senkbar und damit ist ein besonders effizienter Betrieb dieser ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Druckerzeugungseinrichtung oder die weitere Druckerzeugungseinrichtung oder beide ortsfest, in Bezug auf die Drehbewegung der Anschlüsse (Primäranschluss, Sekundäranschluss), angeordnet. Vorzugsweise ist wenigstens eine dieser beiden Einrichtungen (Druckerzeugungseinrichtung, weitere Druckerzeugungseinrichtung) ortsfest an einem Trägerelement eines Kraftfahrzeugs angeordnet, in welchem die Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung angeordnet ist. Insbesondere durch eine derartige Ausgestaltungen rotieren die Anschlüsse beim Übertragen der Antriebsleistung gegenüber wenigstens einer der Druckerzeugungseinrichtung.
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Zum Betrieb der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung ist es vorzugsweise vorgesehen, die Drehbewegung des Primäranschlusses zu erfassen, vorzugsweise die Drehzahl mittels eines Sensors zu messen, weiter vorzugsweise eine Winkelbeschleunigung aus dieser Drehbewegung abzuleiten oder zu messen. Weiter vorzugsweise ist an der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung ein Beschleunigungssensor angebracht um eine Winkelbeschleunigung zu erfassen, vorzugsweise des Primäranschlusses oder des Sekundäranschlusses oder beider.
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Zum Betrieb der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung ist es vorzugsweise weiter vorgesehen, die Drehbewegung des Sekundäranschlusses zu erfassen, vorzugsweise die Drehzahl mittels eines Sensors zu messen, weiter vorzugsweise eine Winkelbeschleunigung aus dieser Drehbewegung abzuleiten oder zu messen.
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Vorzugsweise werden einzelne oder alle erfassten Werte der erfassten Drehbewegungen einer Recheneinheit zugeführt, welche diese Drehbewegungen zur Steuerung des Arbeitsdrucks im Kolbenraum des Schwingungsreduktionsaktuators oder der Entkoppelungseinrichtung oder beider heranzieht. Weiter vorzugsweise wird der Arbeitsdruck derart geregelt, dass die Winkelbeschleunigung des Sekundäranschlusses geringer ist als die Winkelbeschleunigung des Primäranschlusses. Insbesondere mittels einer geringen Winkelbeschleunigung des Sekundäranschlusses ist ein besonders komfortabler Fahrbetrieb ermöglicht.
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Ein weiteres Verfahren zur Steuerung der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung ist zum Starten eines Kraftfahrzeugs mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer solchen Vorrichtung vorgesehen, also zum Starten der Verbrennungskraftmaschine in den befeuerten Betrieb. Insbesondere findet ein solches Verfahren beim sogenannten Direktstart Anwendung, dabei ist unter dem Direktstart insbesondere zu verstehen, dass die Verbrennungskraftmaschine dadurch gestartet wird, dass diese positionsgenau derart abgestellt wird, dass in einem Brennraum dieser zündfähiges Brennstoffluftgemisch vorhanden ist. Zum Starten der Verbrennungskraftmaschine wird nun das Brennstoffluftgemisch gezündet und dieser Startimpuls ist groß genug um die Verbrennungskraftmaschine im befeuerten Betrieb weiter zu betreiben.
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Bei herkömmlichen Zweimassenschwungrädern ist es möglich, dass der Startimpuls durch das Zweimassenschwungrad gedämpft wird und ein befeuerter Betrieb daher nicht möglich ist.
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In dem vorgeschlagenen Verfahren wird vorzugsweise für den Direktstart der Arbeitsdruck erhöht, bis zu einem Schwellenwert, welcher abhängig von der Verbrennungskraftmaschine und dem Antriebsstrang ermittelbar ist, und somit wird eine steifere Kopplung des Primäranschlusses mit dem Sekundäranschluss erreicht, als in einem normalen Betrieb, also wenn die Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung im Fahrbetriebe des Kraftfahrzeugs betrieben wird. Insbesondere durch diese drehstarre Koppelung des Primäranschlusses mit dem Sekundäranschluss wird der Startimpuls der Verbrennungskraftmaschine nicht gedämpft und ein befeuerter Betrieb dieser ist möglich.
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Nachfolgend ist die Erfindung und Merkmale dieser anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1: eine Schaltskizze einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- 2: eine Schaltskizze einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- 3: eine Schaltskizze einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
- 4: eine Schaltskizze einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
- 5: eine Schaltskizze einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
- 6: eine schematische Darstellung von Drehungleichförmigkeit, mittleren Drehmoment und Schwingung der Entkopplungseinrichtung.
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1 zeigt eine Ausführungsform die ähnlich einem herkömmlichen Zweimassenschwungrad aufgebaut ist, wobei die Bogenfeder des Zweimassenschwungrads durch ein hydraulisches System mit einem Schwindungsreduktionszylinder, welcher als hydraulischer Zylinder mit dem Kolebenraum 4 und dem Kolbenelement 5 ausgebildet ist und einer Druckausgleichseinrichtung 11 mit einer Gasfeder 12, ersetzt ist. In 1a ist ein ungespanntes System, beziehungsweise ein System zum Übertragen eines geringen Drehmoments und in 1b ist ein gespanntes System, beziehungsweise ein System zum Übertragen eines größeren Drehmoments als in 1a, dargestellt.
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Am Primäranschluss 1 ist die Kurbelwelle (nicht dargestellt) einer Verbrennungskraftmaschine angeschlossen. Dem Primäranschluss 1 wird im Betrieb, zusätzlich zum mittleren Drehmoment, die Drehungleichförmigkeit 6 aufgeprägt, welche durch das gezeigte System verringert wird und damit möglichst nicht oder nur geringfügig auf den Sekundäranschluss 2, welcher mit dem weiteren Antriebsstrang (nicht dargestellt) verbunden ist, übertragen.
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Der Primäranschluss 1 ist mittels der Koppelungseinrichtung 3, welche einen als hydraulischen Arbeitszylinder ausgebildeten Schwinungsreduktionsaktuator aufweist, mit dem Sekundäranschluss 2 verbunden. Eine Drehbewegung des Primäranschlusses 1 gegenüber dem Sekundäranschluss 2 ist in der vereinfachten Figur als eine Längsverschiebung der beiden Anschlüsse 1, 2 in Richtung der Drehungleichförmigkeit 6 dargestellt. Der hydraulisch Zylinder der Koppelungseinrichtung 3 weist einen Kolbenraum 4 und ein in diesem Kolbenraum 4 bewegbares Kolbenelement 5 auf.
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Im Kolbenraum 4 ist ein Arbeitsdruck, welcher auf das Kolbenelement 5 wirkt, über die Druckerzeugungseinrichtung 7 einstellbar. Die Druckerzeugungseinrichtung 7 ist ebenfalls als hydraulischer Zylinder ausgebildet und weist einen Druckerzeugungkolbenraum 9 und einen Druckerzeugungskolben 8 auf. Wird der Druckerzeugungskolben 8 in den Druckerzeugungskolbenraum 9 hinein bewegt, wird das System gespannt, denn über die Fluidleitung 10 wird dann Hydrauliköl in den Kolbenraum 4 gedrückt.
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Weiter weist das System eine Druckausgleichseinrichtung 11 auf. Die Druckausgleichseinrichtung 11 ist mittels der Fluidleitung 10 fluidleitend mit dem Druckerzeugungskolbenraum 9 der Druckerzeugungseinrichtung 7 verbunden. Die Druckausgleichseinrichtung 11 ist als eine Druckfedereinrichtung aufzufassen. Die Druckausgleichseinrichtung 11 weist zum Bereitstellen der Federrate eine Gasfeder 12 und einen Arbeitsraum 13 zur Aufnahme von Hydrauliköl auf.
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Wird der Druckerzeugungskolben 8 zum Vorspann des Systems in den Druckerzeugungskolbenraum 9 hinein bewegt wird Hydrauliköl aus diesen herausgedrückt und spannt die Gasfeder 12 und somit weist das System eine geänderte Eigenfrequenz auf.
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In 1b ist das vorgespannte Systems dargestellt. Dabei wird der Druckerzeugungskolben 8 in Richtung 14 in den Druckerzeugungskolbenraum 9 hinein bewegt, damit drückt die Druckerzeugungseinrichtung 7 Hydrauliköl über die Fluidleitung 10 in den Arbeitsraum 13 und die Gasfeder 12 wird gespannt.
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Vergleicht man nun das ungespannte System der 1a mit dem gespannten System der 1b, so wird bei dem in 1b dargestellten System ein größeres Antriebsdrehmoment vom Primäranschluss auf den Sekundäranschluss übertragen, es kommt aber anders als bei einem reinmechanischen System, nicht zu einer Verlagerung des Primäranschlusses gegenüber dem Sekundäranschluss 2, da der Arbeitsdruck im Kolbenraum 4 durch die Druckerzeugungseinrichtung 7, mittels einer Bewegung des Druckerzeugungskolbens 8 in Richtung 14, erhöht wird. Durch diese Vorspannung der Gasfeder 12 der Druckausgleichseinrichtung 11 ist somit eine besonders effiziente Verringerung der Drehungleichförmigkeiten 6 ermöglicht.
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Anders ausgedrückt, wird das statisch übertragene oder mittlere Drehmoment durch eine Anpassung des Druckniveaus ausgeglichen.
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In 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dabei ist in 2a ein gleichmäßig gespanntes System dargestellt und in 2b ein ungleichmäßig gespanntes System. In 2a ist ein System zum Übertragen eines geringen Drehmoments und in 2b ist ein System zum Übertragen eines größeren Drehmoments als in 2a, dargestellt
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Im Wesentlichen ist das in 2 dargestellte System aus 2 Teilsystemen, wie diese in 1 dargestellt sind, zusammengesetzt. Weiterhin entspricht die Darstellung im Wesentlichen der in 1 gezeigten Darstellung, dabei weist das in 2 dargestellte System zwei Teilsystem auf, die Elemente des zweiten Teilsystems in 2 sind jeweils durch Ziffern mit Strich gekennzeichnet.
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Der Primäranschluss 1 ist über die Koppelungseinrichtung 3 mit dem Sekundäranschluss 2 gekoppelt. Die Koppelungseinrichtung 3 weist einen als hydraulischen Zylinder ausgebildeten Schwingungsreduktionsaktuator mit einem Kolbenraum 4 und einem weiteren Kolbenraum 4' auf. Im Kolbenraum 4 ist das Kolbenelement 5 angeordnet und bewegbar, welches mit dem weiteren Kolbenelement 5` verbunden ist.
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Dem Primäranschluss 1 sind die Drehungleichförmigkeiten 6 aufgeprägt, welche durch die Koppelungseinrichtung 3 möglichst nicht oder wenig auf den Sekundäranschluss 2 übertragen werden sollen. Mittels des Teilsystems mit einer weiteren Druckerzeugungseinrichtung 7', welche über eine weitere Fluidleitung 10` mit der weiteren Druckausgleichseinrichtung 11' fluidleitend verbunden ist. Wird der weitere Druckerzeugungskolben 8` in den weiteren Druckerzeugungskolbenraum 9` verschoben und dadurch die Gasfeder 12` mit Arbeitsraum 13` der weiteren Druckausgleichseinrichtung 11' vorgespannt und damit der weitere Kolbenraum 4' mit einem veränderten Arbeitsdruck beaufschlagt.
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Gleiches gilt für den Kolbenraum 4, wie dies bereits bei 1 erläutert ist. In 2a ist im Kolbenraum 4 und im weiteren Kolbenraum 4` der gleiche Arbeitsdruck eingestellt.
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In 2b ist ein System dargestellt, bei welchen der Druckerzeugungskolbenraum 8 der Druckerzeugungseinrichtung 7 in Richtung 14 verschoben ist und damit wird die Gasfeder 12 der Druckausgleichseinrichtung 11 gespannt. Weiter wird durch eine Bewegung des weiteren Druckerzeugungskolbens 8` der weiteren Druckerzeugungseinrichtung 7` in Richtung 14` die Gasfeder 12` der weiteren Druckausgleichseinrichtung 11' vorgespannt, die Kolbenelement 5, 5` sind damit hydraulisch eingespannt und es ist eine besonders gute Steuerbarkeit durch unterschiedliche Arbeitsdrücke in den Kolbenräumen 4, 4' erreichbar. Eine Differenzkraft, welche sich durch die unterschiedlichen Arbeitsdrücke in den Kolbenräumen 4, 4' entsteht, ist die Reaktionskraft auf das vom Primäranschluss 1 auf den Sekundäranschluss 2 übertragene Antriebsdrehmoment, insbesondere das mittlere Drehmoment.
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Insbesondere arbeiten bei der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung 2 Gasfedern 12, 12’ gegeneinander, die Bewegung der Kolbenelemente 5, 5' welche einstückig miteinander ausgebildet sind, bewirkt einen Druckaufbau in der einen Gasfeder und einen Druckabbau in der anderen Gasfeder. Der Hub der Koppelungseinrichtung 3, also eine Bewegung der Kolbenelemente 5, 5` entspricht dabei der Drehungleichförmigkeit 6. Ein statisches Moment wird durch eine Anpassung der Druckniveaus in den Kolbenräumen 4, 4' ausgeglichen. Durch gleiche Druckniveaus in beiden Kolbenräumen 4, 4' ist eine 0 Stellung der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung einstellbar.
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In 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher eine mechanische Federeinrichtung 15 mit dem hydraulischen Zylinder mit Kolbenraum 4, Kolbenelement 5 zur Koppelungseinrichtung 3 zusammengeschaltet sind.
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In 3a ist ein ungespanntes System, beziehungsweise ein System zum Übertragen eines geringen Drehmoments und in 3b ist ein gespanntes System, beziehungsweise ein System zum Übertragen eines größeren Drehmoments als in 3a, dargestellt.
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Die in 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung entspricht dabei im Wesentlichen der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, wenigstens in Bezug auf die hydraulischen Elemente (Kolbenraum 4, Kolbenelement 5, Druckerzeugungseinrichtung 7, Fluidleitung 10, Druckausgleichseinrichtung 11), es wird daher nachfolgend auf die wesentlichen Unterschiede dieser beiden Ausführungsformen eingegangen.
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Der Primäranschluss 1 ist über die Koppelungseinrichtung 3 mit dem Sekundäranschluss 2 gekoppelt. In 3a ist dabei ein System dargestellt, bei welchem die mechanische Federeinrichtung 15 nicht oder nur gering eingefedert ist, d.h. es liegt ein niedriges Antriebsdrehmoment zwischen dem Primäranschluss 1 und dem Sekundäranschluss 2 an, beziehungsweise wird von diesen übertragen.
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In 3b ist ein Betriebszustand des Systems dargestellt, bei welchem die mechanische Federeinrichtung 15 vollständig oder nahezu vollständig eingefedert ist, d.h. das übertragene Antriebsdrehmoment ist größer als bei dem in 3a dargestellten System und die Drehungleichförmigkeiten 6 werden dann im Wesentlichen über die Gasdruckfeder 12 und somit über den Hydraulikzylinder mit Kolbenraum 4 und Kolbenelement 5 abgefedert bzw. verringert.
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Die Koppelungseinrichtung 3 weist den als hydraulischen Zylinder mit dem Kolbenraum 4 und Kolbenelement 5 ausgebildeten Schwingungsredkuktionszylinder auf, sowie eine mechanische Federeinrichtung 15, dabei sind diese beiden Einrichtungen in Reihe zueinander geschaltet.
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Wird der Arbeitsdruck im Kolbenraum 4 über die Druckerzeugungseinrichtung 7 erhöht, kann der hydraulische Zylinder mit dem Kolbenraum 4 und dem Kolbenelement 5 steif geschaltet werden, d.h. die Gasfeder 12 wird so weit vorgespannt, dass diese praktisch nicht mehr nennenswert federt, d.h. eine Flüssigkeitssäule des hydraulischen Fluids in der Fluidleitung 10 steht, trotz einer Beaufschlagung des Primäranschlusses 1 mit Drehungleichförmigkeiten 6, still.
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In einem solchen Fall (stillstehende Flüssikgkeitssäule) gleicht nur noch die mechanische Federeinrichtung 15 Drehungleichförmigkeiten 6 aus. In einem anderen Betriebspunkt, wird die Vorspannung der Gasfeder 12 über die Druckerzeugungseinrichtung 7 so weit verringert, dass Drehungleichförmigkeiten 6 vollständig oder zum überwiegenden Teil, mittels dem hydraulischen Zylinder mit dem Kolbenraum 4 und dem Kolbenelement 5 und nicht mehr über die mechanische Federeinrichtung 15 ausgeglichen werden.
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Weiter ist es auch ermöglicht, praktisch jeden beliebige zwischen Betriebszustand zu den beiden oben geschilderten extrem Betriebszuständen einzunehmen, d.h. dass die Gasfeder 12 derart mit einer Vorspannung einzustellen, dass sowohl die mechanische Federeinrichtung 15 als auch der hydraulische Zylinder 4, 5 der Koppelungseinrichtung 3, Drehungleichförmigkeiten 6 ausgleichen.
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Bevorzugt ist es, dass das System derart ausgelegt ist, dass niedrige Antriebsdrehmomente von der mechanischen Federeinrichtung 15 abgestützt werden. Bei höheren Antriebsdrehmomenten wirkt überwiegend oder ausschließlich das hydraulische System, also der hydraulische Zylinder 4, 5 in Zusammenhang mit der Gasfeder 12, insbesondere ist bei höheren Antriebsdrehmomenten die mechanische Federeinrichtung 15 vollständig eingefedert.
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In 4 ist ein System dargestellt, bei welchem die mechanische Federeinrichtung 15, bezogen auf die Kraftübertragung parallel zum Hydraulikzylinder 4, 5 der Koppelungseinrichtung 3 angeordnet ist. Dabei entspricht das Grundsystem wiederum dem in 1 bereits erläuterten System, nachfolgend wird daher auf die wesentlichen Unterschiede zu einem solchen System eingegangen. In 4a ist ein ungespanntes System, beziehungsweise ein System zum Übertragen eines geringen Drehmoments und in 4b ist ein gespanntes System, beziehungsweise ein System zum Übertragen eines größeren Drehmoments als in 4a, dargestellt.
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In 4a ist ein System dargestellt, bei welchen nur ein kleines Drehmoment vom Primäranschluss 1 über die Koppelungseinrichtung 3 auf den Sekundäranschluss 2 übertragen wird. Der hydraulische Zylinder mit dem Kolbenraum 4 und dem Kolbenelement 5 sowie die mechanische Federeinrichtung 15 sind dabei im Wesentlichen entspannt. Drehungleichförmigkeiten 6, führen zu einer Bewegung der mechanischen Federeinrichtung 15 und des hydraulischen Zylinders mit dem Kolbenraum 4 und dem Kolbenelement 5 gleichermaßen.
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In 4b ist ein System dargestellt, bei welchen ein größeres Drehmoment vom Primäranschluss 1 auf den Sekundäranschluss 2 als in 4a übertragen wird. Die mechanische Federeinrichtung 15, sowie der hydraulische Zylinder 4, 5 sind dabei aus ihrer Ruhelage heraus bewegt. Es ist aber auch möglich, dass der Arbeitsdruck im Kolbenraum 4 derart eingestellt ist, dass eine solche Verdrehung des Sekundäranschlusses 2 gegenüber dem Primäranschluss 1 nicht auftritt.
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Die Drehungleichförmigkeiten 6, werden gleichermaßen über die mechanische Federeinrichtung 15, wie auch über den hydraulischen Zylinder 4, 5 und damit über die Gasfeder 12 abgefedert.
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In 5 ist ein voll aktives hydraulisches System zum Verringern von Drehungleichförmigkeiten dargestellt. In 5a ist das System dargestellt, wenn ein geringes Antriebsdrehmoment vom Primäranschluss 1 auf den Sekundäranschluss 2 übertragen wird und in 5b ist das gleiche System dargestellt, wenn ein größeres Antriebsdrehmoment übertragen wird.
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Dabei weist ein solches System die bereits in den vorhergehenden Figuren beschriebenen Komponenten, Druckerzeugungseinrichtung 7 und Druckausgleichseinrichtung 11, auf. Über eine Bewegung des Druckerzeugungskolbens 8 in Richtung 14 im Druckerzeugungskolbenraum 9 ist die Vorspannung der Gasfeder 12 veränderbar und damit ein höheres Antriebsdrehmoment übertragbar, ohne das eine Verdrehung des Primäranschlusses gegenüber dem Sekundäranschluss auftritt.
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Dabei wirkt diese Einstellung des Arbeitsdrucks nun nicht unmittelbar, beziehungsweise fluidleitend, auf den Kolbenraum 4 des hydraulischen Zylinders 4, 5 der Koppelungseinrichtung 3, sondern wird mittelbar über die als Tilgereinrichtung (Entkopplungszylinder 17) ausgebildete Entkopplungseinrichtung übertragen. Der als Tilgereinrichtung ausgebildete Entkopplungszylinder 17 weist einen Primärentkopplerkolbenraum 18 und einen Sekundärentkopplerkolbenraum 19 auf sowie einen als Tilgerkolben ausgebildeten Entkopplerkolben 20, welcher in diesen Entkopplerkolbenräumen 18, 19 bewegbar ist.
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Der Sekundärtilgerkolbenraum 19 ist fluidleitend mit dem Kolbenraum 4 verbunden. Soll der Arbeitsdruck im Kolbenraum 4 erhöht werden, wird der Druckerzeugungskolben 8 in Richtung 14 verschoben, wie dies in 5b dargestellt ist, und damit ist vom Primäranschluss 1 auf den Sekundäranschluss 2 ein höheres Antriebsdrehmoment übertragbar, ohne dass sich die Anschlüsse 1, 2 gegeneinander verdrehen, als bei einem geringeren Arbeitsdruck im Kolbenraum 4, sowie dies in 5a dargestellt ist.
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Auf den als Tilgerkolben ausgebildeten Entkopplerkolben 20 ist mittels eines Entkopplungsaktors (nicht dargestellt) eine Kraft aufbringbar, mit welcher der als Tilgerkolben ausgebildete Entkopplerkolben 20 in den Tilgerkolbenräumen (Primärentkopplerkolbenraum 18, Sekundärentkopplerkolbenraum 19) bewegbar ist und somit ist aktiv eine zu den Drehungleichförmigkeiten 6 gegenphasige Druckschwankung aufbringbar und damit ist eine verbesserte Entkopplung des Primäranschlusses 1 vom Sekundäranschluss 2 erreichbar.
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Die als Entkopplungszylinder 17 ausgebildete Tilgereinrichtung bildet über die Gasfeder 12, mit welcher diese über die Fluidleitung 10 fluidleitend verbunden ist, ein schwingungsfähiges System aus, mit welchen die auf den Primäranschluss 1 aufgeprägten Drehungleichförmigkeiten 6 verringerbar sind. Weiter ist es mit einem solchen System grundsätzlich ermöglicht, den zum Übertragen des mittleren Drehmoments notwendigen Arbeitsdruck mittels der Druckerzeugungseinrichtung aufzubringen und Drehungleichförmigkeiten mittels der Tilgereinrichtung aktiv zu verringern.
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Die Koppelungseinrichtung 3 weist einen als hydraulischen Zylinder 4, 5, 5` aus gebildeten Schwingungsreduktionszylinder auf. Dieser weist neben dem Kolbenraum 4 und dem Kolbenelement 5 ein weiteres Kolbenelement 5` auf. Die mechanische Federeinrichtung 15 ist parallel geschaltet zu diesem hydraulischen Zylinder mit dem Kolbenraum 4 dem Kolbenelement 5 und dem weiteren Kolbenelement 5'.
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Wie dargelegt ist es zusätzlich ermöglicht, den als Tilgerkolben ausgebildeten Entkopplerkolben 20 mit einer zusätzlichen Tilgerkraft zu beaufschlagen, welche dessen Bewegung entgegenwirkt und somit ist eine weitere Möglichkeit zum Verringern von Drehungleichförmigkeiten 6 ermöglicht.
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In 6 ist eine schematische Darstellung des von der Druckerzeugungseinrichtung aufgebrachten Drucks 28 und weiterer Größen (p: Druck, T: Drehmoment, s: Weg) aufgetragen über der Zeit t gezeigt. Vom Primär- auf den Sekundäranschluss wird dabei das mittlere Drehmoment 25 übertragen, welches von der sinusförmigen Drehungleichförmigkeit 26 überlagert ist. Mit einer entsprechenden Einstellung des Drucks 28, welcher auf einen der Kolbenräume (4, 4') einwirkt, beziehungsweise sich als Druckdifferenz aus diesen ergibt, ist es ermöglicht die Verdrehung der beiden Anschlüsse (Primär-, Sekundäranschluss) gering zu halten, anders gewendet, der Druck 28 verhält sich proportional zum mittleren Drehmoment 25.
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Um eine verbesserte Dynamik der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung zu erreichen, kann diese die Entkopplungseinrichtung (siehe 5) aufweisen, mit welcher eine zur sinusförmigen Drehungleichförmigkeit 26 gegenphasige Schwingung 27 auf die Vorrichtung aufbringbar ist. Dabei kann diese gegenphasige Schwingung 27 durch eine Bewegung/Verschiebung des Tilgerkolbens in der Entkopplungseinrichtung erzeugt werden.
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Durch einzelne oder alle der zuvor erläuterten Drehschwingungsreduzierungsvorrichtungen in 1 bis 5, sind folgende Vorteile erreichbar:
- - Gegenüber einem herkömmlichen Zweimassenschwungrad (ZMS) bietet der gesteuerte, vorzugsweise elektronische gesteuerte Dämpfer, eine variable Dämpfung und damit einen deutlichen, für jeden Fahrer spürbaren Mehrwert,
- - Denn dieser Dämpfer ist nicht „ab Werk“ mit einer starren Dämpferkennlinie voreingestellt, die bei einer Volllastfahrt gleich eingestellt bleibt wie bei einer Teillastfahrt,
- - Der adaptive beziehungsweise gesteuerte Dämpfer stellt für den jeweiligen Schwingungsfall die richtige Dämpfungshärte ein und leitet aktiv über Aktoren, insbesondere über den Schwingungsreduktionszylinder, Energie in Form von Kraft in das System ein, die der Drehungleichförmigkeit 6 entgegengesetzt wirkt.
- - Im Betrieb der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung ist wenigstens ein Teil der elektrischen Energie, welche zum Betrieb dieser benötigt wird, mittels eines Aktuators teils selbst bereitstellbar, solche Aktuatoren oder Aktoren werden als rekuperationsfähige Aktor bezeichnet und sind bekannt. Diese können einen Teil der Drehungleichförmigkeiten in elektrische Energie wandeln und zwischenspeichern, um sie dann der Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung wieder zum Betrieb zur Verfügung stellen.
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Aus den zuvor erläuterten Zusammenhängen sind weitere Funktionalitäten für die Drehschwingungsreduzierungsvorrichtung ableitbar:
- - Mittels der erläuterten verbesserten Isolation von Drehungleichförmigkeiten, also dadurch dass weniger Drehungleichförmigkeiten vom Primäranschluss auf den Sekundäranschluss übertragen werden, ist eine Komfortsteigerung durch verbesserte Fahrzeugakustik erreichbar,
- - Weiter ist die Nutzung des hohen Drehmoment-Potenzials bei niedrigen Drehzahlen, dieses ist regelmäßig mit großen Drehungleichförmigkeiten behaftet und daher bei herkömmlichen System nicht nutzbar, ermöglicht und damit ist eine CO2 Reduzierung erreichbar,
- - es ist auch ein fehlerfreies Anfahren in der Ebene und am Berg bei den unterschiedlichen Drehmomentanforderungen in diesen beiden Fahrsituationen ermöglicht und damit ist eine weitere Komfortsteigerung erzielbar,
- - in einigen Stop & Go Fahrsituationen ist es ermöglicht ohne Kuppeln, ähnlich Automatik, zur fahren und damit ist eine weitere Komfortsteigerung im Stau, beim Rangieren und Kriechen erzielbar,
- - weiter ist mit der vorgeschlagenen Erfindung eine Anti- Rupfreglung der Kupplung ermöglicht und somit ist eine weitere Komfortsteigerung erzielbar, insbesondere ist durch Glätten von sogenannten Kupplungs-Rupfschwingungen beim Anfahren eine Komfortsteigerung erzielbar,
- - in gewissen Rahmen ist über den Schwingungsreduktionszylinder ein Mikroschlupf, also eine Verdrehung des Primäranschlusses gegenüber dem Sekundäranschluss ermöglicht und damit ist eine weitere Komfortsteigerung erzielbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Primäranschluss
- 2
- Sekundäranschluss
- 3
- Koppelungseinrichtung
- 4
- Kolbenraum
- 4'
- Weiterer Kolbenraum
- 5
- Kolbenelement
- 5'
- weiteres Kolbenelement
- 6
- Drehungleichförmigkeit
- 7
- Druckerzeugungseinrichtung
- 7'
- weitere Druckerzeugungseinrichtung
- 8
- Druckerzeugungskolben
- 8'
- weitere Druckerzeugungskolben
- 9
- Druckerzeugungskolbenraum
- 9`
- weiteren Druckerzeugungskolbenraum
- 10
- Fluidleitung
- 10'
- weitere Fluidleitung
- 11
- Druckausgleichseinrichtung
- 11'
- weitere Druckausgleichseinrichtung
- 12
- Gasfeder von 11
- 12`
- Gasfeder der weiteren Druckausgleichseinrichtung 11'
- 13
- Arbeitsraum von 12
- 13`
- Arbeitsraum von 12'
- 14
- Richtung der Bewegung von 8
- 14`
- Richtung der Bewegung von 8'
- 15
- Federeinrichtung
- 17
- Entkopplungszylinder
- 18
- Primärentkopplerkolbenraum
- 19
- Sekundärentkopplerkolbenraum
- 20
- Entkopplerkolben
- 25
- von 1 auf 2 übertragenes mittleres Drehmoment
- 26
- sinusförmigen Drehungleichförmigkeit
- 27
- gegenphasige Schwingung
- 28
- Druck in 4 beziehungsweise 4'