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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehschwingungsdämpfungsanordnungen für Drehschwingungen, die einer Drehbewegung um eine Drehachse überlagert sind.
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Die Erfindung bezieht sich damit auf einen Schwingungsdämpfer bzw. einen Schwingungstilger mit einer Tilgermasse, die durch die von ihr zu unterdrückenden Schwingungen selbst zu Schwingungen angeregt wird, welche aber gegenphasig zu den zu unterdrückenden Schwingungen verlaufen und entsprechend gegenphasige Gegenkräfte zu den zu unterdrückenden Schwingungen hervorrufen. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung die Unterdrückung von Drehschwingungen, die einer Drehbewegung um eine Drehachse überlagert sind. Daher wird der Gegenstand der vorliegenden Erfindung als Drehschwingungstilger bezeichnet.
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Um Schwingungen, insbesondere Drehschwingungen, beispielsweise verursacht durch rotierende Bauteile (wie z.B. eine Kurbelwelle) in einem Kraftfahrzeug, zu dämpfen, sind zahlreiche Konzepte bekannt. Neben Ausgleichswellen können zusätzlich oder alternativ sogenannte Drehschwingungsdämpfer eingesetzt werden. Derartige Drehschwingungsdämpfer umfassen allgemein Dämpfungs- bzw. Auslenkungsmassen, durch deren Massenträgheit unerwünschte Drehschwingungen gedämpft werden können. Ein bekanntes drehmomentübertragendes Drehschwingungsdämpfungskonzept, um beispielsweise das Schwungmassensystem des Motors vom Getriebe und Antriebsstrang zu entkoppeln, ist z. B. das Zweimassenschwungrad mit einer Primärschwungmasse, einer Sekundärschwungmasse und einer dazwischen gelagerten Drehschwingungsdämpfungsanordnung.
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Aus der
DE 10 2012 218 921 A1 ist ein Drehschwingungstilger bekannt, bei dem eine Tilgermasse mittels einer Blattfeder an einer Trägeranordnung gelagert ist. Die Ansteuerelemente oder auch als Fliehgewichte bezeichnet, sind an der Trägeranordnung radial verschiebbar gelagert und mit einem Vorspannelement gegen die Trägeranordnung nach radial innen vorgespannt. Bei geringer oder nicht vorhandener Fliehkraftbelastung sind die Fliehgewichte bzw. Ansteuerelemente unter der Vorspannwirkung in der Basislage gehalten. Mit zunehmender Drehzahl verlagern sich die Ansteuerelemente fliehkraftbedingt unter zunehmender Kompression der Vorspannelemente nach radial außen, wodurch die Ansteuerstellen, an welchen sich die nach radial innen von der Auslenkungsmasse sich erstreckenden Rückstellelemente abstützen können, nach radial außen verschoben werden. Dies verändert die zur Auslenkung zur Verfügung stehende freie Länge der Rückstellelemente zwischen ihrer Anbindung an die Auslenkungsmasse und den jeweiligen Ansteuerstellen, in welchen sie über die Ansteuerelemente bezüglich des Trägers in Umfangsrichtung abgestützt sind. Diese Variation der freien Länge beeinflusst somit auch die effektive Pendellänge, deren Verkürzung zu einer Erhöhung der Eigenfrequenz der Auslenkungsmassenpendeleinheiten führt. Dies hat zur Folge, dass drehzahlabhängig die Steifigkeit und damit auch die Eigenfrequenz der Auslenkungsmassenpendeleinheiten veränderbar ist, so dass mit zunehmender Drehzahl die Steifigkeit und somit auch die Eigenfrequenz der Drehschwingungsdämpfungsanordnung zunimmt. Damit soll versucht werden, eine Drehzahladaption der Auslenkungsmassenpendeleinheiten an eine Schwingungsanregungsordnung zu erreichen.
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Bekannte Drehschwingungsdämpfungsanordnungen besitzen also ein Verstellsystem, das in Abhängigkeit von der Drehzahl die Eigenfrequenz der Drehschwingungsdämpfungsanordnung bzw. des Tilgers verstimmt, um somit gezielt eine Schwingungsanregungsordnung über einen breiten Drehzahlbereich zu tilgen. Das Verstellsystem besteht dabei aus vorzugsweise einer Mehrzahl von Fliehgewichten bzw. Ansteuerelementen, die symmetrisch am Umfang des Trägers verteilt sind, um Unwucht zu minimieren, und auf die unter Drehzahl eine Zentrifugalkraft wirkt. Des Weiteren umfasst das Verstellsystem wenigstens ein Vorspannelement bzw. eine Verstellfeder, die eine rückstellende Kraft nach radial innen auf das Fliehgewicht bzw. Das Ansteuerelement ausübt. Die Zentrifugalkraft der Ansteuerelemente und die Rückstellkräfte der Vorspannelemente werden so aufeinander abgestimmt, dass sich eine gewünschte Position der Ansteuerelemente in Abhängigkeit von der anliegenden Drehzahl einstellt (Ordnungsnachführung). Die Position des Ansteuerelements bestimmt den Kraftangriffs- bzw. Pendelpunkt an einem Rückstellelement (z.B. Biegefeder bzw. Tilgerfeder) und beeinflusst somit direkt die Steifigkeit und damit die Eigenfrequenz des Tilgers. Dabei ist es von entscheidender Bedeutung für die Funktion der Drehschwingungsdämpfungsanordnung, dass das Ansteuerelement die vorher definierte radiale Position in Bezug auf die anliegende Drehzahl einnimmt und bei einer Drehzahländerung auch entsprechend nach radial innen oder nach radial außen nachgestellt werden kann.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Schwingungsdämpfungsanordnung so weiterzubilden, dass die Positionsveränderung des Ansteuerelements über die Drehzahl sicher funktioniert.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine um eine Drehachse (A) drehbare Ansteuerscheibe und eine zu der Ansteuerscheibe in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) relativ verdrehbare Auslenkungsmasse, wobei die Ansteuerscheibe mittels zumindest zwei elastischen Rückstellelementen mit der Auslenkungsmasse wirkverbunden ist, wobei ein Ansteuerelement mittels eines an dem Ansteuerelement vorhandenen Führungselements mit beidseitig einer Führungsbeginnstelle und beidseitig einer Führungsendstelle, wobei die Führungsbeginnstellen einen projizierten Abstand zu der Drehachse (A) bilden, wobei der projizierte Abstand geringer ist als ein projizierter Abstand der Führungsendstellen zu der Drehachse (A), radial verschiebbar und im Wesentlichen verdrehfest in einer Führungsbahn an der Ansteuerscheibe oder an der Auslenkungsmasse gelagert ist, wobei das Ansteuerelement eine erste Ansteuerstelle und eine zweite Ansteuerstelle für das Rückstellelement mit einem projizierten Abstand zur Drehachse (A) vorsieht, wobei das Ansteuerelement zwischen zwei Rückstellelementen angeordnet ist, wobei je eine der Ansteuerstellen bei einer relativen Verdrehwinkelvergrößerung in einer Drehrichtung der Ansteuerscheibe zu der Auslenkungsmasse nach radial außen sich verändert, wobei der jeweilig projizierte Abstand der Ansteuerstellen zur Drehachse (A) jeweils geringer ist, als der jeweilige projizierte Abstand der Führungsbeginnstellen zur Drehachse (A).
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Dabei verläuft die Führungsbahn, an der das Ansteuerelement geführt wird nicht geradlinig radial nach außen, sondern die Führungsbahn verläuft unter einem geringen Winkel, beispielsweise 2°, geneigt zur Radialrichtung, in abwechselnder Folge, nach außen. Hierdurch kann die Auslenkungsmasse bei hohen Drehzahlen, also wenn das Ansteuerelement an seiner radialen Endposition ist, beispielsweise ca. 1600 rpm, spielfrei an die Ansteuerscheibe mittels der Rückstellelemente angebunden werden. Vorteilhafterweise werden mehrere Ansteuerelemente gleichmäßig um die Drehachse A verteilt vorgesehen.
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Weiter ist diese Schwingungsdämpfungsanordnung vornehmlich zwischen einem Ausgangselement eines Antriebsaggregates, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, und einem Eingangselement eines Getriebeaggregates angeordnet, wobei die Ansteuerscheibe dabei drehfest entweder mit dem Ausgangselement des Antriebsaggregates und /oder drehfest mit dem Eingangselement des Getriebeaggregates verbunden ist und sich damit in einem Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Antriebsaggregat und dem Getriebeaggregat befindet. Die Auslenkungsmasse, die hier als Tilgermasse dient, kann sich dabei relativ zu der Ansteuerscheibe verdrehen, jedoch überträgt diese kein Drehmoment von dem Antriebsaggregat zu dem Getriebeaggregat, sondern schwingt, je nach Schwingungsanregung, gekoppelt durch die elastischen Rückstellelemente relativ zu der Ansteuerscheibe um die Drehachse (A). Dabei erfolgt eine radiale Lagerung der Tilgermasse auf den Bauteilen, die drehfest entweder mit dem Ausgangselement des Antriebsaggregates oder mit dem Eingangselement des Getriebeaggregates verbunden sind, vornehmlich auf der Ansteuerscheibe selbst oder auf ein damit drehfest verbundenes Bauteil, wie beispielsweise eine Nabe. Eine axiale Lagerung der Tilgermasse erfolgt vornehmlich auch gegenüber den Bauteilen, die auch für eine radiale Lagerung genutzt werden können. An der Ansteuerscheibe ist das oder sind es die Rückstellelemente, die vornehmlich aus einem Federstahl, vorwiegend aus einer Blattfeder bestehen, gelagert. Eine Drehmitnahme der Rückstellelemente zu der Ansteuerscheibe erfolgt über Ansteuerelemente, die verdrehfest, aber radial verschiebbar mit der Ansteuerscheibe, oder auch mit der Auslenkungsmasse verbunden sind. Dabei sehen die Ansteuerelemente vorteilhaft zu einer Kontaktfläche mit den Rückstellelementen eine Ansteuerstelle vor, auf dem sich die Rückstellelemente bei einer relativen Verdrehung von der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe abgleiten können. Dabei können die Ansteuerelemente unter einer radialen Vorlast stehen. Nimmt eine Drehzahl der Drehschwingungsdämpfungsanordnung um die Drehachse A zu, so steigt die Fliehhkraft an den Ansteuerelementen an. Wird die Vorlast überwunden, so bewegt sich der Ansteuerelement entsprechend der vorhandenen Fliehkraft nach radial außen und verkürzt somit eine Einspannlänge der Rückstellelemente, was zu einer Versteifung der angebundenen Auslenkungsmasse führt.
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Erfolgt eine Schwingungsanregung, beispielsweise durch eine Drehungleichförmigkeiten des Antriebsaggregates angeregt, so erfolgt wegen der Massenträgheit der Auslenkungsmasse, hier auch als Tilgermasse bezeichnet, in Verbindung mit der drehelastischen Koppelung über die Rückstellelemente eine relative Verdrehung der Tilgermasse gegenüber der Ansteuerscheibe. Bei niedrigen Drehzahlen und hohen Anregungsfrequenzen der Drehschwingungsdämpfungsanordnung liegt nur eine geringe Fliehkraft auf die Ansteuerelemente an. Dies bedeutet, dass die Koppelung der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe über das Rückstellelement eine geringe Steifigkeit hat und ein großer Verdrehwinkel von der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe möglich ist. Steigt die Drehzahl und damit die Fliehkraft, die auf die Ansteuerelemente wirkt, an, so erhöht sich die Steifigkeit der Koppelung von der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe mittels des Rückstellelements. Dies hat zur Folge, dass bei höheren Drehzahlen, bei denen meist auch die Schwingungsanregung geringer wird, eine relative Verdrehung der Tilgermasse, bzw. Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe verringert wird. Es liegt somit eine drehzahlabhängige Steifigkeitskoppelung der Auslenkungsmasse zu der Ansteuerscheibe vor.
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Dabei ist die sichere Verstellung des Ansteuerelements über die Drehzahl von entscheidender Bedeutung für die Funktion der Drehschwingungsdämpfungsanordnung. Das Ansteuerelement hat folgende Funktionen. Zum einen ist das Ansteuerelement für die Einleitung eines ungleichförmigen Drehmoments in die Auslenkungsmasse verantwortlich. Zum anderen ist es für die Rückleitung des Tilgermoments in die Ansteuerscheibe verantwortlich, sowie für die Verstellung der Steifigkeit der Rückstellelemente, sowie zur Führung des Vorspannelements. Bei einer relativen Verdrehung der Ansteuerscheibe zu der Auslenkungsmasse wandert die Ansteuerstelle, also der Punkt an dem sich das Rückstellelement mit dem Ansteuerelement berührt und somit die wirksame Einspannlänge vorgibt, nach radial außen. Damit bei einer nach außen wandernden Ansteuerstelle es zu keinem sprunghaft ansteigenden Steifigkeitsanstieg der Ankoppelung der Auslenkungsmasse, ist der Bereich der Ansteuerstelle an dem Ansteuerelement gekrümmt ausgeführt. Somit wird eine zu schnell ansteigende Steifigkeitsänderung vermieden. Da die Kraft, die von dem Rückstellelement auf die Ansteuerstelle übertragen wird, senkrecht zur Oberfläche verläuft, entsteht bei einem großen relativen Verdrehwinkel der Ansteuerscheibe zu der Auslenkungsmasse eine nicht zu vernachlässigte Radialkraftkomponente die auf das Ansteuerelement nach radial innen wirkt.
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Dies kann zur Folge haben, dass das Ansteuerelement nach radial innen gedrückt wird und es folglich zu einer Reduzierung der Tilgersteifigkeit kommt. Um dieses unerwünschte Verrutschen des Ansteuerelementes nach radial innen zu reduzieren oder zu verhindern, ist es vorteilhaft das Ansteuerelement in der Führungsbahn zu verkippen und hiermit ein Verklemmen des Ansteuerelementes in der Führungsbahn zu erwirken. Jedoch ist weiter zu berücksichtigen, dass bei einer wechselnden Drehzahl die Position des Ansteuerelementes nachgeführt werden muss. Die Nachstellung des Ansteuerelementes erfolgt vorteilhaft bei einem Nulldurchgang der Drehschwingungsdämpfungsanordnung, also dann, wenn keine in Umfangsrichtung wirkende Last an dem Ansteuerelement wirkt. Um ein sicheres Verkippen und damit Klemmen des Ansteuerelementes an der Führungsbahn zu gewährleisten, ist der Abstand der Ansteuerstelle zur Drehachse A immer geringer zu halten als die Führungsbeginnstelle des Führungselementes an dem Ansteuerelement. Hierdurch wird sicher gewährleistet, dass die senkrecht von dem Rückstellelement wirkende Kraft auf die Ansteuerstelle ein Kippmoment auf das Ansteuerelement ausübt. Somit kann auch bei einer Veränderung der Ansteuerstelle nach radial außen ein sicheres Verkippen und damit ein sicheres Klemmen des Ansteuerelements in der Führungsbahn gewährleistet werden. Hierzu ist es auch vorteilhaft, die Führungsbeginnstelle und die Führungsendstelle von ihrem Abstand her möglichst gering auszuführen.
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Dabei kann es weiter vorteilhaft sein, wenn das Führungselement des Ansteuerelementes eine Breite vorsieht, wobei diese Breite geringer ist als eine Breite die die Führungsbahn vorsieht. Dies hat zur Folge, dass das Führungselement des Ansteuerelements sich in der Führungsbahn der Ansteuerscheibe oder auch der Auslenkungsmasse sicher verkippen kann. Bei einem Verkippen des Führungselementes in der Führungsbahn entsteht somit eine Zweipunktkontaktierung und keine Flächenkontaktierung. Wobei die Zweipunktkontaktierung ein Verklemmen des Führungselements in der Führungsbahn bewirkt. Dieses Verkippen und damit das Verklemmen des Ansteuerelements kann der radialen Kraft, die auf das Führungselement wirkt, entgegenwirken, so dass eine unerwünschte Verstellung des Führungselements nach radial innen verhindert wird.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass das Führungselement des Ansteuerelements sich zu der Führungsbahn verdreht, wobei entweder die eine Führungsbeginnstelle und die diagonal gegenüberliegende Führungsendstelle oder die andere Führungsbeginnstelle und die diagonal gegenüberliegende Führungsendstelle an der Führungsbahn anliegt. Durch das Verdrehen des Führungselements in der Führungsbahn wird ein Verklemmen des Ansteuerelements bewirkt, so dass eine radiale Verschiebung des Ansteuerelements verhindert wird. Der Klemmvorgang wirkt einer radialen Kraft entgegen, die bei großen Verdrehwinkeln der Ansteuerscheibe zur Auslenkungsmasse von dem Rückstellelement auf das Ansteuerelement wirkt. Durch ein Verklemmen des Ansteuerelements in der Führungsbahn kann eine unerwünschte Verstellung des Ansteuerelements verhindert werden. Liegt keine radial nach innen gerichtete Kraft mehr vor, beispielsweise bei einem Nulldurchgang der Drehschwingungsdämpfungsanordnung, kann das Ansteuerelement sich wieder zurückkippen, so dass das Führungselement zur Führungsbahn wieder achsparallel verläuft. In diesem Zustand kann das Ansteuerelement entsprechend der anliegenden Fliehkraft seine radiale Position einnehmen. Erfolgt nun ein gegengerichteter Schwingungsausschlag von Ansteuerscheibe zu Auslenkungsmasse, kann sich das Ansteuerelement mit seinen diagonal gegenüberliegenden Führungsbeginnstellen und Führungsendstellen verklemmen. Dabei ist es möglich, die beiden Führungsbeginnstellen und auch die Führungsendstellen mit unterschiedlich produzierten Abständen auszuführen. Jedoch muss die Bedingung, dass der produzierte Abstand D1 der Ansteuerstelle zur Drehachse A immer geringer sein muss, als der produzierte Abstand der jeweiligen Führungsbeginnstellen D2 und D4 zur Drehachse A.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass bei einer relativen Verdrehung des Führungselementes das Ansteuerelement zu der Führungsbahn das Ansteuerelement durch eine Selbsthemmung durch eine radiale Bewegung gesichert wird. Hierbei können die jeweiligen Führungsbeginnstellen und Führungsendstellen so gekrümmt ausgeführt werden, dass bei einem Verkippen des Führungselementes in der Führungsbahn eine Selbsthemmung vorliegt. Dies ist bei Bauteilen, die aus Stahl bestehen, vorwiegend unter einem Winkel von > 7 Grad der Fall. Bei einem angenommenen Reibwert von 0,1.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das Ansteuerelement mittels eines Vorspannelementes nach radial innen zur Drehachse A vorgespannt ist. Dabei stützt sich in vorteilhafter Weise das Vorspannelement einerseits gegen das Ansteuerelement und andererseits gegen die Auslenkungsmasse oder den radial außen liegenden Teil der Ansteuerscheibe ab. Das Vorspannelement kann aus jedem elastischen Material gebildet werden, vorteilhaft wird es jedoch aus einer Spiralfeder gebildet. Auch ist es günstig die Spiralfeder an dem Ansteuerelement axial zu führen. Dabei kann eine Kraft-Weg-Kennlinie des Vorspannelements derart gestaltet sein, dass die Steifigkeit der Anbindung der Auslenkungsmasse sich über die Drehzahl derart verhält, dass eine vordefinierte Charakteristik, beispielsweise eine konstante Schwingungsordnung, eingehalten wird. Dazu ist das Vorspannelement im Regelfall nicht-linear, vorteilhaft progressiv zu gestalten.
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Weiter kann sich das Vorspannelement einerseits gegen das Gleitelement und andererseits gegen die Auslenkungsmasse oder gegen einen radial äußeren Bereich der Ansteuerscheibe abstützen.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung in einem Längsschnitt
- 2 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung wie in 1 beschrieben, jedoch in einem Querschnitt entlang der Drehachse A
- 3 eine weitere Draufsicht wie in 1 beschrieben
- 4 ein erfindungsgemäßes Ansteuerelement
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In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen funktional gleiche oder ähnliche Bauelemente bzw. -teile.
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Die 1 zeigt in Verbindung mit den 2, 3 und 4 eine Drehschwingungsdämpfungsordnung 1. Dabei ist der Aufbau der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 1 wie folgt. Radial innen befindet sich eine um eine Drehachse A drehbare Nabe 11. Die Nabe 11 kann beispielsweise drehfest mit einem Ausgangselement eines Antriebsaggregates und / oder einem Eingangselement eines Getriebeaggregates, beide hier nicht dargestellt, verbunden werden. An der Nabe 11 ist drehfest eine Ansteuerscheibe 12 befestigt. Dabei ist die Ansteuerscheibe 12 über Rückstellelemente 42, die hier als Blattfedern 43 ausgeführt sind, mit einer Auslenkungsmasse 15 wirkverbunden. Dabei ist ein Verbindungsbereich 47, der die Ansteuerscheibe 12 mit dem Rückstellelement 42 verbindet radial flexibel ausgeführt. Ein Verbindungsbereich 48, der die Rückstellelemente 42 mit der Auslenkungsmasse 15 verbindet ist dabei radial verschiebefest ausgeführt. An einem radial äußeren Bereich der Ansteuerscheibe 12 ist hier verdrehfest, aber radial verschiebbar ein Ansteuerelement 24 in einer Führungsbahn 36 gelagert, das beidseitig eine Ansteuerstelle 29 vorsieht. An diesen beiden Ansteuerstellen 29 liegen hier jeweils die Rückstellelemente 42, hier beidseitig je zwei Rückstellelemente gestapelt, wobei auch nur ein Rückstellelement verbaut sein kann, hier nicht dargestellt, als Blattfedern 43 ausgeführt. Weiter ist das Ansteuerelement 24 nach radial innen mittels einer Vorspannelement 30 vorgespannt und bestimmt somit eine wirksame Einspannlänge des Rückstellelements 42. In Ruheposition oder bei niedrigen Drehzahlen, bei denen die Vorspannkraft der Vorspannelement 30 noch nicht überwunden ist, befindet sich das Ansteuerelement 24 an seiner radial innersten Position und lagert das Rückstellelement 42 mit einer Einspannlänge, die, im Gegensatz zu einer Einspannlänge bei maximaler Drehzahl, bei der das Ansteuerelement 24 an einer maximalen radial äußeren Position sich befindet, größer ist. Dies bedeutet, dass in Ruheposition oder bei niedrigen Drehzahlen die Auslenkungsmasse 15 zu der Ansteuerscheibe 12 bei einem Vorliegen von Drehschwingungen einen großen Verdrehwinkel ausführen kann und somit eine große Tilgerwirkung vorliegt. Bei zunehmenden Drehzahlen wandert das Ansteuerelement 24 gegen die Vorspannkraft der Vorspannelement 30 nach radial außen und verkürzt somit die wirksame Einspannlänge der Rückstellelemente 42 zu der Ansteuerscheibe 12. Von daher wird ein möglicher Verdrehwinkel der Auslenkungsmasse 15 zu der Ansteuerscheibe 12 mit zunehmender Drehzahl der Drehschwingungsdämpfungsanordnung verringert und folglich folglich die Steifigkeit der Anbindung der Auslenkungsmasse derart erhöht, dass die Schwingungsordnung über die Drehzahl bis zu einer vordefinierten Grenzdrehzahl, bei der das Ansteuerelement an der Führungsendstelle anschlägt, nahezu konstant ist. Dieser Effekt ist gewünscht, da die zu tilgenden Drehschwingungen vorwiegend bei niedrigeren Drehzahlen, von ca. 800 rpm bis ca. 1500 rpm vorliegen.
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Dabei ist eine Kraft Fn die von jeweils einem der beidseitig des Ansteuerelements 24 angeordneten Rückstellelementen 42 auf die jeweilige Ansteuerstelle 29 oder auch 33 wirkt, senkrecht zur Oberfläche des Rückstellelements. Dies bedeutet, dass bei einer relativen Verdrehung der Ansteuerscheibe 12 zu der Auslenkungsmasse 15 eine Schrägstellung der Rückstellelemente 42 vorhanden ist. Hierdurch wirkt eine radial nach innen wirkende Kraftkomponente Fri auf das Ansteuerelement 24. Was wiederum dazu führen kann, dass das Ansteuerelement 24 nach radial innen verrutscht wird. Besonders ist dies der Fall, wenn beispielsweise das Ansteuerelement 24 in einem mit einem viskosen Medium befüllten Raum betrieben wird, so dass nur sehr wenig Reibung vorliegt. Durch das Verrutschen nach radial innen des Ansteuerelements 24 erfolgt wiederum eine Verlängerung der Einspannlänge des Rückstellelements 42, was jedoch bei dem Anliegen einer bestimmten Drehzahl nicht gewünscht ist. Es würde somit eine Verstimmung der Tilgersteifigkeit zu der gewünschten Drehzahl erfolgen. Um ein unerwünschtes Verrutschen des Ansteuerelementes 24 nach radial innen zu verhindern, ist der erfinderische Gedanke der, das Ansteuerelement 24 in der Führungsbahn 36 zu verkippen und damit ein Verklemmen des Ansteuerelements in der Führungsbahn 36 zu erwirken und damit ein unerwünschtes Verstellen des Ansteuerelements 24 bevorzugt nach radial innen zu verhindern. Hierzu ist das Führungselement 37 an dem Ansteuerelement 24 folgendermaßen auszulegen: Das Führungselement 37 sieht beidseits jeweils eine Führungsfläche 51 und 53 vor. Mit dieser Führungsfläche 51, 53 gleitet das Ansteuerelement 24 in der Führungsbahn 36 radial nach außen bzw. radial nach innen. Dabei sehen die Führungsflächen 51, 53 jeweils eine Führungsbeginnstelle 27a, 27b und eine Führungsendstelle 28a und 28b vor. Ein projizierter Abstand D1 der Ansteuerstelle 29 zu der Drehachse A ist dabei immer geringer zu wählen als die gegenüberliegende Führungsbeginnstelle 27b. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass auf das Ansteuerelement 27 ein Kippmoment im Bereich des Führungselements 37 wirkt. Ebenso ist der projizierte Abstand D5 der Ansteuerstelle 33 zur Drehachse A geringer zu wählen als die gegenüberliegende Führungsbeginnstelle 27a der Führungsfläche 51. Dabei sind die projizierten Abstände D6 und D3 der jeweiligen Führungsendstellen 28a und 28b jeweils größer oder auch gleich, als die projizierten Abstände D2 und D4 der Führungsbeginnstellen 27a und 27b. Für ein vorteilhaftes Verkippen des Ansteuerelements 24 in der Führungsbahn 36 sind die Führungsflächen 51 und 53 möglichst kurz auszuführen. Durch das Verkippen des Ansteuerelements 24 in der Führungsbahn 36 wird ein unerwünschtes radiales Verstellen des Ansteuerelements 24 verhindert. In einem Nulldurchgang der Drehschwingungsdämpferanordnung, also in einer Position, in der keine Krafteinleitung auf das Ansteuerelement 24 durch die Rückstellelemente 42 erfolgt, kann sich das Ansteuerelement 24 wieder entklemmen und sich bei einer Drehzahländerung in seiner radialen Position verändern. Weiter sieht das Ansteuerelement 24 radial außen einen Zentrierbund 55 vor, der das Vorspannelement 30, hier in Form einer Schraubenfeder, zentriert und aufnimmt. Der Zentrierbund kann als eine Variante auch als eine Bohrung, oder Ausnehmung in dem Ansteuerelement ausgeführt sein. Weiter ist zu erwähnen, dass die projizierten Abstände D2 und D4 sowie die projizierten Abstände D6 und D3 unterschiedlich sein können. Ebenso die projizierten Abstände D1 und D4 der jeweiligen Ansteuerstellen 29 und 33. Auch kann es sein, hier jedoch noch nicht dargestellt, dass die Führungsflächen 51 und 53 unterbrochen sein können. Das Ansteuerelement 24 ist dabei vorteilhaft aus einem Stahl hergestellt. Weiter ist es noch zu erwähnen, dass bei einer relativen Verdrehung der Ansteuerscheibe 12 zu der Auslenkungsmasse 15 die Kontaktstellen 29 bzw. 33 nach radial außen wandern, je größer die relative Verdrehung der Ansteuerscheibe 12 zur Auslenkungsmasse 15 ist. Die Veränderung der Kontaktstellen 29 bzw. 33 werden als Kontaktbereiche 31 bzw. 35 bezeichnet. Dabei sind die Kontaktbereiche 31 und 35 verrundet ausgeführt um einen weichen Kraftverlauf bei einer relativen Verdrehungsvergrößerung der Ansteuerscheibe 12 zur Auslenkungsmasse 15 zu erreichen und um Spannungsspitzen zu vermindern. Dies kann sich vorteilhaft für eine Lebensdauererhöhung der Bauteile und für eine vorteilhafte Funktion der Drehschwingungsdämpfungsanordnung auswirken.
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Bei der Durchbiegung der Rückstellelemente wird die freie Einspannlänge verändert, da sie relativ zum Ansteuelement nach außen bewegt wird. Zusätzlich verlängert sie sich durch die Durchbiegung, da der Bogen länger ist als eine gerade Verbindung, was zu einer Degressivität der Kennlinie führt.
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Durch die Biegung steigt allerdings auch der Winkel zwischen dem Rückstellelement und der Führungsgeraden im Anlagepunkt. Dies kann genutzt werden, um die Degressivität zu reduzieren, also um das Tilgerverhalten zu beeinflussen. Dafür wird die Ansteuerstelle am Ansteuerelement modifiziert.
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Die Extrema sind eine Spitze, also keine Verlagerung des Anlagepunktes, was sehr hohe Hertzsche Pressung zur Folge hat und ein großer Radius, also eine starke Verlagerung des Anlagepunkts nach außen, was eine geringere Verkürzung des Rückstellelements zur Folge hat bei gleichzeitig steigendem Abstand zur Tilgermitte, dem Anlagepunkt. Dies hat zur Folge, dass bei gleicher Kraft ein höheres Moment wirkt, wodurch die Steifigkeit steigt. Diese Effekte können eine Degressivität der Kennlinie verringern oder sogar in eine Progressivität wandeln. Allerdings steigt dadurch eine Reibung zwischen dem Ansteuerelement und dem Rückstellelement stark an.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfungsanordnung
- 4
- Antriebsaggregat
- 5
- Ausgangselement
- 11
- Nabe
- 12
- Ansteuerscheibe
- 15
- Auslenkungsmasse
- 20
- Tilgermasse
- 24
- Ansteuerelement
- 27a
- Führungsbeginnstelle
- 27b
- Führungsbeginnstelle
- 28a
- Führungsendstelle
- 28b
- Führungsendstelle
- 29
- Ansteuerstelle
- 30
- Vorspannelement
- 31
- Kontaktbereich
- 32
- Schraubenfeder
- 33
- Ansteuerstelle
- 35
- Kontaktbereich
- 36
- Führungsbahn
- 37
- Führungselement
- 42
- Rückstellelement
- 43
- Blattfeder
- 47
- Verbindungsbereich
- 48
- Verbindungsbereich
- 51
- Führungsfläche
- 53
- Führungsfläche
- 55
- Zentrierbund
- A
- Drehachse
- D1
- projizierter Abstand
- D2
- projizierter Abstand
- D3
- projizierter Abstand
- D4
- projizierter Abstand
- D5
- projizierter Abstand
- D6
- projizierter Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012218921 A1 [0004]
