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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pendeldämpfungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG.
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Mit einer derartigen Vorrichtung, die auch als Pendeloszillator oder als Pendel bezeichnet wird, soll insbesondere ein Kraftfahrzeuggetriebe ausgestattet werden.
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Bei einem Kraftfahrzeuggetriebe wird im Allgemeinen mindestens ein Torsionsdämpfungssystem einer Kupplung, die den Motor selektiv mit einem Schaltgetriebe verbinden kann, wie etwa einer Reibkupplung oder einer hydrokinetischen Kopplungsvorrichtung mit einer Verriegelungskupplung, zugeordnet.
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Ein Verbrennungsmotor erzeugt nämlich aufgrund der aufeinanderfolgenden Explosionen in den Motorzylindern Ungleichförmigkeiten, wobei diese Ungleichförmigkeiten insbesondere in Abhängigkeit von der Zylinderanzahl variieren.
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Das Dämpfungssystem, das herkömmlicherweise Federn und Reibelemente aufweist, hat somit die Funktion, die auf die Rotationsungleichförmigkeiten des Motors zurückzuführenden Torsionsvibrationen zu filtern und greift vor der Übertragung des Motordrehmoments zum Getriebe ein. Dadurch kann verhindert werden, dass derartige Vibrationen in das Getriebe gelangen und dort Stöße, Geräusche und Lärmbelästigungen, die unerwünscht sind, verursachen.
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Um das Filtern weiter zu verbessern, ist bekannt, zusätzlich zu dem üblichen Dämpfungssystem eine Pendeldämpfungsvorrichtung zu verwenden.
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Die Patentanmeldung
FR2981714 auf den Namen der Anmelderin offenbart beispielsweise eine Torsionsschwingungsdämpfungsvorrichtung mit Pendeldämpfungsmitteln, die durch Pendelmassen gebildet sind, die beweglich an einem ringförmigen Halter angebracht sind, der zwischen einem Drehmomenteingangselement und einem Drehmomentausgangselement angeordnet ist und um seine Achse in Drehung versetzt wird.
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In Reaktion auf die Drehungsungleichmäßigkeiten oder -ungleichförmigkeiten schwingt jede Masse pendelartig. Die Oszillationsfrequenz jeder Masse ist proportional zur Drehungsgeschwindigkeit der Motorwelle, wobei das entsprechende Vielfache z.B. einen Wert nahe der Ordnung der maßgeblichen Harmonischen der Vibrationen annehmen kann, welche für die starken Drehungsungleichförmigkeiten in der Nähe des Leerlaufs verantwortlich sind.
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Bei diesem Beispiel ermöglichen Rollbahnen, die Rollorganen zugeordnet sind, eine translatorische Verlagerung der Schwerpunkte der Pendelmassen und eine Rotationsbewegung dieser Pendelmassen um ihre Schwerpunkte.
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Rollen, die die Rollorgane bilden, umfassen Axialanschlagmittel, die eine Reibung der Pendelmassen am ringförmigen Halter verhindern.
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Derartige Axialanschlagmittel erweisen sich jedoch als teuer in der Ausgestaltung und als empfindlich, wobei in der französischen Patentanmeldung
FR3010162 eine Verbesserung der Vorrichtung von der Anmelderin offenbart wird, die darin besteht, sie durch Schuhe aus Kunststoff zu ersetzen, die axial zwischen den Pendelmassen und den Rollen angeordnet sind.
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Diese Schuhe bilden ein praktisches Zwischenstück zwischen Stahlteilen, wenn die Pendeldämpfungsvorrichtung im Trockenen arbeitet. Sie ermöglichen eine Reduzierung des Reibungskoeffizienten einerseits zwischen den Pendelmassen und dem Halter und andererseits zwischen den Rollen und den Pendelmassen und somit eine Erhöhung der Leistungen der Vorrichtung.
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Zusätzlich zu diesem theoretischen Vorteil, der zu einer Reduzierung der inneren Reibungen führt, werden alle Oberflächenschäden der Stahlkomponenten, wie etwa Gussnähte, Kratzer, Beulen, Ebenheit usw. von den Schuhen gefiltert. Auch die Schuhe weisen Fehler auf, doch insbesondere durch den Kontaktdruck und den Verschleiß werden diese rasch beseitigt: die Schuhe ermöglichen eine Anpassung der Oberflächen.
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Diese aus Polyamid hergestellten Schuhe können Temperaturen von 100 bis 160°C von ihrer Umgebung standhalten und haben vorteilhafterweise eine Betriebsdauer von 500 Millionen Zyklen bzw. etwa 300 000 km.
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Bei einem vorgegebenen Platzbedarf der Pendeldämpfungsvorrichtung reduzieren sie jedoch die Masse der Pendelmassen und verringern somit ihre Wirksamkeit.
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Es handelt sich außerdem um angesetzte Teile, die durch Klipsen an den Pendelmassen angebracht werden müssen, ein Vorgang, der die Herstellungskosten erhöht.
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ALLGEMEINE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Kraftfahrzeuggetriebe-Pendeldämpfungsvorrichtung zu realisieren, bei der die inneren Reibungen verringert und dabei die oben genannten Nachteile beseitigt werden.
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Diese Pendeldämpfungsvorrichtung ist vom Typ mit:
- - einem um eine Achse des Getriebes in Drehung versetzten Halter;
- - mindestens einem Pendelkörper, der zwei Pendelmassen aufweist, die auf der einen und auf der anderen Seite des Halters angeordnet sind.
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Dieser Pendelkörper ist entsprechend einer kombinierten Translations- und Rotationsbewegung über Rollorgane in Bezug auf den Halter beweglich, welche einerseits mit inneren Rollbahnen zusammenwirken, die an Verbindungsorganen ausgebildet sind, die die Pendelmassen paarweise ordnen, und andererseits mit äußeren Rollbahnen, die durch Teile eines Rands einer oder mehrerer Öffnungen des Halters gebildet sind.
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Die Rollorgane wirken insbesondere mit Zwischenstellungselementen zusammen.
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Die Verbindungsorgane sind teilweise in der bzw. in den Öffnungen aufgenommen. Bei einem Ausführungsbeispiel weisen die Pendelmassen ferner jeweils ein Zwischenstellungselement auf, das axial zwischen den Pendelmassen und den Rollorganen angeordnet ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht dieses Zwischenstellungselement aus mindestens einer Erhebung, die in den jeweils gegenüberliegenden Flächen der Pendelmassen ausgebildet ist.
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Weiterhin erfindungsgemäß kann diese Erhebung in der Nähe der inneren Rollbahnen ausgebildet sein.
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Die Erhebung ist im Allgemeinen so ausgebildet, dass sie sowohl eine relative Geschwindigkeit zwischen jeder Pendelmasse und jedem Rollorgan entlang einer Berührungslinie als auch eine axiale Auslenkung jedes Rollorgans minimiert.
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Erfindungsgemäß erstreckt sich die Berührungslinie vorteilhafterweise in einem vorbestimmten Abstand zu den inneren Rollbahnen.
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Wenn die Rollorgane aus zylindrischen Rollen bestehen, die einen vorbestimmten Radius haben, ist ein Verhältnis dieses Abstands zu diesem Radius konstant.
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Erfindungsgemäß ist dieses Verhältnis von 1 verschieden und insbesondere kleiner als 1. Dieses Verhältnis ist insbesondere kleiner als 0,8.
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Erfindungsgemäß beträgt dieses Verhältnis zwischen 0,06 und 0,4.
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Erfindungsgemäß beträgt dieses Verhältnis zwischen 0,06 und 0,4 und vorzugsweise im Wesentlichen 0,1.
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Bei der erfindungsgemäßen Pendeldämpfungsvorrichtung ist die Berührungslinie durch einen Kreisbogen oder durch mehrere Kreisbögen gebildet.
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Erfindungsgemäß ist ein erstes axiales Spiel zwischen der Erhebung und jedem Rollorgan kleiner ist als ein zweites axiales Spiel zwischen jedem Rollorgan und einem gegenüberliegenden Teil jeder Fläche der Pendelmassen außerhalb der Erhebung.
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Bei der erfindungsgemäßen Pendeldämpfungsvorrichtung ist die Erhebung durch Verformung jeder Pendelmasse in einer Presse gebildet.
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In einer Variante ist der Gegenstand der Erfindung auch eine Pendeldämpfungsvorrichtung eines anderen Typs mit:
- - einem zweiteiligen Halter, der um eine Achse des Getriebes in Drehung versetzt wird;
- - einer Pendelmasse, die zwischen den beiden Teilen des Halters angeordnet ist.
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Die Erfindung kann auch das eine oder andere der unten beschriebenen Merkmale aufweisen, die miteinander kombiniert oder unabhängig voneinander herangezogen werden:
- - die beiden Teile des Halters sind einander gegenüberliegend angeordnet;
- - die beiden Teile des Halters sind über eine feste Verbindung miteinander verbunden - die beiden Teile des Halters weisen Öffnungen auf;
- - die Pendelmasse ist eine einzelne Pendelmasse - die Pendelmasse weist Öffnungen auf;
- - die Rollorgane drehen sich um eine Rollachse;
- - die Rollachse erstreckt sich parallel zur Getriebeachse.
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Die Pendelmasse ist entsprechend einer kombinierten Translations- und Rotationsbewegung über Rollorange in Bezug auf die Halterteile beweglich, die einerseits mit äußeren Rollbahnen zusammenwirken, die durch Teile eines Rands einer oder mehrerer Öffnungen der Halterteile gebildet sind, und andererseits mit inneren Rollbahnen, die durch Teile eines Rands einer oder mehrerer Öffnungen der Pendelmasse gebildet sind.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen die Teile des Halters mindestens ein Zwischenstellungselement auf.
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Das Zwischenstellungselement wirkt mit dem Rollorgan zusammen.
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Das Zwischenstellungselement weist mindestens eine Erhebung auf, die in jeder Fläche der Halterteile ausgebildet ist, die der Pendelmasse gegenüberliegt.
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Die Erhebung(en) kann bzw. können radial außerhalb der Rollachse jedes Rollorgans angeordnet sein.
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Es befinden sich insbesondere mindestens zwei Erhebungen auf der einen und auf der anderen Seite des Rollorgans.
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Diese Erhebungen können radial und axial auf gleicher Höhe angeordnet sein.
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Durch diese wenigen wesentlichen Angaben werden für den Fachmann die von der erfindungsgemäßen Pendeldämpfungsvorrichtung gebrachten Vorteile gegenüber dem Stand der Technik hinsichtlich der Verringerung der Reibung der Pendelmassen an den Rollorganen ersichtlich.
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Die detaillierten Angaben der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen angegeben. Es ist anzumerken, dass diese Zeichnungen lediglich dazu dienen, den Text der Beschreibung zu veranschaulichen und keineswegs eine Beschränkung des Erfindungsumfangs darstellen.
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Die Verbindung zwischen Halter und Pendelmasse wird durch die mit Kraft eingesetzte Strebe oder durch Verbindungsniete oder durch jegliches andere Verbindungsmittel gewährleistet.
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Figurenliste
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- 1 ist eine axiale Teilansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Pendeldämpfungsvorrichtung vom Typ, der von der Erfindung betroffen ist.
- 2 stellt die in 1 gezeigte Pendeldämpfungsvorrichtung schematisch im Teilschnitt dar.
- 3 stellt eine Pendeldämpfungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung schematisch im Teilschnitt dar.
- 4 ist eine axiale Teilansicht der in 3 im Schnitt gezeigten Pendeldämpfungsvorrichtung.
- 5 stellt eine Pendeldämpfungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung schematisch im Teilschnitt dar.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG.
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Das Beispiel für die aus dem vorgenannten Stand der Technik bekannte Pendeldämpfungsvorrichtung 1 ist in den 1 und 2 dargestellt.
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Es umfasst im Wesentlichen Folgendes:
- - einen ringförmigen Halter 2, der um eine Achse XX' in Drehung versetzt werden kann;
- - Pendelmassen 3, die auf der einen und auf der anderen Seite des Halters 2 an dessen Umfang angeordnet sind.
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Diese Pendelmassen 3, die im Allgemeinen die Form eines Kreissegments haben, sind mit Verbindungsstreben 4, die Öffnungen 5 im Halter 2 durchqueren, paarweise geordnet, wie in 2 gut zu sehen ist.
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In 1 befindet sich die Pendeldämpfungsvorrichtung 1 in der Ruhestellung, d.h. wenn die Pendelmassen 3 nicht schwingen. Die Ansicht ist eine Teilansicht, d.h. von allen Pendelkörpern, die herkömmlicherweise am Umfang des Halters 2 angeordnet sind, ist lediglich ein Pendelkörper 3 dargestellt. Darüber hinaus wurde eine der beiden Pendelmassen entfernt, um die Streben 4 und die hier aus Rollen 6 bestehenden Rollorgane 6 zu zeigen.
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Die Pendelmassen 3 sind durch diese Rollorgane 6 beweglich, welche einerseits auf inneren Rollbahnen 7 rollen, die an den Verbindungsstreben 4 ausgebildet sind, und andererseits sich auf äußere Rollbahnen 8 stützen und rollen, die durch Ränder 8 der Öffnungen 5 des Halters 2 gebildet sind.
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Bei diesem in den 1 und 2 dargestellten Stand der Technik ist ein Zwischenstellungselement 9, das aus einem Kunststoffschuh 9 besteht, axial zwischen den jeweils gegenüberliegenden Flächen 10 der Pendelmassen 3 und den Rollen 6 angeordnet, um die Reibungen zu reduzieren.
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Die Rollen 6 rollen jedoch nicht immer perfekt in einer axialen Ebene, da verschiedene Herstellungsunregelmäßigkeiten, die bei einem vernünftigen Aufwand unvermeidlich sind, dazu führen, dass die Symmetrieachsen der Rollen 6 nicht parallel zur Drehachse XX' der Pendeldämpfungsvorrichtung 1 bleiben.
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Bei der in den 3 und 4 gezeigten Pendeldämpfungsvorrichtung 11 ist statt einer Berührung zwischen den Rollen 6 und den Pendelmassen 12 auf ihrer gesamten gemeinsamen Fläche erfindungsgemäß eine besondere Vorsprungform 13 der Pendelmassen 12 in der Nähe der inneren Rollbahnen 7 definiert, so dass auf einer gemeinsamen Berührungsfläche in der Nähe einer bevorzugten Berührungslinie C eine relative Geschwindigkeit zwischen jeder Pendelmasse 12 und jeder Rolle 6 gering ist.
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Wenn eine der Rollen 6 auf einer entsprechenden Strebe 4 rollt, ist die relative Geschwindigkeit an einem tangentialen Berührungspunkt A, A' null. Die relative Geschwindigkeit der Rolle in Bezug auf die Pendelmassen 12 hängt von dem Berührungspunkt ab, der auf der Rolle 6 ausgewählt wird. Diese relative Geschwindigkeit liegt zwischen null und einer maximalen Geschwindigkeit, die der des Halters 2 entspricht.
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In 3 ist dieser Vorsprung 13, der durch eine Erhebung 13 in den gegenüberliegenden Flächen 14 der Pendelmassen 12 gebildet ist, welche durch eine Vorformung in einer Presse ausgebildet wird, gut zu sehen.
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Geht man davon aus, dass die Rolle 6 einen vorbestimmten Radius r hat und die Umfangsberührungspunkte B zwischen der Rolle 6 und der Erhebung 13 (in einer radialen Ebene der Rolle 6, die den tangentialen Berührungspunkt A, A' enthält) in einem Abstand I von der inneren Rollbahn 7 liegen, kann die bevorzugte Berührungslinie C, C' in Abhängigkeit von den Parametern I und r definiert werden, so dass sowohl eine axiale Auslenkung der Rolle 6 als auch die relative Geschwindigkeit der Rolle 6 in Bezug auf die Pendelmassen 12 minimiert wird:
- - Wenn I = 0, gibt es kein seitliches Halten, die Symmetrieachse der Rolle bleibt nicht parallel zur Drehachse XX';
- - Wenn I = r, gibt es keine bedeutsame Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik;
- - Wenn ein Verhältnis R des Abstands I zum Radius r im Wesentlichen 0,1 beträgt, besteht ein guter Kompromiss zwischen der seitlichen Halterung und der Beschränkung der relativen Geschwindigkeit.
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Wie nämlich in 4 gut zu sehen ist, können die weiteren Umfangsberührungspunkte G, D; G', D' auf der einen und auf der anderen Seite der Umfangsberührungspunkte B die Rollen 6 seitlich halten, wenn I von null verschieden ist, da sich die bevorzugte Berührungslinie C, C' in einem konstanten Abstand I parallel zu den inneren Bahnen 7 erstreckt.
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Es besteht ein erstes axiales Spiel j1 in der Größenordnung von 0,25 mm zwischen der Erhebung 13 und der Rolle 6 (d.h. auf jeder Seite der Rolle 6, was ein axiales Gesamtspiel von 0,5 mm für die Rolle 6 ergibt), das kleiner ist als ein zweites axiales Spiel j2 zwischen der Rolle 6 und einem gegenüberliegenden Teil der Fläche 14 der Pendelmasse 12 außerhalb dieser Erhebung 13.
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Da die beiden inneren Rollbahnen 7 kreisförmig sind, ist die bevorzugte Berührungslinie C, C' durch zwei Kreisbögen C, C' gebildet.
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Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf die einzelne oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform beschränkt ist.
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Die angegebenen numerischen Werte, insbesondere das Verhältnis R entsprechen insbesondere lediglich einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Erhebung 13 ist nämlich keine scharfe Kante: es handelt sich um ein Materialband, das hauptsächlich aus Verfahrensgründen vorzugsweise eine Breite zwischen 0,5 mm und 2 mm hat. Bei einer Rolle 6 mit einem Radius r von beispielsweise 5 mm könnte somit das Verhältnis R, das einen guten Kompromiss darstellt, zwischen 0,5/5 = 0,1 und 2/5 = 0,4 betragen. Ebenso beträgt bei einer anderen Rolle 6 mit einem Radius r von beispielsweise 8 mm dieses Verhältnis R zwischen 0,5/8 ≈ 0,06 und 2/8 = 0,25.
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5 zeigt eine Pendelmasse (12) und einen zweiteiligen Halter (2), der um eine Getriebeachse (X) in Drehung versetzt wird. Die Pendelmasse (12) ist zwischen den beiden Teilen des Halters (2) angeordnet. Die Teile des Halters (2) und die Pendelmasse (12) sind mit Öffnungen (5, 10) versehen. Die Pendelmasse (12) ist entsprechend einer kombinierten Translations- und Rotationsbewegung über Rollorgane in Bezug auf die beiden Teile des Halters (2) beweglich. Das Rollorgan (6) wirkt einerseits mit äußeren Rollbahnen (8) zusammen, die durch Teile eines Rands einer oder mehrerer Öffnungen (5) der Teile des Halters (2) gebildet sind, und andererseits mit inneren Rollbahnen (7), die durch Teile eines Rands einer oder mehrerer Öffnungen (10) der Pendelmasse (12) gebildet sind.
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Bei einem Beispiel der Erfindung weisen die Teile des Halters (2) ein Zwischenstellungselement (15) auf, das radial außerhalb der Mitte der Rollbewegung jedes Rollorgans (6) angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß besteht dieses Zwischenstellungselement (15) aus mindestens einer Erhebung, die in jeder Fläche der Teile des Halters (2), die der Rolle gegenüberliegt, ausgebildet ist.
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Die Erfindung umfasst alle möglichen Ausführungsvarianten innerhalb des Umfangs des Gegenstands der nachfolgenden Ansprüche.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 2981714 [0007]
- FR 3010162 [0011]
