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Im Bereich des Fahrzeugbaus, und hier insbesondere im Bereich des Kraftfahrzeugbaus, tritt immer wieder das Problem auf, dass Torsionsschwingungen in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs auftreten können. Diese können zu einer mechanischen Belastung der Komponenten des Antriebsstrangs, aber auch zu einer Fahrkomfortreduzierung des entsprechenden Fahrzeugs führen.
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Verbrennungskraftmaschinen erzeugen so beispielsweise Prinzip bedingt kein konstantes Drehmoment und keine konstante Drehzahl je Kurbelwellenumdrehung. Diese beiden Größen unterliegen je nach Betriebszustand einer Schwankung, sodass an einer Kurbelwelle einer solchen Verbrennungskraftmaschine Drehungleichförmigkeiten auftreten können. Für die meisten Anwendungsfälle ist jedoch grundsätzlich ein möglichst konstanter Momenten- und Drehzahlverlauf erstrebenswert. Daher wird bei solchen Anwendungen der Einsatz eines zusätzlichen Systems zur Reduzierung der Drehungleichförmigkeit häufig in Erwägung gezogen.
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Zur besseren Entkopplung von Drehungleichförmigkeiten können Drehschwingungsdämpfungsanordnung, beispielsweise Zweimassenschwungräder, eingesetzt werden. Bei diesen wird eine Federanordnung zwischen einer Eingangsseite und einer Ausgangsseite der betreffenden Drehschwingungsdämpfungsanordnung geschaltet, sodass durch diese Federanordnung eine Dämpfung der auftretenden Torsionsschwingungen erreicht werden kann. Die Dämpfung wird dabei unter anderem durch eine Federsteifigkeit der Federanordnung und durch eine fliehkraftbedingte Reibung der Federanordnung bestimmt.
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So beschreibt beispielsweise die
EP 1 584 838 A1 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit mindestens einer aus mehreren Federelementen bestehenden Federeinrichtung zur federelastischen Kopplung eines antriebsseitigen Primärelements mit einem abtriebsseitigen Sekundärelement. Auch die
DE 10 2007 016 744 A1 bezieht sich auf einen Drehschwingungsdämpfungsanordnung, der eine Primärseite und eine gegen die Wirkung einer Dämpferelementanordnung bezüglich der Primärseite um eine Drehachse drehbare Sekundärseite aufweist. Bei dieser Drehschwingungsdämpfungsanordnung umfasst die Dämpferelementanordnung wenigstens eine in Umfangsendbereichen bezüglich der Primärseite und der Sekundärseite abstützbare und sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckende Dämpferelementeinheit. Auch die
US 4,360,352 bezieht sich auf eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung.
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Zweimassenschwungräder dienen hierbei der Entkopplung von Drehungleichförmigkeiten im Antriebsstrang. Hierbei kann es je nach geplantem Einsatz davon abhängen, wie eine entsprechende Drehschwingungsdämpfungsanordnung auszulegen ist. So stehen sich zum Teil stark entgegengesetzte Anforderungen an einen solchen Drehschwingungsdämpfungsanordnung entgegen. So kann beispielsweise im Interesse einer möglichst guten Dämpfung entsprechender Torsionsschwingungen der Einsatz möglichst weicher und reibungsarmer Federanordnungen von Vorteil sein. Andererseits kann hierdurch gegebenenfalls eine Überlastung einer solchen Drehschwingungsdämpfungsanordnung durch hohe eingeleitete Drehmomente und/oder auch durch eine Anregung im Bereich einer Eigenfrequenz der Drehschwingungsdämpfungsanordnung auftreten.
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Ausgehend vom erläuterten Stand der Technik ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung so weiterzubilden, dass diese ein noch weiter verbessertes Schwingungsdämpfungsverhalten aufweist und einen verbesserten Kompromiss zwischen Betriebssicherheit und Funktionsfähigkeit einer solchen Drehschwingungsdämpfungsanordnung darstellt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung gemäß des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Hierbei umfasst die Drehschwingungsdämpfungsanordnung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zumindest eine Primärmasse, eine Sekundärmasse und eine Energiespeichereinrichtung, wobei die Primärmasse und die Sekundärmasse zumindest einen ersten Kontaktbereich aufweisen, an dem die Primärmasse zu der Sekundärmasse relativ zueinander verdrehbar ist und / oder wobei die Primärmasse und die Energiespeichereinrichtung zumindest einen zweiten Kontaktbereich aufweisen, an dem die Primärmasse zu der Energiespeichereinrichtung relativ zueinander verdrehbar ist und / oder wobei die Sekundärmasse und die Energiespeichereinrichtung zumindest einen dritten Kontaktbereich aufweisen, an dem die Sekundärmasse zu der Energiespeichereinrichtung relativ zueinander verdrehbar ist, wobei der erste Kontaktbereich und / oder der zweite Kontaktbereich und/ oder der dritte Kontaktbereich zumindest einen Piezoaktor vorsieht. Dabei ist zu erwähnen, dass durch die Verwendung von Piezoaktoren zwischen Bauteilen, die zueinander eine reibungsbehaftete Verdrehbarkeit oder Verschiebbarkeit aufweisen, durch eine hochfrequente Anregung der Piezoaktoren die Reibung zwischen den Bauteilen reduziert werden kann. Dabei wird die Reibung, durch die aktiv eingebrachten Schwingungen mit hoher Frequenz und kleinen, relativ zu den durchschnittlichen Schwingwinkeln zwischen der Primär- und der Sekudärmasse, Amplituden, bedarfsgerecht, also gesteuert und geregelt, reduziert. Mit dieser Maßnahme kann die Reibung zwischen den Bauteilen fast vollständig beseitigt werden und damit beispielsweise das Arbeitsvermögen von Federn der Energiespeichereinrichtung in allen Betriebszuständen erhöht und damit auch die Funktion verbessert werden.
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Die Funktion ist bedarfsgerecht an- und abschaltbar, beispielsweise aller Federn oder jede einzelnen Feder der Energiespeicheranordnung, wodurch zum einen der Energiebedarf reduziert werden kann und zum anderen weitere Funktionen dargestellt werden können, wie z.B. betriebspunktabhängige, also drehzahl- und/oder lastabhängig Beeinflussung der Reibung. Damit kann die Reibung von maximal bis minimal, also der komplette Federsatz ist aktiv, in einem oder mehreren Betriebspunkten bedarfsgerecht variiert werden. Zum Beispiel soll die Reibung beim Motorstart, im Resonanzdurchlauf des Federsatzes, maximal sein, wodurch die Schwingamplituden minimiert werden. Im Betriebsdrehzahlbereich hingegen soll die Reibung minimal werden, um die Funktion, also die Reduzierung der Drehungleichförmigkeit der Energiespeicheranordnung optimal nutzen zu können. Weiterhin kann durch eine gezielte Beeinflussung der Reibung an beispielsweise einzelnen Gleitschuhen das Arbeitsvermögen einzelner Federn direkt und damit die Steifigkeit aktiv verändert werden. Damit kann auf eine Steigung der Federkennlinien, abhängig von dem anliegenden Motormoment, optimal angepasst werden.
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Dabei ist der erfindungsgemäße Aufbau durch ein oder mehrere Piezoaktoren, sowie eine Energieversorgung, eine Datenleitung, eine Regelung oder Steuerung und eine Übertragungsvorrichtung der Energie und oder der Daten, von einem stehenden in ein rotierendes System, gekennzeichnet.
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Die hochfrequente Aktuierung der in Reibkontakt stehenden Bauteile durch die Piezoaktoren, idealerweise im kHz-Bereich, beispielsweise >20kHz, kann an allen, am Tribokontakt beteiligten und/oder angrenzenden Bauteilen, erfolgen, wie beispielsweise an Federteller, Gleitschuhe, Gleitbahnblech, Primärschwungrad oder Sekundärschwungrad. Ein großer Vorteil der Lösung mit Piezoaktoren ist der geringe Bauraumbedarf. Die Piezoaktoren lassen sich in überwiegend vorhandene Bauteile integrieren, so dass die Funktionsverbesserung nahezu bauraumneutral ausgeführt werden kann.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass alle vorhanden Bauteile der Basissysteme weiter verwendet werden können und damit lediglich minimale Anpassungsentwicklungen erforderlich sind. Zudem können vorhandene Montage- und Fertigungseinrichtungen nahezu unverändert weiter verwendet werden.
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Zur Funktion der Piezoaktoren in der Drehschwingungsdämpfungsanordnung ist weiter zu erwähnen, dass es lediglich erforderlich ist, dass wenigstens einer der am Tribokontakt beteiligten Elemente in hochfrequente Schwingung versetzt wird. Die Anregung muss jedoch nicht zwingend auf die Komponenten des Tribokontakts selbst wirken, sondern kann auch über angrenzende Bauteile übertragen werden, wie beispielsweise das Primärschwungrad, eine Nabenscheibe, das Sekundärschwungrad oder die Zwischenmasse.
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Die hochfrequente Anregung führt dazu, dass der Reibbeiwert reduziert und gleichzeitig vergleichsmäßig wird. Durch die Anregung werden Verhakungen im Tribokontakt durch kurzzeitiges Abstoßen der beiden Reibpartner gelöst sowie der Reibungswinkel verkleinert. Dadurch wird die Reibkraft bzw. Reibmoment stark verringert. Diese hochfrequente Anregung wirkt funktionell ähnlich wie ein eingesetztes Schmiermittel. Dadurch ist es eventuell sogar möglich, nahezu vollständig auf Schmiermittel, zumindest in Teilbereichen, zu verzichten.
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Weiter ist zu erwähnen, dass in dem Maße, in dem die Reibarbeit verringert wird, die verfügbare Federarbeit der Energiespeicheranordnung vergrößert wird, natürlich für den Fall, dass Piezoaktoren dort Verwendung finden. Gleichzeitig werden die Verluste, die durch Reibarbeit entstehen, in gleicher Weise reduziert. Hieraus ergeben sich zusätzlich zur Verbesserung der Entkopplungsfähigkeit der Schwingungsreduzierungsanordnung und damit auch eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit des CO2-Ausstoßes. Weiter sei hier erwähnt, dass die Reibleistungsreduzierung vom Betriebszustand abhängig ist und mehrere 100W betragen kann.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Energiespeichereinrichtung zumindest ein Gleitelement umfasst. Durch das oder die Gleitelemente können die Federn der Energiespeicheranordnung beispielsweise nach radial außen zu einer Gleitbahn hin abgegrenzt werde, so dass nicht die Feder an sich in Reibkontakt mit der Gleitbahn kommt, sondern das Gleitelement. Wird dann ein Piezoaktor im Kontaktbereich des Gleitschuhes mit der Gleitbahn platziert, so kann hierdurch die Reibung zwischen dem Gleitschuh und der Gleitbahn in einer bereits vorangehend beschriebenen Weise beeinflusst werden.
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Weiter kann es vorgesehen sein, dass die Energiespeichereinrichtung eine einreihige Federanordnung oder eine zweireihige Federanordnung vorsieht. Durch die Verwendung einer zweireihigen Federanordnung kann der Drehschwingungsdämpfungsanordnung mehr Federweg zur Verfügung gestellt werden, was sich vorteilhaft auf die Schwingungsentkopplung auswirken kann.
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Auch kann es vorgesehen sein, dass der erste Kontaktbereich eine Reibeinrichtung vorsieht. Dabei kann die Reibeinrichtung ebenfalls mit einem oder mehreren Piezoaktoren versehen werden, um, wie schon vorangehend beschrieben, auf das Reibverhalten entsprechend Einfluss zu nehmen.
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Eine weitere Ausführungsform kann vorsehen, dass eine Energieversorgung und/ oder eine Datenübertragung zu den Piezoaktoren mittels einer Kontaktübertragung erfolgt. Da sich die Piezoaktoren an Bauteilen der Drehschwingungsdämpfungsanordnung befinden und es sich bei der Drehschwingungsdämpfungsanordnung um ein rotierendes System handelt, kann die Energieversorgung und oder die Datenübertragung vorteilhaft mittels einer Schleifringübertragung ausgeführt werden. Über die Schleifringübertragung können von dem stehenden System, also beispielsweise ein Getriebegehäuse, in dem die Drehschwingungsdämpfungsanordnung vorgesehen ist, Energie und oder Daten in das rotierende System übertragen werden.
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Es kann aber auch vorgesehen werden, dass eine Energieversorgung und/ oder eine Datenübertragung zu den Piezoaktoren kontaktlos erfolgt. Dies kann vorteilhaft induktiv erfolgen.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigt in:
- 1 eine erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit Piezoaktoren.
- 2-17 weiter Ausführungsformen einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit Piezoaktoren.
- 18 eine erfindungsgemäße Anwendung von Piezoaktoren an einer Energiespeichereinrichtung in vereinfachter axialer Darstellung.
- 19 eine Kennlinienveränderung einer Energiespeichereinrichtung bei der Verwendung von Piezoaktoren.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 mit einer Primärmasse 1, einer Sekundärmasse 2 sowie einer Energiespeichereinrichtung 5. Die bekannte Funktion der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Primärmasse 1 entgegen einer Kraft der Energiespeichereinrichtung 5 zu der Sekundärmasse 2 sich relativ verdrehen kann. Dabei kann die Primärmasse zu der Sekundärmasse 2 einen ersten Kontaktbereich 15 aufweisen. Weiter kann sich zwischen der Primärmasse 1 und der Energiespeichereinrichtung 5 ein zweiter Kontaktbereiche 16 befinden, sowie ein dritter Kontaktbereich 17 zwischen der Sekundärmasse 2 und der Energiespeichereinrichtung 5. Diese Kontaktbereiche 15, 16, 17, zeichnen sich dadurch aus, dass hier die jeweiligen Bauteile in einem direkten Reibkontakt zu dem jeweiligen anderen Reibpartner stehen. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass an zumindest einem der Kontaktbereiche 15, 16, 17 sich ein Piezoaktor 25, 26 und 27 befindet. Dabei kennzeichnet sich die Funktionsweise der Piezoaktoren 25, 26 und 27 dadurch, dass diese im Kontaktbereiche 15, 16, 17 der jeweiligen Reibpartner 1, 2, 5 eine hochfrequente Schwingung erzeugen. Durch diese hochfrequente Schwingung kann direkt auf einen vorhandenen Reibwert zwischen den Reibpartnern 1 und 2 und/oder 1 und 5 und/oder 2 und 5 eingewirkt werden. Die hochfrequente Schwingungsanregung mittels der Piezoaktoren 25, 26, 27 kann dabei wie eine gezielt Einbringung von Schmierstoff wirken. Im Gegensatz zu einem Schmierstoff kann jedoch durch das Abschalten der hochfrequenten Schwingung gezielt der Reibwert auch wieder erhöht werden, was mit einem Schmiermittel nicht möglich wäre.
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Die 2 zeigt ebenfalls eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 in schematischer Form, wobei hier genauer dargestellt werden soll, in welchen Bereichen des Kontaktbereichs 16 sich die Piezoaktoren 25, 26, 27 befinden können. Dabei ist hier zwischen der Energiespeichereinrichtung 5 und der Primärmasse 1 ein Gleitelement 23 vorgesehen. Hierbei ist anzumerken, dass das Gleitelement 23 der Energiespeichereinrichtung 5 zuzuordnen ist. Demzufolge bildet das Gleitelement 23 mit der Primärmasse 1, hier beispielhaft einen radialen Kontaktbereich 16b und zwei axiale Kontaktbereiche 16a und 16c. Hierbei ist anzumerken, dass an den drei genannten Kontaktbereichen 16a, 16b und 16c die Piezoaktoren 26 vorgesehen sind. Im Kontaktbereich 16a ist der Piezoaktor 26a vorteilhaft zwischen dem Gleitelement 23 und der Primärmasse 1 vorgesehen. Am radial gelegenen Kontaktbereich 16b ist der Piezoaktor 26b radial außen an der Primärmasse 1 vorgesehen. Im Bereich des zweiten axial liegenden Kontaktbereichs 16c ist der Piezoaktor 26c axial außerhalb der Primärmasse 1 vorgesehen. Durch diese verschiedenen Positionsbeispiele der Piezoaktoren 26a, b und c soll dargestellt werden, dass ein Piezoaktor 26 nicht nur zwangsläufig zwischen zwei Reibpartnern vorgesehen sein muss, sondern dass auch in einem Randbereich, beispielsweise am Kontaktbereich 16b und 16c, sehr wohl eine vorteilhafte Positionierung eines Piezoaktors vorgesehen sein kann. Durch die Funktionsweise der Piezoaktoren, nämlich der Erzeugung von hochfrequenten Schwingungen, kann der gewünschte Effekt, hier die Reduzierung oder überhaupt die Änderung eines Reibwertes zwischen zwei Reibpartnern ebenfalls erreicht werden, wenn der Piezoaktor 26b, 26c außerhalb der Reibstelle jedoch noch im Kontaktbereich 16b, 16c der jeweiligen Reibpartner sich befindet. Die Anregung mittels hochfrequenten Schwingungen durch die Piezoaktoren 26b und c wird einen vergleichbaren Einfluss auf den Reibwert der in diesem Kontaktbereich beteiligten Reibpartner haben, wie beispielsweise eine Positionierung des Piezoaktors 26a im Kontaktbereich 16a, genau zwischen den beiden Reibpartnern hier das Gleitelement 23 und die Primärmasse 1. Der Vollständigkeit halber sei hier noch erwähnt, dass auch hier zwischen der Sekundärmasse 2 und der Energiespeichereinrichtung 5 beispielsweise Kontaktbereiche 17a; 17b vorhanden sein können.
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Die 3 zeigt ein Gleitelement 23, wie bereits in der 2 beschrieben, mit einem Piezoaktor 25, der radial außen auf der Gleitfläche 24. Da die Gleitfläche 24 des Gleitelements 23 gebogen ist, ist es vorteilhaft, hierfür einen blattförmigen und biegsamen Piezoaktor 25 vorzusehen. Bei der Verwendung und Position des hier gezeigten Piezoaktors 25 in einer hier nicht dargestellten Drehschwingungsdämpfungsanordnung würde sich der Piezoaktor 25 zwischen dem Gleitelement 23 und einer hier nicht dargestellten Führungsbahn der Primärmasse befinden.
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In der 4 ist eine Schnittansicht des Gleitelements 23 mit dem Piezoaktor 25 gezeigt, wie bereits in der 3 beschrieben. Jedoch ist hier zusätzlich ein Schleifring 30 dargestellt. Mittels des Schleifringes 30 kann beispielsweise die Energieversorgung für die Piezoaktor 25 sowie im Bedarfsfall eine Datenübertragung von oder zu dem Piezoaktor 25 übertragen werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich beispielsweise der hier gezeigte Piezoaktor 25 mit dem Gleitelement 23 in einem sogenannten rotierenden System befindet. Um somit Energie für den Piezoaktor 25 bzw. Dateninformationen von und zu dem Piezoaktor 25 von einem stehenden System zu dem rotierenden System, in dem sich der Piezoaktor 25 befindet, transportieren zu können, kann die Übertragung mittels des Schleifringes vorteilhaft sein.
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In der 5 wird eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 gezeigt, wie bereits in den 2, 3 und 4 beschrieben. Hierbei ist ebenfalls vorgesehen, dass sich der Piezoaktor 25 zwischen einer Gleitfläche 24 des Gleitelements 23 und zwischen einer Gleitfläche 28 der Primärmasse 1 befindet. Hierbei würde die Energie bzw. Datenübertragung mittels des Schleifringes 30, der sich hier axial seitlich zwischen dem Piezoaktor 25 und der Primärmasse 1 befindet, erfolgen. Weiter ist natürlich zu erwähnen, dass für die Energie und Datenübertragung ein weiterer Schleifring notwendig ist, um die Energie bzw. die Daten zu der sich drehenden Primärmasse 1 zu übertragen.
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In der 6 und der 7 wird eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 gezeigt mit einem Piezoaktor 25 zwischen dem Gleitelement 23 und der Primärmasse 1, sowie einem Schleifring 30, um die Energie und im Bedarfsfall auch Daten zu dem Piezoaktor 25 übertragen zu können. Hierbei ist zu erwähnen, dass im Betrieb der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 das Gleitelement 23 sich zu der Primärmasse 1 relativ verdreht, so dass mittels des Schleifringes 30 die Energie für den Piezoaktor und Daten zu dem Piezoaktor 25 übertragen werden können. Dies betrifft die Daten und die Energieübertragung zwischen der Primärmasse 1 und dem Gleitelement 23, wobei an dem Gleitelement 23 der Piezoaktor 25 vorgesehen ist. Für die 6 und 7 sei dabei noch erwähnt, jedoch hier nicht dargestellt, dass statt der Schleifringübertragung 30 in diesem gezeigten Bereich auch eine kontaktlose Energie- und Datenübertragung, vorteilhaft induktiv, erfolgen kann.
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Die 8 bis 15 zeigen weitere Anwendungsbeispiele für Positionen von Piezoaktoren 25 bei verschiedenen Drehschwingungsanordnungen 10.
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Hierbei zeigt die 8 beispielhaft Positionsmöglichkeiten von Piezoaktoren 25, bei einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung speziell hier bei einem bekannten Zweimassenschwungrad.
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Die 9 zeigt Anwendungsbeispiele für die Positionierung von Piezoaktoren 25 für eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10, wobei hier die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 zwei Drehmomentübertragungswege 47; 48 vorsieht, wobei in einem Drehmomentübertragungsweg 47 eine Phasenschiebeanordnung 43 vorgesehen ist und wobei eine Koppelanordnung 41 den ersten und den zweiten Drehmomentübertragungsweg 47; 48 wieder zusammenführt und an einen Ausgang 40 weiterleitet.
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Die 10 zeigt weitere Positionierungsbeispiele für Piezoaktoren 25 bei einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 die in einem Bauraum mit einem Drehmomentwandler vorgesehen ist.
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Die 11 und 12 zeigen Positionierungsbeispiele für Piezoaktoren 25 für eine weitere Ausführungsform einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10.
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Die 13 und 14 zeigen weitere Positionierungsmöglichkeiten für Piezoaktoren 25 im Bereich Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10, die hier als eine Kupplungsscheibe 52 ausgeführt ist. Des Weiteren weist die Kupplungsscheibe 52 eine Reibeinrichtung 29 auf, die relative Verdrehungen zwischen der Primärmasse 1 und der Sekundärmasse 2 dämpft, an der ebenfalls ein Piezoaktor 25 vorgesehen sein kann. Auch hier bei der Kupplungsscheibe 52 ist es möglich die Energie bzw. Datenübertragung zu dem Piezoaktor 25 mittels eines Schleifringes 30 oder auch kontaktlos vorzusehen.
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Die 15 zeigt weitere Positionierungsbeispiele für Piezoaktoren 25 am Beispiel einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 in einem Hybridantriebsstrang Antriebsstrang, also mit einem Elektromotor 64.
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Die 16 und 17 zeigen weitere Anwendungsbeispiele für Piezoaktoren bei einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 und deren Wirkrichtung in tangentialer Richtung Dt, oder in radialer Wirkrichtung Dr oder in axialer Wirkrichtung Da.
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Die 18 zeigt eine erfindungsgemäße Anwendung von Piezoaktoren 23a, 23b, 23c, 23d an einer Energiespeichereinrichtung 5 einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 in vereinfachter axialer Darstellung. Dabei sind hier die Primärmasse 1, als Eingang für ein Drehmoment und die Sekundärmasse 2 als Ausgang für das Drehmoment dargestellt. Zwischen der Primärmasse 1 und der Sekundärmasse 2 ist die Energiespeichereinrichtung 5 vorgesehen, die hier aus den Federtellern 7a und 7a, den Schraubenfedern 4a, 4b, 4c, 4d, und 4e, sowie den Gleitelementen 23a, 23b, 23c und 23d besteht. Dabei stützen sich die Gleitelement 23a, 23b, 23c und 23d bedingt durch die Normalkraft Fn1, Fn2, Fn3, Fn4, an der Gleitfläche 24 der Primärmasse 1 ab. Dabei setzt sich die Normalkraft Fni im rotierenden System aus der Fliehkraft und dem Radialkraftanteil aus der Federkraft der Schraubenfedern 4a, 4b, 4c, 4d und 4e zusammen. Hierdurch ergibt sich ein Reibmoment Fr1, Fr2, Fr3, Fr4 bedingt durch den Reibwert µ1, µ2, µ3 und µ4. Wird nun beispielsweise an den Kontaktbereichen 15a und 15c der Gleitelemente 23a und 23c mit der Gleitfläche 24 jeweils ein Piezoaktor 23a und 23c platziert, so kann durch eine hochfrequente Anregung durch die Piezoaktoren 23a und 23c auf das Reibmoment Fr1 und Fr3 direkt Einfluss genommen werden.
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Dabei kann in der 19 gut entnommen werden, wie sich das Reibmoment M über den Verdrehwinkel φ verhält für den Fall, dass die Piezoaktoren 25b und 25c abgeschaltet sind mit der gestrichelten Linie und weiter für den Fall, dass die Piezoaktoren eine hochfrequente Schwingung erzeugen, mit der durchezogenen Linie.
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Abschließend sei hier noch hingewiesen, dass die in den 1 bis 15 genannten Positionen für Piezoaktoren 25 beispielhaft anzusehen sind. In vorteilhafter Ausführungsform können Piezoaktoren überall dort in der Drehschwingungsdämpfungsanordnung angewendet werden, wo Reibpartner sich gegeneinander relativ reibungsbehaftet bewegen bzw. verdrehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Primärmasse
- 2
- Sekundärmasse
- 4
- Schraubenfeder
- 5
- Energiespeichereinrichtung
- 7
- Federteller
- 10
- Drehschwingungsdämpfungsanordnung
- 15
- erster Kontaktbereich
- 16
- zweiter Kontaktbereich
- 17
- dritter Kontaktbereich
- 20
- einreihige Federanordnung
- 21
- zweireihige Federanordnung
- 23
- Gleitelement
- 24
- Gleitfläche
- 25
- Piezoaktor
- 26
- Piezoaktor
- 27
- Piezoaktor
- 28
- Gleitfläche
- 29
- Reibeinrichtung
- 30
- Schleifring
- 38
- Nabenscheibe
- 40
- Ausgang
- 41
- Koppelanordnung
- 42
- Gleitfläche
- 43
- Phasenschieberanordnung
- 47
- erster Drehmomentübertragungsweg
- 48
- zweiter Drehmomentübertragungsweg
- 52
- Kupplungsscheibe
- 58
- Drehmomentwandler
- 60
- Hybridantriebsstrang
- 64
- Elektromotor
- A
- Drehachse
- Dr
- Wirkrichtung radial
- Da
- Wirkrichtung axial
- Dt
- Wirkrichtung tangential
- Fni
- Normalkraft
- Fri
- Reibmoment
- µ
- Reibwert
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1584838 A1 [0004]
- DE 102007016744 A1 [0004]
- US 4360352 [0004]
