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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines um eine Achse drehbaren Bauteils für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte
- - Bereitstellen des drehbaren Bauteils mit einem ersten Massenträgheitsmoment,
- - Vorgeben eines zweiten Massenträgheitsmoments für das drehbare Bauteil, wobei das zweite Massenträgheitsmoment größer ist als das erste Massenträgheitsmoment, und
- - Ermitteln einer Unwucht des drehbaren Bauteils.
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Die Erfindung betrifft weiter ein Bauteil für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehung um eine Achse.
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Die Erfindung betrifft weiter eine Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere ein Zweimassenschwungrad, ein Torsionsdämpfer oder dergleichen, mit einem um eine Achse drehbaren Bauteil.
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Ein drehbares Bauteil, beispielsweise eine Welle, ein Schwungrad oder dergleichen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs kann eine Unwucht aufweisen. Die Unwucht kann bewirken, dass ein an dem drehbaren Bauteil zweites drehbar auf dem ersten drehbaren Bauteil befestigtes Bauteil in radialer Richtung nach außen verschoben wird und die Unwucht so vergrößert wird, was letztendlich den Verschleiß erhöht und die Lebensdauer der Bauteile verringert.
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Eine Wuchteinrichtung zur Reduzierung von Unwucht ist beispielsweise aus der
DE 10 2015 203 590 A1 bekannt geworden.
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Neben der genannten Unwucht bei drehbaren Bauteilen sind diese an unterschiedlichste Kundenanforderungen anzupassen. Zwar kann meistens die grundlegende Konstruktion des drehbaren Bauteils beibehalten werden, jedoch sind beispielsweise erheblich abweichende Forderungen in Bezug auf die gewünschten Massenträgheitsmomente, die jeweilige Anbindung sowie eine Anpassung an den jeweiligen Bauraum zu berücksichtigen. Somit muss in besonders aufwendiger Weise das jeweilige drehbare Bauteil entsprechend dem gewünschten Massenträgheitsmoment ausgelegt werden. Zur Lösung des Problems ist aus der
DE 10 2014 211 654 A1 beispielsweise bekannt geworden, einen Massering mit mehreren Segmenten zur nachträglichen Erhöhung der Masse eines drehbaren Bauteils auf das drehbare Bauteil aufzubringen. Weiterhin ist aus der
DE 197 10 918 A1 eine Schwungmassenvorrichtung bekannt geworden, bei der eine ringförmige Zusatzmasse aus Bandmaterial angeordnet ist. Aus der
DE 10 2010 006 057 A1 ist weiter eine Drehmomentübertragungseinrichtung bekannt geworden, bei der zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments Masseteile, insbesondere offene Ringteile, auf einer Aufnahmefläche eines Bauteils aufgeschrumpft werden.
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Alternativ ist auch bekannt geworden, das jeweilige drehbare Bauteil an die maximale Gesamtanforderung an das Massenträgheitsmoment anzupassen und kleinere Massenträgheitsmomente, die von anderen Kunden gefordert werden, durch einen Masseabtrag am drehbaren Bauteil zu realisieren. Damit steigt allerdings die Verschmutzungsgefahr des drehbaren Bauteils, bspw. durch nicht vollständig entfernbare Späne. Zudem wird aufwendig Material eingesetzt, welches später individuell für verschiedene Kunden an unterschiedlichen Stellen und/ auf unterschiedlicher Weise aufwendig und kostenintensiv wieder abgetragen wird.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung eines drehbaren Bauteils, ein drehbares Bauteil, eine Drehmomentübertragungseinrichtung und eine Verwendung anzugeben, welche auf einfache Weise unterschiedliche Massenträgheitsmomente von drehbaren Bauteilen ermöglicht und gleichzeitig hinsichtlich ihrer Unwucht minimiert. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines um eine Achse drehbaren Bauteils für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, ein alternatives drehbares Bauteil, eine alternative Drehmomentübertragungseinrichtung sowie eine alternative Verwendung anzugeben.
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In einer Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben bei Verfahren zur Herstellung eines um eine Achse drehbaren Bauteils für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend die Schritte
- - Bereitstellen des drehbaren Bauteils mit einem ersten Massenträgheitsmoment,
- - Bereitstellen eines zweiten Massenträgheitsmoments für das drehbare Bauteil, wobei das zweite Massenträgheitsmoment größer ist als das erste Massenträgheitsmoment, und
- - Ermitteln einer Unwucht des bereitgestellten Bauteils, dadurch, dass das zweite Massenträgheitsmoment bereitgestellt und die ermittelte Unwucht ausgeglichen werden durch zumindest teilweise umfängliches Wickeln von zumindest einer Zusatzmasse auf einer das drehbare Bauteil zumindest teilweise radial nach außen begrenzenden, zumindest teilweise umlaufenden Fläche.
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In einer weiteren Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben durch ein Bauteil für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehung um eine Achse, hergestellt mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-12.
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In einer weiteren Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere ein Zweimassenschwungrad, ein Torsionsdämpfer oder dergleichen, mit einem um eine Achse drehbaren Bauteil gemäß Anspruch 13, insbesondere in Form eines Primärschwungrads.
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In einer weiteren Ausführungsform löst die vorliegende Erfindung die vorstehend genannten Aufgaben durch eine Verwendung von zumindest einer, insbesondere vorumgeformten, gewickelten Zusatzmasse an einem um eine Achse drehbaren Bauteils für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments des drehbaren Bauteils und zum Ausgleichen einer Unwucht des drehbaren Bauteils.
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Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass durch das gleichzeitige gerichtete Anordnen von einer gewickelten Zusatzmasse einerseits der Wuchtvorgang, anderseits die Erhöhung des Massenträgheitsmoments ermöglicht wird, der Herstellungsprozess für das drehbare Bauteil einfach und kostengünstig durchgeführt werden kann, gleichzeitig jedoch eine hohe Flexibilität in Bezug auf unterschiedlichste Kundenanforderungen bereitgestellt wird. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein einheitlicher Herstellungsprozess des drehbaren Bauteils ermöglicht wird.
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Unter einem drehbaren Bauteil ist insbesondere in der Beschreibung, vorzugsweise in den Ansprüchen ein um eine Achse drehbar oder rotierbar lagerbares Bauteil zu verstehen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden dadurch offenbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird bei einem vorgegebenen Bauraum für die zumindest eine Zusatzmasse die zumindest eine Zusatzmasse in ihrer Querschnittsfläche an den vorgegebenen Bauraum angepasst. Damit wird eine optimale Ausnutzung des Bauraums und/oder eine homogene Verteilung der Zusatzmasse im Bauraum ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die zumindest eine Zusatzmasse als Draht und/oder Band ausgebildet. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass die zumindest eine Zusatzmasse auf einfache und kostengünstige Weise zum Aufwickeln auf die Fläche bereitgestellt werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die zumindest eine Zusatzmasse während des Wickels mittels Druckumformen, insbesondere mittels Walzen, umgeformt. Dies ermöglicht eine schnelle und flexible Anpassung der zumindest einen Zusatzmasse während des Wickels an vorgegebene Bedingungen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die zumindest eine Zusatzmasse zumindest teilweise mit sich überlappend angeordnet. Damit kann auf einfache Weise in einem Winkelsegment eine Erhöhung der Zusatzmasse zum Ausgleich der Unwucht bereitgestellt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die zumindest eine Zusatzmasse auf ihrer radialen Außenseite mit regelmäßig angeordneten Aussparungen versehen. Damit kann das drehbare Bauteil auf einfache Weise als Signalgeberelement genutzt werden. Ein separater Signalgeber, beispielsweise ein entsprechender Ring kann dann entfallen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird zur Festlegung der zumindest einen Zusatzmasse die zumindest eine Zusatzmasse zumindest teilweise an dem drehbaren Bauteil und/oder an sich selbst festgelegt. Damit wird eine äußerst zuverlässige und gleichzeitig einfache Festlegung der zumindest einen Zusatzmasse erreicht. Die Festlegung kann dabei beispielsweise mittels Schweißen erfolgen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die zumindest eine Zusatzmasse zumindest teilweise mehrlagig, insbesondere in axialer und/oder radialer Richtung angeordnet. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit auf besonders flexible Weise eine Masseverteilung der zumindest einen Zusatzmasse ermöglicht wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden unterschiedliche Lagen in axialer und/oder radialer Richtung unterschiedlich ausgebildet. Damit wird die Flexibilität hinsichtlich der Masseverteilung der zumindest einen Zusatzmasse weiter erhöht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die zumindest eine Zusatzmasse aus Metall, insbesondere Stahl, und/oder Kunststoff hergestellt. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine einfache, kostengünstige Herstellung bei ausreichender Festigkeit der Zusatzmasse zur Verfügung gestellt werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die zumindest eine Zusatzmasse auf einer radialen Innenseite der Fläche und/oder auf einer radialen Außenseite der Fläche bezogen auf die Drehachse des drehbaren Bauteils angeordnet. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit auf besonders flexible Weise eine Anordnung der zumindest einen Zusatzmasse je nach vorgegebenen Bauraum- und/oder Kundenvorgaben ermöglicht wird.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird die Fläche mit zumindest einem radialen Vorsprung versehen. Damit wird im Wesentlichen ein axial begrenzender Anschlag für die gewickelte Zusatzmasse bereitgestellt, so dass das Wickeln der zumindest einen Zusatzmasse vereinfacht wird.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der dazugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.
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Dabei zeigt
- 1 ein drehbares Bauteil in der Draufsicht auf die radiale Außenfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 einen Ausschnitt eines drehbaren Bauteils entlang der Drehachse im radialen äußeren Bereich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 einen Ausschnitt eines drehbaren Bauteils entlang der Drehachse im radialen äußeren Bereich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 4 einen Ausschnitt eines drehbaren Bauteils entlang der Drehachse im radialen äußeren Bereich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 5 Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt ein drehbares Bauteil in der Draufsicht auf die radiale Außenfläche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail ist in 1 ein Primärschwungrad 1 eines Zweimassenschwungrads gezeigt. Das Primärschwungrad 1 ist dabei um eine Achse 2 drehbar. Auf der radialen Außenseite 8 des Primärschwungrads 1 ist eine Fläche 3 innerhalb eines vorgegebenen Bauraums 5 angeordnet, welche zur Aufnahme einer gewickelten Zusatzmasse 4 dient. Der Bauraum 5 ist bei dem in 1 gezeigten Zweimassenschwungrad durch dessen Hüllkurve beschränkt. Die Zusatzmasse 4 ist hier als Flachbandmaterial ausgeführt und weist mehrere Lagen in axialer Richtung auf. Die Zusatzmasse 4 füllt hierbei den vorgesehenen Bauraum 5 axial vollständig aus und lediglich teilweise in radialer Richtung.
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2 zeigt einen Ausschnitt eines drehbaren Bauteils entlang der Drehachse im radialen äußeren Bereich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail ist in 2 ein Teil eines Primärschwungrads 1 eines Zweimassenschwungrads gezeigt Die Fläche 3 weist analog zur 1 eine Flachbandmaterialwicklung als Zusatzmasse 4 auf. In der 2 überlappen sich die beiden Enden 12a, 12b der Flachbandmaterialwicklung in einem Bereich 6, sodass in diesem Bereich 6 lokal eine zusätzlich erhöhte Masse bereitgestellt wird. Darüber hinaus kann die Zusatzmasse 4 in diesem Bereich 6 aneinander festgelegt werden, beispielsweise durch Schweißen oder dergleichen.
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3 zeigt einen Ausschnitt eines drehbaren Bauteils entlang der Drehachse im radialen äußeren Bereich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail ist in 3 wieder ein Teil eines Primärschwungrads 1 eines Zweimassenschwungrads gezeigt. Auf der Fläche 3 ist analog zur 1 wieder eine Flachbandmaterialwicklung als Zusatzmasse 4 aufgewickelt. In der 3 überlappen sich die beiden Enden 12a, 12b der Flachbandmaterialwicklung in dem Bereich 7 nicht bzw. wenn mehrere Flachbandmateriallagen übereinander angeordnet sind, zumindest nicht vollständig. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Unwucht kompensiert werden, indem durch die Zusatzmasse 4 ein Bereich 7 ohne bzw. mit weniger Zusatzmasse 4 bereitgestellt wird.
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In einer weiteren, nicht gezeigten Ausführungsform können im Unterschied zum Primärschwungrad 1 gemäß 1 beim Primärschwungrad 1 eine oder mehrere radial nach außen ragende Stege oder Vorsprünge 9 zur seitlichen Begrenzung der Fläche 3 angeordnet sein. Es ist ebenso denkbar, den Steg oder Vorsprung mittig auf der Fläche 3 anzuordnen zur Unterteilung der Fläche 3 in zwei Teilflächen. Die Zusatzmasse 4 wird dann separat auf die beiden so entstehenden Teilflächen gewickelt.
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4 zeigt einen Ausschnitt eines drehbaren Bauteils entlang der Drehachse im radialen äußeren Bereich gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail zeigt 4 analog zu den 2 und 3 einen Teil eines Primärschwungrads 1 eines Zweimassenschwungrads. Auf der Fläche 3 ist hier die Zusatzmasse 4 in Form von widerstandgeschweißtem Flachbandmaterial gezeigt, die mittels eines Schweißpunkts 13 auf der Fläche 3 festgelegt ist. Für eine Erleichterung des Widerstandsschweißens werden auf der Fläche 3 zunächst lokale Erhöhungen ausgeprägt, die nach erfolgtem Festlegen des Flachbandmaterials zu dem im Querschnitt gezeigten Schweißpunkt 13 führen.
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5 zeigt Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail ist in 5 ein Verfahren zur Herstellung eines um eine Achse drehbaren Bauteils für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gezeigt.
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Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte.
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In einem ersten Schritt S1 erfolgt ein Bereitstellen des drehbaren Bauteils mit einem ersten Massenträgheitsmoment.
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In einem weiteren Schritt S2 erfolgt ein Vorgeben eines zweiten Massenträgheitsmoments für das drehbare Bauteil, wobei das zweite Massenträgheitsmoment größer ist als das erste Trägheitsmoment.
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In einem dritten Schritt S3 erfolgt ein Ermitteln einer Unwucht des drehbaren Bauteils.
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In weiteren Schritten S4, S4' erfolgt das Bereitstellen des zweiten Massenträgheitsmoments und das Ausgleichen der ermittelten Unwucht durch zumindest teilweise umfängliches Wickeln von zumindest einer Zusatzmasse auf einer das drehbare Bauteil zumindest teilweise radial nach außen begrenzenden, zumindest teilweise umlaufenden Fläche.
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Zusammenfassend weist zumindest eine der Ausführungsformen der Erfindung zumindest die folgenden Vorteile auf:
- - Unwuchtausgleich
- - Erhöhung des Massenträgheitsmoments
- - Hohe Flexibilität
- - Einfache, kostengünstige Herstellung
- - Einfache Aufbringung bzw. Anordnung der Zusatzmasse
- - Niedriger Materialverbrauch
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauteil / Primärschwungrad
- 2
- Achse
- 3
- Fläche
- 4
- Zusatzmasse
- 5
- Bauraum
- 6
- Bereich
- 7
- Bereich /Aussparung
- 8
- radiale Außenseite
- 9
- radialer Vorsprung
- 12a, 12b
- Ende Zusatzmasse
- 13
- Schweißpunkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015203590 A1 [0005]
- DE 102014211654 A1 [0006]
- DE 19710918 A1 [0006]
- DE 102010006057 A1 [0006]
