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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.
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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 einem 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,
dadurch, dass das zweite Massenträgheitsmoment bereitgestellt und die ermittelte Unwucht ausgeglichen wird durch Ausbilden von zumindest zwei Zusatzmassen und gerichtetem axialen Anordnen der zumindest zwei Zusatzmassen an dem drehbaren Bauteil.
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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 1-10.
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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 11, 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 zwei Zusatzmassen an einem um eine Achse drehbaren Bauteil 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 axialen Zusatzmassen 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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Unter einem gerichteten axialen Anordnen eines ersten Elements auf einem zweiten Element ist in der Beschreibung, vorzugsweise in den Ansprüchen ein Anordnen oder Aufbringen des ersten Elements auf einer senkrecht zu einer Drehachse des zweiten Elements angeordneten Fläche 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 werden bei einem vorgegebenen Bauraum für die zumindest zwei Zusatzmassen die zumindest zwei Zusatzmassen in ihrem Durchmesser und/oder der axialen Dicke an den vorgegebenen Bauraum angepasst.
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Damit wird eine optimale Ausnutzung des Bauraums und/oder eine homogene Verteilung der Zusatzmassen im vorgegebenen Bauraum ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden die zumindest zwei Zusatzmassen gleich ausgebildet. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass die Zusatzmassen besonders kostengünstig herstellbar sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden die zumindest zwei Zusatzmassen teilweise rotationsymmetrisch ausgebildet. Damit werden zusätzlich auszugleichende Unwuchten durch die Zusatzmassen reduziert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden die zumindest zwei Zusatzmassen in ihrer Fläche senkrecht zur Achse als Ringsegmente ausgebildet. Damit können diese auf einfache Weise an rotationssymmetrischen drehbaren Bauteilen festgelegt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden die zumindest zwei Zusatzmassen auf ihrer axialen und/oder radialen Außenseite mit umfänglich regelmäßig angeordneten Aussparungen versehen. Damit dann das drehbare Bauteil auf einfache Weise als Signalgeberelement genutzt werden. Ein separater Signalgeber, beispielsweise ein entsprechender Ring, kann dann entfallen, was Kosten einspart.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung erfolgt das Ausbilden der zumindest zwei Zusatzmassen zum Ausgleichen der ermittelten Unwucht derart, dass zumindest ein Winkelbereich auf der axialen Oberfläche des drehbaren Bauteils zusatzmassefrei ausgebildet wird. Damit lässt sich auf besonders einfache Weise eine Erhöhung des Massenträgheitsmoments und ein Ausgleichen einer Unwucht durch das freibleibende Winkelbereich auf der Oberfläche des drehbaren Bauteils erreichen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden zumindest zwei Zusatzmassen in axialer Richtung zumindest teilweise übereinander angeordnet. Damit lassen sich auf einfache Weise mehrere Zusatzmassen anordnen, sollte eine Zusatzmasse nicht zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments und/oder zum Unwuchtausgleich ausreichen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird zumindest eine der Zusatzmassen aus Metall, insbesondere Stahl und/oder aus einem nicht-metallischem Werkstoff, insbesondere Kunststoff und/oder einem Verbundwerkstoff hergestellt. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine einfache, kostengünstige Herstellung bei ausreichender Festigkeit der Zusatzmasse zur Verfügung gestellt werden kann. Darüber hinaus wird eine hohe Flexibilität bei der Auswahl der Materialien für die Herstellung ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung werden die zumindest zwei Zusatzmassen an der radial äußeren Begrenzung des drehbaren Bauteils angeordnet. Vorteil hiervon ist eine einfache Erhöhung des Massenträgheitsmoments durch eine Position möglichst weit außen in radialer Richtung. Die Zusatzmassen können dann hinsichtlich ihrer Masse geringer ausgebildet werden, was Material für die Zusatzmasse und damit deren Herstellungskosten reduziert.
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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 perspektivischer Ansicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit Blickrichtung senkrecht zur Drehachse im Querschnitt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 3 Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt ein drehbares Bauteil in der Draufsicht 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 im Wesentlichen als Kreisfläche ausgebildeten axialen Fläche 1a, also der Oberfläche des Primärschwungrads 1, die durch eine Ebene oder mehrere Ebenen, falls die Oberfläche Kröpfungen aufweist, senkrecht zu der Drehachse 2 gebildet ist, sind zwei als Ringsegmente ausgebildete Zusatzmassen 3a, 3b angeordnet. Diese erstrecken sich nicht vollständig in Umfangsrichtung, sondern ein Winkelbereich 9 der axialen Fläche 1a des Primärschwungrads 1 ist zusatzmassefrei, d.h. in diesem Bereich ist keine der beiden Zusatzmassen 3a, 3b ausgebildet bzw. angeordnet. Dieser Winkelbereich 9 wird durch einen vorhergehenden Wuchtprozess ermittelt und die Zusatzmassen 3a, 3b zum Ausgleichen der Unwucht des Primarschwungrads 1 und zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments desselben entsprechend ausgebildet. Der jeweilige Durchmesser 4a, 4b der Zusatzmassen 3a, 3b ist hierbei über die jeweilige Erstreckung der Zusatzmasse 3a, 3b in Umfangsrichtung gleich, ebenso wie die umfängliche Erstreckung der Zusatzmassen 3a, 3b selbst. Die Zusatzmassen 3a, 3b sind gleich ausgebildet, d.h. auch deren Dicke 5a, 5b, also die Erstreckung der Zusatzmassen 3a, 3b parallel zur beziehungsweise entlang der Drehachse 2 ist gleich.
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Weiter können, wie in 1 dargestellt, Aussparungen 8a, 8b in den Zusatzmassen 3a, 3b ausgebildet werden. Die Aussparungen 8a, 8b zusammen mit den Zusatzmassen können dann - wenn diese regelmäßig in Umfangsrichtung angeordnet werden - als Signalgeber verwenden werden, beispielsweise um die Drehzahl des Primärschwungrads 1 zu ermitteln. Die beiden Zusatzmassen 3a, 3b sind weiter radial möglichst weit außen (Bezugszeichen 10) am Primärschwungrad 1, also an der radialen Außenbegrenzung des Primärschwungrads 1, angeordnet.
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2 zeigt eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit Blickrichtung senkrecht zur Drehachse im Querschnitt gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail zeigt 2 eine Drehmomentübertragungseinrichtung 100 in Form eines Zweimassenschwungrads 101. Dieses ist im Wesentlichen in bekannter Weise aufgebaut mit Primärseite und einer Sekundärseite sowie einem im Drehmomentübertragungsweg dazwischengeschalteten Drehschwingungsdämpfer, der in einem Innenraum angeordnet ist (nicht mit Bezugszeichen bezeichnet). Begrenzt wird der Innenraum von einem Primärschwungrad 1 auf der Primärseite. Das Primärschwungrad 1 ist dabei entsprechend der 1 ausgebildet, weist jedoch zusätzlich zwei weitere Zusatzmassen 30a, 30b zusätzlich zu den bereits vorhandenen Zusatzmassen 3a (hier nicht zu sehen, darum wird hier auf die 1 verwiesen), 3b auf. Die weiteren Zusatzmassen 30a, 30b sind dabei auf den Zusatzmassen 3a, 3b axial gerichtet aufgebracht und an diesen beispielsweise mittels Schweißen oder dergleichen, festgelegt.
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3 zeigt in schematischer Form Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Im Detail ist in 3 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 ein Bereitstellen des zweiten Massenträgheitsmoments und ein Ausgleichen der ermittelten Unwucht durch Ausbilden von zumindest zwei Zusatzmassen und gerichtetem axialen Anordnen der zumindest zwei Zusatzmassen an dem drehbaren Bauteil.
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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
- - Niedriger Materialverbrauch
- - Einfache Anordnung der Zusatzmassen
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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
- Drehbares Bauteil/Primärschwungrad
- 1a
- axiale Fläche
- 2
- Drehachse
- 3a, 3b
- Zusatzmassen
- 4a, 4b
- Durchmesser/Breite/Segmenthöhe
- 5a, 5b
- Dicke
- 6a, 6b
- axiale Außenseite
- 7a, 7b
- radiale Außenseite
- 8a, 8b
- Aussparungen
- 9
- Winkelbereich
- 10
- Radiale äußere Begrenzung
- 30a, 30b
- weitere Zusatzmassen
- 100
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 101
- Zweimassenschwungrad
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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]
