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Die Erfindung betrifft einen Massering für einen Drehschwingungsdämpfer in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, wobei der Drehschwingungsdämpfer eine Primärmasse mit einem Primärmassenblech und einem Primärmassendeckel, eine relativ zur Primärmasse begrenzt verdrehbaren Sekundärmasse umfasst, die beide um eine gemeinsame Rotationsachse R gegen ein Rückstellmoment eines insbesondere als Bogenfeder ausgestaltetes Energiespeicherelement relativ zueinander verdrehbar sind.
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In der
DE 41 17 582 A1 ist ein Drehschwingungsdämpfer beschrieben. Der Drehschwingungsdämpfer ist als Zweimassenschwungrad ausgebildet.
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In der Automobilindustrie wird zur Erfüllung immer strengerer Emissionsnormen sowie geforderten Flottenverbräuchen seit langen auf Leichtbauweisen gesetzt. Diese umfassen sowohl die Materialseite als auch die Konstruktionsseite von Bauteilen. Im Bereich des Antriebsstrang, zu dem ebenfalls das Zweimassenschwungrad mit dem Massering gehört, soll die Leistungsfähigkeit durch den Einsatz von Leichtbau zumindest auf gleich hohem Niveau liegen, verglichen mit vorherigen Konstruktionen. Das Auslegungsziel besteht darin, bei gleichem oder zumindest ähnlichem Massenträgheitsmoment des fertigen Masserings eine Rohplatine mit weniger Gewicht bzw. Gewichtsmasse einsetzen zu können.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis das Verhältnis von erzielten Massenträgheitsmoment bezogen auf das Gewicht bzw. die Gewichtsmasse der Rohplatine zu verbessern.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung einen Massering bereitzustellen, der den Einsatz einer Rohplatine mit reduzierten Gewicht bzw. Gewichtsmasse bei zumindest ähnlichem Masseträgheitsmoment ermöglicht.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch einen Massering für einen Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Eine Ausführungsform betrifft einen Massering für einen Drehschwingungsdämpfer in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem scheibenförmigen Segmentköper, der bezogen auf eine Rotationsachse AR mehrere umfänglich verteilte, radial verlaufende und nach radial außen offene Segmentschlitze ausbildet.
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Zweimassenschwungräder werden als Schwingungstilger für Torsionsschwingungen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. In der Regel ist das Zweimassenschwungrad zwischen der Kurbelwelle einer das Kraftfahrzeug antreibenden Verbrennungskraftmaschine und einer dem Schaltgetriebe vorgelagerten Kupplungseinrichtung angeordnet ist. Indem eine Primärmasse und eine Sekundärmasse des Zweimassenschwungrades gegen Federkraft und gegebenenfalls auch gegen trockene Reibung relativ zueinander verdrehbar sind, werden Torsionsschwingungen getilgt, die durch das ungleichmäßige Antriebsmoment des in der Regel als Hubkolbenmotor ausgeführten Verbrennungsmotors hervorgerufen werden. Zur gezielten Auslegung des Massenträgheitsmoment des Zweimassenschwungrad wird an diesem in der Regel ein Massering angebracht. Der Massering kann hierbei beispielsweise an einem Deckelelement der Primärmasse geeignet angebracht sein.
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Der Massering weist einen geschlossenen Querschnitt auf und wird aus einer relativ großen, vorzugsweise runden Platine gestanzt und/oder umgeformt. Dabei wird der Außendurchmesser der Platine einmal nach innen umgelegt und bildet den Innendurchmesser des radial äußeren Schenkels. Der Innendurchmesser der Platine wird im Gegenzug nach radial außen umgelegt und bildet den Außendurchmesser des radial inneren Schenkels.
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Der Drehschwingungsdämpfer umfasst eine Primärmasse und eine Sekundärmasse. Die Primärmasse und die über das Energiespeicherelement angebundene Sekundärmasse bilden ein Zweimassenschwungrad aus, mit dem Drehschwingungen bzw. Torsionsschwingungen gedämpft werden können. Bei dem Zweimassenschwungrad ist im Radiusbereich des Energiespeicherelements ein im Wesentlichen kreiszylindrischer Bauraum vorgesehen. Die Sekundärmasse, insbesondere ein an dem Energiespeicherelement tangential anschlagbarer Ausgangsflansch, kann in radialer Richtung einen abgekröpften Verlauf aufweisen. Es ist möglich an der von der Primärmasse wegweisenden, insbesondere getriebeseitigen Axialseite des Drehschwingungsdämpfers einen im Wesentlichen angeschrägten, beispielsweise V-förmigen Verlauf, vorzusehen, so dass der Drehschwingungsdämpfer radial außen eine deutlich größere axiale Erstreckung als radial innen aufweisen kann.
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Der Massering kann als Zusatzmasse bezeichnet werden und hierüber das Massenträgheitsmoment des gesamten Zweimassenschwungrades gezielt erhöhen. Der Massering kann gegenüber dem Stand der Technik aus einer ca. 25% kleineren Rohplatine gefertigt werden, wobei sich diese Einsparung zumindest auf den Außendurchmesser und den Materialeinsatz bezieht. Es kann eine Rohplatine mit einer ca. 7,5% reduzierten Gewichtsmasse eingesetzt werden. Dabei kann der Massering aus dem Inneren der Platine nach radial außen hin umgeformt werden. Im fertigen Zustand ist der Platineninnendurchmesser der Innendurchmesser des radial äußeren Schenkels. Um diesen Umformvorgang innerhalb der Materialgrenzen durchführen zu können, sind in die Platine die Segmentschlitze eingestanzt werden bzw. der Segmentkörper ist vor dem Umformvorgang in einzelne Segmentierungen aufgeteilt worden. Ein Segmentschlitz ist zwischen benachbarten Segmentierungen angeordnet. Ein Segmentschlitz trennt benachbarte Segmentierungen voneinander. Es lässt sich ein gleiches oder zumindest ähnliches Massenträgheitsmoment bei einem Massering erzielen, der aus einer deutlich kleineren Blechrohplatine hergestellt ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung öffnen sich die Segmentschlitze nach radial au-ßen V-förmig. Hierdurch wird ermöglicht, dass sich der ursprünglichen Platineninnendurchmesser innerhalb der Materialgrenzen weiten kann.
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Bevorzugt ist zudem, dass der Massering in einem Axialschnitt betrachtet einen S-förmigen Materialbereich aufweist. Ein Axialschnitt kann definiert werden als eine sich in axialer Richtung und in radialer Richtung erstreckende, die Drehachse enthaltende Radialebene. Hierdurch wird ein hohes Massenträgheitsmoment einerseits erreicht und andererseits hohe Materialsteifigkeit des Masserings in diesem Radialbereich, um ihn beispielsweise in diesen Radialbereich an dem Zweimassenschwungrad anzubringen.
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In konkreter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass in dem Materialbereich in einem radial äußeren Bereich und einem radial inneren Bereich das Material doppellagig gegeneinander anliegt. Dies verschafft diesem Bereich eine zusätzlich Stabilität.
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Weiterhin vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass in dem radial inneren doppellagigen Materialbereich umfänglich verteilt mehrere stiftartige Axialverprägungen vorgesehen sind. Diese Axialverprägungen können insbesondere dafür genutzt werden den Massering an dem Zweimassenschwungrad festzulegen bzw. anzubringen.
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Bevorzugt ist insbesondere, dass die stiftartigen Axialverprägungen jeweils in der einen Materiallage des doppellagigen Materialbereichs ausgebildet ist und komplementär zu jeder Axialverprägung in der anderen Materiallage des doppellagigen Materialbereichs ein Durchbruch vorgesehen ist. Über die Durchbrüche wird die jeweilige Axialverprägung auf ihrer Rückseite freigestellt und es wir Raum dafür geschaffen, dass zur Fertigung der Axialverprägungen ein Gegenhalter hindurchgreifen kann und sich ein Stempel abstützen kann.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der radial innere doppellagige Bereich zumindest annähernd auf einem gleichen Radius wie das radial innere Ende eines benachbarten Segmentschlitzes liegt. Hierdurch wird während des Fertigungsprozesses eine leichtere Umformung der Rohplatine erreicht. Vorteilhaft ist, wenn der Massering durch Umformen und/oder Tiefziehen und/oder Stanzen aus einer Blechplatine hergestellt ist.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch einen Drehschwingungsdämpfer zur Drehschwingungsdämpfung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einer Primärmasse, einer relativ zur Primärmasse begrenzt verdrehbaren Sekundärmasse und einem Massering nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Massering primärmassenseitig oder sekundärmassenseitig angeordnet ist.
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Hierbei ist der Massering über die Axialverprägungen formschlüssig mit der Primärmasse oder der Sekundärmasse verbunden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine schematische Schnittansicht eines Drehschwingungsdämpfers mit einem Massering,
- 2a), 2b): Detaillierungen eines Masserings,
- 3a), 3b): Ansichten der Rückseite und der Vorderseite eines Masserings.
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Der in 1 am Beispiel eines Zweimassenschwungrads für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gezeigte Drehschwingungsdämpfer 10 weist eine Primärmasse 12 auf, zu der eine Sekundärmasse 14 über ein als Bogenfeder ausgestaltetes und mit einem Schmiermittel geschmiertes Energiespeicherelement 16 begrenzt verdrehbar gekoppelt ist. Die Primärmasse 12 weist eine radial verlaufende Schwungscheibe bzw. eine Primärmassenblech 18 auf, von der ein rohrförmiger Innenkragen 20 in axialer Richtung abstehen kann und das Energiespeicherelement 16 radial außen überdecken kann. Die Sekundärmasse 14 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel zudem eine Ausgangsnabe 26 auf, über die ein schwingungsgedämpftes Drehmoment ausgeleitet werden kann. Weiterhin ist ein Deckelelement bzw. ein Primärmassendeckel 24 vorgesehen, der in einem radial äußeren Bereich von einer Axialseite das Energiespeicherelement 16 abdeckt und zudem nach radial innen gedichtet ist, so das ein abgedichteter Raum zur Aufnahme von Schmiermittel gebildet ist. Der Primärmassendeckel 24 bildet eine das Energiespeicherelement 16 radial außerhalb überkragende und in einer axialen Richtung zeigende Überdeckung 26 aus. Die Überdeckung kann auch als Außenkragen bezeichnet werden. An dem Primärmassendeckel 24 ist vorliegend ein Massering 28 angebracht, der dazu dient das Massenträgheitsmoment des Zweimassenschwungrads 10 zu erhöhen bzw. einzustellen. Mit dem Bezugszeichen AR ist die Rotationsachse des Zweimassenschwungrades 10 bezeichnet, von der aus radiale Richtungen und jeweilige Umfänge zu betrachten sind.
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Die 2a) und 2b) zeigen Detaillierungen des Masserings 30. 2a) zeigt einen axialen Querschnitt und die 2b) eine perspektivische Ansicht dieses Querschnitts. Der Massering 30 weist in diesem Querschnitt betrachtet einen S-förmigen Materialbereich 32 auf. In dem Materialbereich 32 liegt in einem radial äußeren Bereich und einem radial inneren Bereich das Material doppellagig gegeneinander an, wobei es sich bei dem verwendet Material bevorzugt um ein Stahlblech handeln kann. In dem radial inneren doppellagigen Materialbereich 32 sind mehrere stiftartige Axialverprägungen 34 vorgesehen, wobei vorliegend lediglich eine Axialverprägung 34 dargestellt ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Axialverprägungen 34 zweckmäßigerweise gleichmäßig über den Umfang des inneren Materialbereichs 32 angeordnet ist. Anhand der 1 ist zu erkennen, dass die Axialverprägungen 34 des Masserings 28 zum formschlüssigen Eingriff in korrespondierende Ausstanzungen des Primärmassedeckels 24 dienen, so dass hierüber der Massering 28 gegenüber dem Primärmassedeckel 24 gehalten wird. Die Axialverprägungen 34 sind jeweils in der einen Materiallage des doppellagigen Materialbereich 32 ausgebildet und zu jeder Axialverprägung 34 ist entsprechend in der anderen Materiallage des doppellagigen Materialbereichs 32 ein Durchbruch 36 vorgesehen. Über die Durchbrüche 36 wird die jeweilige Axialverprägung 34 auf ihrer Rückseite freigestellt und es wir Raum dafür geschaffen, dass zur Fertigung der Axialverprägungen 34 ein Gegenhalter hindurchgreifen kann und sich ein Stempel abstützen kann.
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Die 3a) und die 3b) zeigt jeweils die Vorderseite und die Rückseite eines Masserings 28 in perspektivischer Axialansicht. Die 3a) zeigt die Rückseite und die 3b) zeigt die Vorderseite des Masserings 28. Der Massering 28 umfasst einen scheibenförmigen Segmentkörper 30, der bezogen auf eine Rotationsachse AR mehrere umfänglich verteilte, radial verlaufende und nach radial außen offene Segmentschlitze 38 ausbildet. Vorliegend sind acht Segmentschlitze 38 vorgesehen, wobei auch eine hiervon abweichende Anzahl vorgesehen sein kann, wenn dies in einem Anwendungsfalls zweckmäßig ist. Bevorzugt sind die Segmentschlitze 38 über den Umfang gleichmäßig verteilt.
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Nachfolgend wird schematisch beschrieben, wie ausgehend von einer Rohplatine, die im Übrigen nicht näher dargestellt ist, durch Umformung ein fertig umgeformter Massering 28, wie er in den 3a) und 3b) gezeigt ist, erzeugt wird. Hierzu wird auch Bezug auf die 1 genommen, in der zu dem Massering 28 bereits die beiden Radienmasse Innenradius RI und Außenradius RA eingezeichnet wurden. Die Bezeichnungen Innenradius und Außenradius beziehen sich auf die noch nicht umgeformte Rohplatine, welche grundsätzlich auch scheibenförmig ist, die aber zunächst keine durch Umformung erzeugten doppellagigen Materialbereiche haben muss. Die Rohplatine ist somit beispielsweise flach und materialseitig einlagig. Zumindest unmittelbar vor der Umformung weist die Rohplatine bereits die nach radial außen offenen Segmentschlitze 38 auf. In diesem noch nicht umgeformten Zustand befinden sich der mit dem Innendurchmesser RI bezeichnete Umfang - wie in den 1, 2a) und 2b) als solcher bezeichnet - innen, dass heißt dieser Innenumfang begrenzt die scheibenförmige Rohplatine nach radial innen. Entsprechend hierzu befindet sich in diesem noch nicht umgeformten Zustand der mit dem Außendurchmesser RA bezeichnete Umfang - wie in den 1, 2a) und 2b) als solcher bezeichnet - außen, dass heißt dieser Außenumfang begrenzt die scheibenförmige Rohplatine nach radial außen.
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Durch einen oder mehrere Umformvorgänge werden nun der Segmentkörper 30 zwischen den einzelnen Segmentschlitzen 38 von innen nach außen umgeformt, wobei die S-förmige Querschnittsform dadurch entsteht, dass der zunächst nach radial au-ßen umgeformte Materialbereich in seinem äußersten Umfangsabschnitt wieder nach radial innen umgelegt wird. Dies bedeutet folglich, dass die Segmentkörper 30 der Rohplatine entlang einer Umformradius RUF nach radial außen umgeformt werden, wobei sich die Position des Rohplatinenblechs im Bereich zwischen dem Umformradius RUF und dem Außenradius RA relativ gesehen nicht verändert. Der Massering kann gegenüber dem Stand der Technik aus einer ca. 25% kleineren Rohplatine gefertigt werden, wobei sich dies Einsparung zumindest auf den Außendurchmesser und den Materialeinsatz bezieht. Es kann eine Rohplatine mit einer ca. 7,5% reduzierten Gewichtsmasse eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehschwingungsdämpfer
- 12
- Primärmasse
- 14
- Sekundärmasse
- 16
- Energiespeicherelement
- 18
- Primärmassenblech
- 20
- Innenkragen
- 22
- Ausgangsflansch
- 24
- Primärmassendeckel
- 26
- Ausgangsnabe
- 28
- Massering
- 30
- Segmentkörper
- 32
- Materialbereich
- 34
- Axialverprägung
- 36
- Durchbruch
- 38
- Segmentschlitz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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