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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem auf einer Antriebswelle eines Motors befestigbaren Nabenteil - auch als Primärmasse bezeichnet - und einem das Nabenteil im radial äußeren Bereich umfassenden Schwungring - auch als Sekundärmasse bezeichnet - wobei zwischen dem Nabenteil und dem Schwungring ein Dämpfungsmittel vorhanden ist.
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Bei der Dämpfungseinrichtung kann es sich beispielsweise um ein visco-elastisches Fluid, wie z.B. Silikonöl handeln, das in einer Kammer zwischen Primärteil und Sekundärteil aufgenommen ist, so wie es beispielsweise aus der
DE 10 2016 113 719 A1 bekannt ist. Es ist auch möglich, dass die Dämpfungseinrichtung wenigstens ein mit dem Nabenteil und dem Schwungring verbundenes Elastomerelement aufweist.
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Solche Drehschwingungsdämpfer, die zum Dämpfen von unerwünschten Drehschwingungen vorgesehen sind, wie sie beispielsweise an Verbrennungsmotoren mit Hubkolben entstehen, haben sich in der Praxis sehr gut bewährt. Nachteilig ist jedoch eine für die jeweilige Anwendung solcher Drehschwingungsdämpfer nicht ausreichende Torsionssteifigkeit, wodurch der Dämpfer nicht optimal auf seinen Anwendungsfall hin ausgelegt werden kann.
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Aus dem Stand der Technik ist es seit langem bekannt, solche Drehschwingungsdämpfer mit zusätzlichen radial zur Drehachse angeordneten Torsionsfedern auszurüsten, so dass eine ausreichende Torsionssteifigkeit eines solchen Drehschwingungsdämpfers gegeben ist. Derart ausgeführte Drehschwingungsdämpfer finden sich beispielsweise in der
DE 32 38 572 A1 , in der
DE 198 39 470 A1 , in der
DE 10 2009 004 252 A1 sowie in der
EP 0 955 484 A1 .
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Nachteilig an diesen Lösungen ist sowohl der konstruktive als auch der fertigungstechnische Aufwand solcher radial zur Drehachse angeordneten Torsionsfedern als auch die durch die radial zur Drehachse angeordneten Torsionsfedern nicht einfacher werdende Auslegung eines solchen Drehschwingungsdämpfers.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Drehschwingungsdämpfer der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass eine kostengünstigere Gestaltung der zusätzlichen Torsionsfeder sowie eine vereinfachte Auslegung der Torsionsfeder möglich wird.
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Diese Aufgabe wird durch einen Drehschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dementsprechend wird ein Drehschwingungsdämpfer geschaffen mit einem auf einer Antriebswelle eines Motors befestigbaren Nabenteil -auch als Primärmasse bezeichnet- und einem das Nabenteil im radial äußeren Bereich umfassenden Schwungring -auch als Sekundärmasse bezeichnet - wobei zwischen Nabenteil und Schwungring eine Dämpfungseinrichtung vorgesehen ist, wobei der Drehschwingungsdämpfer eine zusätzliche Torsionsfeder aufweist, wobei die zusätzliche Torsionsfeder in Bezug auf den Drehschwingungsdämpfer im Wesentlichen axial ausgerichtet ist.
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Dies heißt ihre Federwirkung resultiert hauptsächlich auf einer Torsion um eine bezogen auf die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers axiale Richtung. Die Torsionsfeder wird damit zur Dämpfungseinrichtung quasi parallel geschaltet.
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Die zumindest eine zusätzliche Torsionsfeder ist konstruktiv einfach und kompakt realisierbar und an verschiedenste Einsatzzwecke durch einfache Auslegungsversuche und ggf. -berechnungen anpassbar.
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Bei der Dämpfungseinrichtung kann es sich auch erfindungsgemäß beispielsweise um ein visco-elastisches Fluid, wie z.B. Silikonöl handeln, das in einer Kammer zwischen Primärteil und Sekundärteil aufgenommen ist, beispielsweise so, wie es insoweit aus der
DE 10 2016 113 719 A1 bekannt ist. Es ist aber alternativ auch möglich, dass die Dämpfungseinrichtung auf andere Weise, so durch ein Elastomerelement realisiert ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die zusätzliche Torsionsfeder als Vollwelle ausgebildet ist oder eine solche aufweist. Dadurch ergibt sich eine vorteilhaft einfach auslegbaren Torsionsfeder. Diese Vollwelle ist vorzugsweise zentrisch zur Drehachse ausgerichtet.
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Ebenfalls ist nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante vorgesehen, dass die zusätzliche Torsionsfeder als Hohlwelle ausgeführt ist oder eine solche aufweist. Diese Hohlwelle kann wiederum zentrisch zur Drehachse ausgerichtet sein. Diese Ausgestaltung führt ebenfalls zu einer vorteilhaft einfach auslegbaren zusätzlichen Torsionsfeder.
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Ferner kann nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die zusätzliche Torsionsfeder eine Anordnung von Balkenelementen aufweist, die auf einem Kreis - einem Teilkreis - umfangsverteilt voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei der Teilkreis zentrisch zur Drehachse vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich eine besonders bauraumsparende Anordnung der zusätzlichen Torsionsfeder.
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Es sind auch Kombinationen der vorstehend genannten Ausgestaltungen denkbar, z.B. eine Kombination von zwei oder mehr Torsionsfedern, z.B. von zwei Hohlwellen oder eine Kombination einer Hohlwelle mit einer Vollwelle usw.. So können auch mehrere der Torsionsfedern vorgesehen sein.
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Es kann vorteilhaft und konstruktiv einfach vorgesehen sein, dass ein erstes axiales Ende der sich axial erstreckenden Torsionsfeder mit dem Nabenteil oder dem Schwungring direkt oder indirekt verbunden ist und ein anderes zweites axiales Ende der Torsionsfeder mit dem Schwungring oder dem Nabenteil direkt oder indirekt verbunden ist.
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Es kann auch vorteilhaft und konstruktiv einfach vorgesehen sein, dass die Torsionsfeder jeweils über eine torsionssteife Scheibe oder einen torsionssteifen Ring oder einen Flansch mit dem Nabenteil gekoppelt ist.
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Weiterhin ist nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Balkenelemente, in Bezug auf den Schwungring radial außen zu diesem liegen oder dass sie bezogen auf das Nabenteil innen zu einem zylindrischen Abschnitt dieses Nabenteiles liegen.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass ein axiales Ende der Torsionsfeder direkt oder indirekt mit dem Nabenteil verbunden ist und ein anderes axiales Ende der zusätzlichen Torsionsfeder direkt oder indirekt mit dem Schwungring verbunden ist. Dadurch ergibt sich eine konstruktiv einfache Lösung für die mechanischen Kopplung mit den wesentlichen Funktionsträgern des Drehschwingungsdämpfern bei einer axialen Anordnung der zusätzlichen Torsionsfeder.
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Vorzugsweise wird durch die zusätzliche Torsionsfeder im Zusammenspiel mit der Dämpfungseinrichtung eine Parallelschaltung von zwei Federn gebildet wird. Durch die Parallelschaltung der beiden Federn ergibt sich für den Drehschwingungsdämpfer eine andere Federrate, wodurch die Auslegung des Drehschwingungsdämpfers vorteilhaft vereinfacht wird.
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Es ist nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die zusätzliche Torsionsfeder aus einem elastischen Werkstoff hergestellt ist.
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Weiterhin kann nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Dämpfungseinrichtung als Elastomer ausgeführt ist, das nach Art eines Gummi-Metall-Teils gemeinsam mit dem Nabenteil und dem Schwungring vulkanisiert ist. Dadurch ergibt sich eine mechanisch robuste Dämpfungseinrichtung, die einfach herstellbar ist.
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Alternativ dazu ist nach einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Dämpfungseinrichtung als ein zwischen Nabenteil und Schwungring mit einem visko-elastischen Fluid gefüllter Spalt ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich eine im Wesentlichen frei von Schwankungen werkstofflicher Parametern freie und damit präzise arbeitende Dämpfungseinrichtung.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere sind einzelne Merkmale der nachfolgenden Ausführungsbeispiele nicht nur bei diesen, sondern auch bei anderen Ausführungsbeispielen einsetzbar. Es zeigen:
- 1: eine räumliche Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers;
- 2: eine räumliche Schnittdarstellung einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers;
- 3: eine räumliche Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers;
- 4: eine räumliche Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers;
- 5: in a) ein Diagramm mit einem definierten Arbeitsfeld einer zusätzlichen Torsionsfeder in einem Drehschwingungsdämpfers nach 1, in b) ein Diagramm mit einem definierten Arbeitsfeld einer zusätzlichen Torsionsfeder in einem Drehschwingungsdämpfers nach 3,
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Im Folgenden beziehen sich Begriffe wie „außen“ oder „innen“ auf die jeweilige Zeichnungsebene sowie „axial“ sowie „radial“ auf die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers.
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In der 1 ist ein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneter Drehschwingungsdämpfer dargestellt. Der Drehschwingungsdämpfer 1 weist ein auf einer Antriebswelle eines Motors befestigbares Nabenteil 2 auf, welches auch als Primärmasse bezeichnet werden kann und einen das Nabenteil 2 im radial äußeren Bereich umfassenden Schwungring 3, der auch als Sekundärmasse bezeichnet wird. Das Nabenteil weist vorzugsweise wenigstens einen zylindrischen Abschnitt 6a auf und wenigstens einen flanschartigen Abschnitt 6b, der ringartig ausgebildet sein kann oder scheibenartig (2, 1). Der Flansch kann am Ende des zylindrischen Abschnitts ausgebildet sein aber auch an anderer Stelle eines solchen Abschnitts.
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Zwischen dem Nabenteil 2 und dem Schwungring 3 ist vorzugweise ein ringförmiger Spalt 4 vorgesehen, der eine Dämpfungseinrichtung 5 aufweist. Die Dämpfungseinrichtung 5 kann -wie in 1 dargestellt- als Elastomer ausgeführt sein, das nach Art eines Gummi-Metall-Teils gemeinsam mit dem Nabenteil 2 und dem Schwungring 3 vulkanisiert ist. Bei dem Elastomer handelt es sich vorzugsweise um ein hochtemperaturbeständiges Elastomer z.B. auf der Basis von Silikonkautschuk oder Flourkautschuk.
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Alternativ kann die Dämpfungseinrichtung 5 auch als ein zwischen Nabenteil 2 und Schwungring 3 zumindest mit einem visko-elastischen Fluid gefüllter Spalt 4 ausgebildet sein, der ggf. ergänzend durch Dichtungselemente abgedichtet ist. Bei dem visko-elastischen Fluid handelt es sich vorzugsweise um Silikonöl. Ein Drehschwingungsdämpfer 1 mit einer solchen Dämpfungseinrichtung 5 ist beispielsweise aus der
DE 10 2016 113 719 A1 bekannt. Andere Ausgestaltungen von Dämpfungseinrichtungen sind ebenfalls denkbar
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Das Nabenteil 2 kann - siehe 1 - mit dem bereits erwähnten Flansch 6b versehen sein, auf dem sich auf einem Teilkreis umfangsverteilt Bohrungen befinden können (hier nicht dargestellt), die zur Befestigung des Drehschwingungsdämpfers 1 z.B. an einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors dienen. Der Flansch 6b kann auch einen konzentrischen Durchbruch aufweisen.
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Bei der Ausführungsvariante des Drehschwingungsdämpfers in 1 ist am Nabenteil 2, insbesondere an der axialen Innenseite des Flansches 6b (in Bezug auf den Drehschwingungsdämpfer 1) in axialer Ausrichtung eine zusätzliche Torsionsfeder 7 aus einem elastischen Werkstoff befestigt. Dieser liegt innen zum zylindrischen Abschnitt 6a. Die zusätzliche Torsionsfeder 7 erstreckt sich in Bezug auf die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers 1 in axialer Richtung.
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Bei dem Werkstoff der zusätzlichen Torsionsfeder 7 kann es sich um Werkstoffe mit im Wesentlichen linearem Spannungs-Dehnungsverhalten handeln, wie z.B. Metalle. Es kann sich aber auch um Werkstoffe mit einem progressiven oder degressiven Spannungs-Dehnungsverhalten handeln.
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Die zusätzliche Torsionsfeder 7 ist hier als Vollwelle gestaltet und mechanisch mit dem Schwungring 3 gekoppelt. Diese Kopplung erfolgt hier durch eine das Nabenteil 2 und den Schwungring 3 koppelnde, torsionssteife Scheibe 8. Dazu ist die zusätzliche Torsionsfeder 7 an der torsionssteifen Scheibe 8 befestigt. Die torsionssteife Scheibe 8 kann auch einen konzentrischen Durchbruch 9 aufweisen, so dass die torsionssteife Scheibe 8 dann als Ring ausgeführt ist.
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Die torsionssteife Scheibe 8 ist axial außen an dem Schwungring 3 befestigt. Die torsionssteife Scheibe 8 weist hier einen kleineren Außendurchmesser als der Schwungring 3 auf und ist hier ohne den Durchbruch 9 ausgeführt, so dass die konzentrisch zur Drehachse des Drehschwingungsdämpfer 1 angeordnete, hier als Vollwelle ausgeführte zusätzliche Torsionsfeder 7 einfach an der torsionssteifen Scheibe 8 befestigbar ist.
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Derart ist ein Ende der zusätzlichen Torsionsfeder 7 über den Flansch 6b mit dem Nabenteil 2 verbunden und ein anderes Ende der zusätzlichen Torsionsfeder 7 über die torsionssteife Scheibe 8 mit dem Schwungring 3 verbunden.
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Durch die derart angeordnete zusätzliche Torsionsfeder 7 entsteht im Zusammenspiel mit der Dämpfungseinrichtung 5 eine Parallelschaltung von zwei Torsionsfedern. Durch die Parallelschaltung der beiden Torsionsfedern ergibt sich für den Drehschwingungsdämpfer 1 eine andere Charakteristik im Betrieb.
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Durch die Gestaltung der zusätzlichen Torsionsfeder 7 als Vollwelle ergibt sich eine einfache Geometrie der zusätzlichen Torsionsfeder 7, so dass die zusätzliche Torsionsfeder 7 einfach auslegbar ist.
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In 2 ist eine Ausführungsvariante des Drehschwingungsdämpfers 1 dargestellt. Bei dem Drehschwingungsdämpfer 1 nach 2 ist abweichend zum Drehschwingungsdämpfer nach 1 die zusätzliche Torsionsfeder 7 als Hohlwelle oder Hülse ausgeführt. Die zusätzliche Torsionsfeder 7 ist auf dem Flansch 6b befestigt und erstreckt sich in Bezug auf die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers 1 in axialer Richtung und ist mechanisch mit dem Schwungring 3 gekoppelt. Die Hülse liegt wiederum innen zum zylindrischen Abschnitt 6a.
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Diese Kopplung erfolgt hier durch eine das Nabenteil 2 und den Schwungring 3 koppelnde, torsionssteife Scheibe 8. Dazu ist die zusätzliche Torsionsfeder 7 an der torsionssteifen Scheibe 8 befestigt.
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Derart ist ein Ende der zusätzlichen Torsionsfeder 7 über den Flansch 6b mit dem Nabenteil 2 verbunden und ein anderes Ende der zusätzlichen Torsionsfeder 7 über die torsionssteife Scheibe 8 mit dem Schwungring 3 verbunden.
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Die torsionssteife Scheibe 8 ist axial außen, hier gegenüberliegend des Flansches 6b des Nabenteils 2 an dem Schwungring 3 befestigt. Die torsionssteife Scheibe 8 weist hier einen kleineren Außendurchmesser als der Schwungring 3 auf und ist hier mit dem Durchbruch 9 ausgeführt, so dass die konzentrisch zur Drehachse des Drehschwingungsdämpfer 1 angeordnete, hier als Hohlwelle ausgeführte zusätzliche Torsionsfeder 7 einfach an der torsionssteifen Scheibe 8 befestigbar ist. Es ergibt sich so eine bauraumsparende Anordnung der zusätzlichen Torsionsfeder 7.
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Die zusätzliche Torsionsfeder 7 ist aus einem elastischen Werkstoff hergestellt. Bei dem Werkstoff kann es sich um Werkstoffe mit im Wesentlichen linearem Spannungs-Dehnungsverhalten handeln, wie z.B. Metalle. Es kann sich aber auch um Werkstoffe mit einem progressiven oder degressiven Spannungs-Dehnungsverhalten handeln.
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Durch die derart angeordnete zusätzliche Torsionsfeder 7 entsteht im Zusammenspiel mit der Dämpfungseinrichtung 5 eine Parallelschaltung von zwei Torsionsfedern. Durch die Parallelschaltung der beiden Torsionsfedern ergibt sich für den Drehschwingungsdämpfer 1 eine Gesamttorsionsfederrate, deren Betrag höher ist als die Torsionsfederrate der Dämpfungseinrichtung 5 allein.
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Durch die Gestaltung der zusätzlichen Torsionsfeder 7 als Hohlwelle ergibt sich eine einfache Geometrie der zusätzlichen Torsionsfeder 7, so dass die zusätzliche Torsionsfeder 7 einfach auslegbar ist.
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In 3 ist eine weitere Ausführungsvariante des Drehschwingungsdämpfers 1 dargestellt. Bei dem Drehschwingungsdämpfer 1 nach 3 ist abweichend zum Drehschwingungsdämpfer nach 1 die zusätzliche Torsionsfeder 7 durch eine Anordnung von Balkenelementen, die auf Biegung (Hauptbelastung), Zug, Druck und Torsion belastet werden, realisiert.
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Die Balkenelemente, die hier auf einem Teilkreis mit gleichmäßiger Teilung voneinander beabstandet angeordnet sind, sind in Bezug auf das Nabenteil 2 radial innen am Flansch 6b befestigt und erstrecken sich in Bezug auf die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers 1 in axialer Richtung.
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Die zusätzliche Torsionsfeder 7 ist mechanisch wiederum mit dem Schwungring 3 gekoppelt. Diese Kopplung erfolgt hier durch eine das Nabenteil 2 und den Schwungring 3 koppelnde, torsionssteife Scheibe 8. Dazu ist die torsionssteife Scheibe 8 axial außen, hier gegenüberliegend des Flansches 6b des Nabenteils 2 an dem Schwungring 3 befestigt und die zusätzliche Torsionsfeder 7 an der torsionssteifen Scheibe 8 befestigt.
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Die torsionssteife Scheibe 8 weist hier einen kleineren Außendurchmesser als der Schwungring 3 auf und ist hier mit dem Durchbruch 9 ausgeführt, so dass die konzentrisch zur Drehachse des Drehschwingungsdämpfer 1 angeordnete, hier als Anordnung von Balkenelementen ausgeführte zusätzliche Torsionsfeder 7 einfach an der torsionssteifen Scheibe 8 befestigbar ist. Es ergibt sich so eine bauraumsparende Anordnung der zusätzlichen Torsionsfeder 7.
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Das jeweilige Balkenelement der zusätzlichen Torsionsfeder 7 ist an dem Flansch 6b und an der torsionssteifen Scheibe 8 vorzugsweise durch eine feste Einspannung befestigt. Es kann aber auch einseitig oder beidseitig anders als durch eine feste Einspannung befestigt sein.
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Derart ist ein Ende der zusätzlichen Torsionsfeder 7 über den Flansch 6b mit dem Nabenteil 2 verbunden und ein anderes Ende der zusätzlichen Torsionsfeder 7 über die torsionssteife Scheibe 8 mit dem Schwungring 3 verbunden.
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Die zusätzliche Torsionsfeder 7 -hier also jedes einzelne Balkenelement- ist aus einem elastischen Werkstoff hergestellt. Bei dem Werkstoff kann es sich um Werkstoffe mit im Wesentlichen linearem Spannungs-Dehnungsverhalten handeln, wie z.B. Metalle. Es kann sich aber auch um Werkstoffe mit einem progressiven oder degressiven Spannungs-Dehnungsverhalten handeln.
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Durch die derart angeordnete zusätzliche Torsionsfeder 7 entsteht im Zusammenspiel mit der Dämpfungseinrichtung 5 eine Parallelschaltung von zwei Torsionsfedern. Durch die Parallelschaltung der beiden Torsionsfedern ergibt sich für den Drehschwingungsdämpfer 1 eine Gesamttorsionsfederrate, deren Betrag höher ist als die Torsionsfederrate der Dämpfungseinrichtung 5 allein.
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Durch die Gestaltung der zusätzlichen Torsionsfeder 7 als Anordnung von Balkenelementen ergibt sich eine einfache Geometrie der zusätzlichen Torsionsfeder 7, so dass die zusätzliche Torsionsfeder 7 einfach auslegbar ist.
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In 4 ist eine weitere Ausführungsvariante des Drehschwingungsdämpfers 1 dargestellt. Bei dem Drehschwingungsdämpfer 1 nach 4 ist abweichend zum Drehschwingungsdämpfer nach 1 die zusätzliche Torsionsfeder 7 durch eine Anordnung von Balkenelementen, die auf Biegung (Hauptbelastung), Zug, Druck und Torsion belastet werden, realisiert.
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Die Balkenelemente, die hier auf einem Teilkreis mit gleichmäßiger Teilung voneinander beabstandet angeordnet sind, sind in Bezug auf den Schwungring 3 radial außen an einem Ring 10 befestigt und erstrecken sich in Bezug auf die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers 1 in axialer Richtung.
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Der Ring 10 ist axial außen, hier gegenüberliegend des Flansches 6b des Nabenteils 2 an dem Schwungring 3 befestigt. Der Ring 8 weist hier einen größeren Außendurchmesser als der Schwungring 3 auf, so dass die konzentrisch zur Drehachse des Drehschwingungsdämpfer 1 angeordnete, hier als Anordnung von Balkenelementen ausgeführte zusätzliche Torsionsfeder 7 einfach an dem Ring befestigbar ist.
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Die zusätzliche Torsionsfeder 7 ist mechanisch mit dem Nabenteil 2 durch eine torsionssteife Scheibe 8 gekoppelt. Diese Kopplung erfolgt hier durch eine das Nabenteil 2 und den Schwungring 3 koppelnde, torsionssteife Scheibe 8. Dazu ist die torsionssteife Scheibe 8 axial an dem Nabenteil 2 befestigt und die zusätzliche Torsionsfeder 7 an der torsionssteifen Scheibe 8 befestigt. Die torsionssteife Scheibe 8 weist hier den konzentrischen Durchbruch 9 auf und ist hier dementsprechend als Ring ausgeführt.
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Die torsionssteife Scheibe 8 ist axial außen, hier auf der Seite des Flansches 6b des Nabenteils 2 an dem Schwungring 3 befestigt. Die torsionssteife Scheibe 8 weist hier einen größeren Außendurchmesser als der Schwungring 3 auf und ist hier mit dem Durchbruch 9 ausgeführt, so dass die konzentrisch zur Drehachse des Drehschwingungsdämpfer 1 angeordnete, hier als Anordnung von Balkenelementen ausgeführte zusätzliche Torsionsfeder 7 einfach an der torsionssteifen Scheibe 8 befestigbar ist.
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Das jeweilige Balkenelement der zusätzlichen Torsionsfeder 7 ist an dem Ring 10 und an der torsionssteifen Scheibe 8 vorzugsweise durch eine feste Einspannung befestigt. Es kann aber auch einseitig oder beidseitig anders als durch eine feste Einspannung befestigt sein.
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Derart ist ein Ende der zusätzlichen Torsionsfeder 7 über die torsionssteife Scheibe 8 mit dem Nabenteil 2 verbunden und ein anderes Ende der zusätzlichen Torsionsfeder 7 über den Ring 10 mit dem Schwungring 3 verbunden.
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Die zusätzliche Torsionsfeder 7 ist aus einem elastischen Werkstoff hergestellt. Bei dem Werkstoff kann es sich um Werkstoffe mit im Wesentlichen linearem Spannungs-Dehnungsverhalten handeln, wie z.B. Metalle. Es kann sich aber auch um Werkstoffe mit einem progressiven oder degressiven Spannungs-Dehnungsverhalten handeln.
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Durch die derart angeordnete zusätzliche Torsionsfeder 7 entsteht im Zusammenspiel mit der Dämpfungseinrichtung 5 eine Parallelschaltung von zwei Torsionsfedern. Durch die Parallelschaltung der beiden Torsionsfedern ergibt sich für den Drehschwingungsdämpfer 1 eine Gesamttorsionsfederrate, deren Betrag höher ist als die Torsionsfederrate der Dämpfungseinrichtung 5 allein.
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Durch die Gestaltung der zusätzlichen Torsionsfeder 7 als Anordnung von Balkenelemente ergibt sich eine einfache Geometrie der zusätzlichen Torsionsfeder 7, so dass die zusätzliche Torsionsfeder 7 einfach auslegbar ist.
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In 5a ist ein Auslegungsdiagramm der zusätzlichen Torsionsfeder 7 nach 1 dargestellt. Die zusätzliche Torsionsfeder 7 in der Ausführungsvariante nach 1 ist als Vollwelle ausgeführt.
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Auf der X-Ache des Auslegungsdiagramms ist die Länge I der zusätzlichen Torsionsfeder 7, die hier als Vollwelle ausgebildet ist, aufgetragen. Auf der Y-Achse ist der Durchmesser d der zusätzlichen Torsionsfeder 7, die hier als Vollwelle ausgebildet ist, aufgetragen.
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Ein Graph I kennzeichnet die max. ertragbare mechanische Spannung bei elastischer Verformung -also dem Widerstand gegen plastische Verformung- der vollzylindrischen zusätzlichen Torsionsfeder 7, während ein Graph II die min. Steifigkeit - also dem Widerstand gegen elastische Verformung- der vollzylindrischen zusätzlichen Torsionsfeder 7 kennzeichnet. Ein zulässiges Arbeitsfeld AF der zusätzlichen Torsionsfeder 7 nach 1 liegt oberhalb des Graphen II und unterhalb des Graphen I.
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In 5b ist ein Auslegungsdiagramm der zusätzlichen Torsionsfeder 7 nach 3 dargestellt. Die zusätzliche Torsionsfeder 7 in der Ausführungsvariante nach 1 ist als Anordnung von Balkenelementen ausgeführt. Die Anzahl der Balkenelemente, die die zusätzliche Torsionsfeder 7 bilden, ist hier mit n = 100 vorgegeben.
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Auf der X-Ache des Auslegungsdiagramms ist die Länge I des jeweiligen Balkenelements der zusätzlichen Torsionsfeder 7 aufgetragen. Auf der Y-Achse ist der Durchmesser d des jeweiligen Balkenelements der zusätzlichen Torsionsfeder 7 aufgetragen.
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Ein Graph I kennzeichnet die max. ertragbare mechanische Spannung -also dem Widerstand gegen elastische Verformung- des jeweiligen Balkenelements der vollzylindrischen zusätzlichen Torsionsfeder 7, während ein Graph II die min. Steifigkeit -also dem Widerstand gegen elastische Verformung- des jeweiligen Balkenelements der vollzylindrischen zusätzlichen Torsionsfeder 7 kennzeichnet. Ein zulässiges Arbeitsfeld AF der zusätzlichen Torsionsfeder 7 nach 3 liegt oberhalb des Graphen II und unterhalb des Graphen I.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2
- Nabenteil
- 3
- Schwungring
- 4
- Spalt
- 5
- Dämpfungselement
- 6a
- Zylindrischer Abschnitt
- 6b
- Flansch
- 7
- zusätzliche Torsionsfeder
- 8
- torsionssteife Scheibe
- 9
- Durchbruch
- 10
- Ring
- I
- Graph
- II
- Graph
- AF
- Arbeitsfeld
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016113719 A1 [0002, 0011, 0029]
- DE 3238572 A1 [0004]
- DE 19839470 A1 [0004]
- DE 102009004252 A1 [0004]
- EP 0955484 A1 [0004]
