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Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Eingangsseite;
- - eine Ausgangsseite;
- - ein oder mehr Zwischenelemente in drehmomentübertragender Verbindung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite;
- - je Zwischenelement einen ersten Wälzkörper und einen zweiten Wälzkörper, wobei das zumindest eine Zwischenelement jeweils eine Übersetzungsbahn zum Abwälzen der Wälzkörper aufweist, wobei die Eingangsseite und die Ausgangsseite eine zu der jeweiligen Übersetzungsbahn komplementäre Gegenbahn aufweist;
- - eine zu der Anzahl der Zwischenelemente korrespondierende Anzahl von Energiespeicherelementen, mittels welcher das dem jeweiligen Energiespeicherelement zugeordnete Zwischenelement schwingbar abgestützt ist.
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Aus dem Stand der Technik sind Torsionsschwingungsdämpfer verschiedenster Art bekannt. Beispielsweise ist aus der
EP 2 508 771 A1 ein Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, bei welcher eine Ausgangsseite mit einem (Doppel-) Nocken versehen ist, welcher auf ein hebelartiges Zwischenelement wirkt, wobei das Zwischenelement verkippbar mit einer Scheibe einer Eingangsseite verbunden ist. Das Zwischenelement ist mittels einer Druckfeder gegen den Nocken der Ausgangsseite vorgespannt und wird beim Überlaufen der Nockengeometrie gegen die Druckfeder ausgelenkt. Die Druckfeder ist gegenüberliegend des Zwischenelements mit der Eingangsseite druckkraftübertragend verbunden, und somit wird ein Drehmoment über die Druckfeder von der Eingangsseite auf die Ausgangsseite geleitet.
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Aus der
FR 3 057 321 A1 ist ein andere Variante eines Torsionsschwingungsdämpfers bekannt, bei welchem an einer Ausgangsseite ein hebelartiger Federkörper nach Art einer (Freiform-) Festkörperfeder vorgesehen ist, wobei dieser Federkörper radial außenseitig eine rampenartige Übersetzungsbahn aufweist, welche mit einer auf dieser Übersetzungsbahn abwälzenden Rolle drehmomentübertragend verbunden sind. Die Rolle ist auf einem Bolzen rotierbar gelagert. Tritt eine Torsionsschwingung auf, so wird eine Relativbewegung zwischen dem Federkörper und der korrespondierenden Rolle bewirkt, und aufgrund der rampenartigen Übersetzungsbahn wird der Federkörper in seiner rotatorischen Relativbewegung zu der Rolle von der Rolle entgegen seiner Federkraft hebelartig ausgelenkt. Damit wird eine Torsionsschwingung gedämpft.
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Sowohl die Hebel aus der
EP 2 508 771 A1 als auch die Federkörper der
FR 3 057 323 A1 sind, sofern eine geringe Dissipation also ein hoher Wirkungsgrad erwünscht ist, technisch schwer zu beherrschen und/oder teuer in der Fertigung beziehungsweise Montage.
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Beispielsweise aus der
WO 2018 / 215 018 A1 ist ein gattungsgemäßer Torsionsschwingungsdämpfer bekannt, bei welchem zwei Zwischenelemente vorgesehen sind, welche zwischen einer Ausgangsseite und einer Eingangsseite über Wälzkörper gelagert sind. Die Wälzkörper laufen derart auf komplementären Übersetzungsbahnen ab, dass die Zwischenelemente einer Zwangsführung unterliegen. Die beiden Zwischenelemente sind mittels Energiespeicherelementen gegeneinander vorgespannt, sodass die funktionswirksame Steifigkeit der Energiespeicherelemente unabhängig von einer Drehmomentübertragung auslegbar ist. Für viele Anwendungen ist es einerseits erforderlich, die Eigenfrequenz eines drehmomentübertragenden Systems zu reduzieren und zugleich ein hohes Drehmoment übertragen zu können. Aus der ersten Forderung folgt, dass die funktionswirksame Steifigkeit gering sein muss. Aus der zweiten Forderung folgt, dass die Steifigkeit der Energiespeicherelemente groß sein muss. Diese gegensätzlichen Forderungen können mittels der Wälzkörper und der Übersetzungsbahnen gelöst werden. Ein Drehmoment wird einzig mittels der Übersetzungsbahnen und der dazwischen angeordneten Wälzkörper zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite übertragen. Die funktionswirksame Steifigkeit, welche also die Eigenfrequenz verändert, ist aufgrund der geringen Steigung und der großen Verdrehwinkel in einen geringen Federweg übersetzt. Aus diesem Kurvengetriebe resultiert eine (beliebig) geringe funktionswirksame Steifigkeit. Vorteilhaft bei diesem System ist also, dass die Energiespeicherelemente unabhängig von dem (maximalen) übertragbaren Drehmoment auslegbar sind.
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Es hat sich als nachteilig erwiesen, dass sich die Wälzkörper insbesondere im Leerlauf bzw. bei ausgerückter Reibungskupplung verschieben, wodurch rasselnde Geräusche entstehen. Umfangreiche Untersuchungen haben ergeben, dass diese Geräusche mit der Höhe des Reibwerts zwischen den Wälzkörpern und den Bahnen, auf denen diese Wälzkörper abwälzen, korrelieren.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden und die Geräusche, die insbesondere im Leerlauf des Torsionsschwingungsdämpfers auftreten können, zu verringern.
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Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch einen Torsionsschwingungsdämpfer gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Es wird im Folgenden auf eine Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. Eine Ordinalzahl größer eins bedingt nicht, dass zwangsläufig eine weitere derartige Komponente vorhanden sein muss.
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Die Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einer Rotationsachse für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Eingangsseite zum Aufnehmen eines Drehmoments;
- - eine Ausgangsseite zum Abgeben eines Drehmoments;
- - zumindest ein Zwischenelement in drehmomentübertragender Verbindung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite;
- - je Zwischenelement einen ersten Wälzkörper und einen zweiten Wälzkörper, wobei das zumindest eine Zwischenelement eine erste Übersetzungsbahn zum Abwälzen des ersten Wälzkörpers und eine zweite Übersetzungsbahn zum Abwälzen des zweiten Wälzkörpers aufweist, wobei die Eingangsseite eine zu der ersten Übersetzungsbahn komplementäre erste Gegenbahn und die Ausgangsseite eine zu der zweiten Übersetzungsbahn komplementäre zweite Gegenbahn aufweist, wobei der erste Wälzkörper auf der ersten Übersetzungsbahn abwälzt und mit dieser eine erste Reibpaarung bildet, wobei der erste Wälzkörper auf der ersten Gegenbahn abwälzt und mit dieser eine zweite Reibpaarung bildet, wobei der zweite Wälzkörper auf der zweiten Übersetzungsbahn abwälzt und mit dieser eine dritte Reibpaarung bildet, und wobei der zweite Wälzkörper auf der zweiten Gegenbahn abwälzt und mit dieser eine vierte Reibpaarung bildet; und
- - zumindest ein Energiespeicherelement, mittels welchem das dem Energiespeicherelement zugeordnete Zwischenelement schwingbar abgestützt ist.
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Da zumindest eine der vier Reibpaarungen einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 aufweist, kann die Geräuschentwicklung, insbesondere im Leerlauf bzw. bei ausgerückter Reibungskupplung, verringert werden.
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Der hier vorgeschlagene Torsionsschwingungsdämpfer weist eine geringe Anzahl von separaten Komponenten auf und nur eine geringe Anzahl von Wälzkörpern und komplementären Übersetzungsbahnen, welche hier zwischenelementseitig als Übersetzungsbahn und eingangsseitig beziehungsweise ausgangsseitig als (komplementäre) Gegenbahn bezeichnet werden. Die Eingangsseite ist hier zum Aufnehmen eines Drehmoments eingerichtet, wobei hier nicht ausgeschlossen ist, dass die Eingangsseite auch zum Abgeben eines Drehmoments eingerichtet ist. Beispielsweise bildet die Eingangsseite den Drehmomenteingang in einem Hauptzustand, beispielsweise in einem Antriebstrang eines Kraftfahrzeugs bei einem sogenannten Zugmoment, also einer Drehmomentabgabe von einer Antriebsmaschine, beispielsweise einer Verbrennungskraftmaschine und/oder einer elektrischen Maschine, über einen Getriebestrang auf Fahrzeugräder zum Vortrieb des Kraftfahrzeugs. Die Ausgangsseite ist entsprechend zum Abgeben eines Drehmoments eingerichtet, wobei auch die Ausgangsseite bevorzugt zum Aufnehmen eines Drehmoments eingerichtet ist. Die Ausgangsseite bildet also beispielsweise in der Anwendung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs in einem Nebenzustand die Eingangsseite für ein sogenanntes Schubmoment, also wenn die Trägheitsenergie des fahrenden Kraftfahrzeugs beim Motorbremsen oder bei der Rekuperation (Gewinnung elektrischer Energie aus der Entschleunigung des Kraftfahrzeugs) das Eingangsdrehmoment bildet.
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Damit eine Torsionsschwingung von der Eingangsseite auf die Ausgangsseite oder umgekehrt nicht unmittelbar übertragen wird, ist zumindest ein Zwischenelement vorgesehen, bevorzugt zumindest zwei Zwischenelemente vorgesehen. Das zumindest eine Zwischenelement ist in drehmomentübertragender Verbindung zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite angeordnet. Das zumindest eine Zwischenelement ist hierbei relativ zu der Eingangsseite und relativ zu der Ausgangsseite bewegbar, sodass eine Torsionsschwingung in das Zwischenelement und damit auf die Energiespeicherelemente mit einer vorbestimmten (funktionswirksamen) Steifigkeit induzierbar ist. Damit ist die Eigenfrequenz, eine Funktion der Masse und der Steifigkeit, des Systems, in welches der Torsionsschwingungsdämpfer eingebunden ist, veränderbar, bevorzugt verringerbar.
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Das Zwischenelement ist mittels zumindest eines Energiespeicherelements, beispielsweise einer Bogenfeder, einer Blattfeder, einem Gasdruckspeicher oder vergleichbarem, an sich selbst oder einem benachbarten Zwischenelement abgestützt. Das Energiespeicherelement ist an einer entsprechenden, bevorzugt einstückigen, Verbindungseinrichtung des zugeordneten Zwischenelements kraftübertragend beziehungsweise momentübertragend abgestützt. Beispielsweise ist die Verbindungseinrichtung eine Anlagefläche und/oder eine Nietstelle.
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Das zumindest eine Zwischenelement ist an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite jeweils mittels der in Reihe geschalteten Wälzkörper abgestützt, wobei das Zwischenelement für jeweils einen der Wälzkörper eine Übersetzungsbahn aufweist und an der Eingangsseite und an der Ausgangsseite jeweils eine komplementäre Gegenbahn für denselben (zugeordneten) Wälzkörper ausgebildet ist. Die komplementäre Gegenbahn ist von der Ausgangsseite beziehungsweise von der Eingangsseite gebildet, bevorzugt mit der Eingangsseite und der Ausgangsseite jeweils einstückig. Über die Gegenbahn und Übersetzungsbahn wird ein Drehmoment übertragen. Über das zumindest eine Energiespeicherelement wird kein Drehmoment zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite übertragen.
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Wird beispielsweise ein Drehmoment, beispielsweise von der Eingangsseite, eingeleitet, so werden infolge eines vorliegenden Drehmomentgradients über dem Torsionsschwingungsdämpfer die Wälzkörper auf der Übersetzungsbahn und der komplementären Gegenbahn aus einer Ruhelage in der entsprechenden Richtung auf der rampenartigen Übersetzungsbahn (hoch) gewälzt. Mit einem hoch Wälzen ist hier lediglich zur Veranschaulichung bezeichnet, dass eine Arbeit verrichtet wird. Genauer wird aufgrund des geometrischen Zusammenhangs eine entgegenstehende Kraft des Energiespeicherelements überwunden. Ein runter Wälzen bedeutet also ein Abgeben eingespeicherter Energie von dem Energiespeicherelement in Form einer Kraft auf das zugeordnete Zwischenelement. Hoch und runter entsprechend also nicht zwangsläufig einer Raumrichtung, auch nicht in einem mitrotierenden Koordinatensystem.
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Mit dieser drehmomentbedingten Bewegung zwingen die Wälzkörper dem zugehörigen Zwischenelement eine relative Bewegung gegenüber der Eingangsseite und der Ausgangsseite auf und das antagonistisch wirkende Energiespeicherelement wird entsprechend gespannt. Tritt eine Änderung des anliegenden Drehmoments und einhergehend eine Drehzahldifferenz zwischen der Eingangsseite und der Ausgangsseite auf, wie beispielsweise bei einer Torsionsschwingung, so steht dem die Trägheit der anderen (drehmomentaufnehmenden) Seite, hier der Ausgangsseite, entgegen und die Wälzkörper wälzen (in vorbestimmter Weise) auf der Übersetzungsbahn sowie auf der komplementären Gegenbahn um die dem anliegenden Drehmoment entsprechenden Lage hin und her. Damit arbeiten die Wälzkörper dem von einem Drehmomentbetrag abhängig gespannten Energiespeicherelement entgegen, sodass eine Eigenfrequenz im Vergleich zu einer Ruhelage beziehungsweise einer Drehmomentübertragung ohne Torsionsschwingungsdämpfer (aber gleicher mitbewegter Schwungmasse) verändert ist.
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Die Kraft wird in Form von einer Stauchung, Dehnung, Torsion oder anderen Energieeinspeicherung von dem entsprechend ausgeführten Energiespeicherelement aufgenommen und zeitverzögert, bevorzugt (nahezu) dissipationsfrei, an die jeweils andere Seite, hier beispielsweise die Ausgangsseite, weitergegeben. Der Drehmomenteintrag, hier beispielsweise die Eingangsseite, inklusive der Torsionsschwingung wird damit, bevorzugt (nahezu) verlustfrei, zeitlich verändert, hier beispielsweise an die Ausgangsseite, weitergegeben. Darüber hinaus ist die Eigenfrequenz wie oben erläutert nicht konstant, sondern infolge der veränderbaren Lage des Zwischenelements von dem Drehmomentgradienten und damit von dem anliegenden Drehmoment abhängig.
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In einem umgekehrten Fall der Einleitung eines Drehmomenteintrags über die Ausgangsseite zur Abgabe an die Eingangsseite, werden die Wälzkörper entsprechend in der anderen (im Vergleich zu der vorstehenden Beschreibung der Einleitung eines Drehmoments über die Eingangsseite entgegengesetzten) Richtung auf der Übersetzungsbahn (hoch) gewälzt. Diese Bewegung der Wälzkörper verursachen eine Belastung des Energiespeicherelements in der anderen Richtung beziehungsweise bei einer paarigen Anordnung eine Entlastung an dem nach obigem Beispiel belasteten, beispielsweise ersten, Energiespeicherelement und eine Belastung des jeweils anderen, beispielsweise zweiten, Energiespeicherelements. Bei einer gegenseitigen Abstützung von zwei oder mehr Zwischenelementen mittels jeweils eines (gemeinsamen) Energiespeicherelements in einer Kreisanordnung werden alle Energiespeicherelemente gespannt, beispielsweise nach Art einer Schraubzwinge mittels einer radialen Inwärtsverschiebung der Energiespeicherelemente.
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Bei einer Änderung des Drehmoments, wie sie bei einer Torsionsschwingung auftritt, wird das zumindest eine Energiespeicherelement um die dem anliegenden Drehmoment entsprechenden Lage ausgelenkt und die eingespeicherte Energie in Form von einer veränderten, also zeitlich verzögerten Bewegung, im Zusammenwirken mit den abwälzenden Wälzkörpern zwischen der jeweiligen Übersetzungsbahn und komplementären Gegenbahn, hier auf die Ausgangsseite, übertragen. Damit wird die Eigenfrequenz des drehmomentübertragenden Systems, in welches der Torsionsschwingungsdämpfer eingebunden ist, verändert.
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In einer Ausführungsform sind zwei oder mehr Zwischenelemente vorgesehen, welche bevorzugt zu der Rotationsachse rotationssymmetrisch angeordnet sind, sodass der Torsionsschwingungsdämpfer mit einfachen Mitteln ausgewuchtet ist. Für eine geringe Anzahl von Komponenten und (Übersetzungs-) Bahnen ist eine Ausführungsform mit genau zwei Zwischenelementen vorteilhaft.
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Bevorzugt sind jeweils zwei Energiespeicherelemente zum Einwirken auf ein (einziges) Zwischenelement vorgesehen, wobei die Energiespeicherelemente einander antagonistisch angeordnet sind, und bevorzugt entsprechend der Ausführungsform der Übersetzungsbahnen und komplementären Gegenbahnen miteinander ins Gleichgewicht gebracht sind. In einer alternativen Ausführungsform ist zumindest eine Zwangsführung vorgesehen, mittels welcher zumindest einem der Zwischenelemente geometrisch geführt eine Bewegung aufgezwungen ist, beispielsweise nach Art von einer Schiene beziehungsweise Nut und umgreifendem Zapfen beziehungsweise hineingreifender Feder.
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Vorzugsweise weist die erste Reibpaarung einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 auf.
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Alternativ oder zusätzlich weist vorzugsweise die zweite Reibpaarung einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 auf.
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Alternativ oder zusätzlich weist vorzugsweise die dritte Reibpaarung einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 auf.
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Alternativ oder zusätzlich weist vorzugsweise die vierte Reibpaarung einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 auf.
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Insbesondere ist es zur Verringerung der Geräusche von Vorteil, wenn der Reibwert kleiner als 0,1 ist.
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Vorzugsweise beinhaltet zumindest eine der vier Reibpaarungen eine fett- oder ölgeschmierte Stahl-Stahl-Reibpaarung.
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Vorzugsweise weist zumindest eine der Bahnen von erster und zweiter Übersetzungsbahn und erster und zweiter Gegenbahn zumindest einen konvexen Abschnitt auf.
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Alternativ oder zusätzlich weist vorzugsweise zumindest eine der Bahnen von erster und zweiter Übersetzungsbahn und erster und zweiter Gegenbahn zumindest einen konkaven Abschnitt auf.
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Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Bahn mit dem konvexen Abschnitt vollständig konvex ist und/oder die Bahn mit dem konkaven Abschnitt vollständig konkav ist.
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Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in
- 1: eine Prinzip-Skizze eines Torsionsschwingungsdämpfer in einer ersten Ausführungsform; und
- 2: eine Prinzip-Skizze eines Torsionsschwingungsdämpfer in einer zweiten Ausführungsform.
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1 und 2 zeigen jeweils in einer Prinzip-Skizze beispielhaft unterschiedliche Ausführungsformen eines Torsionsschwingungsdämpfers 1, welche der Übersichtlichkeit halber weitestgehend gleich dargestellt sind und insofern auf die Beschreibungen zu den jeweiligen Figuren von gleichen Komponenten querverwiesen wird. Hierbei bildet eine Ringscheibe eine Eingangsseite 4. Im Zentrum bei der gemeinsamen Rotationsachse 18 ist ein weiteres Scheibenelement beispielsweise als Ausgangsseite 5 ausgebildet. Alternativ ist die Ringscheibe die Ausgangsseite 5 und das Scheibenelement die Eingangsseite 4. Im Folgenden wird die zuvor genannte Variante beschrieben, wobei die Begriffe austauschbar sind.
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Wie mit den Pfeilen angedeutet sind ein Zugmoment 2 von der Eingangsseite 4 auf die Ausgangsseite 5 übertragbar und ein Schubmoment 3 von der Ausgangsseite 5 auf die Eingangsseite 4 übertragbar. In einer Ausführungsform ist die Momentenrichtung umgekehrt eingerichtet.
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Zwischengeschaltet zwischen der Eingangsseite 4 und der Ausgangsseite 5 sind drei Zwischenelemente 6, 7, 8 vorgesehen, wobei das jeweilige Zwischenelement 6, 7, 8 von paarig angeordneten Energiespeicherelementen 15, 16, 17, die vorzugsweise als Druckfedern ausgebildet sind, kraftübertragend mit dem jeweils benachbarten Zwischenelement 6, 7, 8 verbunden ist. Genauer gesagt ist das erste Energiespeicherelement 15 in Umfangsrichtung 19 des Torsionsschwingungsdämpfers 1 zwischen dem ersten Zwischenelement 6 und dem zweiten Zwischenelement 7 verspannt, während das zweite Energiespeicherelement 16 in Umfangsrichtung 19 zwischen dem zweiten Zwischenelement 7 und dem dritten Zwischenelement 8 verspannt ist, und das dritte Energiespeicherelement 17 in Umfangsrichtung 19 zwischen dem dritten Zwischenelement 8 und dem ersten Zwischenelement 6 verspannt ist.
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Mittels eines ersten Wälzkörpers 9 ist das jeweilige Zwischenelement 6, 7, 8 an der Eingangsseite 4 abgestützt und mittels eines zweiten Wälzkörpers 10 ist das jeweilige Zwischenelement 6, 7, 8 an der Ausgangsseite 5 abgestützt. Der erste Wälzkörper 9 ist abwälzbar auf einer zwischenelementseitigen ersten Übersetzungsbahn 11 und einer ersten komplementären Gegenbahn 13 an der Eingangsseite 4 kraftübertragend und damit drehmomentübertragend abgestützt. Der zweite Wälzkörper 10 ist abwälzbar auf einer zwischenelementseitigen zweiten Übersetzungsbahn 12 und einer zweiten komplementären Gegenbahn 14 an der Ausgangsseite 5 kraftübertragend und damit drehmomentübertragend abgestützt.
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Die Wälzkörper 9, 10 sind dabei mittels der Energiespeicherelemente 15, 16, 17 gegen die Übersetzungsbahn 11, 12 und gegen die Gegenbahn 13, 14 vorgespannt und dadurch daran abwälzbar geführt. Die Energiespeicherelemente 15, 16, 17 halten das Zwischenelement 6, 7, 8 einander antagonistisch wirkend in einer Ruhelage in der gezeigten Position.
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An dem jeweiligen Zwischenelement 6, 7, 8 jeweils bei dem ersten Wälzkörper 9 und dem zweiten Wälzkörper 10 ist gezeigt, dass seitlich der Ruhelage eine Zugmomentpaarung aus dem jeweils komplementären Rampenanteil der Übersetzungsbahn 11, 12 und der Gegenbahn 13, 14 sowie eine Schubmomentpaarung auf der jeweils anderen Seite aus den komplementären Rampenanteilen der Übersetzungsbahn 11, 12 und der Gegenbahn 13, 14 gebildet sind. Diese Paarungen sind aber an jedem der Wälzkörper 9, 10 jeweils von der zwischenelementseitigen Übersetzungsbahn 11, 12 und der komplementären Gegenbahn 13, 14 gebildet.
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In den gezeigten Ausführungsformen sind die Zwischenelemente 6, 7, 8 einzig über die jeweiligen Wälzkörper 9, 10 an der Eingangsseite 4 und an der Ausgangsseite 5 abgestützt und untereinander sind die Zwischenelemente 6, 7, 8 mittels der Energiespeicherelemente 15, 16, 17 abgestützt. Eine zusätzliche Führung ist bevorzugt nicht vorgesehen.
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In 1 sind der erste Wälzkörper 9 und der zweite Wälzkörper 10 eines jeweiligen Zwischenelements 6, 7, 8 in Radialrichtung 20 des Torsionsschwingungsdämpfers 1 beabstandet zueinander angeordnet und befinden sich in der Ruhelage auf einem gemeinsamen Radius. Sie weisen also in der Ruhelage keinen Abstand in Umfangsrichtung 19 auf. In 2 ist eine alternative Ausführungsform hinsichtlich der Anordnung der beiden Wälzkörper 9, 10 eines jeweiligen Zwischenelements 6, 7, 8 zueinander gezeigt, wobei die beiden Wälzkörper 9, 10 keinen radialen Abstand aufweisen, aber in Umfangsrichtung 19 zueinander beabstandet sind. In den gezeigten Ausführungsformen sind der besseren Vergleichbarkeit halber die Energiespeicherelemente 15, 16, 17 gleichartig ausgeführt und gleich angeordnet.
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Der erste Wälzkörper 9 wälzt auf der ersten Übersetzungsbahn 11 ab und bildet mit dieser eine erste Reibpaarung 21. Der erste Wälzkörper 9 wälzt ferner auf der ersten Gegenbahn 13 ab und bildet mit dieser eine zweite Reibpaarung 22. Der zweite Wälzkörper 10 wälzt auf der zweiten Übersetzungsbahn 12 ab und bildet mit dieser eine dritte Reibpaarung 23. Der zweite Wälzkörper 10 wälzt ferner auf der zweiten Gegenbahn 14 ab und bildet mit dieser eine vierte Reibpaarung 24. Um Geräusche, insbesondere im Leerlauf bzw. bei ausgerückter Reibungskupplung, zu minimieren, weist zumindest eine der vier Reibpaarungen 21, 22, 23, 24 einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 auf.
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Die erste Reibpaarung 21 weist einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 auf. Alternativ oder zusätzlich weist die zweite Reibpaarung 22 einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 auf. Alternativ oder zusätzlich weist die dritte Reibpaarung 23 einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 auf. Alternativ oder zusätzlich weist die vierte Reibpaarung 24 einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 auf. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn alle Reibpaarungen 21, 22, 23, 24 einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 aufweisen. Vorzugsweise ist der Reibwert kleiner als 0,1.
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Alternativ zu den vorangegangenen Merkmalskombinationen im Sinne eines eigenen Erfindungsgegenstandes oder auch in Kombination mit den vorangegangenen Merkmalskombinationen beinhaltet eine der vier Reibpaarungen 21, 22, 23, 24 eine fett- oder ölgeschmierte Stahl-Stahl-Reibpaarung. Vorzugsweise beinhalten alle Reibpaarungen 21, 22, 23, 24 eine fett- oder ölgeschmierte Stahl-Stahl-Reibpaarung. Der Schmierstoff kann in die Oberflächenstruktur der Wälzkörper 9, 10 und/oder der Übersetzungsbahnen 11, 12 und/oder Gegenbahnen 13, 14 eingebracht sein oder diesen Oberflächen kontinuierlich oder zeitdiskret zugeführt werden. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn zumindest eine der Bahnen von erster und zweiter Übersetzungsbahn 11, 12 und erster und zweiter Gegenbahn 13, 14 gefettet oder geölt wird.
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Alternativ zu den vorangegangenen Merkmalskombinationen im Sinne eines eigenen Erfindungsgegenstandes oder auch in Kombination mit den vorangegangenen Merkmalskombinationen weist eine der Bahnen von erster und zweiter Übersetzungsbahn 11, 12 und erster und zweiter Gegenbahn 13, 14 zumindest einen konvexen Abschnitt auf. Alternativ weist zumindest eine der Bahnen von erster und zweiter Übersetzungsbahn 11, 12 und erster und zweiter Gegenbahn 13, 14 zumindest einen konkaven Abschnitt auf. Insbesondere ist es von Vorteil, wenn die Bahn mit dem konvexen Abschnitt vollständig konvex ist und/oder die Bahn mit dem konkaven Abschnitt vollständig konkav ist.
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Das vorangegangene Ausführungsbeispiel betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer 1 mit einer Rotationsachse 18 für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:
- - eine Eingangsseite 4 zum Aufnehmen eines Drehmoments;
- - eine Ausgangsseite 5 zum Abgeben eines Drehmoments;
- - zumindest ein Zwischenelement 6, 7, 8 in drehmomentübertragender Verbindung zwischen der Eingangsseite 4 und der Ausgangsseite 5;
- - je Zwischenelement 6, 7, 8 einen ersten Wälzkörper 9 und einen zweiten Wälzkörper 10,
wobei das zumindest eine Zwischenelement 6, 7, 8 eine erste Übersetzungsbahn 11 zum Abwälzen des ersten Wälzkörpers 9 und eine zweite Übersetzungsbahn 12 zum Abwälzen des zweiten Wälzkörpers 10 aufweist, wobei die Eingangsseite 4 eine zu der ersten Übersetzungsbahn 11 komplementäre erste Gegenbahn 13 und die Ausgangsseite 5 eine zu der zweiten Übersetzungsbahn 12 komplementäre zweite Gegenbahn 14 aufweist, wobei der erste Wälzkörper 9 auf der ersten Übersetzungsbahn 11 abwälzt und mit dieser eine erste Reibpaarung 21 bildet, wobei der erste Wälzkörper 9 auf der ersten Gegenbahn 13 abwälzt und mit dieser eine zweite Reibpaarung 22 bildet, wobei der zweite Wälzkörper 10 auf der zweiten Übersetzungsbahn 12 abwälzt und mit dieser eine dritte Reibpaarung 23 bildet, und wobei der zweite Wälzkörper 10 auf der zweiten Gegenbahn 14 abwälzt und mit dieser eine vierte Reibpaarung 24 bildet; - - zumindest ein Energiespeicherelement 15, 16, 17, mittels welchem das dem Energiespeicherelement 15, 16, 17 zugeordnete Zwischenelement 6, 7, 8 schwingbar abgestützt ist,
wobei zumindest eine der vier Reibpaarungen 21, 22, 23, 24 einen Reibwert zwischen 0,06 und 0,12 aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Torsionsschwingungsdämpfer
- 2
- Zugmoment
- 3
- Schubmoment
- 4
- Eingangsseite
- 5
- Ausgangsseite
- 6
- erstes Zwischenelement
- 7
- zweites Zwischenelement
- 8
- drittes Zwischenelement
- 9
- erster Wälzkörper
- 10
- zweites Wälzkörper
- 11
- erste Übersetzungsbahn
- 12
- zweite Übersetzungsbahn
- 13
- erste Gegenbahn
- 14
- zweite Gegenbahn
- 15
- erstes Energiespeicherelement
- 16
- zweites Energiespeicherelement
- 17
- drittes Energiespeicherelement
- 18
- Rotationsachse
- 19
- Umfangsrichtung
- 20
- Radialrichtung
- 21
- erste Reibpaarung
- 22
- zweite Reibpaarung
- 23
- dritte Reibpaarung
- 24
- vierte Reibpaarung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2508771 A1 [0002, 0004]
- FR 3057321 A1 [0003]
- FR 3057323 A1 [0004]
- WO 2018215018 A1 [0005]
