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Die Erfindung befasst sich allgemein
mit Geräusch-
und Schwingungsdämpferkonstruktionen zum
Einsatz bei sich drehenden Teilen, wie einer Antriebswellenanordnung
in einem Fahrzeug-Antriebsstrangsystem. Insbesondere bezieht sich
die Erfindung auf eine verbesserte Konstruktion und ein verbessertes
Verfahren zum Herstellen eines derartigen Geräusch- und Schwingungsdämpfers zum
Einsatz bei einer Komponente einer Fahrzeug-Antriebswellenanordnung.
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Antriebsstrangsysteme werden häufig zum Erzeugen
einer Energie ausgehend von einer Quelle und Übertragen dieser Energie von
der Quelle auf eine getriebene Einrichtung eingesetzt. Häufig erzeugt
die Quelle Drehenergie (Drehmoment), und diese Drehenergie (Drehmoment)
wird von der Quelle zu einer drehangetriebenen Einrichtung übertragen.
Bei den meisten Landfahrzeugen beispielsweise, welche heutzutage
im Einsatz sind, erzeugt eine Brennkraftmaschine/Getriebeanordnung
eine Drehenergie (ein Drehmoment), und dieses Drehmoment wird von
einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschinen/Getriebeantriebsanordnung über eine
Antriebswellenanordnung auf eine Eingangswelle einer Achsanordnung
derart übertragen,
dass die Räder des
Fahrzeug drehangetrieben werden. Um dieses zu erreichen, umfasst
eine übliche
Antriebswellenanordnung eine hohle, zylindrische Antriebswelle oder ein
Antriebswellenrohr, welches ein Paar von Endverbindungen, wie ein
Paar von Rohrkreuzgelenkgabeln, hat, die an den vorderen und hinteren
Enden des hohlen Betriebswellenrohrs fest angebracht sind. Die vordere
Endverbindung bildet einen Teil des Universalgelenks, welches die
Ausgangswelle der Brennkraftmaschinen/Getriebeanordnung mit der vorderen
Antriebshohlwelle (des Antriebswellenrohrs) verbindet. In ähnlicher
Weise bildet die hintere Endverbindung einen Teil eines hinteren
Universalgelenks, welches das hintere Ende des Antriebswellenrohrs
mit der Eingangswelle der Achsanordnung verbindet. Die vorderen
und hinteren Universalgelenke bilden eine Drehantriebsverbindung
der Ausgangswelle der Brennkraftmaschinen/Getriebeanordnung über das
Antriebswellenrohr auf die Eingangswelle der Achsanordnung, wobei
zugleich in begrenztem Maße
die Winkelfehlausrichtung zwischen den Drehachsen dieser drei Wellen
zugelassen wird.
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Eine Schwierigkeit, auf welche man
häufig bei
Fahrzeug-Antriebswellenanordnungen und anderen sich drehenden Einrichtungen
trifft, ist darin zu sehen, dass diese die Neigung besitzen in unerwünschter
Weise Geräusche
und Schwingungen zu übertragen
und zu verstärken,
die während
des Betriebs auftreten. Im Zusammenhang mit einem vorbestehend beschriebenen
Fahrzeug-Antriebsstrangsystem
beispielsweise ist es bekannt, dass der Kämmeingriff der Zähnräder, die
in der Brennkraftmaschinen/Getriebeanordnung und der Achsanordnung
enthalten sind, unerwünschte
Geräusche
und Schwingungen erzeugen kann. Derartige Geräusche und derartige Schwingungen
können
durch die relativ lang bemessene Antriebswellenanordnung übertragen
und verstärkt
werden, welche mit der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine/Getriebeanordnung und
der Eingangswelle der Achsanordnung verbunden ist, wie dies voranstehend
angegeben ist. Um den Fahrzeuginsassen eines leiseres und komfortableres
Fahrgefühl
zu vermitteln, hat es sich als wünschenswert
erwiesen, die Übertragung
und die Verstärkung
derartiger Geräusche
und Schwingungen, verursacht durch die Fahrzeug-Antriebsanordnung, zu
minimieren.
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Hierzu ist es bekannt, einen Geräusch- und Schwingungsdämpfer an
einer oder mehreren Komponenten der Fahrzeug-Antriebswellenanordnung vorzusehen.
Ein typischer Geräusch-
und Schwingungsdämpfer
umfasst ein inneres, ring förmiges
Teil, welches mittels Presssitz auf einer äußeren Fläche der Komponente der Antriebswellenanordnung
angebracht ist, ein äußeres, ringförmiges Teil,
welches um das innere, ringförmige
Teil angeordnet ist, und eine Schicht aus einem elastomeren Material,
welche zwischen den inneren und äußeren, ringförmigen Teil verläuft. Bisher
wurde das innere, ringförmige
Teil aus einem Stahlring ausgebildet, welcher maschinell auf eine
gewünschte
Form bearbeitet wurde. Das äußere, ringförmige Teil
wurde aus einem Stahlring oder Gusseisen ausgebildet, welches ebenfalls
maschinell auf eine gewünschte
Gestalt bearbeitet wurde. Obgleich diese Auslegung wirksam ist,
hat sich jedoch gezeigt, dass sie relativ viel Gewicht in Anspruch
nimmt und zudem teuer herzustellen ist. Daher ist es erwünscht, eine
verbesserte Konstruktion und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen
eines Geräusch-
und Schwingungsdämpfers
zum Einsatz bei einer sich drehenden Anordnung, wie einer Antriebswellenanordnung
für ein
Fahrzeug-Antriebsstrangsystem, bereitzustellen, welcher gewichtsmäßig leichter
und weniger teuer herzustellen ist als übliche Dämpfer.
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Die Erfindung befasst sich mit einer
verbesserten Konstruktion und einem verbesserten Verfahren zum Herstellen
eines Geräusch-
und Schwingungsdämpfers
zum Einsatz einer sich drehenden Einrichtung, wie einer Antriebswellenanordnung
für ein
Fahrzeug-Antriebsstrangsystem, welcher gewichtsmäßig relativ leicht und kostengünstig herzustellen
ist. Der Geräusch-
und Schwingungsdämpfer umfasst
ein inneres Teil, ein elastomeres Zwischenteil, welches sich um
das innere Teil erstreckt, und ein äußeres Teil, welches sich um
das elastomere Zwischenteil erstreckt. Das innere Teil ist aus einem
Flächenmaterial
ausgebildet, welches zu einer gewünschten Gestalt geformt ist,
während
das äußere Teil
aus einem Hohlmaterial bzw. einem Rohrmaterial ausgebildet ist,
welches eine Länge
derart hat, dass es an die gewünschte
Dämpfungsfrequenz
angepasst ist. Die natürliche
Resonanzfrequenz des Geräusch-
und Schwingungsdämpfers
lässt sich
dadurch einstellen, dass entweder die Gestalt des inneren Teils
und/oder die axiale Länge
des äußeren Teils des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers
verändert werden.
In beiden Fällen ändert sich
die Gewichtsverteilung der Komponenten des Geräusch- und Schwingungsdämpfers.
Als Folge hiervon lässt
sich die Rotationsträgheit
(und somit die natürliche
Re sonanzfrequenz) des Geräusch-
und Schwingungsdämpfers
verändern,
um in erwünschter
Weise die Geräusche
und Schwingungen zu absorbieren, die an dem Antriebsstrangsystem
anliegen und um das Ausmaß der
Geräusche
und Schwingungen möglichst
gering zu machen, welche durch das Antriebsstrangsystem übertragen
und ggf. verstärkt
werden.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen. Dabei gilt:
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1 ist
eine Seitenansicht einer Teilschnittdarstellung von einem Teil eines
Fahrzeug-Antriebsstrangsystems einschließlich eines Geräusch- und Schwingungsdämpfers,
welcher auf einer Gleitkreuzgelenkgabel angebracht ist;
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2 ist
eine vergrößerte perspektivische Ansicht
des Geräusch-
und Schwingungsdämpfers an
der Gleitkreuzgabelgelenk von 1;
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3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
des Geräusch-
und Schwingungsdämpfers
und der Gleitkreuzgelenkgabel nach den 1 und 2;
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4 ist
ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung eines Verfahrens nach der Erfindung
zum Herstellung und zum Einbau des Geräusch- und Schwingungsdämpfers nach
den 1 bis 3 unter Anwendung auf ein
Antriebsstrangsystem; und
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5 ist
eine vergrößerte Schnittansicht ähnlich 3 zur Verdeutlichung einer üblichen
Ausführungsform
eines Geräusch-
und Schwingungsdämpfers,
welcher auf einer Gleitkreuzgelenkgabel vorgesehen ist.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnung
ist in 1 ein Teil eines
Antriebsstrangsystems für
ein Fahrzeug dargestellt, welches insgesamt mit 10 bezeichnet ist,
und welches dazu bestimmt ist, eine Drehenergie (Drehmoment) von
einer Brennkraftmaschinen/Getriebeanordnung (nicht gezeigt) auf
eine Mehrzahl von getriebenen Rädern
(nicht gezeigt) zu übertragen.
Das dargestellte Antriebsstrangsystem 10 ist im Großen und
Ganzen üblicherweise
ausgelegt, und nur jene Teile des Antriebsstrangsystems 10 werden
erläutert,
welche zum vollständigen
Verständnis
der Erfindung erforderlich sind. Auch dient das dargestellte Antriebsstrangsystem
lediglich als ein Beispiel zur Verdeutlichung der Einsatzumgebung
für die
Erfindung. Der Schutzumfang der Erfindung ist daher nicht auf diesen
Anwendungszweck und die spezielle Auslegung des Fahrzeug-Antriebsstrangsystems 10 nach 1 oder auch generell auf Fahrzeug-Antriebsstrangsysteme
beschränkt.
Vielmehr ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung, dass die
Erfindung in Verbindung mit irgendeiner gewünschten Komponente oder einem
Teil eingesetzt werden kann, welches im Gebrauchszustand eine Drehbewegung
ausführt.
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Die Brennkraftmaschinen/Getriebeanordnung
ist von üblicher
Bauform und umfasst eine mit einer Außenkeilverbindung versehene
Ausgangswelle (nicht gezeigt), welche mit einer Gleitkreuzgelenkgabel
verbunden ist, die insgesamt mit 11 dargestellt ist. Die
Gleitkreuzgelenkgabel 11 ist von üblicher Bauform und umfasst
einen hohlen Hülsenabschnitt 11a,
welcher eine glatte, zylindrische äußere Fläche und eine mit einer Innenkeilverbindung
versehene Innenfläche
(nicht gezeigt) hat. Die mit einer Innenkeilverbindung versehene
Innenfläche
des Hülsenabschnitts 11a der
Gleitkreuzgelenkgabel 11 arbeitet mit einem mit einer Außenkeilverbindung
versehenen Ausgangswelle der Brennkraftmaschinen/Getriebeanordnung
auf an sich bekannte Weise zusammen. Als Folge hiervon wird die
Gleitkreuzgelenkgabel 11 durch die Ausgangswelle der Brennkraftmaschinen/Getriebeanordnung
angetrieben, sie kann sich aber frei axial relativ hierzu in einem
begrenzen Maße
bewegen.
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Die Gleitkreuzgelenkgabel 11 umfasst
ferner einen Gabelabschnitt 11b, welcher einen Teil eines ersten
Universalgelenks bildet, welches insgesamt mit 12 bezeichnet
ist. Das erste Universalgelenk 12 ist ebenfalls von üblicher
Bauform und umfasst eine erste Rohrkreuzgelenkgabel (bzw. eine erste
hohl ausgeführte
Kreuzgelenkgabel) 13, welche mit dem Gabelabschnitt 11b der
Gleit kreuzgelenkgabel 11 über eine erste, übliche Querträgeranordnung 14 auf an
sich bekannte Weise verbunden ist. Die erste Rohrkreuzgabel 13 ist
beispielsweise mittels Schweißen
fest mit einem ersten Ende des Antriebswellenrohrs (einer Antriebshohlwelle) 15 zur
Ausführung
einer Drehbewegung hiermit verbunden. Das erste Universalgelenk 12 bildet
somit eine Drehantriebsverbindung zwischen der Ausgangswelle und
der Brennkraftmaschinen/Getriebeanordnung und dem ersten Ende des
Antriebswellenrohrs 15, während zugleich in begrenztem
Maße eine
Winkelfehlausrichtung dazwischen zugelassen wird.
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Eine zweite Rohrkreuzgelenkgabel
(eine zweite hohle Kreuzgelenkgabel) 16 ist beispielsweise mittels
Schweißen
fest mit einem zweiten Ende des Antriebswellenrohrs 15 zur
Ausführung
einer Drehbewegung mit demselben verbunden. Die zweite Rohrkreuzgelenkgabel 16 bildet
einen Teil eines zweiten Universalgelenks, welches insgesamt mit 17 bezeichnet
ist. Das zweite Universalgelenk 17 ist ebenfalls von üblicher
Bauform und umfasst eine Endkreuzgelenkgabel (nicht gezeigt) oder
eine andere übliche
Endverbindung, welche mit der zweiten Rohrkreuzgabel 16 über ein
zweites, übliches
Querträgerteil 18 auf
an sich bekannte Weise verbunden ist. Die Endverbindung kann mit
einer Eingangswelle (nicht gezeigt) einer üblichen Achsanordnung (nicht gezeigt)
derart verbunden sein, dass am Fahrzeug vorgesehene Räder drehangetrieben
werden. Das zweite Universalgelenk 17 bildet somit eine
Drehantriebsverbindung zwischen dem zweiten Ende des Antriebswellenrohrs 15 und
der Eingangswelle der Achsanordnung, während zugleich in begrenztem Maße eine
Winkelfehlausrichtung dazwischen zugelassen wird.
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Wie zuvor angegeben ist, ist das
Antriebsstrangsystem 10 häufig mechanisch erzeugten Geräuschen und
Schwingungen während
der Drehbewegung im Einsatz ausgesetzt. Beispielsweise ist es bekannt,
dass sowohl in der Brennkraftmaschinen/Getriebeanordnung als auch
in der Achsanordnung vorgesehene Zahnräder im Kämmeingriff unerwünschte Geräusche und
Schwingungen erzeugen können,
wenn sie im Gebrauchszustand in Kämmeingriff sind. Da das Antriebsstrangsystem 10 zwischen
der Ausgangswelle der Brennkraftmaschinen/Getriebenanordnung und
der Eingangswelle der Achsanordnung als eine Zwischenverbindung
vorgesehen ist, werden im allgemeinen diese Geräusche und Schwingungen hierauf übertragen.
Da die Anordnung relativ lang bemessen ist, kann das Antriebsstrangsystem 10 dazu
führen,
dass diese unerwünschten
Geräusche
und Schwingungen noch weiter verstärkt werden, wodurch man unerwünschte Betriebseigenschaft
erhält,
und wenigstens in einigen Fällen
Schäden
an den Komponenten des Antriebsstrangsystems 10 sich ergeben.
Die Geräusche und
die Schwingungen, die während
des Betriebs des Antriebsstrangsystems 10 erzeugt werden,
treten in typischer Weise im Bereich einer Vielzahl von Frequenzen
auf. Das größte Ausmaß dieser
Geräusche
oder Schwingungen tritt jedoch normalerweise an oder in der Nähe einer
einzigen Schwingungsfrequenz auf.
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Um die Größe dieser Geräusche und Schwingungen
zu minimieren, welche durch das Antriebsstrangsystem 10 übertragen
und ggf. verstärkt werden,
ist es bekannt, einen Geräusch-
und Schwingungsdämpfer
in einer Komponente des Antriebsstrangsystems 10 vorzusehen,
welcher beispielsweise insgesamt mit 20 bezeichnet ist. Bei der
dargestellten bevorzugten Ausführungsform
ist der Geräusch-
und Schwingungsdämpfer 20 an
der Gleitkreuzgabel 11 des Antriebsstrangsystems 10 vorgesehen.
Es ist jedoch zu erwähnen,
dass der Geräusch-
und Schwingungsdämpfer 20 nach
der Erfindung ggf. auch an einem anderen gewünschten Abschnitt des Antriebsstrangsystems 10 oder
sonst irgendwo in dem Antriebsstrangsystem 10 vorgesehen werden
kann. Wenn dieser an dem Antriebsstrangsystem 10 vorgesehen
ist, arbeitet der Geräusch- und Schwingungsdämpfer 20 als
ein Dreh- oder Trägheitsdämpfer, um
wenigstens die unerwünschten
Geräusche
und Schwingungen zu absorbieren, welche bei der Drehbewegung des
Antriebsstrangsystems 10 während des Einsatzes auftreten.
Wie nachstehend noch näher
beschrieben werden wird, ist der Geräusch- und Schwingungsdämpfer 20 vorzugsweise
zur Schwingung mit einer Frequenz abgestimmt, die gleich wie die
vorstehend beschriebene Schwingungsfrequenz der Geräusche und
Schwingungen ist, aber um 180° phasenverschoben
ist, welche gedämpft
werden sollen. Somit kann der Geräusch- und Schwingungsdämpfer 20 als
ein abgestimmter Absorber wirken, welcher unerwünschte Geräusche und Schwingungen absorbiert,
die auf das Antriebs strangsystem 10 einwirken, indem mechanische
Energie in Wärmeenergie
umgewandelt wird, welche zur Umgebung abgegeben wird, um den gewünschten
Dämpfungseffekt
zu erzielen.
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Der Aufbau des Geräusch- und
Schwingungsdämpfers 20 nach
der Erfindung ist detailliert in den 2 und 3 gezeigt. Wie dort gezeigt
ist, umfasst der Geräusch-
und Schwingungsdämpfer 20 ein inneres,
ringförmiges
Teil, welches insgesamt mit 21 bezeichnet ist und das auf
der Gleitkreuzgelenkgabel 11 angebracht ist. Das innere,
ringförmige
Teil 21 des Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 umfasst
einen ersten, im allgemeinen axial verlaufenden Abschnitt 21a,
einen zweiten, im allgemeinen radial verlaufenden Abschnitt 21b und
einen dritten, im allgemeinen axial verlaufenden Abschnitt 21c.
Der erste Abschnitt 21a des inneren Teils 21 verläuft im allgemeinen
axial relativ zu einer Drehachse 11c der Gleitkreuzgelenkgabel 11 und
arbeitet mit einer äußeren Fläche der
Gleitkreuzgelenkgabel 11 zusammen. Bei der dargestellten
bevorzugten Ausführungsform
arbeitet der erste Abschnitt 21a des inneren Teils 21 mit dem
Gabelabschnitt 11b der Gleitkreuzgelenkgabel 11 unter
Bildung eines Presssitzes zusammen, obgleich das nicht unbedingt
erforderlich zu sein braucht. Der zweite Abschnitt 21b des
inneren Teils 21 des Geräusch- und Schwingungsdämpfers 20 verläuft im allgemeinen
von dem ersten Abschnitt 21a radial in Richtung nach außen. Der
dritte Abschnitt 21c des inneren Teils 21 des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 verläuft ebenfalls
im allgemeinen relativ zur Drehachse 11c der Gleitkreuzgelenkgabel 11 axial
und ist in einem vorbestimmten radialen Abstand R von dieser Drehachse 11c angeordnet.
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Der Geräusch- und Schwingungsdämpfer 20 umfasst
ferner ein Zwischenteil 22, welches sich um den dritten
Abschnitt 21c des inneren Teils 21 erstreckt.
Das Zwischenteil 22 kann von irgendeinem geeigneten Material
gebildet werden, welches in einem gewissen Maße eine Elastizität oder ein
Federungsvermögen
besitzt. Beispielsweise kann das Zwischenteil 22 von einem üblichen
Polybutadienpolymermaterial, wie SAE J200 MSAA 710 A13 B13 F17 Z1
Z2 gebildet werden. Wie jedoch später noch näher erläutert werden wird, lässt sich
die Auswahl der spezifischen Materialien variieren. Das Zwischenteil 22 kann beispielsweise
ringförmig
gestaltet sein und um den dritten Abschnitt 21c des inneren Teils 21 angeordnet
sein. Alternativ kann das Zwischenteil 22 im allgemeinen
eben und rechteckförmig ausgestaltet
und um den dritten Abschnitt 21c des inneren Teils 21 gewickelt
sein. Schließlich
umfasst der Geräusch-
und Schwingungsdämpfer 20 ein
ringförmiges, äußeres Teil 22,
welches sich um das Zwischenteil 22 erstreckt. Das äußere Teil 23 ist
vorzugsweise derart bemessen, dass das Zwischenteil 22 zwischen
diesem und dem dritten Abschnitt 21c des inneren Teils 21 komprimiert
wird. Somit sind das innere Teil 21, das Zwischenteil 22 und
das äußere Teil 23 in
Reibschlusseingriff miteinander fest verbunden, um den Geräusch- und
Schwingungsdämpfer 20 zu bilden.
Jedoch können
das Zwischenteil 22 und das äußere Teil 23 fest
an dem inneren Teil 21 mit Hilfe von irgendwelchen anderen üblichen
Einrichtungen festgelegt sein, bei denen es sich beispielsweise
um Klebeverbindungen handeln kann. Das äußere Teil 23 verläuft im allgemeinen
axial relativ zu der Drehachse 11c der Gleitkreuzgelenkgabel 11 unter
Einhaltung eines vorbestimmten axialen Abstandes D.
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Das innere Teil 21 des Geräusch- und Schwingungsdämpfers 20 ist
vorzugsweise aus einem Flächenmaterial
(Blechmaterial) ausgebildet, welches zu einer gewünschten
Gestalt verformt wird. Die Bezeichnung "Flächenmaterial", welche in diesem
Zusammenhang verwendet wird, bezieht sich auf ein Materialstück, welches
im allgemeinen eben ist und eine geradlinige Gestalt hat sowie eine
Dicke besitzt, welche relativ klein im Vergleich zu der Gesamtlänge und/oder
Gesamtbreite ist. Bei dem Flächenmaterial,
welches zur Ausbildung des dargestellten inneren Teils 21 eingesetzt
wird, kann es sich beispielsweise um ein sechzehn Stahlblech handeln, welches
eine Dicke von 1,519 mm (0,0598 inch) hat. Jedoch können auch
andere Stahlblechdicken und/oder andere Materialien ggf. eingesetzt
werden. Der in der Beschreibung verwendete Begriff "verformt" gibt an, dass das
Flächenmaterial
ausgehend von seiner ursprünglichen
Gestalt umgeformt wird (d.h. von einer ebenen geradlinigen Gestalt
beispielsweise zu einer gewünschten
Gestalt umgeformt wird), bei der es sich beispielsweise um die Gestalt
des inneren Teils 21 nach den 2 und 3 handeln
kann, ohne dass ein Materialabtrag erfolgt (oder in wenigstens erkennbarem
Maße ein
Ma terialabtrag erfolgt). Beispielsweise kann das innere Teil 21 des Geräusch- und
Schwingungsdämpfers 20 zu
Beginn aus einem ebenen, kreisförmigen
metallischen Blechmaterial ausgebildet werden, welches ausgestanzt
oder auf eine andere Art und Weise zur Erzielung der Gestalt nach
den 2 und 3 verformt wird. Der Begriff "verformt", welcher in der
Beschreibung verwendet wird, ist jedoch nicht dazu bestimmt, jeglichen
Materialabtrag von dem Flächenmaterial
bzw. dem Blech auszuschließen.
Vielmehr gibt der Begriff "verformt" an, dass bei der
neuen Gestaltsgebung ausgehend von der Originalgestalt des Flächenmaterials
zu der gewünschten
Gestalt kein Materialabtrag erfolgt. Beispielsweise kommt in Betracht,
dass das Material von dem Flächenmaterial
zusätzlich
oder hilfsweise zur Neugestaltung der Formgebung ausgehend von der
ursprünglichen
Gestalt der gewünschten
Gestalt entfernt wird, (d.h. Material kann von dem im allgemeinen
rechteckförmigen
Flächenmaterial
zur Bildung einer ebenen, kreisförmigen
Gestalt des Ausgangsmaterials zu Beginn beispielsweise teilweise
abgetragen werden und anschließend erfolgt
ein Ausstanzen oder eine anderweitige Verformung aus der in den 2 und 3 gezeigte Gestalt). Vorzugsweise wird
das innere Teil 21 des Geräusch- und Schwingungsdämpfers 20 von
einem einzigen Materialstück
ausgebildet, obgleich dies nicht zwingend erforderlich ist.
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Das äußere Teil 23 des Geräusch- und Schwingungsdämpfers 20 wird
vorzugsweise aus einem hohlen Material bzw. einem Rohrmaterial ausgebildet,
welches eine Länge
hat, die derart gewählt ist,
dass man die gewünschte
Dämpfungsfrequenz erhält. Der
in der Beschreibung verwendete Begriff "Rohr" gibt
ein Materialstück
an, wie es im allgemeinen hohl und zylindrisch ausgebildet ist,
und welches eine Wandstärke
hat, die relativ klein im Vergleich zu der Gesamtlängserstreckung
ist. Beispielsweise kann das äußere Teil 21 des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 aus
einem hohlen, zylindrischen metallischen Rohrmaterial ausgebildet
werden, welches eine Wandstärke
von 3,048 mm (0,120 Inch) hat und das auf eine Länge zugeschnitten oder auf
eine andere Art und Weise mit dieser Länge dargestellt ist, die derart
gewählt
ist, dass man die gewünschte Dämpfungsfrequenz
erhält.
Vorzugsweise ist das äußere Teil 23 des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 aus
einem einzigen Materialstück
ausgebildet, obgleich dies nicht zwingend der Fall zu sein braucht.
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4 ist
ein Flussdiagramm eines Verfahrens, welches insgesamt mit 30 bezeichnet
ist und nach der Erfindung zur Herstellung und zum Einbau des Geräusch- und
Schwingungsdämpfers 20 nach den 1, 2 und 3 bei
einem Antriebsstrangsystem 10 dient. In einem ersten Schritt
31 des Verfahrens 30 wird die Schwingungsfrequenz des Antriebsstrangsystems 10 bestimmt.
Die Bestimmung erfolgt auf übliche
Weise und kann auf irgendeine gewünschte Weise erfolgen. Es ist
bekannt, dass eine Vielzahl von Faktoren zu der Bestimmung der Schwingungsfrequenz
beitragen können,
welche in dem Antriebsstrangsystem 10 erzeugt und von diesem
bei einer gegebenen Fahrzeugauslegung oder einer andern Umgebung übertragen
wird. Es hat sich somit als zweckmäßig erwiesen, die Schwingungsfrequenz
des Antriebsstrangsystems 10 unter Einsatz von empirischen
Messungen zu bestimmen. Hierzu ist es in typischer Weise erforderlich,
das Antriebsstrangsystem 10 in ein Fahrzeug einzubauen und
es mit unterschiedlichen Drehzahlen zu betreiben. Bei jeder unterschiedlichen
Drehzahl wird die Größe der Schwingungen,
die in dem Antriebsstrang 10 vorhanden sind, unter Einsatz
von üblichen
Sensoreinrichtungen und Sensortechniken gemessen. Natürlich können auch
andere Methoden zur Bestimmung der Schwingungsfrequenz des Antriebsstrangsystems 10 zum
Einsatz kommen. Wie zuvor angegeben ist, treten die Geräusche und
Schwingungen, die während
des Betriebs des Antriebsstrangsystems 10 erzeugt werden
mit einer Mehrzahl von unterschiedlichen Frequenzen auf. Jedoch
die stärksten Geräusche und
Schwingungen treten im allgemein an oder in der Nähe einer
einzigen Schwingungsfrequenz auf.
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Wenn einmal die Schwingungsfrequenz
des Antriebsstrangsystems 10 bestimmt worden ist, werden
als nächstes
die Komponenten des Geräusch- und
Schwingungsdämpfers 20 derart
ausgelegt, dass sie diese absorbieren, wie dies in dem Schritt 32 des
Verfahrens 30 verdeutlicht ist. Dies kann auf die verschiedenste
Weise vorgenommen werden. Die natürliche Resonanzfrequenz des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 hängt von
einer Vielzahl von Fak toren ab. Die Erfindung zieht die natürliche Resonanzfrequenz
des Geräusch- und Schwingungsdämpfers 20 mit
in Betracht und diese kann durch Veränderung entweder (1) des vorbestimmten radialen
Abstands R, unter dem der dritte Abschnitt 21c des inneren
Teils 21 des Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 von
der Drehachse 11c der Gleitkreuzgelenkgabel 11 beabstandet
ist, und (2) der vorstehende axiale Abstand D, um den sich das äußere Teil 21 des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 erstreckt,
oder beide variiert werden. In beiden Fällen verändert sich die gesamte Gewichtsverteilung
des Geräusch- und Schwingungsdämpfers 20 in
entsprechender Weise. Als Folge hiervon ändert sich die Rotationsträgheit (und
somit die natürliche
Resonanzfrequenz) des Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 entsprechend,
um die unerwünschten
Geräusch- und
Schwingungserscheinungen zu absorbieren, die auf das Antriebsstrangsystem
einwirken und um die Größe dieser
Geräusch-
und Schwingungserscheinungen möglichst
gering zu halten, die durch das Antriebsstrangsystem bei einer vorbestimmten
Schwingungsfrequenz des Antriebsstrangsystems 10 übertragen
und verstärkt
werden.
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Wie vorstehend beschrieben ist, wird
das innere Teil 21 des Geräusch- und Schwingungsdämpfers 20 vorzugsweise
aus einem ebenen, kreisförmigen
Metallblechmaterial ausgebildet, welches ausgestanzt oder auf eine
andere Weise zu der Gestalt nach den 2 und 3 verformt ist. Der vorbestimmte radiale
Abstand R lässt
sich während
der Herstellung des inneren Teils 21 variieren. Wenn die
Größe des vorbestimmten
radialen Abstands R größer wird,
ist das Gewicht des äußeren Teils 21 des
Geräusch- und
Schwingungsdämpfers 20 um
einen größeren Abstand
von der Drehachse 11c der Gleitkreuzgelenkgabel 11 entfernt
vorgesehen. Wenn als Folge hiervon die Rotationsträgheit des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 größer wird,
wird die natürliche
Resonanzfrequenz hiervon kleiner. Wenn umgekehrt die Größe des vorbestimmten
radialen Abstands R kleiner wird, wirkt das Gewicht des äußeren Teils 23 des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 in
einem kleineren Abstand von der Drehachse 11c der Gleitkreuzgelenkgabel 11.
Als Folge hiervon nimmt die Rotationsträgheit des Geräusch- und Schwingungsdämpfers 20 ab
und die natürliche
Resonanzfrequenz wird größer.
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Um dies zu erreichen, lässt sich
der vorbestimmte radiale Abstand R dadurch variieren, dass sich
die relativen Abmessungen des ersten Abschnitts 21a, des
zweiten Abschnitts 21b und des dritten Abschnitts 21c des
inneren Teils 21 verändern lassen.
Beispielsweise lässt
sich der vorbestimmte radiale Abstand R dadurch vergrößern, dass
die radiale Erstreckung des zweiten Abschnitts 21b des
inneren Teils 21 vergrößert wird
und die axiale Erstreckung des ersten Abschnitts 21a oder
des dritten Abschnitts 21c (oder beider) des inneren Teils 21 kleiner gemacht
wird. Umgekehrt lässt
sich der vorbestimmte radiale Abstand R dadurch verkleinern, dass
die radiale Erstreckung des zweiten Abschnitts 21b des inneren
Teils kleiner gemacht wird und die axiale Erstreckung des ersten
Abschnitts 21a oder des dritten Abschnitts 21c (oder
beider) des inneren Teils 21 größer gemacht wird. Auf diese
Weise lässt
sich der vorbestimmte radiale Abstand R verändern, ohne dass sich die Abmessungen
des ebenen, kreisförmigen Flächenmaterials ändern. Alternativ
lässt sich
der vorbestimmte Abstand R dadurch verändern, dass die Abmessungen
des ebenen, kreisförmigen
Flächenmaterials
abgeändert
werden. Hierdurch würde ermöglicht,
dass die radiale Erstreckung des zweiten Abschnitts 21b des
inneren Teils 21 sich verändern kann, ohne dass die axiale
Erstreckung entweder des ersten Abschnitts 21a oder des
dritten Abschnitts 21c des inneren Teils 21 verändert zu
werden braucht. Die spezifischen Größen, durch die die natürlichen Resonanzfrequenzen
des Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 vergrößert und
verkleinert werden, ändern
sich in Abhängigkeit
von einer Vielzahl von Einflussgrößen (wie der Materialzusammensetzung
beispielsweise) und ist auf irgendeine geeignete Weise zu bestimmen.
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Wie zuvor angegeben ist, wird das äußere Teil 23 des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 vorzugsweise
aus einem Rohrmaterial ausgebildet, welches eine Länge hat,
welche derart gewählt
ist, dass man die gewünschte
Dämpfungsfrequenz
erhält.
Der vorbestimmte axiale Abstand D kann durch die Herstellung des
inneren Teils 21 verändert
werden. Wenn die Größe des vorbestimmten
axialen Abstands D größer wird,
wird das Gewicht des äußeren Teils 23 des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 größer. Als
Folge hiervon wird die Rotationsträgheit des Geräusch- und
Schwingungsdämpfers 20 größer und die
natürliche
Resonanzfrequenz derselben wird kleiner. Wenn hingegen die Größe des vorbestimmten
axialen Abstands D kleiner gewählt
wird, wird das Gewicht des äußeren Teils 23 des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 kleiner.
Als Folge hiervon wird die Rotationsträgheit des Geräusch- und
Schwingungsdämpfers 20 kleiner
und die natürliche
Resonanzfrequenz wird größer. Um dies
zu erreichen, kann das äußere Teil 23 des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 von
einem Längsstück eines
Rohrausgangsmaterials auf den gewünschten vorbestimmten axialen
Abstand D zugeschnitten werden.
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Der nächste Schritt 33 des Verfahrens 30 befasst
sich mit der Montage des inneren Teils 21, des Zwischenteils 22 und
des äußeren Teils 23,
um den Geräusch-
und Schwingungsdämpfer 20 zu
bilden. Wie zuvor angegeben worden ist, wird das äußere Teil 23 vorzugsweise
derart bemessen, dass das Zwischenelement 22 zwischen diesem
und dem dritten Abschnitt 21c des inneren Teils 21 komprimiert
wird. Somit sind das innere Teil 21, das Zwischenteil 22 und
das äußere Teil 23 mittels
Reibschlusseingriff zusammengehalten, um den Geräusch- und Schwingungsdämpfer 20 zu
bilden. Jedoch kann das Zwischenteil 22 und das äußere Teil 23 fest
mit dem inneren Teil 21 auf irgendeine andere geeignete
Art und Weise, wie beispielsweise mittels einer Klebstoffverbindung,
verbunden sein. Im abschließenden Schritt
34 des Verfahrens wird der Geräusch-
und Schwingungsdämpfer 20 an
der Gleitkreuzgelenkgabel oder einer anderen Komponente des Antriebsstrangsystems 10 angebracht.
Wie zuvor angegeben worden ist, kann der erste Abschnitt 21a des
inneren Teils 21 derart bemessen sein, dass er mit dem
Gabelabschnitt 11b der Gleitkreuzgelenkgabel 11 mittels
eines Presssitzes zusammenarbeitet. Jedoch kann das innere Teil 21 fest
mit dem Antriebsstrangsystem 10 auch auf irgendeine andere
geeignete Weise verbunden werden.
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5 zeigt
eine übliche
Ausführungsform
eines Geräusch-
und Schwingungsdämpfers,
welcher insgesamt mit 40 bezeichnet ist und an einer Gleitkreuzgelenkgabel 11 eines
Antriebsstrangsystems 10 vorgesehen ist. Der übliche Geräusch- und Schwingungsdämpfer 40 umfasst
ein ringförmiges, inneres
Teil 41, ein elastomeres Zwischenteil 42, welches
sich um das innere Teil 41 erstreckt, und ein äußeres Teil 43,
welches sich um das elastomere Zwischenteil 42 erstreckt.
Sowohl das innere Teil 41 als auch das äußere Teil 43 werden
aus massiven Materialblöcken
ausgebildet, welche maschinell zur Erzielung der gewünschten
Gestaltsgebung bearbeitet werden. Da sie nicht aus einem "Flächenmaterial bzw.
Blechmaterial" oder
einem "Rohrmaterial" gemäß der voran
stehenden Beschreibung ausgebildet sind, sind das innere Teil 21 und
das äußere Teil 43 etwas
schwerer und teurer herzustellen als die entsprechenden inneren
Teile 21 und äußeren Teile 23 des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 nach der
Erfindung. Da sie ferner nicht "verformt" werden, wie dies
vorstehend beschrieben ist, sind das innere Teil 41 und
das äußere Teil 43 etwas
teuerer herzustellen als die entsprechenden inneren Teile 21 und die äußeren Teil 23 des
Geräusch-
und Schwingungsdämpfers 20 nach
der Erfindung.
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Obgleich die Erfindung anhand von
bevorzugten Ausführungsformen
erläutert
worden ist, ist die Erfindung natürlich nicht auf die dort beschriebenen
und gezeigten Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche
Abänderungen
und Modifikationen möglich,
die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken
zu verlassen.