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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dämpfungsmechanismus zur Dämpfung von Drehschwingungen.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Ein Antriebsstrang für ein Fahrzeug umfasst eine Vielfalt von Einrichtungen zur Übertragung der Kraft, die in einer Antriebsmaschine erzeugt wird. Solche Einrichtungen sind zum Beispiel eine Kupplungsvorrichtung und eine Schwungradanordnung. Bei diesen Vorrichtungen wird zur Dämpfung von Drehschwingungen ein Dämpfungsmechanismus verwendet (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1 und 2).
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Aus der Patentliteratur 3 (
DE 37 08 345 A ) ist ein Dämpfungsmechanismus an einer elastische Kupplung bekannt, der die Merkmale des Oberbegriffs der unabhängigen Ansprüche offenbart.
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DOKUMENTLISTE
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PATENTLITERATUR
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- PTL 1: Offengelegte japanische Patentanmeldungspublikation Nr. JP-A-H07-208547
- PTL 2: Offengelegte japanische Patentanmeldungspublikation Nr. H09-242825
- PTL 3: deutsche Offenlegungsschrift DE 37 08 345 A
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ÜBERSICHT
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Ein Dämpfungsmechanismus dieses Typs umfasst elastische Elemente wie beispielsweise Federn. Drehschwingungen werden durch die elastischen Elemente absorbiert oder gedämpft.
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Jedoch werden die elastischen Elemente während des Einsatzes des Dämpfungsmechanismus auf der positiven Seite und auf der negativen Seite einer Torsionskennlinie wiederholt gedehnt und zusammengedrückt. Dadurch erhöht sich die Frequenz des Dehnens und Zusammendrückens der elastischen Elemente, und die Lebensdauer des Dämpfungsmechanismus wird herabgesetzt.
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Angesichts dessen wird ein Dämpfungsmechanismus vorgeschlagen, der elastische Elemente aufweist, die konfiguriert sind für eine Betätigung nur auf der positiven Seite einer Torsionskennlinie, und elastische Elemente, die konfiguriert sind für eine Betätigung nur auf der negativen Seite einer Torsionskennlinie.
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Wenn ein Zustand des Dämpfungsmechanismus von der positiven Seite zur negativen Seite einer Torsionskennlinie oder umgekehrt verschoben wird, kommt es zu einer Kollision einer Antriebsplatte für den Antrieb des elastischen Elements mit den Enden des elastischen Elements. Demzufolge verschlechtert sich das Geräuschvibrationsverhalten.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Dauerhaftigkeit und gleichzeitig das Geräuschvibrationsverhalten eines Dämpfungsmechanismus zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch einen Dämpfungsmechanismus gemäß einem der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßer Dämpfungsmechanismus umfasst einen ersten Rotor, einen zweiten Rotor, ein erstes elastisches Element und ein zweites elastisches Element. Der erste Rotor hat einen ersten Stützbereich, einen zweiten Stützbereich und einen Anschlagbereich, der in einer Drehrichtung zwischen dem ersten Stützbereich und dem zweiten Stützbereich angeordnet ist. Der zweite Rotor hat einen Übertragungsbereich, der in der Drehrichtung zwischen dem ersten Stützbereich und dem zweiten Stützbereich angeordnet ist. Der zweite Rotor ist derart angeordnet, dass er sich hinsichtlich des ersten Rotors drehen kann. Das erste elastische Element ist in einem vorkomprimierten Zustand, der auch als vorläufig komprimierter Zustand bezeichnet werden kann, zwischen dem ersten Stützbereich und dem Übertragungsbereich angeordnet. Das zweite elastische Element ist in einem vorkomprimierten Zustand, der auch als vorläufig komprimierter Zustand bezeichnet werden kann, zwischen dem zweiten Stützbereich und dem Übertragungsbereich angeordnet. Der Anschlagbereich ist zum Herstellen eines Kontakts mit dem ersten elastischen Element und dem zweiten elastischen Element in der Drehrichtung angeordnet. In einem Neutralzustand, in dem keine externe Kraft auf den ersten Rotor und den zweiten Rotor wirkt, wird zwischen dem Anschlagbereich und zumindest einem des ersten elastischen Elements und des zweiten elastischen Elements zuverlässig ein Spalt erzeugt.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste elastische Element in der Drehrichtung durch den ersten Stützbereich und den Anschlagbereich gestützt und zwischen dem ersten Stützbereich und dem Anschlagbereich zusammengedrückt ist, wenn lediglich das zweite elastische Element zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor zusammengedrückt ist, und dass das zweite elastische Element in der Drehrichtung durch den zweiten Stützbereich und den Anschlagbereich gestützt und zwischen dem zweiten Stützbereich und dem Anschlagbereich zusammengedrückt ist, wenn lediglich das erste elastische Element zwischen dem ersten Rotor und dem zweiten Rotor zusammengedrückt ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Anschlagbereich und dem ersten elastischen Element zuverlässig ein erster Spalt gebildet ist und dass zwischen dem Anschlagbereich und dem zweiten elastischen Element zuverlässig ein zweiter Spalt gebildet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Steifigkeit des ersten elastischen Elements annähernd gleich der Steifigkeit des zweiten elastischen Elements ist.
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Und gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Dimension in Drehrichtung zwischen dem ersten Stützbereich und dem Anschlagbereich kleiner ist als eine Dimension in Drehrichtung des ersten elastischen Elements in einem freien Zustand und dass eine Dimension in Drehrichtung zwischen dem zweiten Stützbereich und dem Anschlagbereich kleiner ist als eine Dimension in Drehrichtung des zweiten elastischen Elements in einem freien Zustand.
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Der erste und zweite Stützbereich kann auch als erstes und zweites Stützteil bezeichnet werden. Ebenso kann der Anschlagbereich auch als Anschlagteil oder Stoppteil bezeichnet werden.
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Das erste und das zweite elastische Element können vorliegend jeweils ein Einzelelement sein, das eine elastische Kraft erzeugen kann, oder alternativ eine Kombination einer Mehrzahl von Elementen, die eine elastische Kraft erzeugen können. Das erste elastische Element kann zum Beispiel eine Einzelfeder oder wahlweise eine Anordnung einer Mehrzahl von Federn sein. Ferner kann das erste elastische Element so konzipiert sein, dass es nicht nur eine Feder, sondern auch ein Blechelement aufweist, das an einem Ende der Feder befestigt ist. Ähnlich wie bei dem ersten elastischen Element kann dies auch für das zweite elastische Element gelten.
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Bei dem Dämpfungsmechanismus wird das erste elastische Element zwischen dem ersten Stützbereich und dem Anschlagbereich zusammengedrückt, wenn der erste Rotor gegenüber dem zweiten Rotor gedreht wird. Dagegen wird das zweite elastische Element zwischen dem zweiten Stützbereich und dem Anschlagbereich zusammengedrückt, wenn der erste Rotor gegenüber dem zweiten Rotor in der umgekehrten Richtung gedreht wird. Dadurch wird das elastische Element auf einer Seite einer Torsionskennlinie zusammengedrückt, wohingegen das zweite elastische Element auf der anderen Seite einer Torsionskennlinie zusammengedrückt wird. Die Frequenz der Betätigung des ersten elastischen Elements und des zweiten elastischen Elements lässt sich auf diese Weise reduzieren.
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Ferner wird zwischen dem Anschlagbereich und zumindest einem des ersten elastischen Elements und deszweiten elastischen Elements im Neutralzustand, in dem keine externe Kraft auf den ersten Rotor und den zweiten Rotor ausgeübt wird, zuverlässig ein Spalt gebildet. Dadurch ist der Übertragungsbereich innerhalb eines Bereichs dieses Spalts zwischen das erste elastische Element und das zweite elastische Element geschaltet. Infolgedessen lässt sich ein Zustand beibehalten, in dem sich der Übertragungsbereich bei einem Torsionswinkel von rund 0 Grad mit zumindest einem des ersten elastischen Elements und des zweiten elastischen Elements in Kontakt befindet. Das Geräuschvibrationsverhalten lässt sich dadurch verbessern.
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Der vorliegende Dämpfungsmechanismus kann daher seine Lebensdauer und gleichzeitig sein Geräuschvibrationsverhalten verbessern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Draufsicht auf eine Schwungradanordnung;
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2 ist eine Schnittansicht von 1, geschnitten entlang einer Linie II-II;
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3 ist eine Draufsicht auf einen Teil der Schwungradanordnung;
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4 ist eine Teilschnittansicht der Schwungradanordnung;
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5 ist eine Teilschnittansicht der Schwungradanordnung;
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6 ist eine Teilschnittansicht von 3, geschnitten entlang einer Linie VI-VI;
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7 ist ein mechanisches Schaltdiagramm eines Dämpfungsmechanismus (ein Neutralzustand);
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8 ist ein mechanisches Schaltdiagramm des Dämpfungsmechanismus (ein Zustand unter einem Torsionswinkel, der gleich einem Spaltwinkel θp0 der positiven Seite ist);
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9 ist ein mechanisches Schaltdiagramm des Dämpfungsmechanismus (ein Zustand unter einem Torsionswinkel, der größer als der Spaltwinkel θp0 der positiven Seite ist);
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10 ist ein mechanisches Schaltdiagramm des Dämpfungsmechanismus (ein Zustand unter einem Torsionswinkel, der gleich einem Spaltwinkel θn0 der negativen Seite ist);
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11 ist ein mechanisches Schaltdiagramm des Dämpfungsmechanismus (ein Zustand unter einem Torsionswinkel, der kleiner als der Spaltwinkel θn0 der negativen Seite ist);
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12 ist ein Torsionskennliniendiagramm des Dämpfungsmechanismus;
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13 ist ein mechanisches Schaltdiagramm des Dämpfungsmechanismus (weiteres Ausführungsbeispiel);
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14 ist ein Torsionskennliniendiagramm des Dämpfungsmechanismus (weiteres Ausführungsbeispiel).
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gesamtkonstruktion
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Eine Schwungradanordnung 1 wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 erläutert. In den 2, 4 und 5 ist eine Antriebsmaschine (in den Figuren nicht dargestellt) auf der linken Seite und ein Getriebe (in den Figuren nicht dargestellt) auf der rechten Seite angeordnet. Die linke Seite der 2, 4 und 5 wird im Folgenden als Antriebsmaschinenseite und die rechte Seite der 2, 4 und 5 als Getriebeseite bezeichnet. Ferner wird eine Gegenuhrzeigerrichtung, wie in 1 dargestellt, als erste Drehrichtung R1 definiert, während eine Uhrzeigerrichtung als zweite Drehrichtung R2 definiert wird. Ein erstes Schwungrad 2 ist konfiguriert für den Antrieb und eine Drehung in der ersten Drehrichtung R1 mittels einer von der Antriebsmaschine in das Schwungrad eingeleiteten Kraft. Die 1 und 2 zeigen einen Neutralzustand, in dem keine externe Kraft auf das erste Schwungrad 2 und auf ein zweites Schwungrad 3 ausgeübt wird. Zum Beispiel wird eine von der Antriebsmaschine eingeleitete Kraft als die externe Kraft angenommen.
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Die Schwungradanordnung 1 ist ein sogenanntes Zweimassenschwungrad des Nasstyps. Die Schwungradanordnung 1 ist eine Vorrichtung zur Übertragung der in der Antriebsmaschine erzeugten Kraft über eine Kupplungsvorrichtung (in den Figuren nicht dargestellt) auf das Getriebe. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Schwungradanordnung 1 das erste Schwungrad 2 (ein Beispiel eines ersten Rotors), das zweite Schwungrad 3, einen Dämpfungsmechanismus 4 und einen Reibungserzeugungsmechanismus 5. Das erste Schwungrad 2 hat die Funktion eines Eingangselements des Dämpfungsmechanismus 4, wohingegen das zweite Schwungrad 3 die Funktion eines Ausgangselements des Dämpfungsmechanismus 4 hat. Aus diesem Grund lässt sich sagen, dass das erste Schwungrad 2 und das zweite Schwungrad 3 den Dämpfungsmechanismus 4 bilden.
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Erstes Schwungrad
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Das erste Schwungrad 2 ist ein Element, in das die Kraft eingeleitet wird, die in der Antriebsmaschine erzeugt wird. Das erste Schwungrad ist mit Bolzen 28 an einer Kurbelwelle (in den Figuren nicht gezeigt) der Antriebsmaschine befestigt. Das erste Schwungrad 2 umfasst eine erste Platte 21, eine zweite Platte 22, ein Stützelement 23, eine Andrückplatte 26, einen ersten Stützbereich 25, einen zweiten Stützbereich 30 und zwei Anschlagbereiche 27. Ein Zahnkranz 29 ist an dem äußeren Umfangsbereich des ersten Schwungrads 2 festgeschweißt.
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Die erste Platte 21 hat einen Hauptkörper 21a, zwei Seitenbereiche 21b, einen sich von dem äußeren Umfangsbereich des Hauptkörpers 21a der ersten Platte und jenem eines jeden ersten Seitenbereichs 21b axial erstreckenden rohförmigen Bereich 21c und zwei erste Kontaktbereiche 21g.
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Die ersten Seitenbereiche 21b springen weiter als der Hauptkörper 21a der ersten Platte in Richtung auf die Antriebsmaschine vor. Die ersten Seitenbereiche 21b sind zum Beispiel durch Stanzen gebildet. Die beiden ersten Seitenbereiche 21b sind in Drehrichtung in gleichen Abständen angeordnet. Der erste Seitenbereich 21b ist in einem Bereich gebildet, der der ersten Federanordnung SA1 und der zweiten Federanordnung SA2 (noch zu beschreiben) entspricht. Der erste Seitenbereich 21b hat in seinem inneren Umfangsbereich eine geneigte Fläche 21e, die mit Bezug auf die axiale Richtung geneigt ist. Die geneigte Fläche 21e kann mit ersten Federblechen 44 (noch zu beschreiben), einem ersten Zwischenfederblech 43 (noch zu beschreiben), zweiten Federblechen 42 (noch zu beschreiben) und einem zweiten Zwischenfederblech 46 (noch zu beschreiben) gleiten.
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Der erste Kontaktbereich 21g ist ein Bereich zum Stützen eines Endes der ersten Federanordnung SA1 und jenes der zweiten Federanordnung SA2 und erstreckt sich von dem ersten Seitenbereich 21b in Richtung auf das Getriebe. Der erste Kontaktbereich 21g ist einteilig mit dem ersten Seitenbereich 21b (ein erster Aufnahmebereich B1) ausgebildet. Der erste Kontaktbereich 21g kann in der Drehrichtung mit dem ersten Federblech 44 und mit dem zweiten Federblech 42 in Kontakt gebracht werden und ist in der Nähe einer annähernden Drehrichtungsmitte des ersten Seitenbereichs 21b angeordnet. Der erste Kontaktbereich 21g ist zwischen der ersten Federanordnung SA1 und der zweiten Federanordnung SA2 (genauer zwischen dem ersten Federblech 44 und dem zweiten Federblech 42 (noch zu beschreiben)) angeordnet und bildet zusammen mit einem zweiten Kontaktbereich 22g (noch zu beschreiben) der zweiten Platte 22 den Anschlagbereich 27.
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Die zweite Platte 22 ist ein ringförmiges Element, das an dem rohrförmigen Bereich 21c befestigt ist, und hat einen Hauptkörper 22a, zwei zweite Seitenbereiche 22b, einen inneren rohrförmigen Bereich 22c und zwei zweite Kontaktbereiche 22g.
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Die zweiten Seitenbereiche 22b sind Bereiche, die weiter als der Hauptkörper 22a der zweiten Platte in Richtung auf das Getriebe vorspringen, und sind zum Beispiel durch Stanzen gebildet. Die beiden zweiten Seitenbereiche 22b sind in der Drehrichtung in gleichen Abständen angeordnet. Der zweite Seitenbereich 22b ist in einem Bereich gebildet, der der ersten Federanordnung SA1 und der zweiten Federanordnung SA2 entspricht. Der zweite Seitenbereich 22b hat in seinem inneren Umfangsbereich eine geneigte Fläche 22e, die mit Bezug auf die axiale Richtung geneigt ist. Die geneigte Fläche 22e bildet mit der geneigten Fläche 21e ein Paar und kann mit den ersten Federblechen 44, dem ersten Zwischenfederblech 43, den zweiten Federblechen 42 und dem zweiten Zwischenfederblech 46 gleiten.
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Der zweite Kontaktbereich 22g ist ein Bereich zum Stützen eines Endes der ersten Federanordnung SA1 und jenes der zweiten Federanordnung SA2 und springt von dem zweiten Seitenbereich 22b in Richtung auf die Antriebsmaschine vor. Der zweite Kontaktbereich 22g ist einteilig mit dem zweiten Seitenbereich 22b (der erste Aufnahmebereich B1) ausgebildet. Der zweite Kontaktbereich 22g kann in der Drehrichtung mit dem ersten Federblech 44 in Kontakt gebracht werden und ist in der Nähe der annähernden Drehrichtungsmitte des zweiten Seitenbereichs 22b angeordnet. Der zweite Kontaktbereich 22g ist so angeordnet, dass er dem ersten Kontaktbereich 21g axial gegenüberliegt. Der zweite Kontaktbereich 22g ist mit einem vorgegebenen Abstand axial von dem ersten Kontaktbereich 21g entfernt angeordnet. Der zweite Kontaktbereich 22g ist zwischen der ersten Federanordnung SA1 und der zweiten Federanordnung SA2 (genauer zwischen dem ersten Federblech 44 und dem zweiten Federblech 42) angeordnet und bildet zusammen mit dem ersten Kontaktbereich 21g der ersten Platte 21 den Anschlagbereich 27.
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Die zweiten Seitenbereiche 22b sind so angeordnet, dass sie den ersten Seitenbereichen 21b axial gegenüberliegen. Deshalb lassen sich durch die ersten Seitenbereiche 21b und die zweiten Seitenbereiche 22b in dem äußeren Umfangsbereich des ersten Schwungrads 2 relativ große Räume bilden, in denen die erste Federanordnung SA1 und die zweite Federanordnung SA2 angeordnet sind.
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Der innere rohrförmige Bereich 22c ist ein rohrförmiger Bereich, der sich von dem inneren Umfangsbereich des Hauptkörpers 22a der zweiten Platte in Richtung auf die Antriebsmaschine erstreckt und sich an einen Dichtungsring 38 (noch zu beschreiben) anlegt.
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Das Stützelement 23 hat einen ringförmigen Stützelement-Hauptkörper 23a, einen ringförmigen Vorsprung 23b und einen ringförmigen Gleitbereich 23c. Der Stützelement-Hauptkörper 23a ist zusammen mit der Platte 21 durch Bolzen 28 an der Kurbelwelle befestigt. Der ringförmige Vorsprung 23b ist ein ringförmiger Bereich, der von dem inneren Umfangsbereich des Stützelement-Hauptkörpers 23a in Richtung auf die Antriebsmaschine vorspringt und die erste Platte 21 radial positioniert. Der Gleitbereich 23c ist ein Bereich, der sich von dem Stützelement-Hauptkörper 23a radial erstreckt und mit einer zweiten Reibplatte 55 des Reibungserzeugungsmechanismus 5 gleitet. Ein Lager 39 ist auf den äußeren Umfangsbereich des Stützelement-Hauptkörpers 23a aufgepasst.
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Die Andrückplatte 26 ist ein Element zur axialen Druckbeaufschlagung des Lagers 39 und ist zusammen mit der ersten Platte 21 und dem Stützelement 23 durch Bolzen 28 an der Kurbelwelle befestigt. Ferner ist die Andrückplatte 26 durch Niete 24 an der ersten Platte 21 und an dem Stützelement 23 befestigt.
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Der erste Stützbereich 25 ist ein Bereich zum Stützen der ersten Federanordnungen SA1 in der Drehrichtung und umfasst erste Stützplatten 25a. Die erste Stützplatte 25a ist unter Kontakt mit dem ersten Federblech 44 in der Drehrichtung an der ersten Platte 21 und an der zweiten Platte 22 befestigt.
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Der zweite Stützbereich 30 ist ein Bereich zum Stützen der zweiten Federanordnungen SA2 in der Drehrichtung und umfasst zweite Stützplatten 30a. Die zweite Stützplatte 30a ist unter Kontakt mit dem zweiten Federblech 42 in der Drehrichtung an der ersten Platte 21 und an der zweiten Platte 22 befestigt.
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Der erste Stützbereich 25 und der zweite Stützbereich 30 sind in Drehrichtung in vorgegebenen Abständen und in Positionen angeordnet, in denen sie sich über eine Drehachse O gegenüberliegen. Die beiden Anschlagbereiche 27 sind in Drehrichtung in vorgegebenen Abständen und in Positionen angeordnet, in denen sie sich über die Drehachse O gegenüberliegen. Der Anschlagbereich 27 ist zwischen dem ersten Stützbereich 25 und dem zweiten Stützbereich 30 (genauer in der Nähe der Drehrichtungsmitte zwischen dem ersten Stützbereich 25 und dem zweiten Stützbereich 30) angeordnet.
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Die erste Federanordnung SA1 ist in der Drehrichtung zwischen dem ersten Stützbereich 25 und jedem Anschlagbereich 27 angeordnet. Wenn nur die zweite Federanordnung SA2 in der Drehrichtung zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 zusammengedrückt wird, wird die erste Federanordnung SA1 in der Drehrichtung durch den ersten Stützbereich 25 und den Anschlagbereich 27 gestützt, während sie in der Drehrichtung zwischen dem ersten Stützbereich 25 und dem Anschlagbereich 27 vorkomprimiert ist.
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Die zweite Federanordnung SA2 ist in der Drehrichtung zwischen dem zweiten Stützbereich 30 und jedem Anschlagbereich 27 angeordnet. Wenn nur die erste Federanordnung SA1 in der Drehrichtung zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 zusammengedrückt wird, wird die zweite Federanordnung SA2 in der Drehrichtung durch den zweiten Stützbereich 30 und den Anschlagbereich 27 gestützt, während sie in der Drehrichtung zwischen dem zweiten Stützbereich 30 und dem Anschlagbereich 27 vorkomprimiert ist.
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Zweites Schwungrad
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Das zweite Schwungrad 3 ist ein Element, das gegenüber dem ersten Schwungrad 2 drehbar angeordnet ist, und umfasst einen Hauptkörper 31 und eine Ausgangsplatte 33 (Beispiel eines zweiten Rotors). Das zweite Schwungrad 3 wird durch das Lager 39 gestützt und kann sich gegenüber dem ersten Schwungrad 2 drehen.
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Der Hauptkörper 31 des zweiten Schwungrads ist ein ringförmiges Element, das auf der Getriebeseite der zweiten Platte 22 angeordnet ist, und umfasst einen Stützbereich 31a und einen Reibbereich 31b.
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Der Stützbereich 31a ist ein ringförmiger Bereich, der durch das Lager 39 gestützt wird und sich gegenüber dem ersten Schwungrad 2 drehen kann. Der Stützbereich 31a ist an der inneren Umfangsseite der zweiten Platte 22 angeordnet. Der Dichtungsring 38 sitzt in einer Nut 31c der Stützplatte 31a. Der Dichtungsring 38 dichtet einen Aufnahmeraum S des ersten Schwungrads 2 und den Außenraum des ersten Schwungrads 2 ab. Der Aufnahmeraum S ist mit Schmieröl gefüllt. Die Ausgangsplatte 33 ist durch Niete 32 an dem Stützbereich 31a befestigt.
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Der Reibbereich 31b ist ein ringförmiger Bereich, an den ein Reibbelag (in den Figuren nicht dargestellt) einer Kupplungsscheibenanordnung angedrückt wird, und ist an der äußeren Peripherie des Stützbereichs 31a gebildet. Der Reibbereich 31b ist auf der Getriebeseite der zweiten Platte 22 angeordnet und springt weiter als der Stützbereich 31a in Richtung auf das Getriebe vor.
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Die Ausgangsplatte 33 ist in dem Aufnahmeraum S angeordnet und an dem Stützbereich 31a befestigt. Die Ausgangsplatte 33a hat einen ringförmigen Hauptkörper 33a und zwei Übertragungsbereiche 33e, die sich radial von dem Hauptkörper 33a erstrecken.
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Der Hauptkörper 33a ist ein ringförmiger Bereich, der an dem Stützbereich 31a befestigt ist. Eine Mehrzahl von Kerben 33d ist in dem inneren Umfangsbereich des Hauptkörpers 33a gebildet und in gleichen Abständen in Umfangsrichtung ausgerichtet. Vorsprünge 52b (noch zu beschreiben) einer zweiten Buchse 52 sind in die Kerben 33d eingesetzt. Dementsprechend sind die zweite Buchse 52 und das zweiten Schwungrad 3 als Einheit drehbar.
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Der Übertragungsbereich 33e ist ein Bereich, auf den die auf das erste Schwungrad 2 übertragene Kraft über die erste Federanordnung SA1 und die zweite Federanordnung SA2 weiter übertragen wird. Im Neutralzustand, in dem keine externe Kraft auf den Dämpfungsmechanismus 4 wirkt, ist der Übertragungsbereich 33e axial zwischen dem ersten Kontaktbereich 21g und jedem zweiten Kontaktbereich 22g angeordnet. Es ließe sich auch sagen, dass der Übertragungsbereich 33e dem ersten Kontaktbereich 21g und dem zweiten Kontaktbereich 22g axial gegenüberliegt. Die Mittellinie in Drehrichtung des Übertragungsbereichs 33e ist etwa in der gleichen Position wie der Anschlagbereich 27 angeordnet.
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Im Einzelnen hat der Übertragungsbereich 33e einen ersten Vorsprung 33c und ein Paar von zweiten Vorsprüngen 33b. Der erste Vorsprung 33c und die zweiten Vorsprünge 33b sind zum Beispiel durch Stanzen gebildet.
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Der erste Vorsprung 33c ist ein plattenförmiger Bereich, der von dem Hauptkörper 33a radial nach außen vorspringt. Der erste Vorsprung 33c hat einen Mittelbereich 33h, der in der gleichen axialen Position wie der Hauptkörper 33a angeordnet ist, und ein Paar äußerer Bereiche 33i, die derart gebildet sind, dass sie axial weiter als der mittlere Bereich 33h in Richtung auf das Getriebe vorspringen. Die äußeren Bereiche 31i des Paares sind in der Drehrichtung auf beiden Seiten des Mittelbereichs 33h angeordnet.
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Der zweite Vorsprung 33b ist ein Bereich, der sich von einem in Drehrichtung liegenden Ende des ersten Vorsprungs 33c (genauer dem äußeren Bereich 33i) in Richtung auf den Motor erstreckt, und hat einen Kontaktbereich 33f und einen Verstärkungsbereich 33g. Der Kontaktbereich 33f ist ein sich radial erstreckender Bereich und hat eine Kontaktfläche 33j für den Kontakt mit dem ersten Federblech 44 (noch zu beschreiben) in der Drehrichtung. Die Dickenrichtung des Kontaktbereichs 33f (d.h. die Richtung einer Normalen der Kontaktfläche 33j) stimmt annähernd mit der Drehrichtung überein. Der Verstärkungsbereich 33g ist ein Bereich, der ein radial inneres Ende des Kontaktbereichs 33f und den äußeren Umfangsbereich des Hauptkörpers 33a verbindet und der sich von dem radial inneren Ende des Kontaktbereichs 33f zu der Richtung erstreckt, in der die Kontaktfläche 33j orientiert ist. Wie 3 zeigt, hat der Verstärkungsbereich 33g einen gekrümmten Abschnitt. Die axiale Dimension des Verstärkungsbereichs 33g ist gleich jener des Kontaktbereichs 33f. Der äußere Bereich 33i springt weiter als der mittlere Bereich 33h in Richtung auf das Getriebe vor. Aus diesem Grund lässt sich für den Kontaktbereich 33f zuverlässig eine relativ große axiale Dimension schaffen. Demzufolge kann für die Kontaktfläche 33j ein relativ großer Bereich festgelegt werden.
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Ferner ist, wie in 6 dargestellt ist, eine Dimension D1 des Übertragungsbereichs 33e in Drehrichtung größer bemessen als eine Dimension D2 des Anschlagbereichs 27 in Drehrichtung. Das bedeutet im Einzelnen, dass die Dimension D1 in Drehrichtung zwischen den beiden Kontaktflächen 33j größer bemessen ist als die Dimension D2 des Anschlagbereichs 27 in Drehrichtung (genauer die Dimension des ersten Kontaktbereichs 21g in Drehrichtung und des zweiten Kontaktbereichs 22g in Drehrichtung). Es ist möglich, in zuverlässiger Weise einen Spalt Gp auf der positiven Seite (Beispiel eines zweiten Spalts) und einen Spalt Gn auf der negativen Seite (Beispiel eines ersten Spalts) zu bilden, indem die Dimension D1 größer als die Dimension D2 bemessen wird.
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Wie vorstehend beschrieben, ist die erste Federanordnung SA1 in der Drehrichtung im vorkomprimierten Zustand zwischen dem ersten Stützbereich 25 und dem Übertragungsbereich 33e angeordnet. Die zweite Federanordnung SA2 ist in der Drehrichtung im vorkomprimierten Zustand zwischen dem zweiten Stützbereich 30 und dem Übertragungsbereich 33 angeordnet. Ferner wird der Spalt Gp auf der positiven Seite zwischen dem Anschlagbereich 27 und der zweiten Federanordnung SA2 zuverlässig gebildet, während der Spalt Gn auf der negativen Seite zwischen dem Anschlagbereich 27 und der zweiten Federanordnung SA1 zuverlässig gebildet wird. Im Neutralzustand liegt der Übertragungsbereich 33e daher in der Drehrichtung zwischen der ersten Federanordnung SA1 und der zweiten Federanordnung SA2 und wird in der Drehrichtung durch die erste Federanordnung SA1 und die zweite Federanordnung SA2 innerhalb des Bereichs des Spalts Gp auf der positiven Seite und des Bereichs des Spalts Gn auf der negativen Seite elastisch gestützt. Mit anderen Worten: Bei einem Torsionswinkel von annähernd 0 Grad bleiben ein Ende der ersten Federanordnung SA1 und jenes der zweiten Federanordnung SA2 in Kontakt mit dem Übertragungsbereich 33e, ohne von dem Übertragungsbereich 33e getrennt zu werden.
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Dämpfungsmechanismus
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Der Dämpfungsmechanismus 4 ist ein Mechanismus zur elastischen Verbindung des ersten Schwungrads 2 und des zweiten Schwungrads 3 in der Drehrichtung und umfasst ein Paar erster Federanordnungen SA1 (Beispiel eines ersten elastischen Elements) und ein Paar zweiter Federanordnungen SA2 (Beispiel eines zweiten elastischen Elements). Der Dämpfungsmechanismus 4 umfasst auch die vorgenannte erste Platte 21, die zweite Platte 22 und die Ausgangsplatte 33.
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Die ersten Federanordnungen SA1 des Paares verbinden das erste Schwungrad 2 in der Drehrichtung elastisch mit dem zweiten Schwungrad 3. Die ersten Federanordnungen SA1 sind derart angeordnet und konfiguriert, dass sie nur auf einer annähernd negativen Seite einer Torsionskennlinie zum Einsatz kommen. Jede erste Federanordnung SA1 hat zwei erste Federgruppen 48, zwei erste Federbleche 44 und das erste Zwischenfederblech 43.
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Die beiden ersten Federgruppen 48 sind derart konfiguriert, dass sie der Reihe nach wirken, wobei sie zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 angeordnet sind. Jede erste Federgruppe 48 hat eine erste äußere Feder 41a und eine erste innere Feder 41b. Die innere Feder 41b ist derart konfiguriert, dass sie parallel zur ersten äußeren Feder 41a wirkt, wobei sie in der ersten äußeren Feder 41a angeordnet ist.
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Das erste Federblech 44 stützt ein Ende der ersten Federgruppe 48 und ist an einem Ende der ersten Federgruppe 48 befestigt. Eines der ersten Federbleche 44 ist zwischen die erste Federgruppe 48 und den ersten Stützbereich 25 geschaltet. Das andere der ersten Federbleche 44 ist im Neutralzustand zwischen die erste Federgruppe 48 und den Übertragungsbereich 33e geschaltet. Das erste Zwischenfederblech 43 stützt Enden der benachbarten ersten Federgruppen 48 und ist zwischen den benachbarten ersten Federgruppen 48 angeordnet. Ein Anschlagdrehmoment auf der positiven Seite lässt sich für den Dämpfungsmechanismus 4 durch einen Kontakt zwischen den ersten beiden Federblechen 44 und dem ersten Zwischenfederblech 43 in Drehrichtung zuverlässig erzeugen.
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Die erste Federanordnung SA1 ist in einem vorkomprimierten Zustand in dem ersten Aufnahmebereich B1 angeordnet, der durch den ersten Seitenbereich 21b, den zweiten Seitenbereich 22b und den rohrförmigen Bereich 21c gebildet wird. Im Neutralzustand ist die erste Federanordnung SA1 im vorkomprimierten Zustand in der Drehrichtung zwischen dem ersten Stützbereich 25 und dem Übertragungsbereich 33e angeordnet. In dem Zustand wird die erste Federanordnung SA1 in der Drehrichtung, in der axialen und in der radialen Richtung durch den ersten Stützbereich 25, den Übertragungsbereich 33e, den ersten Seitenbereich 21, den zweiten Seitenbereich 22b und den rohrförmigen Bereich 21c gestützt. Ferner wird der Spalt Gn auf der negativen Seite zwischen der ersten Federanordnung SA1 und dem Anschlagbereich 27 zuverlässig gebildet.
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Wenn dagegen nur die zweiten Federanordnungen SA2 des Paares betätigt werden, ist die erste Federanordnung SA1 im vorkomprimierten Zustand in der Drehrichtung zwischen dem ersten Stützbereich 25 und dem Anschlagbereich 27 angeordnet. In dem Zustand wird die erste Federanordnung SA1 in der Drehrichtung, in der axialen und in der radialen Richtung durch den ersten Stützbereich 25, den Anschlagbereich 27, den ersten Seitenbereich 21b, den zweiten Seitenbereich 22b und den rohrförmigen Bereich 21c gestützt.
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Die zweiten Federanordnungen SA2 des Paares verbinden das erste Schwungrad 2 in der Drehrichtung elastisch mit dem zweiten Schwungrad 3. Die zweiten Federanordnungen SA2 sind derart angeordnet und konfiguriert, dass sie nur auf der annähernd negativen Seite einer Torsionskennlinie zum Einsatz kommen. Jede zweite Federanordnung SA2 hat zwei zweite Federgruppen 49, zwei zweite Federbleche 42 und das zweite Zwischenfederblech 46.
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Die beiden zweiten Federgruppen 49 sind derart konfiguriert, dass sie der Reihe nach wirken, und sind zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 angeordnet. Jede zweite Federgruppe 49 hat eine zweite äußere Feder 45a und eine zweite innere Feder 45b. Die zweite innere Feder 45 ist derart konfiguriert, dass sie parallel zur zweiten äußeren Feder 45a wirkt, und ist in der zweiten äußeren Feder 45a angeordnet.
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Das zweite Federblech 42 stütz ein Ende der zweiten Federgruppe 49 und ist an dem Ende jeder zweiten Federgruppe 49 befestigt. Eines der zweiten Federbleche 42 ist zwischen die zweite Federgruppe 49 und den zweiten Stützbereich 30 geschaltet. Das andere der zweiten Federbleche 42 ist im Neutralzustand zwischen die zweite Federgruppe 49 und den Übertragungsbereich 33e geschaltet. Das zweite Zwischenfederblech 46 stützt Enden der benachbarten zweiten Federgruppen 49 und ist zwischen den Enden der benachbarten zweiten Federgruppen 49 angeordnet. Ein Anschlagdrehmoment auf der negativen Seite lässt sich für den Dämpfungsmechanismus 4 durch einen Kontakt zwischen den beiden zweiten Federblechen 42 und dem zweiten Zwischenfederblech 46 in Drehrichtung zuverlässig erzeugen.
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Die zweite Federanordnung SA2 ist in einem vorkomprimierten Zustand in dem zweiten Aufnahmebereich B2 angeordnet, der durch den ersten Seitenbereich 21b, den zweiten Seitenbereich 22b und den rohrförmigen Bereich 21c gebildet wird. Im Neutralzustand ist die zweite Federanordnung SA2 im vorkomprimierten Zustand in der Drehrichtung zwischen dem zweiten Stützbereich 30 und dem Übertragungsbereich 33e angeordnet. In dem Zustand wird die zweite Federanordnung SA2 in der Drehrichtung, in der axialen und in der radialen Richtung durch den zweiten Stützbereich 30, den Übertragungsbereich 33e, den ersten Seitenbereich 21, den zweiten Seitenbereich 22b und den rohrförmigen Bereich 21c gestützt. Ferner wird der Spalt Gp auf der positiven Seite zwischen der zweiten Federanordnung SA2 und dem Anschlagbereich 27 zuverlässig gebildet.
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Wenn dagegen nur die ersten Federanordnungen SA1 des Paares betätigt werden, ist die zweite Federanordnung SA2 im zusammengedrückten Zustand in der Drehrichtung zwischen dem zweiten Stützbereich 30 und dem Anschlagbereich 27 angeordnet. In dem Zustand wird die zweite Federanordnung SA2 in der Drehrichtung, in der axialen und in der radialen Richtung durch den zweiten Stützbereich 30, den Anschlagbereich 27, den ersten Seitenbereich 21b, den zweiten Seitenbereich 22b und den rohrförmigen Bereich 21c gestützt.
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Reibungserzeugungsmechanismus
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Der Reibungserzeugungsmechanismus 5 ist ein Mechanismus zur Erzeugung einer Widerstandskraft in Drehrichtung zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 und umfasst eine erste Buchse 53, die zweite Buchse 52, ein erste Reibplatte 54, die zweite Reibplatte 55 und eine Kegelfeder 51.
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Die erste Buchse 53 kann sich unitär mit dem ersten Schwungrad 2 drehen und ist auf der Antriebsmaschinenseite der ersten Reibplatte 54 angeordnet.
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Die zweite Buchse 52 kann sich unitär mit dem zweiten Schwungrad 3 drehen und hat einen Hauptkörper 52a, der eine Ringform besitzt und der die mehreren Vorsprünge 52b aufweist, die von dem Hauptkörper 52a der ersten Buchse radial nach außen vorspringen. Der Hauptkörper 52a der ersten Buchse ist axial zwischen der ersten Reibplatte 54 und der zweiten Reibplatte 55 angeordnet und kann mit der ersten Reibplatte 54 und der zweiten Reibplatte 55 gleiten. Die Vorsprünge 52b sind jeweils in die vorstehend genannten Kerben 33d eingesetzt.
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Die erste Reibplatte 54 ist axial zwischen die erste Buchse 53 und die zweite Buchse 52 geschaltet und kann sich gegenüber dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 drehen. Die zweite Reibplatte 55 ist axial zwischen die zweite Buchse 52 und den Gleitbereich 23c geschaltet und kann sich gegenüber der zweiten Buchse 52 und dem ersten Schwungrad 2 drehen. Die Kegelfeder 51 ist axial zwischen der ersten Buchse 53 und der ersten Platte 21 angeordnet und drückt die erste Buchse 53 in Richtung auf das Getriebe.
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Funktionsweise
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Die Funktionsweise des Dämpfungsmechanismus 4 wird anhand der 7 bis 12 erläutert. Die 7 bis 12 sind mechanische Schaltdiagramme des Dämpfungsmechanismus 4. 12 ist ein Diagramm der Torsionscharakteristiken des Dämpfungsmechanismus 4. In 12 wurde das Hysteresedrehmoment weggelassen.
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(1) Neutralzustand
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Wenn der Torsionswinkel des ersten Schwungrads 2 gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 gleich 0 Grad ist (d.h. wenn der Dämpfungsmechanismus 4 auf den Neutralzustand eingestellt ist), wird das zweite Schwungrad 3 in der Drehrichtung durch die ersten Federanordnungen SA1 und die zweiten Federanordnungen SA2 elastisch gestützt. Insbesondere ist der Übertragungsbereich 33e des zweiten Schwungrads 3 zwischen die erste Federanordnung SA1 und die zweite Federanordnung SA2 geschaltet (siehe 7).
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Im Neutralzustand wird der Spalt Gp auf der positiven Seite zwischen der zweiten Federanordnung SA2 und dem Anschlagbereich 27 in der Drehrichtung zuverlässig gebildet, während der Spalt Gn auf der negativen Seite zwischen der ersten Federanordnung SA1 und dem Anschlagbereich 27 in der Drehrichtung zuverlässig gebildet wird. Ein Torsionswinkel, der dem Spalt Gp auf der positiven Seite entspricht, wird als Spaltwinkel θp0 der positiven Seite definiert, wohingegen ein Torsionswinkel, der dem Spaltwinkel Gn auf der negativen Seite entspricht, als Spaltwinkel θn0 der negativen Seite definiert wird. Wenn der Torsionswinkel in den Bereich des Spaltwinkels θp0 der positiven Seite und in den Bereich des Spaltwinkels θn0 der negativen Seite fällt, kann sich das erste Schwungrad 2 gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 drehen, während der Übertragungsbereich 33e des zweiten Schwungrads 3 zwischen die erste Federanordnung SA1 und die zweite Federanordnung SA2 geschaltet ist. Mit anderen Worten: Wenn der Torsionswinkel in den Bereich des Spaltwinkels θp0 der positiven Seite und in den Bereich des Spaltwinkels θn0 der negativen Seite fällt, werden sowohl die ersten Federanordnungen SA1 als auch die zweiten Federanordnungen SA2 betätigt.
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(2) Positive Seite der Torsionskennlinie
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Wenn die Kupplungsscheibenanordnung (in den Figuren nicht dargestellt) an das zweite Schwungrad 3 angedrückt wird, wird eine Kraft von der Antriebsmaschine über die Schwungradanordnung 1 und die Kupplungsscheibenanordnung auf das Getriebe übertragen. Insbesondere setzt die Drehung des ersten Schwungrads 2 gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 in der ersten Drehrichtung R1 ein. In der Folge beginnt die Kompression der ersten Federanordnung SA1 zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 (siehe 7 und 8). Das bedeutet im Detail, dass die beiden ersten Federgruppen 48 in der Drehrichtung zwischen dem ersten Stützbereich 25 des Schwungrads 2 und dem Übertragungsbereich 33e des zweiten Schwungrads 3 zusammengedrückt werden. Gleichzeitig damit wird der zusammengedrückte Zustand der zweiten Federanordnung SA2 zwischen dem zweiten Stützbereich 30 und dem Anschlagbereich 27 allmählich aufgehoben. Ferner wird in Verbindung mit der relativen Drehung zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 ein Reibwiderstand in dem Reibungserzeugungsmechanismus 5 erzeugt. Dementsprechend wird in Drehrichtung ein Widerstand (d.h. Hysteresedrehmoment) zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 erzeugt.
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Ein Drehmoment Tp, das für die Drehung des ersten Schwungrads 2 hinsichtlich des zweiten Schwungrads 3 zur positiven Seite (d.h. in der ersten Drehrichtung R1) erforderlich ist, wird durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt. Tp = R × (Fp – Fn)
= R × K × (Lp + L0) – (Ln + L0)
= R × K × (Lp – Ln) (1)
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R steht für einen wirksamen Radius des Dämpfungsmechanismus 4 (siehe 1); Lp steht für den Betrag der Kompression der ersten Federgruppen 48; Ln steht für den Betrag der Kompression der zweiten Federgruppen 49; und L0 steht für den Betrag der Kompression der ersten Federanordnung SA1 und der zweiten Federanordnung SA2 im Neutralzustand. Ferner wird ein Federkoeffizient der ersten Federanordnung SA1 (ein Gesamtfederkoeffizient der beiden ersten in Reihe angeordneten Federgruppen 48) als K bestimmt, während ein Federkoeffizient der zweiten Federanordnung SA2 (ein Gesamtfederkoeffizient der beiden zweiten in Reihe angeordneten Federgruppen 49) als K bestimmt wird.
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“Ln = –LP” wird bestimmt, wenn der Drehwinkel des ersten Schwungrads 2 gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 in den Bereich von 0 bis zu dem Spaltwinkel θp0 der positiven Seite fällt. Aus diesem Grund wird Gleichung (1) durch die Folgende angegeben (2). Tp = R × K × (Lp – (–Ln)) = R × K × 2Lp (2)
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Aus diesem Grund wird der Gradient einer Linie derart bestimmt, dass er gleich 2K ist, wenn der Torsionswinkel in den Bereich von 0 bis zu dem Spaltwinkel θp0 der positiven Seite fällt, wie das in dem Torsionskennliniendiagramm von 12 dargestellt ist.
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Wenn der Drehwinkel des ersten Schwungrads 2 gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 den Spaltwinkel θp0 der positiven Seite erreicht, gelangt die zweite Federanordnung SA2 (genauer die zweiten Federbleche 42, die an den zweiten Federgruppen 49 befestigt sind) in Kontakt mit dem Anschlagbereich 27, und die Betätigung der zweiten Federanordnung SA2 wird gestoppt (siehe 8). Die beiden zweiten Federgruppen 49 werden hierbei unter Zusammendrücken zwischen dem zweiten Stützbereich 30 und dem Anschlagbereich 27 gehalten.
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Wenn das erste Schwungrad 2 gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 von der Position auf der positiven Seite des Spaltwinkels θp0 weiter gedreht wird, wird der Übertragungsbereich 33e von der zweiten Federanordnung SA2 (genauer dem zweiten Federblech 42, das an der zweiten Federgruppe 49 befestigt ist) getrennt. Demzufolge wird zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 nur die erste Federanordnung SA1 betätigt (siehe 9). Insbesondere wird die erste Federanordnung SA1 zwischen dem Stützbereich 25 und dem Anschlagbereich 27 weiter zusammengedrückt. Jedoch behält die zweite Federanordnung SA2 den Status quo zwischen dem zweiten Stützbereich 30 und dem Anschlagbereich 27.
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Das Drehmoment Tp, das für die Drehung des ersten Schwungrads 2 hinsichtlich des zweiten Schwungrads 3 zur positiven Seite (d.h. in der ersten Drehrichtung R1) erforderlich ist, wird vorliegend durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt. Tp = R × Fp = R × K(Lp + L0) (3)
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Aus diesem Grund wird der Gradient einer Linie derart festgelegt, dass er gleich K ist, wenn der Torsionswinkel in den Bereich von dem Spaltwinkel θp0 der positiven Seite bis zu einem maximalen Torsionswinkel θpmax der positiven Seite fällt, wie das in dem Torsionskennliniendiagramm von 12 dargestellt ist.
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Wenn das erste Schwungrad 2 gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 weiter gedreht wird, gelangen die ersten Federbleche 44 und das erste Zwischenfederblech 43 kurze Zeit danach in der Drehrichtung in Kontakt miteinander. Infolgedessen werden die beiden ersten Federbleche 44 und das erste Zwischenfederblech 43 in der Drehrichtung zwischen den ersten Stützbereich 25 des ersten Schwungrads 2 und den Übertragungsbereich 33e geschaltet, und die relative Drehung zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 wird bei einem maximalen Torsionswinkel θpmax der positiven Seite gestoppt. Demzufolge wird Kraft von dem ersten Schwungrad 2 über die ersten Federbleche 44 und das Zwischenfederblech 43 auf das zweite Schwungrad 3 übertragen.
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(3) Negative Seite der Torsionskennlinie
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Hingegen wird beim Einsatz einer Motorbremse beispielsweise im eingekuppelten Zustand eine Antriebskraft für eine umgekehrte Drehung von der Getriebeseite auf das zweite Schwungrad 3 übertragen. Das zweite Schwungrad 3 wird daher ausgehend von dem Zustand unter dem maximalen Torsionswinkel θpmax der positiven Seite gegenüber dem ersten Schwungrad 2 in der ersten Drehrichtung R1 angetrieben und gedreht. Mit anderen Worten: Das erste Schwungrad 2 wird ausgehend von dem Zustand unter dem maximalen Torsionswinkel θpmax der positiven Seite gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 in der zweiten Drehrichtung R2 gedreht. Dadurch wird die Position des Neutralzustands bei einem Torsionswinkel von 0 Grad überschritten, und es beginnt die Kompression für die zweite Federanordnung SA2 zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 (siehe 7 und 10). Gleichzeitig damit wird der zusammengedrückte Zustand der ersten Federanordnung SA1 zwischen dem ersten Stützbereich 25 und dem Anschlagbereich 27 allmählich aufgehoben.
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Ein Drehmoment Tn, das für die Drehung des ersten Schwungrads 2 hinsichtlich des zweiten Schwungrads 3 zur negativen Seite (d.h. in der zweiten Drehrichtung R2) erforderlich ist, wird vorliegende durch die folgende Gleichung (4) ausgedrückt. Tn = R × (Fn – Fp)
= R × K × (Ln + L0) – (Lp + L0)
= R × K × (Ln – Lp) (4)
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“Lp = –Ln” wird bestimmt, wenn der Drehwinkel des ersten Schwungrads 2 gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 in den Bereich des Spaltwinkel θn0 der negativen Seite fällt. Aus diesem Grund wird Gleichung (4) durch folgende Gleichung angegeben (5). Tn = R × K × (Ln – (–LP)) = R × K × 2Ln (5)
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Aus diesem Grund wird der Gradient einer Linie derart festgelegt, dass er gleich 2K ist, wenn der Torsionswinkel in den Bereich von 0 bis zu dem Spaltwinkel θn0 der negativen Seite fällt, ähnlich wie im Fall der positiven Seite, wie das in dem Torsionskennliniendiagramm von 12 dargestellt ist.
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Wenn der Drehwinkel des ersten Schwungrads 2 gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 den Spaltwinkel θn0 der negativen Seite erreicht, gelangt die erste Federanordnung SA1 (genauer das erste Federbleche 44, das an der ersten Federgruppe 48 befestigt ist) in Kontakt mit dem Anschlagbereich 27, und die Betätigung der ersten Federanordnung SA1 wird gestoppt (siehe 10). Die beiden zweiten Federgruppen 48 werden hierbei unter Zusammendrücken zwischen dem zweiten Stützbereich 30 und dem Anschlagbereich 27 gehalten.
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Wenn das erste Schwungrad 2 gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 ausgehend von der Position auf der Seite des negativen Spaltwinkels θn0 weiter gedreht wird, wird der Übertragungsbereich 33e von der ersten Federanordnung SA1 (genauer dem ersten Federblech 44, das an der ersten Federgruppe 48 befestigt ist) getrennt. Demzufolge wird zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 nur die zweite Federanordnung SA2 betätigt (siehe 11). Insbesondere wird die zweite Federanordnung SA2 zwischen dem zweiten Stützbereich 30 und dem Anschlagbereich 27 weiter zusammengedrückt. Jedoch behält die erste Federanordnung SA1 den Status quo zwischen dem ersten Stützbereich 25 und dem Anschlagbereich 27.
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Das Drehmoment Tn, das für die Drehung des ersten Schwungrads 2 hinsichtlich des zweiten Schwungrads 3 zur negativen Seite (d.h. in der zweiten Drehrichtung R2) erforderlich ist, wird vorliegend durch die folgende Gleichung (6) ausgedrückt. Tn = R × Fn = R × K × (Ln + L0) (6)
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Aus diesem Grund wird der Gradient einer Linie derart festgelegt, dass er gleich K ist, wenn der Torsionswinkel in den Bereich von dem Spaltwinkel θn0 der negativen Seite bis zu einem maximalen Torsionswinkel θnmax der negativen Seite fällt, wie das in dem Torsionskennliniendiagramm von 12 dargestellt ist.
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Wenn das erste Schwungrad 2 gegenüber dem zweiten Schwungrad 3 weiter gedreht wird, gelangen die benachbarten zweiten Federbleche 42 und das zweite Zwischenfederblech 46 kurze Zeit danach in der Drehrichtung in Kontakt miteinander. Infolgedessen werden die zweiten Federbleche 42 und das zweite Zwischenfederblech 46 in der Drehrichtung zwischen den zweiten Stützbereich 30 des ersten Schwungrads 2 und den Übertragungsbereich 33e geschaltet, und die relative Drehung zwischen dem ersten Schwungrad 2 und dem zweiten Schwungrad 3 wird bei einem maximalen Torsionswinkel θnmax der negativen Seite gestoppt. Demzufolge wird Kraft von dem ersten Schwungrad 2 über die ersten Federbleche 44 und das erste Zwischenfederblech 43 auf das zweite Schwungrad 3 übertragen.
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Merkmale
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Wie vorstehend erläutert, wird bei dem vorliegenden Dämpfungsmechanismus 4 im größten Teil des Bereichs der positiven Seite der Torsionskennlinie nur die erste Federanordnung SA1 zusammengedrückt, wohingegen im größten Teil der negativen Seite der Torsionskennlinie nur die zweite Federanordnung SA2 zusammengedrückt wird. Mit anderen Worten: Die zweite Federanordnung SA2 wir auf der positiven Seite der Torsionslinie kaum betätigt, wohingegen die erste Federanordnung SA1 auf der negativen Seite der Torsionslinie kaum betätigt wird. Dies ermöglicht eine Verringerung der Frequenz der Betätigung der ersten Federanordnung SA1 und der zweiten Federanordnung SA2 und dementsprechend eine Verbesserung der Dauerhaftigkeit des Dämpfungsmechanismus 4.
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Darüber hinaus werden im Neutralzustand, in dem keine Drehkraft auf das erste Schwungrad 2 und das zweite Schwungrad 3 wirkt, in der Drehrichtung zwischen dem Anschlagbereich 27 und der ersten Federanordnung SA1 und in der Drehrichtung zwischen dem Anschlagbereich 27 und der zweiten Federanordnung SA2 zuverlässig Spalte (der Spalt Gp der positiven Seite und der Spalt Gn der negativen Seite) gebildet. Dadurch wird das zweite Schwungrad 3 bei einem Torsionswinkel von annähernd 0 Grad durch die erste Federanordnung SA1 und die zweite Federanordnung SA2 elastisch gestützt. Mit anderen Worten: Bei einem Torsionswinkel von annähernd 0 Grad wird ein Zustand beibehalten, in dem sich entweder das erste Federblech 44 der ersten Federanordnung SA1 oder das zweite Federblech 42 der zweiten Federanordnung SA2 mit dem Übertragungsbereich 33e in Kontakt befindet. Bei einem Torsionswinkel von annähernd 0 Grad ist es also möglich, eine Situation zu verhindern, in der die erste Federanordnung SA1 und die zweite Federanordnung SA2 mit dem Übertragungsbereich 33e kollidieren und dadurch abnorme Geräusche erzeugen.
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Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Dauerhaftigkeit des Dämpfungsmechanismus 4 und gleichzeitig sein Geräuschvibrationsverhalten verbessert werden. Weiterhin lassen sich ähnlich vorteilhafte Wirkungen sogar durch die Schwungradanordnung 1 erzielen, in die der Dämpfungsmechanismus 4 eingebaut ist.
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Weitere Ausführungsbeispiele
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Eine Vielfalt von Änderungen und Modifikation ist möglich, ohne den Schutzrahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
- (1) Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde der erfindungsgemäße Dämpfungsmechanismus am Beispiel einer Schwungradanordnung 1 erläutert. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Dämpfungsmechanismus ist jedoch nicht auf eine Schwungradanordnung beschränkt. Zum Beispiel kann der Dämpfungsmechanismus auch bei anderen Vorrichtungen wie beispielsweise einer Kupplungsscheibenanordnung oder einem Drehmomentbegrenzer angewendet werden.
- (2) Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel hat die Federanordnung SA1 als Beispiel eines ersten elastischen Elements zwei erste Federgruppen 48, die derart angeordnet sind, dass sie in Reihe wirken. Jedoch ist es lediglich erforderlich, dass die erste Federanordnung SA1 mindestens eine erste Federgruppe 48 aufweist. Weiterhin ist die erste Federgruppe 48 durch eine Gruppe sogenannter Doppelfedern gebildet. Sie kann jedoch auch durch eine Einzelfeder gebildet sein. Darüber hinaus können die beiden ersten Federbleche 44 und das erste Zwischenfederblech 43 entfallen.
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Ferner umfasst die zweite Federanordnung SA2 als Beispiel eines zweiten elastischen Elements die beiden zweiten Federgruppen 49, die derart angeordnet sind, dass sie in Reihe wirken. Jedoch ist es lediglich erforderlich, dass die zweite Federanordnung SA2 mindestens eine zweite Federgruppe 49 aufweist. Weiterhin wird die zweite Federgruppe 49 durch eine Gruppe sogenannter Doppelfeldern gebildet. Sie kann jedoch auch durch eine Einzelfeder gebildet werden. Darüber hinaus können die beiden zweiten Federbleche 42 und das zweite Zwischenfederblech 46 entfallen.
- (3) Bei vorstehendem Ausführungsbeispiel verfügen die erste Federanordnung SA1, die auf der positiven Seite wirkt, und die zweite Federanordnung SA2, die auf der negativen Seite wirkt, über den gleichen Steifigkeitsgrad. Ihr Steifigkeitsgrad kann jedoch auch verschieden sein. Ferner sind bei vorstehendem Ausführungsbeispiel der Spaltwinkel θp0 der positiven Seite und der Spaltwinkel θn0 der negativen Seite gleich groß. Jedoch können sich die Spaltwinkel auch voneinander unterscheiden.
- (4) Bei vorstehendem Ausführungsbeispiel sind der erste Stützbereich 25, der zweite Stützbereich 30 und die beiden Anschlagbereiche 27 vorgesehen. Jedoch ist die Anzahl des ersten Stützbereichs 25, die des zweiten Stützbereichs 30 und die des Anschlagbereichs 27 nicht auf die Anzahl in dem Ausführungsbeispiel beschränkt. Es kann zum Beispiel auch nur ein Anschlagbereich 27 vorgesehen sein. Alternativ können die Anzahl des ersten Stützbereichs 25, jene des zweiten Stützbereichs 30 und jene des Anschlagbereichs 27 jeweils auch größer sein als in dem Ausführungsbeispiel.
- (5) Bei vorstehendem Ausführungsbeispiel wird sowohl der Spaltwinkel Gp der positiven Seite als auch der Spaltwinkel Gn der negativen Seite zuverlässig gebildet. Wirkungen, die ähnlich vorteilhaft sind wie jene, die durch die vorstehende Schwungradanordnung 1 erzielt werden, sind jedoch auch erzielbar, solange nur einer der Spalte Gp der positiven Seite und Gn der negativen Seite zuverlässig gebildet wird. Wie in 13 dargestellt ist, ist zum Beispiel eine Konfiguration denkbar, in der im Neutralzustand der positive Spalt Gp auf der Seite R1 des Anschlagbereichs 27 zuverlässig gebildet wird, wohingegen der Spalt Gn der negativen Seite auf der Seite R2 des Anschlagbereichs 27 nicht zuverlässig gebildet wird. Eine Torsionskennlinie dieser Konfiguration ist in dem Diagramm von 14 dargestellt. Alternativ ist eine Konfiguration denkbar, in der im Neutralzustand der positive Spalt Gp auf der Seite R1 des Anschlagbereichs 27 nicht zuverlässig gebildet wird, wohingegen der Spalt Gn der negativen Seite auf der Seite R2 des Anschlagbereichs 27 zuverlässig gebildet wird.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Bei dem erfindungsgemäßen Dämpfungsmechanismus lassen sich die Dauerhaftigkeit und gleichzeitig das Geräuschvibrationsverhalten verbessern. Aus diesem Grund ist die vorliegende Erfindung nützlich auf dem Gebiet von Kraftübertragungsvorrichtungen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwungradanordnung
- 2
- erstes Schwungrad (Beispiel eines ersten Rotors)
- 25
- erster Stützbereich
- 27
- Anschlagbereich
- 30
- zweiter Stützbereich
- 3
- zweites Schwungrad
- 33
- Ausgangsplatte (Beispiel eines zweiten Rotors)
- 33e
- Übertragungsbereich
- 4
- Dämpfungsmechanismus
- 48
- erste Federgruppe
- 49
- zweite Federgruppe
- 5
- Reibungserzeugungsmechanismus
- θp0
- Spaltwinkel der positiven Seite
- θn0
- Spaltwinkel der negativen Seite
- Gp
- Spalt der positiven Seite (Beispiel eines zweiten Spalts)
- Gn
- Spalt der negativen Seite (Beispiel eines ersten Spalts)
- SA1
- erste Federanordnung (Beispiel eines ersten elastischen Elements)
- SA2
- zweite Federanordnung (Beispiel eines zweiten elastischen Elements)
