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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auswuchten von montierten Drehschwingungsdämpfern.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 596 05 103 C5 ist ein Drehschwingungsdämpfer mit Lageeinrichtungen zur Führung eines Schwungringes in einem Gehäuse, wobei die Lageeinrichtungen den Schwungring gegenüber dem Gehäuse führen, und lose bzw. ohne Vorspannung zwischen Gehäuse und Ring eingesetzt sind sowie vorgegebene Scherspalte zwischen Gehäuse und Ring aufrechterhalten, bekannt.
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Die Lageeinrichtungen bestehen aus Kunststoff.
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Als Lageeinrichtungen sind im Querschnitt L-förmige Lagerbuchsen vorgesehen, deren Radiallagerpartien den Schwungring gegenüber dem Dämpfergehäuse in radialer Richtung führen und deren Axiallagerpartien eine axiale Führung gewährleisten.
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Zwei der L-förmigen Lagerbuchsen sind im inneren oder äußeren Umfangsspalt des Schwungringes angeordnet.
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Die Lagerbuchsen sind als Winkelringe ausgelegt, die an einer Stelle ihres Umfangs gerade geschlitzt sind, wobei die Winkelringe an einer Stelle ihres Umfangs unter Schrägwinkel geschlitzt sind.
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Seitliche Einstiche, die zur Aufnahme der Axiallagerpartien dienen, sind im Schwungring durch unterschiedliche Durchmesser begrenzt.
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Um eine aufwendige Montage der beiden Lageeinrichtungen zu vereinfachen, werden gemäß der
DE 100 46 737 C1 die Lageeinrichtungen als einteiliger Lagerkörper ausgebildet, wobei die Lagerelemente mit den Schwungring umgreifenden Stegen miteinander verbunden sind.
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Die Stege sind so dimensioniert, dass die Lagerelemente im Montagezustand in Richtung zum Schwungring, d. h. in axialer Richtung, aufeinander zugespannt werden.
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Die Stege sind dann so dimensioniert, dass sie mit einem vom Durchmesser des Schwungringes abweichenden Maß in der Weise hergestellt werden, dass das Gleitlager beim Anbau an den Schwungring eine geringfügige Vorspannung behält, so dass es für den Einbauvorgang sicher am Schwungring gehalten ist.
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Aus der
DE 695 12 518 T2 ist eine Vorrichtung zum Auswuchten einer rotationsfähigen Einrichtung bekannt, die eine Rotationsachse aufweist und die mit ersten, zweiten und dritten ringförmigen und kontinuierlich verlaufenden Pfaden versehen ist, die relativ zur Rotationsachse der rotationsfähigen Einrichtung konzentrisch ausgerichtet sind.
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In einigen Fällen kann es vorkommen, dass ein Motor zunächst ohne Zylinderkopf zusammengebaut wird und dann der Kurbeltrieb (inkl. Kurbelwelle, Pleuel, Kolben, Drehschwingungsdämpfer) im Montageprozess durch Wuchtbohrungen am Drehschwingungsdämpfer und Zusatzmassen am Schwungrad gewuchtet wird.
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In solchen Fällen kann aufgrund des relativ großen Spiels zwischen dem Schwungring und dem Gehäuse des Drehschwingungsdämpfers der Schwungring eine Unwuchtposition in dem Gehäuse einnehmen, die beim Auswuchten des Kurbeltriebs durch Bohrungen „fälschlicherweise” kompensiert würde. Denn beim späteren Motorbetrieb mit dynamischer Anregung des Schwungrings, wird sich dieser zentrieren und die eingebrachten Wuchtbohrungen führen zu einer nicht gewollten Unwucht.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschwingungsdämpfer und ein Verfahren bereitzustellen, welcher ein einfaches Auswuchten des Schwungringes nach der Montage des Drehschwingungsdämpfers ermöglicht.
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Lösung der Aufgabe
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Die Aufgabe wird durch einen Drehschwingungsdämpfer gemäß Anspruch 1 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
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Vorteile der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Drehschwingungsdämpfer umfasst Gleitlagerelemente/Lagerbuchsen, auch Bundlager genannt, die in einem Lagerbereich und in radialer Erstreckung einen Federbereich umfassen. Der Federbereich gewährleistet während der Montage des Drehschwingungsdämpfers eine radiale Ausrichtung des Schwungringes im Gehäuse.
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Die Steifigkeit des Federbereichs wird derart gewählt, dass während des eigentlichen regulären Betriebs des Drehschwingungsdämpfers, beispielsweise während des Motorbetriebs, die Reibung zwischen dem Federbereich und dem Gehäuse derart gering ist, dass die Funktion des Lagerbereichs nicht beeinträchtigt wird.
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Der Federbereich überbrückt zumindest für die Dauer der Motormontage die Unwuchtposition des Schwungringes in dem Gehäuse des Drehschwingungsdämpfers. Der Federbereich verformt sich bei der Montage des Drehschwingungsdämpfers derart, dass eine Seite des Federbereichs an dem Gehäuse und eine Seite des Lagerbereichs an dem Schwungring anliegen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform liegen der Federbereich mit einer Seite an dem Gehäuse und der Lagerbereich an dem Schwungring an, um den Schwungring zumindest während der Montage in dem Gehäuse auszuwuchten.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Federbereich des Gleitlagerelements in radialer Erstreckung alternierend in konkave und konvexe Bereiche ausgebildet, so dass der Federbereich die Eigenschaft einer sog. Wellfeder ausübt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegen die konkaven Bereiche an dem Gehäuse und die konvexen Bereiche an dem Schwungring an.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steifigkeit des Federbereichs variabel.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform korreliert die Steifigkeit des Federbereichs mit dessen radialer Erstreckung, d. h. der Materialwandstärke.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform korreliert die Steifigkeit des Federbereichs mit der Anzahl der konkaven und konvexen Bereiche.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das ringförmige Gleitlagerelement mindestens eine Öffnung für einen Toleranzausgleich auf.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird für den Lagerbereich und den Federbereich das gleiche Material, beispielsweise PTFE oder PA, gewählt.
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Vorteilhafterweise kann das Material für den Federbereich an den Lagerbereich angespritzt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Auswuchten eines auf einer Welle, beispielsweise eine Kurbelwelle, montierten Drehschwingungsdämpfers, welcher in einem Gehäuse einen Schwungring umfasst, zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest für die zeitliche Dauer der Montage eine Unwuchtposition des Schwungringes in dem Gehäuse durch ein Anliegen einer Seite des Federbereichs an dem Gehäuse und einer Seite des Lagerbereichs an dem Schwungring vorgebeugt wird. Hierdurch wird eine radiale Position des Schwungringes in dem Gehäuse erzielt, so dass der Schwungring keine Unwucht erzeugt. Die Wuchtbohrungen am Drehschwingungsdämpfer und Zusatzmassen am Schwungrad kompensieren also ausschließlich Abweichungen des Drehschwingungsdämpfergehäuses, des Schwungrades sowie des Kurbeltriebs.
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Die Montage des Drehschwingungsdämpfers kann vollautomatisiert durch ein Einsetzen des ersten Gleitlagerelements, des Schwungrings, des zweiten Gleitlagerelements und das Einfüllen der Dämpfungsflüssigkeit/Silikonöl in das Gehäuse und das anschließende Verschließen des Gehäuses durch den Gehäusedeckel erfolgen.
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Der Federbereich ist hinsichtlich seiner Geometrie und Steifigkeit so ausgebildet, dass bei dem sequentiellen Einsetzen des ersten Gleitlagerelements, des Schwungrings und des zweiten Gleitlagerelements kein Ineinanderverkanten auftritt.
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Die Laufruhe des Gesamtmotors kann durch eine Verringerung der Restunwucht verbessert werden.
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Zeichnungen
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Es zeigen:
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1a: einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers;
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1b: einen vergrößerten Ausschnitt gemäß 1a;
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2a: einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers;
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2b: einen vergrößerten Ausschnitt gemäß 2a;
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2c: eine perspektivische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Gleitlagerelement gemäß 2a und 2b;
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2d: ein Detail von 2c;
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2e: ein Detail von 2c;
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2f: ein Detail von 2c.
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In der 1a ist ein Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers 1 dargestellt.
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Der Drehschwingungsdämpfer 1 umfasst zwei Gleitlagerelemente 2a, 2b zur Führung eines Schwungringes 3 in einem Gehäuse 4.
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Das Gehäuse 4 wird seitlich durch einen Gehäusedeckel 5 verschlossen.
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Die Gleitlagerelemente 2a, 2b sind in einem etwa der axialen Erstreckung des Schwungringes 3 entsprechenden Abstand zueinander angeordnet. Sie führen den Schwungring 3 sowohl in radialer und axialer Richtung im Gehäuse 4 und erhalten zwischen dem Gehäuse 4 und dem Schwungring 3 Scherspalte 6 aufrecht.
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In den Scherspalten 6 befindet sich eine Dämpfungsflüssigkeit, beispielsweise Silikonöl.
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Die Gleitlagerelemente 2a, 2b weisen einen Lagerbereich 7 und einen Federbereich 8 auf (in 1b dargestellt).
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Der Federbereich 8 grenzt an den Lagerbereich 7 an.
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Der Drehschwingungsdämpfer 1 kann auf unterschiedliche Weise automatisch montiert werden.
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Beispielsweise kann zuerst das Gleitlagerelement 2a vollständig in das Gehäuse 4 eingesetzt werden. Daran anschließend wird der Schwungring 3 eingesetzt. Durch die geometrische Ausbildung des Federbereichs 8 des Gleitlagerelements 2a erfolgt eine Vorzentrierung des Schwungringes 3 in dem Gehäuse 4. Daran anschließend wird das Gleitlagerelement 2b eingesetzt. Um ein Einsetzen des Gleitlagerelements 2b (insbesondere des Federbereichs 8) in das Gehäuse 4 zu erleichtern, kann das Gehäuse 4 in einem Bereich eine Fase aufweisen.
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Daran anschließend wird die Dämpfungsflüssigkeit eingefüllt und das Gehäuse 4 mit dem Gehäusedeckel 5 verschlossen.
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In einer anderen Montagevariante wird das Gleitlagerelement 2a nur bis zum Lagerbereich 7 in das Gehäuse 4 eingefügt. Daran anschließend wird der Schwungring 3 eingesetzt und bewegt dabei das Gleitlagerelement 2a translatorisch mit in das Gehäuse 4. Daran anschließend wird das Gleitlagerelement 2b in das Gehäuse 4 eingesetzt. Daran anschließend wird die Dämpfungsflüssigkeit eingefüllt und das Gehäuse 4 mit dem Gehäusedeckel 5 verschlossen.
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Nach der Montage des Drehschwingungsdämpfers 1 ist die radiale Unwucht des Schwungrings 3 durch die Gleitlagerelemente 2a, 2b überbrückt, da die eine Seite s1 des Federbereichs 8 an dem Gehäuse 4 und die eine Seite s2 des Lagerbereichs 7 an dem Schwungring 3 anliegt (in 1b dargestellt).
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Die Geometrie und die Steifigkeit des Federbereichs 8 ist so gewählt, dass die radiale Unwucht des Schwungringes 3 zumindest für die Dauer der Montage des Drehschwingungsdämpfers 1 und des Kurbeltriebs/des Motors überbrückt wird.
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Der fertig montierte Drehschwingungsdämpfer 1 wird mit seinem Nabenbereich 9 mit einer nicht dargestellten Welle, beispielsweise einer Kurbelwelle, verbunden.
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In radialer Richtung wird der Schwungring 3 durch den Federbereich 8 des Gleitlagerelements 2a, 2b (vor-)gespannt. Durch diese Spannung wird der Schwungring 3 in die Position gebracht, die er während des regulären Betriebs einnimmt. Somit wird die anfängliche Unwucht aufgrund der Scherspalte 6 und der Schwerkraft des Schwungringes 3 vermieden.
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Während des Betriebs des Drehschwingungsdämpfers 1 wird aufgrund der Dämpfungsflüssigkeit, die einen Film zwischen dem Gleitlagerelement 2a, 2b, dem Schwungring 3 und dem Gehäuse 4 bildet, die anfängliche radiale Spannung des Federbereichs 8 zumindest soweit behoben, dass die Eigenschaft des Lagerbereichs 7 nicht beeinträchtigt wird.
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In den 2a bis 2f ist eine weitere geometrische Ausbildung des Federbereichs 8 dargestellt.
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Das in 2c dargestellte ringförmige Gleitlagerelement 2a weist eine Öffnung 10 zum Toleranzausgleich auf.
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In 2d ist ein Ausschnitt des Gleitlagerelements 2c dargestellt. Der Federbereich 8 umfasst alternierende konkave Bereiche b1 und konvexe Bereiche b2. Durch diese Alternierung nimmt der Federbereich 8 die Form einer sog. Wellfeder an.
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Die konkaven Bereiche b1 bilden Anlageflächen für das Gehäuse 4, und die konvexen Bereiche b2 bilden Anlageflächen für den Schwungring 3. Während des regulären Betriebs des Drehschwingungsdämpfers 1 kann sich zwischen den konkaven Bereichen b1 und dem Gehäuse 4 sowie zwischen den konvexen Bereichen b2 und dem Schwungring 3 ein Film aus der Dämpfungsflüssigkeit bilden.
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Die konvexen Bereiche b2 bilden neben der Seite s2 des Lagerbereichs 7 die Anlageflächen für den Schwungring 3.
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Die konkaven Bereiche b1 bilden bei der Seite s1 des Federbereichs 8 die Anlageflächen für das Gehäuse 4.
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Die Steifigkeit des Federbereichs 8 kann variabel sein.
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Die Steifigkeit des Federbereichs 8 kann mit der Materialstärke, d. h. dem Ausmaß der radialen Erstreckung, und/oder der Anzahl der konkaven Bereiche b1 und der konvexen Bereiche b2 korrelieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschwingungsdämpfer
- 2a
- Gleitlagerelement
- 2b
- Gleitlagerelement
- 3
- Schwungring
- 4
- Gehäuse
- 5
- Gehäusedeckel
- 6
- Scherspalt
- 7
- Lagerbereich
- 8
- Federbereich
- 9
- Nabenbereich
- 10
- Öffnung
- b1
- konkaver Bereich
- b2
- konvexer Bereich
- s1
- Seite
- s2
- Seite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 59605103 C5 [0002]
- DE 10046737 C1 [0008]
- DE 69512518 T2 [0011]
