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Die Erfindung betrifft eine Dämpfereinrichtung gemäß Patentanspruch 1.
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Es sind Doppeltorsionsdämpfer bekannt, die eine Eingangsseite, eine Ausgangsseite, eine erste Federeinrichtung, eine zweite Federeinrichtung und einen Zwischenflansch umfassen. Die erste Federeinrichtung ist mit der Eingangsseite und dem Zwischenflansch gekoppelt. Die zweite Federeinrichtung ist mit dem Zwischenflansch und der Ausgangsseite gekoppelt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Dämpfereinrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird mittels einer Dämpfereinrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Dämpfereinrichtung dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Dämpfereinrichtung drehbar um eine Drehachse lagerbar ist. Die Dämpfereinrichtung weist eine Eingangsseite, ein erstes Koppelmittel, ein zweites Koppelmittel, eine Koppelmasse, eine Pendelmasse, eine Kulissenführung und eine Ausgangsseite auf. Das erste Koppelmittel koppelt die Eingangsseite mit der Koppelmasse. Das zweite Koppelmittel koppelt die Koppelmasse mit der Ausgangsseite. Die Kulissenführung koppelt beschränkt beweglich die Pendelmasse gegenüber der Koppelmasse mit der Koppelmasse. Wenigstens eines der Koppelmittel umfasst eine Federeinrichtung.
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Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine besonders kompakte Dämpfereinrichtung bereitgestellt werden kann, die sowohl eine frequenzabhängige Dämpfung und gleichzeitig eine drehzahlabhängige Dämpfung bereitstellt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Kulissenführung wenigstens eine erste Ausnehmung, wenigstens eine zweite Ausnehmung und wenigstens eine Pendelrolle auf. Die erste Ausnehmung ist in der Koppelmasse und die zweite Ausnehmung in der Pendelmasse angeordnet. Die Pendelrolle greift zumindest teilweise in die erste Ausnehmung und in die zweite Ausnehmung ein. Die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung sind derart aufeinander abgestimmt, dass bei Einleitung einer Drehschwingung in die Koppelmasse die Koppelmasse in radialer Richtung und die Pendelmasse in Umfangsrichtung geführt werden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine Pendelbewegung der Pendelmasse durch die Federeinrichtung unterstützt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Ausnehmung und/oder die zweite Ausnehmung nierenförmig ausgebildet. Die erste Ausnehmung weist einen ersten Krümmungsmittelpunkt und die zweite Ausnehmung einen zweiten Krümmungsmittelpunkt auf. Der erste Krümmungsmittelpunkt ist radial außenseitig der ersten Ausnehmung und der zweite Krümmungsmittelpunkt radial innenseitig der zweiten Ausnehmung angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform erstrecken sich die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung in Umfangsrichtung.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Pendelmasse zumindest teilringförmig um die Drehachse umlaufend ausgebildet. Vorzugsweise ist die Pendelmasse als vollständig um die Drehachse umlaufender Ring ausgebildet. Dadurch kann eine besonders hohe Masse der Pendelmasse bereitgestellt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Koppelmasse einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt ist radial innenseitig zum zweiten Abschnitt angeordnet. Der erste Abschnitt ist mit der Federeinrichtung gekoppelt. Der zweite Abschnitt ist in Umfangsrichtung schmaler ausgebildet als der zweite Koppelabschnitt. Dadurch kann die Federeinrichtung radial außenseitig durch die Koppelmasse gehalten werden, sodass auf diese Weise eine radiale Fixierung der Federeinrichtung sichergestellt ist.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Pendelmasse ein erstes Pendelmassenteil und wenigstens ein zweites Pendelmassenteil auf. Das erste Pendelmassenteil ist zumindest teilweise axial beabstandet zum zweiten Pendelmassenteil angeordnet. Das erste Pendelmassenteil ist mit dem zweiten Pendelmassenteil verbunden. Axial zwischen dem ersten Pendelmassenteil und dem zweiten Pendelmassenteil ist zumindest die Koppelmasse und/oder die Federeinrichtung angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Eingangsseite und/oder die Ausgangsseite zumindest abschnittsweise scheibenförmig ausgebildet. Die Eingangsseite und/oder die Ausgangsseite ist axial zumindest teilweise zwischen dem ersten Pendelmassenteil und dem zweiten Pendelmassenteil angeordnet. Dadurch kann der axiale Bauraumbedarf für die Dämpfereinrichtung besonders niedrig gehalten werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Pendelrolle einen ersten Pendelrollenabschnitt, einen zweiten Pendelrollenabschnitt und einen dritten Pendelrollenabschnitt auf. Der zweite Pendelrollenabschnitt ist axial zwischen dem ersten Pendelrollenabschnitt und dem dritten Pendelrollenabschnitt angeordnet. Der zweite Pendelrollenabschnitt weist einen größeren Durchmesser auf als der erste Pendelrollenabschnitt und/oder der dritte Pendelrollenabschnitt. Dabei ist von besonderem Vorteil, wenn der zweite Pendelrollenabschnitt in radialer Richtung breiter ist als eine maximale Breite der ersten Ausnehmung in der Koppelmasse. Dadurch wird eine axiale Position der Pendelrolle zwischen den Pendelmassenteilen und in der Koppelmasse sichergestellt.
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In einer weiteren Ausführungsform weist die Federeinrichtung eine Bogenfeder und/oder eine Druckfeder auf.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 einen Ausschnitt eines Querschnitts durch eine Dämpfereinrichtung; und
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2 einen Ausschnitt einer Schnittansicht entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch die in 2 gezeigte Dämpfereinrichtung.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts durch eine Dämpfereinrichtung 10. Die Dämpfereinrichtung 10 ist drehbar um eine Drehachse 15 gelagert. Die Dämpfereinrichtung 10 kann dabei Teil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs sein. Dabei weist die Dämpfereinrichtung 10 eine Eingangsseite 20, eine Ausgangsseite 25, ein erstes Koppelmittel 26, ein zweites Koppelmittel 27, eine Koppelmasse 40 und eine Kulissenführung 50 auf.
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Die Eingangsseite 20 kann dabei vorzugsweise abschnittsweise scheibenförmig ausgeführt sein. Die Eingangsseite 20 ist dabei drehmomentschlüssig mit einem Antriebsmotor des Antriebsstrangs verbindbar. Die Ausgangsseite 25 ist drehmomentschlüssig mit einer Übersetzungseinrichtung des Antriebsstrangs verbindbar. Auch können Eingangsseite 20 und Ausgangsseite 25 vertauscht sein. Die Ausgangsseite 25 kann ebenso wie die Eingangsseite 20 beispielhaft abschnittsweise scheibenförmig ausgebildet sein.
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Das erste Koppelmittel 26 umfasst wenigstens eine erste Federeinrichtung 30. Das zweite Koppelmittel 27 umfasst wenigstens eine zweite Federeinrichtung 35. Die erste Federeinrichtung 30 umfasst in der Ausführungsform wenigstens ein erstes Federelement 55. Das erste Federelement 55 ist als Bogenfeder ausgebildet. Das erste Federelement 55 erstreckt sich vorzugsweise auf einer Kreisbahn um die Drehachse 15. Auch kann das erste Federelement 55 als Druckfeder ausgebildet sein. Auch kann die erste Federeinrichtung 30 mehrere erste Federelemente 55 umfassen, die in Serie zueinander oder parallel zueinander angeordnet sind. Die erste Federeinrichtung 55 30 weist eine erste Seite 60, die einem ersten Ende des ersten Federelements 55 entspricht, und eine zweite Seite 65, die einem zweiten Ende des ersten Federelements 55 entspricht, auf.
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Die zweite Federeinrichtung 35 umfasst wenigstens ein zweites Federelement 70. Das zweite Federelement 70 kann vorzugsweise als Bogenfeder oder als Druckfeder ausgebildet sein. Auch kann die zweite Federeinrichtung 35 mehrere zweite Federelemente 70 aufweisen, die in Reihe oder in Serie zueinander geschaltet sind. Die zweite Federeinrichtung 35 weist eine erste Seite 75 und eine zweite Seite 80 auf. Die erste Seite 75 der zweiten Federeinrichtung 75 entspricht vorzugsweise einem ersten Ende des zweiten Federelements 70. Die zweite Seite 80 der zweiten Federeinrichtung 35 entspricht in der Ausführungsform einem zweiten Ende des zweiten Federelements 70.
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Die Pendelmasse 45 ist vorzugsweise als vollständig umlaufender Ring um die Drehachse 15 ausgebildet. Auch kann die Pendelmasse 45 andersartig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist hierbei denkbar, dass die Pendelmasse 45 teilringförmig sich um die Drehachse 15 erstreckt.
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Die Koppelmasse 40 weist vorzugsweise einen ersten Abschnitt 85 und einen zweiten Abschnitt 90 auf. Vorzugsweise ist der erste Abschnitt 85 radial innenseitig zum zweiten Abschnitt 90 angeordnet. Ferner ist vorzugsweise der erste Abschnitt 85 in Umfangsrichtung schmaler ausgebildet als der zweite Abschnitt 90. Dabei ist vorzugsweise der zweite Abschnitt 90 radial außenseitig zu dem Federelement 55, 70 angeordnet. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass unter Fliehkrafteinfluss die Federeinrichtung 30, 35 radial außenseitig durch den zweiten Abschnitt 90 der Koppelmasse 40 fixiert ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch wenigstens eine Nase vorgesehen sein, um zumindest einen Teil der auf das Federelement 55, 70 an der Koppelmasse 40 abzustützen. Die Nase kann beispielsweise in das Federelement 55, 70 eingreifen.
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Die Kulissenführung 50 umfasst vorzugsweise wenigstens eine erste Ausnehmung 95, wenigstens eine zweite Ausnehmung 100 und wenigstens eine Pendelrolle 105. Die erste Ausnehmung 95 und die zweite Ausnehmung 100 erstrecken sich in Umfangsrichtung. Die erste Ausnehmung 95 ist vorzugsweise in dem ersten Abschnitt 85 der Koppelmasse 40 angeordnet. Auch kann die erste Ausnehmung 95 im zweiten Abschnitt 90 der Koppelmasse 40 angeordnet sein. Die zweite Ausnehmung 100 ist in der Pendelmasse 45 angeordnet. Die Pendelrolle 105 greift in die erste Ausnehmung 95 und in die zweite Ausnehmung 100 ein und koppelt auf diese Weise die Pendelmasse 45 mit der Koppelmasse 40 kinematisch.
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Die erste Ausnehmung 95 weist eine erste Ausnehmungskontur 110 auf. Die zweite Ausnehmung 100 weist eine zweite Ausnehmungskontur 115 auf. Die erste Ausnehmungskontur 110 ist nierenförmig ausgebildet. Dabei weist die erste Ausnehmungskontur 110 einen ersten Krümmungsmittelpunkt 120 auf, der zumindest abschnittweise radial außenseitig der ersten Ausnehmungskontur 110 angeordnet ist.
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Die zweite Ausnehmungskontur 115 ist vorzugsweise nierenförmig ausgebildet. Dabei weist vorteilhafterweise die zweite Ausnehmungskontur 115 einen zweiten Krümmungsmittelpunkt 125 auf. Der zweite Krümmungsmittelpunkt 125 ist vorzugsweise zumindest abschnittsweise radial innenseitig zu der zweiten Ausnehmungskontur 115 angeordnet. Ferner kann der zweite Krümmungsmittelpunkt 125 auch radial innenseitig zur ersten Ausnehmungskontur 110 angeordnet sein. Im Betrieb der Dämpfereinrichtung 10 liegt die Pendelrolle 105 sowohl an der ersten Ausnehmungskontur 110 der ersten Ausnehmung 100 als auch an der zweiten Ausnehmungskontur 115 der zweiten Ausnehmung 100 an.
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Der Antriebsmotor stellt ein Drehmoment bereit. Das Drehmoment kann, beispielsweise wenn der Antriebsmotor als Hubkolbenmotor ausgebildet ist, zusätzlich eine Drehschwingung aufweisen. Das Drehmoment wird über die Eingangsseite 20 in die Dämpfereinrichtung 10 eingeleitet. Die Eingangsseite 20 übergibt das Drehmoment an die erste Federeinrichtung 30. Die erste Federeinrichtung 30 wird bei Einleitung des Drehmoments gestaucht. Das Drehmoment wird über die zweite Seite 65 der ersten Federeinrichtung 30 aus der ersten Federeinrichtung 30 in die Koppelmasse 40 eingeleitet. Die Koppelmasse 40 leitet das Drehmoment in die zweite Federeinrichtung 35 über die erste Seite 75 der zweiten Federeinrichtung 35 weiter. Die zweite Federeinrichtung 35 wird dabei gestaucht. Die zweite Federeinrichtung 35 gibt das Drehmoment mit ihrer zweiten Seite 80 an die Ausgangsseite 25.
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Bei der Übertragung des Drehmoments mit der dabei resultierenden Betätigung der Federeinrichtungen 30, 35 wird in Umfangsrichtung die Koppelmasse 40 gegenüber ihrer Ursprungsposition (strichliert in 1 dargestellt) verschoben. Durch die Kopplung der Koppelmasse 40 über die Kulissenführung 50 mit der Pendelmasse 45 wird auch die Pendelmasse 45 gegenüber ihrer Ursprungsposition in Umfangsrichtung mitgenommen.
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In Abhängigkeit der tangentialen Ausrichtung der ersten Federeinrichtung 30 erfolgt vorzugsweise bereits bei einer sehr geringen Überlagerung einer Federkomprimierung der ersten Federeinrichtung 30 eine radiale Bewegung der Koppelmasse 40 radial nach außen hin. Bei einer Dekomprimierung der ersten Federeinrichtung 30 erfolgt eine Bewegung der Koppelmasse 40 radial nach innen hin. Aufgrund der Kopplung der Koppelmasse 40 über die Kulissenführung 50 mit der Pendelmasse 45 und auf Grund der geometrischen Ausgestaltung der Ausnehmungskonturen 110, 115 erfolgt bereits bei der radialen Bewegung der Koppelmasse 40 eine Bewegung der Pendelmasse 45 in Umfangsrichtung. Dabei kann die Koppelmasse 40 und die Pendelmasse 45 nahezu frei schwingen, sodass eine besonders gute Tilgung von Drehschwingungen im Drehmoment durch die Pendelmasse 45 erfolgt. Das Tilgungsverhalten der Dämpfereinrichtung 10 entspricht qualitativ etwa einem Fliehkraftpendel der dritten Generation.
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Ferner wird durch die Ausgestaltung der Kulissenführung 50 und einer Vorspannung durch die Federeinrichtung 30, 35 ein Flankenwechsel an der Pendelrolle 105 vermieden. Dadurch kann die Dämpfereinrichtung 10 besonders geräuscharm arbeiten. Des Weiteren kann die Pendelrolle 105 besonders kompakt ausgebildet werden. Durch die Abstützung der Federeinrichtung 30, 35 durch die Kulissenführung 50 wird eine Masse der Koppelmasse 40 zusätzlich durch eine Masse der Federeinrichtung 30, 35 erhöht. Dadurch können mittels der Dämpfereinrichtung 10 besonders starke Drehschwingungen wirksam getilgt werden. Des Weiteren ist die Dämpfereinrichtung 10 besonders kompakt ausgebildet.
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2 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts entlang einer in 1 gezeigten Schnittebene A-A durch die in 2 gezeigte Dämpfereinrichtung 10. Die Pendelmasse 45 umfasst ein erstes Pendelmassenteil 150 und ein zweites Pendelmassenteil 155. Das erste Pendelmassenteil 150 ist zumindest abschnittsweise im Bereich der Federeinrichtung 30, 35 axial beabstandet zum zweiten Pendelmassenteil 155 angeordnet. Das erste Pendelmassenteil 150 und/oder das zweite Pendelmassenteil 155 können dabei beispielsweise axial angrenzend an die Federeinrichtung 30, 35 vorzugsweise im Wesentlichen flanschartig sich radial von innen nach außen erstrecken. Das erste Pendelmassenteil 150 ist vorzugsweise mit dem zweiten Pendelmassenteil 155 mittels wenigstens einem nicht dargestellten Abstandsbolzens verbunden. Axial zwischen dem ersten Pendelmassenteil 150 und dem zweiten Pendelmassenteil 155 ist die Koppelmasse 40 und die Federeinrichtung 30, 35 angeordnet. Dadurch kann in axialer Richtung die Dämpfereinrichtung 10 besonders kompakt ausgebildet sein.
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Im ersten Pendelmassenteil 150 und im zweiten Pendelmassenteil 155 ist axial gegenüberliegend jeweils die zweite Ausnehmung 100 angeordnet. Dabei sind die im ersten Pendelmassenteil 150 angeordnete zweite Ausnehmung 100 und die im zweiten Pendelmassenteil 155 angeordnete zweite Ausnehmung 100 radial überlappend angeordnet. Dabei wird unter einer radialen Überlappung verstanden, dass bei einer Projektion der zweiten Ausnehmung 100 des ersten Pendelmassenteils 150 und der zweiten Ausnehmung 100 des zweiten Pendelmassenteils 155 in eine Ebene, die senkrecht zu Drehachse 15 angeordnet ist, diese sich vollständig überdecken. Dabei kann die Eingangsseite 20 und die Ausgangsseite 25 axial zumindest abschnittsweise zwischen dem ersten Pendelmassenteil 150 und dem zweiten Pendelmassenteil 155 angeordnet sein.
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Die Pendelrolle 105 weist einen ersten Pendelrollenabschnitt 160, einen zweiten Pendelrollenabschnitt 165 und einen dritten Pendelrollenabschnitt 170 auf. Der zweite Pendelrollenabschnitt 165 ist axial zwischen dem ersten Pendelrollenabschnitt 160 und dem dritten Pendelrollenabschnitt 170 angeordnet. Der zweite Pendelrollenabschnitt 165 weist vorzugsweise einen größeren Durchmesser auf als der erste Pendelrollenabschnitt 160 und/oder der dritte Pendelrollenabschnitt 170. Der erste Pendelrollenabschnitt 160 greift dabei in die erste Ausnehmung 95 im ersten Pendelmassenteil 150 und der dritte Pendelrollenabschnitt 170 greift in die erste Ausnehmung 95 des zweiten Pendelmassenteils 155 ein. Der zweite Pendelrollenabschnitt 165 durchgreift die erste Ausnehmung 110 95 der Koppelmasse 40. Dabei ist der Durchmesser des zweiten Pendelrollenabschnitts 165 derart gewählt, dass dieser in radialer Richtung breiter ausgebildet ist als eine maximale radiale Breite der ersten Ausnehmung 95. Dadurch wird die axiale Position der Pendelrolle 105 zwischen dem ersten Pendelmassenteil 150 und dem zweiten Pendelmassenteil 155 gesichert.
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In einer Variante der in den 1 und 2 gezeigten Dämpfereinrichtung 10 kann, wie in 1 strichpunktiert schematisch dargestellt, die Ausgangsseite 25 radial nach außen hin über die Koppelmasse 40 und die Pendelmasse 45 verlängert sein. Auf diese Weise kann radial außenseitig zu der Koppelmasse 40 und der Pendelmasse 45 eine weitere Dämpfereinrichtung vorgesehen sein, die analog zu der in den 1 und 2 gezeigten Dämpfereinrichtung 10 ausgebildet ist. Dadurch können besonders starke Drehschwingungen besonders wirksam gedämpft werden.
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Auch kann in einer Weiterbildung der in den 1 und 2 gezeigten Dämpfereinrichtung 10 axial angrenzend an das erste oder zweite Pendelmassenteil 150, 155 eine weitere Dämpfereinrichtung vorgesehen sein. Die weitere Dämpfereinrichtung kann beispielsweise auf eine andere Eigenform ausgelegt sein, als die in den 1 und 2 gezeigte Dämpfereinrichtung 10. Dadurch eignet sich ein System, bestehend aus der in 1 und 2 gezeigten Dämpfereinrichtung 10 und der eben erwähnten axial und/oder radial angrenzend zu der in den 1 und 2 gezeigten Dämpfereinrichtung 10 vorgesehenen weiteren Dämpfereinrichtung, besonders für Antriebsmotoren mit Zylinderabschaltung, wobei jede der Dämpfereinrichtungen 10 jeweils auf eine Erregerform des Antriebsmotors abgestimmt ist.
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Auch ist in einer weiteren Weiterbildung der in den 1 und 2 gezeigten Dämpfereinrichtung 10 auch denkbar, dass die Pendelmasse 45 einstückig und materialeinheitlich ausgebildet ist und hingegen die Koppelmasse 40 einen ersten Koppelmassenabschnitt und einen zweiten Koppelmassenabschnitt aufweist, die axial zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Pendelmasse 45 axial zwischen dem ersten Koppelmassenteil und dem zweiten Koppelmassenteil angeordnet ist.
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Auch können mehrere Koppelmassen 40 vorgesehen sein, die in Umfangsrichtung beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Koppelmassen 40 können dabei jeweils über die in den 1 und 2 gezeigte Kulissenführung 50 jeweils mit der Pendelmasse 45 gekoppelt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Dämpfereinrichtung
- 15
- Drehachse
- 20
- Eingangsseite
- 25
- Ausgangsseite
- 26
- erstes Koppelmittel
- 27
- zweites Koppelmittel
- 30
- erste Federeinrichtung
- 35
- zweite Federeinrichtung
- 40
- Koppelmasse
- 45
- Pendelmasse
- 50
- Kulissenführung
- 55
- erstes Federelement
- 60
- erste Seite der ersten Federeinrichtung
- 65
- zweite Seite der ersten Federeinrichtung
- 70
- zweites Federelement
- 75
- erste Seite der zweiten Federeinrichtung
- 80
- zweite Seite der zweiten Federeinrichtung
- 85
- erster Abschnitt
- 90
- zweiter Abschnitt
- 95
- erste Ausnehmung
- 100
- zweite Ausnehmung
- 105
- Pendelrolle
- 110
- erste Ausnehmungskontur
- 115
- zweite Ausnehmungskontur
- 120
- erster Krümmungsmittelpunkt
- 125
- zweiter Krümmungsmittelpunkt
- 150
- erstes Pendelmassenteil
- 155
- zweites Pendelmassenteil
- 160
- erster Pendelrollenabschnitt
- 165
- zweiter Pendelrollenabschnitt
- 170
- dritter Pendelrollenabschnitt
