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Die Erfindung betrifft ein Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsentkopplung sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsentkopplung.
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Ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ist ein schwingungsfähiges System, welches einer Vielzahl von Schwingungsanregungen unterworfen ist. Beispielsweise regt ein insbesondere als Hubkolbenmotor ausgebildeter Verbrennungsmotor den Antriebsstrang mit Torsionsschwingungen an, da eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit einer ungleichförmigen Drehbewegung rotiert, was als eine Drehunförmigkeit des Verbrennungsmotors bezeichnet wird. Um diese unerwünschten, da für einen Insassen des Kraftfahrzeugs als unkomfortabel wahrgenommenen, Torsionsschwingungen reduzieren zu können, ist in modernen Kraftfahrzeugen jeweils zumindest ein insbesondere als Zweimassenschwungrad ausgebildetes Dämpfungselement in dem Antriebsstrang eingesetzt.
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Aus dem Stand der Technik, insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau, sind derartige Zweimassenschwungräder bereits bekannt. So offenbart beispielsweise das Dokument
US 6 244134 B1 einen Drehschwingungsdämpfer, bei welchem zwei Schwungradmassen koaxial zueinander angeordnet sind. Die beiden Schwungradmassen sind über Koppelstangen, welche in Laufbahnen der beiden Schwungradmassen eingreifen, miteinander drehbar verbunden. Hierbei ist eine Dämpfung vorgesehen, die eine Bewegung der in die Schwungradmassen eingreifenden Koppelmassen dämpft.
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Darüber hinaus offenbart das Dokument
DE 695 21 982 T2 ein Zweimassenschwungrad mit zwei koaxial angeordneten Schwungradmassen, die für eine Drehbewegung relativ zueinander angeordnet sind. Mittels federunterstützter Koppelanordnungen sind die beiden Schwungradmassen drehbar miteinander verbunden, sodass die Koppelanordnungen die Drehbewegung zwischen der einen und der anderen Schwungradmasse steuern.
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Ferner offenbart das Dokument
DE 696 15 982 T2 ein Zweimassenschwungrad mit zwei koaxial angeordneten Schwungradmassen, die für eine Drehbewegung in einer Zug- und einer Schubrichtung relativ zueinander aus einer neutralen Stellung heraus angeordnet sind. Mittels federunterstützter Koppelanordnungen sind die beiden Schwungradmassen drehbar miteinander verbunden, sodass die Koppelanordnungen die Drehbewegung zwischen der einen und der anderen Schwungradmasse steuern. Ferner ist eine Endanschlagsfederanordnung vorgesehen, die den letzten Teil der Relativdrehung der Schwungradmassen abfedert.
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Um heutigen Anforderungen des Motorenbaus, insbesondere im Serienfahrzeugbau, gerecht zu werden (etwa Stopp-Start-Automatik, Reduzierung des Hubraums und/oder der Zylinderzahl), sind neuere Zweimassenschwungräder mit einer Fliehkraftpendelanordnung ausgestattet, um die unerwünschten Torsionsschwingungen besonders effektiv reduzieren zu können.
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Derartige mit einer zumindest ein Fliehkraftpendel aufweisenden Fliehkraftpendelanordnung ausgestattete Zweimassenschwungräder sind im Stand der Technik, insbesondere im Serienfahrzeugbau, bekannt. Üblicherweise weist das Fliehkraftpendel zumindest eine Pendelmasse auf, welche über zumindest eine Rolle in einer Rollenlaufbahn bzw. Kulisse des Zweimassenschwungrads und einer Rollenlaufbahn bzw. Kulisse des Fliehkraftpendels bewegbar gelagert ist. Beispielsweise während eines niedertourigen Fahrbetriebs, d. h. bei besonders niedrigen Drehzahlen des Motors, bei einem Ausschalten des Motors und/oder bei einem Einschalten, d. h. Anlassen des Motors erfährt das Fliehkraftpendel eine besonders hohe, insbesondere maximal mögliche Auslenkung. An dem Zweimassenschwungrad kann eine Begrenzungsstruktur vorgesehen sein, in welche das Fliehkraftpendel über ein Begrenzungselement eingreift, um die maximal mögliche Auslenkung des Fliehkraftpendels zu begrenzen. Damit bei einem Anschlagen des Begrenzungselements an die Begrenzungsstruktur unerwünschte Geräusche idealerweise vollständig vermieden werden können, ist an dem Begrenzungselement ein dämpfendes Element vorgesehen. Dennoch schlägt bei der maximal möglichen Auslenkung des Fliehkraftpendels die Rolle aufgrund einer Deformation des Begrenzungselements an Enden der Rollenlaufbahn, das heißt an das Zweimassenschwungrad an, was zu einer Geräuschentwicklung führt, welche z. B. als Klappergeräusch auftreten kann. Dadurch dass das Zweimassenschwungrad sowie die Rolle üblicherweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, hergestellt sind, kommt es zu einer Geräuschentwicklung, welche von den Insassen des Kraftfahrzeugs als Lärmbelästigung, d. h. als besonders unkomfortabel wahrgenommen wird. Von diesem Aufbau geht auch die Erfindung aus.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein geräuscharm wirkendes Zweimassenschwungrad mit einem Fliehkraftpendel bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsentkopplung eines Antriebsstrangs sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Zweimassenschwungrad mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Dementsprechend ist erfindungsgemäß ein Zweimassenschwungrad zur Drehschwingungsentkopplung eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug mit einer Primärmasse zum Koppeln mit einer Kurbelwelle sowie einer bezüglich der Primärmasse drehbar gelagerte Sekundärmasse und einem Federelement, das die Primärmasse mit der Sekundärmasse elastisch koppelt, bereitgestellt. Mit der Sekundärmasse ist ein Flansch verbunden, welcher eine Flanschkulisse mit zwei Enden aufweist. Ein Fliehkraftpendel, welches eine Pendelkulisse mit zwei Enden aufweist ist an dem Flansch mittels einer Rolle bewegbar gehalten, indem die Rolle in beide Kulissen eingreift.
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Um nun ein Zweimassenschwungrad mit einem Fliehkraftpendel bereitzustellen, wobei das Fliehkraftpendel bei einer maximalen Auslenkung möglichst keinen Lärm verursacht, ist an den Enden zumindest einer der Kulissen jeweils ein elastisches Dämpfungsmaterial angeordnet, welches eine geringere Materialhärte aufweist als ein Material der Enden der Kulissen selbst, also insbesondere ein Material des Flansches und/oder des Fliehkraftpendels.
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Das Zweimassenschwungrad kann zwischen einer Abtriebsseite einer Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs und einer Hauptgetriebevorrichtung des Kraftfahrzeugs in dem Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs integriert werden. Die Primärmasse ist im Allgemeinen rotationssymmetrisch, beispielsweise kreisringförmig ausgebildet und kann mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine koaxial, drehfest und in axialer Richtung unverschiebbar verbindbar sein. Zu der Primärmasse ist die Sekundärmasse koaxial drehbar angeordnet, beispielsweise über ein Kugellager oder ein Gleitlager. Mit der Sekundärmasse fest verbunden, beispielsweise vernietet, ist der koaxial zu der Sekundärmasse angeordnete Flansch, welcher beispielsweise über einen Flanschflügel an einem Ende mit dem Federelement in Berührung steht. Ein anderes Ende des Federelements steht mit der Primärmasse, beispielsweise über einen Federelementanschlag in Berührung, wodurch die Sekundärmasse über das Federelement mit der Primärmasse elastisch gekoppelt ist. Das heißt, dass die Sekundärmasse zu der Primärmasse axial unverschiebbar, jedoch innerhalb eines Winkelbereichs rotierbar angeordnet ist.
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Der Flansch weist eine als Flanschkulisse ausgeführte Materialausnehmung auf. Insbesondere durchdringt die Flanschkulisse den Flansch, sodass die Flanschkulisse als ein Durchgangsloch in dem Flansch ausgebildet ist. Die Flanschkulisse kann zum Beispiel eine von einem Kreis unterschiedliche Form aufweisen, z. B. die Form eines gekrümmten oder bogenförmigen Langlochs, sodass die Flanschkulisse ein erstes und zweites Ende umfasst. Die Flanschkulisse ist ferner dazu eingerichtet, dass die Rolle in die Flanschkulisse eingreift, sodass die Rolle entlang der Flanschkulisse, das heißt zwischen dem ersten und dem zweiten Ende der Flanschkulisse, gelenkt oder gerollt werden kann. Die Rolle kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, etwa Stahl, hergestellt sein.
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Ferner weist das Zweimassenschwungrad ein Fliehkraftpendel auf, welches die zu der Flanschkulisse korrespondierende Pendelkulisse aufweist, welche ebenfalls seinerseits ein erstes und ein zweites Ende umfasst. Die Pendelkulisse ist dazu eingerichtet, dass die Rolle in die Pendelkulisse eingreift, sodass die Rolle entlang der Pendelkulisse, das heißt zwischen dem ersten und dem zweiten Ende der Pendelkulisse gelenkt werden kann. Dadurch dass die Rolle in die Flanschkulisse und in die Pendelkulisse eingreift, ist das Fliehkraftpendel an dem Flansch bewegbar gehalten. Die Pendelkulisse kann ebenfalls als gekrümmtes oder bogenförmiges Langloch ausgebildet sein.
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Insbesondere können die Flanschkulisse und die Pendelkulisse in Bezug auf ihre jeweilige Geometrie, d. h. Form bzw. Kontur und Lage, so aufeinander abgestimmt sein, dass bei einer maximalen Auslenkung des Fliehkraftpendels die Rolle gleichzeitig an das Ende der Pendelkulisse und das Ende der Flanschkulisse anschlägt.
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An den Enden zumindest einer der Kulissen, das heißt entweder an den Enden der Flanschkulisse oder an den Enden der Pendelkulisse, ist jeweils ein Dämpfungsmaterial angeordnet, welches gegenüber einem Material an den Enden der Kulissen selbst, also einem insbesondere dem metallischen Material, zum Beispiel Stahl, in welchem die Flanschkulisse bzw. Pendelkulisse zumindest größtenteils gefertigt sind, eine größere Elastizität aufweist. Das Ende ist also aus Stahl, oder allgemein dem Flanschmaterial ausgebildet und davor, im Hohlraum der Kulisse ist nun das Dämpfungsmaterial angeordnet. Darüber hinaus weist das Dämpfungsmaterial gegenüber dem metallischen Material eine geringere Materialhärte auf. Beispielsweise kann das Dämpfungsmaterial ein elastischer Kunststoff sein.
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Indem das Dämpfungsmaterial an den Enden zumindest einer Kulisse angeordnet ist, ist ein direkter Kontakt zwischen dem Material der Rolle und dem Material des Flansches verhindert, wenn die Rolle an eines der beiden Enden der entsprechenden Kulisse anschlägt. Das bedeutet, dass das Fliehkraftpendel bzw. die Rolle bei einer maximalen Auslenkung des Fliehkraftpendels ein leiseres Anschlaggeräusch erzeugt als ohne das Dämpfungsmaterial. Idealerweise ist das Geräusch weder von einem Insassen des Kraftfahrzeugs noch von einem außerhalb des Kraftfahrzeugs befindlichen Passanten hörbar. Somit ist ein Zweimassenschwungrad bereitgestellt, welches einen besonders hohen Insassenkomfort bietet.
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Es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Dämpfungsmaterial an den Enden der Pendelkulisse angeordnet ist (im Unterschied zur Flanschkulisse). Anders ausgedrückt kann die Pendelkulisse, an deren Enden das Dämpfungsmaterial angeordnet ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein direkter Kontakt zwischen dem Stahl der Rolle und dem Stahl der Pendelkulisse bzw. Stahl des Flansches verhindert ist, wenn die Rolle an eines der beiden Enden der Pendelkulisse anschlägt, wodurch das Anschlaggeräusch in Bezug auf eine ungedämpfte Pendelkulisse leiser ist.
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Alternativ oder zusätzlich kann das Dämpfungsmaterial an den Enden der Flanschkulisse angeordnet sein. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein direkter Kontakt zwischen dem Stahl der Rolle und dem Stahl des Flansches verhindert ist, wenn die Rolle an eines der beiden Enden der Flanschkulisse anschlägt, wodurch das Anschlaggeräusch in Bezug auf eine ungedämpfte Flanschkulisse leiser ist.
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Das Dämpfungsmaterial kann ganz oder teilweise aus einem Elastomer ausgebildet sein. Das bietet den Vorteil, dass das Dämpfungsmaterial energieabsorbierend ist.
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Es gibt mehrere Wege, das Dämpfungsmaterial an den Enden der Kulissen zu befestigen. Das Dämpfungsmaterial kann eine mit einer an den jeweiligen Enden angeordneten Formnut korrespondierende Form aufweisen und in die Formnut eingeschoben sein. Anders ausgedrückt können die Enden der Pendelkulisse und/oder Flanschkulisse jeweils eine weitere als Formnut ausgeführte Materialausnehmung aufweisen. Insbesondere durchdringt die Formnut den Flansch bzw. das Pendel, sodass die Formnut als ein weiteres Durchgangsloch in dem Flansch bzw. in dem Pendel ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die Pendelkulisse bzw. Flanschkulisse eine Form aufweist, sodass die Formnut einen Teil der Pendelkulisse bzw. Flanschkulisse bildet. Das Dämpfungsmaterial ist hierbei so ausgebildet, dass es passend zu der Form der Formnut ist, um in der Formnut insbesondere ortsfest gehalten zu werden, sodass beispielsweise das jeweilige Ende mittels des Dämpfungsmaterials gebildet ist. Das ist besonders vorteilhaft, da das in die Formnut eingeschobene Dämpfungsmaterial beispielsweise mittels eines geeigneten Werkzeugs aus der Formnut entfernbar ist, wodurch das Dämpfungsmaterial insbesondere nach einem Verschleiß des Dämpfungsmaterials besonders einfach zu ersetzen ist.
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Gemäß einer weiteren Möglichkeit ist es vorgesehen, dass das Dämpfungsmaterial an den jeweiligen Enden auf das Material bzw. Stahl der Enden thermisch angefügt ist. Das bedeutet, dass das Dämpfungsmaterial mittels einer Fügetechnik an den Enden angefügt ist, bei welcher ein besonders hoher Wärmeeintrag in das Dämpfungsmaterial und/oder das Material der Enden erfolgt ist. Für den Fall, dass das Dämpfungsmaterial als ein Kunststoff, insbesondere Elastomer ausgebildet ist, kann das bedeuten, dass das zunächst erhitzte und dadurch an den Enden anordenbare Dämpfungsmaterial mittels einer besonders innigen Verbindung mit dem Material der Enden verbunden ist. Vorteilhaft hierbei ist, dass das Dämpfungsmaterial besonders fest an den Enden angeordnet ist, sodass es, zum Beispiel durch eine Vibration, nicht aus den Enden heraus- bzw. davon abfallen kann.
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Das Dämpfungsmaterial kann als ein Dämpfungsschuh ausgebildet sein, welcher eine mit den jeweiligen Enden korrespondierende Form aufweist, wobei der Dämpfungsschuh auf das jeweilige Ende aufgeschoben ist. Mit anderen Worten kann das Dämpfungsmaterial eine zu dem jeweiligen Ende passende Form aufweisen, das heißt, dass die Form des Dämpfungsmaterials bzw. des Dämpfungsschuhs an eine Kontur des jeweiligen Endes angepasst ist, sodass das Dämpfungsmaterial das jeweilige Ende bildet, wenn es auf einen entsprechenden Bereich der jeweiligen Kulisse aufgeschoben ist. Bei dieser Ausführungsform vorteilhaft ist, dass das Dämpfungsmaterial besonders einfach auszutauschen ist, zum Beispiel wenn es verschlissen ist.
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Kräfte sollten zwischen dem Fliehkraftpendel und dem Flansch symmetrisch übertragen werden. Hierzu hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Flanschkulisse des Flansches in einem ersten Flanschelement bereitgestellt ist und der Flansch ein weiteres Flanschelement aufweist. Das Fliehkraftpendel kann so zwischen den Flanschelementen symmetrisch gehalten sein. Hierzu weist das weitere Flanschelement eine weitere Flanschkulisse mit zwei Enden auf und ist in einem Abstand koaxial und drehfest zu dem ersten Flanschelement angeordnet, wobei das Fliehkraftpendel zwischen den Flanschelementen mittels der Rolle bewegbar gehalten ist, indem die Rolle in die drei Kulissen eingreift. Das bedeutet, dass der Flansch ein erstes und ein weiteres Flanschelement aufweist, welche koaxial, drehfest und unverschiebbar zueinander angeordnet sind, sodass in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem weiteren Flanschelement ein Zwischenbereich ausgebildet ist, welcher einen Abstand aufweist, der mit einer Dicke des Pendel korrespondiert, sodass das Pendel zwischen dem ersten Flanschelement und dem weiteren Flanschelement bewegbar angeordnet ist. Hierbei ist in dem ersten Flanschelement die Flanschkulisse ausgebildet, wobei in dem zweiten Flanschelement eine weitere Flanschkulisse mit zwei Enden ausgebildet ist, welche in Form, Material und Gestalt zumindest im Wesentlichen der Flanschkulisse entspricht. Die weitere Flanschkulisse ist dabei an einer Stelle des weiteren Flanschelements angeordnet, sodass die weitere Flanschkulisse - in axialer Richtung des Flansches betrachtet - direkt über der Flanschkulisse angeordnet ist. Die erste und die weitere Flanschkulisse sind also dazu eingerichtet, dass die Rolle, deren Längsachse stets zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Mittelachse des Flansches bzw. des zwei Massenschwungrads verläuft, in die erste und die weitere Flanschkulisse eingreift, wobei die Rolle ferner in die Pendelkulisse eingreift. Das bietet den Vorteil, dass die Rolle, bei einer maximalen Auslenkung des Fliehkraftpendels, gleichzeitig an ein Ende der Flanschkulisse und an ein Ende des weiteren Flanschkulisse anschlägt, sodass ein besonders leises Anschlaggeräusch erzeugt wird, da eine Aufprallenergie der Rolle auf drei Enden verteilt.
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Bisher wurde nur ein einzelnes Kulissenpaar aus Pendelkulisse und Flanschkulisse beschrieben, über die das Fliehkraftpendel gehalten ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Fliehkraftpendel eine weitere Pendelkulisse mit zwei Enden aufweisen, in welche eine weitere Rolle eingreift, wobei das Fliehkraftpendel an dem Flansch mittels der weiteren Rolle bewegbar gehalten ist, indem die weitere Rolle in die weitere Pendelkulisse und in wenigstens eine damit korrespondierende weitere Flanschkulisse mit jeweils zwei Enden des Flansches eingreift. Mit anderen Worten kann das Fliehkraftpendel beispielsweise bei einem ersten Seitenbereich des Fliehkraftpendels die erste Pendelkulisse und bei einem zweiten Seitenbereich des Fliehkraftpendels eine weitere Pendelkulisse aufweisen. Das bedeutet, dass in die erste Pendelkulisse und in die Flanschkulisse die Rolle eingreift während in die weitere Pendelkulisse und in die wenigstens eine weitere Flanschkulisse eine weitere Rolle eingreift, sodass das Fliehkraftpendel an zwei Punkten an dem Flansch bewegbar gehalten ist. Insbesondere können die weitere Pendelkulisse und die dazu zugeordnete wenigstens eine weitere Flanschkulisse in Bezug auf ihre Form bzw. Kontur so aufeinander abgestimmt sein, dass bei einer maximalen Auslenkung des Fliehkraftpendels die weitere Rolle an das Ende der weiteren Pendelkulisse und an das Ende der wenigstens einen weiteren Flanschkulisse anschlägt. Vorteilhaft hierbei ist, dass eine weitere Aufprallenergie der Rolle auf wenigstens zwei Enden verteilt wird.
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Es ist erfindungsgemäß ferner ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einer Kurbelwelle vorgesehen, bei welchem an die Kurbelwelle ein Zweimassenschwungrad nach einer der vorhergehenden beschriebenen Ausführungsformen gekoppelt ist, um einen Antriebsstrang in dem Kraftfahrzeug in Bezug auf Drehschwingungen zumindest teilweise zu entkoppeln. Das bedeutet, dass in dem Kraftfahrzeug an dessen Kurbelwelle die Primärmasse drehfest und unverschiebbar zur Kurbelwelle angeordnet ist, wobei mit der Sekundärmasse des Zweimassenschwungrads zumindest mittelbar beispielsweise eine Hauptgetriebevorrichtung verbunden ist. Ein solches Kraftfahrzeug ist vorteilhaft, da durch die besonders geringe Lärmentwicklung des eingesetzten Zweimassenschwungrads für die Insassen des Kraftfahrzeugs ein besonders hoher Geräuschkomfort realisiert ist.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Teils eines Flansches, der Teil eines Zweimassenschwungrades ist, mit einem Fliehkraftpendel;
- 2 eine schematische Detailansicht einer Kulisse mit einer darin angeordneten Rolle;
- 3 eine schematische Detailansicht einer Kulisse, welche eine Formnut aufweist, worin ein Dämpfungsmaterial angeordnet ist; und
- 4 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs, bei welchem das Zweimassenschwungrad eingesetzt ist.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Flansches 10, den ein Zweimassenschwungrad 12 (erstmalig in 3 gezeigt) aufweist, welches zur Drehschwingungsentkopplung eines Antriebsstrangs 14 (erstmalig in 3 gezeigt) in einem Kraftfahrzeug 16 (erstmalig in 3 gezeigt) eingerichtet ist. Der Flansch 10 ist zumindest im Wesentlichen von einer kreisringförmigen Gestalt. Das heißt, dass der Flansch 10 einen Mittelpunkt 18 aufweist, von welchem aus ein erster Radius 20 und ein zweiter Radius 22 die wesentliche Form des Flansches 10 bestimmen. Der erste Radius 20 ist dabei kleiner als der zweite Radius 22. Der Flansch 10 weist weiter zumindest einen Flanschflügel 24 auf, welcher mit dem Flansch 10 fest verbunden ist. Insbesondere kann der Flanschflügel 24 mit dem Flansch 10 einstückig ausgebildet sein. In einer Flanschoberfläche 26 ist eine als Flanschkulisse 28 ausgeführte Kulisse 46 ausgebildet, welche in 2 genauer gezeigt und weiter unten genauer beschrieben ist.
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1 zeigt ferner, dass an dem Flansch 10 ein Fliehkraftpendel 30 angeordnet ist, welches beispielsweise mit einem optionalen Begrenzungselement 32 über ein dämpfendes Element 34 in eine optionale Begrenzungsstruktur 36 des Flansches 10 eingreift. Eine Pendeloberfläche 38 liegt zumindest teilweise an einer weiteren Flanschoberfläche 40 an. Die weitere Flanschoberfläche 40 ist in einem Abstand von der Flanschoberfläche 26 angeordnet, wobei der Abstand durch eine Dicke bzw. Materialstärke des Flansches 10 definiert ist. Das Fliehkraftpendel 30 weist seinerseits eine als Pendelkulisse 42 ausgeführte Kulisse 46 auf, welche in 2 genauer gezeigt und weiter unten genauer beschrieben ist. Insbesondere ist die Pendelkulisse 42 so auf bzw. in dem Fliehkraftpendel 30 positioniert, dass sie mit der Flanschkulisse 28 korrespondiert, das heißt zum Beispiel im Wesentlichen der Flanschkulisse 28 in einer axialen Richtung des Flansches 10 gegenüberliegt.
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Es ist ferner in 1 eine Rolle 44 gezeigt, deren Längserstreckungsrichtung parallel zu der axialen Richtung des Flansches 10 verläuft. Die Rolle 44 greift in die Flanschkulisse 28 und in die Pendelkulisse 42 ein, sodass das Fliehkraftpendel 30 bewegbar an dem Flansch 10 gehalten ist.
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Unter Bezug auf 2, welche eine Detailansicht einer Kulisse mit einer darin angeordneten Rolle zeigt, kann eine Kulisse 46 ellipsoid, bogenförmig oder nierenförmig ausgeführt sein. Die Kulisse 46 kann insbesondere als ein Durchgangsloch ausgeführt sein. Ferner weist die Kulisse 46 eine Rollenlaufbahn 48 auf, welche nach innen hin zu einer Materialausnehmung der Kulisse 46 gerichtet ist. Das bedeutet, dass die Rollenlaufbahn 48 in einem zumindest im Wesentlichen rechten Winkel zu der Oberfläche des Bauteils angeordnet ist, in welchem die Kulisse 46 ausgebildet ist.
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In 2 ist ferner ein elastisches Dämpfungsmaterial 50 gezeigt, welches an einem ersten Ende 52 und an einem zweiten Ende 54 der Kulisse 46 angeordnet ist. Das erste Ende 52 kann dem zweiten Ende 54 gegenüber liegen, wobei das Ende 52 und 54 jeweils im Bereich eines von zwei Endanschlägen der Rollenlaufbahn 48 angeordnet sind. Das Dämpfungsmaterial 50 kann somit an dem Ende 52 und 54 jeweils einen Endanschlag bilden. Aus Übersichtsgründen ist in 2 das Dämpfungsmaterial 50 nur an einer der beiden gezeigten Kulissen 46 dargestellt.
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Da die Flanschkulisse 28 in ihrer Gestalt der Kulisse 46 entsprechen kann, weist die Flanschkulisse 28 eine flanschseitige Rollenlaufbahn 56 auf, welche dementsprechend in einem zumindest im Wesentlichen rechten Winkel zu der Flanschoberfläche 26 angeordnet ist.
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Da die Pendelkulisse 42 in ihrer Gestalt ebenfalls der Kulisse 46 entsprechen kann, weist die Pendelkulisse 42 eine pendelseitige Rollenlaufbahn 58 auf, welche dementsprechend in einem zumindest im Wesentlichen rechten Winkel zu der Pendeloberfläche 38 angeordnet ist.
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Weil die Rolle 44 in die Flanschkulisse 28 und in die Pendelkulisse 42 eingreift und über eine Außenumfangsfläche 60 mit der flanschseitigen Rollenlaufbahn 56 und der pendelseitigen Rollenlaufbahn 58 in Berührung steht, ist die Rolle 44 in Bezug auf die flanschseitige Rollenlaufbahn 56 und die pendelseitige Rollenlaufbahn 58 bewegbar, da die Rolle 44 über die Außenumfangsfläche 60 entlang der jeweiligen Rollenlaufbahn 56 und/oder 58 rollbar ist. Dadurch ist das Fliehkraftpendel 30 in Bezug zu dem Flansch 10 bewegbar, wobei die Pendeloberfläche 38 der weiteren Flanschoberfläche 40 gegenüberliegt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist das Dämpfungsmaterial 50 an dem Ende 52 und 54 der Flanschkulisse 28 angeordnet, sodass die flanschseitige Rollenlaufbahn 56 zumindest teilweise mittels des Dämpfungsmaterials 50 gebildet ist.
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Alternativ oder zusätzlich ist das Dämpfungsmaterial 50 an dem Ende 52 und 54 der Pendelkulisse 42 angeordnet, sodass die Pendelseite der Rollenlaufbahn 58 zumindest teilweise mittels des Dämpfungsmaterials 50 gebildet ist.
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Dadurch dass an der Flanschkulisse 28 und/oder an der Pendelkulisse 42 jeweils an dem Ende 52 und 54 das Dämpfungsmaterial 50 angeordnet ist, ist, bei einer maximal möglichen Auslenkung des Fliehkraftpendels 30, das heißt, wenn die Rolle 44 an einem der beiden Endanschläge anschlägt, im Gegensatz zu einem herkömmlichen Zweimassenschwungrad der Endanschlag gedämpft.
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In 1 ist ferner dargestellt, dass der Flansch 10 eine Vielzahl an Flanschkulissen 28 aufweisen kann, wobei die einzelnen Flanschkulissen 28 jeweils der Kulisse 46 entsprechen. Ferner ist in 1 sichtbar, dass das Fliehkraftpendel 30 eine weitere Pendelkulisse 42 aufweisen kann, wobei die weitere Pendelkulisse 42 ebenfalls der Kulisse 46 entspricht. Dabei korrespondiert jeweils eine Flanschkulisse 28 mit einer jeweilig zugehörigen Pendelkulisse 42, sodass jeweils durch eine Flanschkulisse 28 und durch eine jeweilig zugehörige Pendelkulisse 42 eine Rolle 44 angeordnet ist, wodurch die Rolle 44 jeweils in eine Flanschkulisse 28 und in eine jeweilig zugehörige Pendelkulisse 42 eingreift.
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3 zeigt eine Detailansicht der Kulisse 46, welche eine an dem Ende 52 und/oder 54 ausgebildete Formnut 62 aufweist, worin ein Dämpfungsmaterial 50 eingeschoben angeordnet ist. Das heißt, dass die Formnut 62 als eine Materialausnehmung in dem Bauteil ausgeführt ist, in welchem die Kulisse 46 angeordnet ist. Insbesondere kann die Materialausnehmung der Formnut 62 mit der Materialausnehmung der Kulisse 46 verbunden sein. Das Dämpfungsmaterial 50 weist in diesem Fall eine Form auf, welche mit der Form der Formnut 62 korrespondiert. Idealerweise sind das Dämpfungsmaterial 50 und die Formnut 62 dazu eingerichtet, dass das Dämpfungsmaterial 50 in der Formnut 62 eingeschoben und darin verspannt gehalten ist.
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Es ist in 3 des Weiteren dargestellt, dass zumindest ein Teilbereich der Kulisse 46 im Bereich des Endes 52 und/oder 54 von dem Dämpfungsmaterial 50 ausgefüllt sein können. Dadurch dass das Dämpfungsmaterial 50 im Gegensatz zu dem Material, aus welchem der Flansch 10 und/oder das Fliehkraftpendel 30 gefertigt sein können, eine besonders hohe Elastizität und/oder eine besonders niedrige Materialhärte aufweist, ist die Rolle 44 in der Lage, die jeweiligen Endanschläge zu erreichen, da das Dämpfungsmaterial 50 dazu eingerichtet ist, unter der Aufprallenergie der Rolle 44 elastisch nachzugeben. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Rolle 44 in Verbindung mit den jeweiligen Endanschläge in der Kulisse 46 lediglich ein besonders leises Anschlaggeräusch erzeugt.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein Zweimassenschwungrad mit einem Fliehkraftpendel zur Drehschwingungsentkopplung eines Antriebsstrangs in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann, wobei das Fliehkraftpendel bei einer maximalen Auslenkung möglichst geringen Lärm verursacht.
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4 zeigt eine schematische Ansicht des Kraftfahrzeugs 16, bei welchem das Zweimassenschwungrad 12 eingesetzt ist. Der Antriebsstrang 14 des Kraftfahrzeugs 16 umfasst üblicherweise einen Motor 64, welcher zum Beispiel als Hubkolben-Verbrennungsmotor ausgeführt sein kann. Eine Kurbelwelle 66 des Motors 64 ist mit einer rotationssymmetrisch ausgebildeten Primärmasse 68 des Zweimassenschwungrads 12 drehfest und axial unverschiebbar koaxial verbunden. Nicht in 4 gezeigt ist ein Federelement, welches die Primärmasse 68 in einer Umfangsrichtung mit einer Sekundärmasse 70 über den Flansch 10, welcher zwischen der Primärmasse 68 und der Sekundärmasse 70 angeordnet ist, elastisch koppelt. Dazu ist das Federelement zwischen dem Flanschflügel 24 und einer nicht gezeigten Federelement-Anschlagfläche, welche an der Primärmasse 68 ausgebildet ist, abgestützt. Der Flansch 10 ist mit der Sekundärmasse 70 fest verbunden, insbesondere verschweißt, verschraubt und/oder vernietet, wodurch der Flansch 10 bzw. die Sekundärmasse 70 in Bezug zu der Primärmasse 68 rotierbar ist.
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Die Sekundärmasse 70 ist typischerweise mit einer Kupplungsvorrichtung 72, welche in Baueinheit mit einer Hauptgetriebevorrichtung 74 ausgebildet sein kann, zumindest mittelbar verbunden. Die Hauptgetriebevorrichtung 74 kann beispielsweise als ein manuelles Schaltgetriebe oder ein Automatikgetriebe ausgeführt sein.
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Üblicherweise zumindest mittelbar über ein Wellensystem 76 mit einer Abtriebsseite der Hauptgetriebevorrichtung 74 verbunden sind Räder 78 des Kraftfahrzeugs, wobei das Wellensystem 76 zumindest eine weitere Getriebevorrichtung, zum Beispiel ein Differential 80 umfassen kann.
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Der Antriebsstrang 14 ist an mehreren Befestigungspunkten mit einem Chassis, welches beispielsweise als eine selbsttragende Karosserie 82 ausgeführt sein kann, verbunden.
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Das in dem Zweimassenschwungrad 12 verbaute Fliehkraftpendel 30 erfährt eine besonders hohe, insbesondere maximal mögliche Auslenkung, wenn der Motor 64 des Kraftfahrzeugs 16 besonders starken Vibrationen unterworfen ist, das heißt wenn der Motor 64 besonders starke Vibrationen erzeugt.
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Dies ist zum Beispiel während eines niedertourigen Fahrbetriebs, das heißt bei besonders niedrigen Drehzahlen des Motors 64, und/oder bei einem Ausschalten bzw. Stoppen sowie bei einem Einschalten bzw. Starten oder Anlassen des Motors 64 der Fall. Das bedeutet, dass aufgrund eines Einsatzes einer Motorstopp-/Motorstart-Vorrichtung 84, welche üblicherweise als Stopp-/Start-Vorrichtung bezeichnet wird, in dem Kraftfahrzeug 16 besonders häufig das Fliehkraftpendel 30 maximal ausgelenkt ist.
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Dieses Beispiel zeigt, wie ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden kann, in welchem ein Zweimassenschwungrad mit einem Fliehkraftpendel eingesetzt ist, wobei das Fliehkraftpendel bei einer maximalen Auslenkung möglichst geringen Lärm verursacht, wodurch für die Insassen des Kraftfahrzeugs ein besonders hoher Geräuschkomfort sichergestellt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6244134 B1 [0003]
- DE 69521982 T2 [0004]
- DE 69615982 T2 [0005]
