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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Im Stand der Technik sind Drehmomentübertragungseinrichtungen mit einem drehzahladaptiven Schwingungstilger, der in einem Betriebsmedium arbeitet, bekannt. Derartige Drehmomentübertragungseinrichtungen weisen ein Gehäuse auf in dem der drehzahladaptive Schwingungstilger angeordnet ist und sind zumindest zu einem Teil mit einem Betriebsmedium, insbesondere einem Öl, befüllt ist. Im Betriebszustand führt die Drehmomentübertragungseinrichtung und dementsprechend auch das Gehäuse und der Schwingungstilger eine rotatorische Drehbewegung aus. Dadurch wird das Betriebsmedium nach radial außen geschleudert. Die Tilgermassen, die radial außen angeordnet sind, führen deshalb eine Relativbewegung gegenüber dem Betriebsmedium aus. Bei der Verdrängung des Betriebsmediums durch die Tilgermassen wird der drehzahladaptive Schwingungstilger beeinflusst. Die Tilgermassen erfahren durch die Bewegung innerhalb des Betriebsmediums eine Scherwirkung und einen Auftrieb. Dies führt dazu, dass sich eine Tilgungsordnung des drehzahladaptiven Schwingungstilgers bei Betrieb mit Betriebsmedium gegenüber einem Betrieb im trockenen Zustand, also ohne Betriebsmedium, verringert. Dadurch verringert sich die Effektivität zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten eines Verbrennungsmotors. Der drehzahladaptive Schwingungstilger wird dementsprechend für einen Betrieb im trockenen Zustand, also ohne Betriebsmedium, auf eine Tilgungsordnung abgestimmt, die höher ist als für den Anwendungsfall vorgesehen. Im nassen Betriebszustand weist der Schwingungstilger sodann die korrekte Tilgungsordnung auf. Die bekannten Effekte aus Scherwirkung und Auftrieb stellen dabei eine konstante Verschiebung der Tilgungsordnung bereit.
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Bei Versuchen ist aufgefallen, dass neben diesen konstanten Dämpfungseffekten unter bestimmten Bedingungen auch schwingwinkelabhängige Dämpfeffekte auftreten. Dies ist insbesondere bei sehr beengten Raumverhältnissen an den Tilgermassen der Fall. Insbesondere steht für die Verdrängung des Betriebsmedium sehr wenig Platz zur Verfügung wodurch. Diese schwingwinkelabhängigen Dämpfeffekte hängen zudem auch von der Tilgungsordnung der Tilgermassen und somit auch von der Pendelgeschwindigkeit der Tilgermassen in Umfangsrichtung ab. Die schwingwinkelabhängigen Dämpfeffekte bei einem drehzahladaptiven Schwingungstilger mit niedriger Tilgungsordnung sind größer als bei drehzahladaptiven Schwingungstilger mit hoher Tilgungsordnung.
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Es ist daher Aufgabe eine Drehmomentübertragungseinrichtung bereitzustellen, die auch bei Auftreten von schwingwinkelabhängigen Dämpfeffekten eine optimale Tilgungswirkung bereitstellt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausführungsvarianten der Drehmomentübertragungseinrichtung erläutert.
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Die Drehmomentübertragungseinrichtung ist für ein Kraftfahrzeug geeignet. Insbesondere ist die Drehmomentübertragungseinrichtung zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die Drehmomentübertragungseinrichtung ist günstigerweise zwischen einem Antrieb, insbesondere einem Verbrennungsmotor, und einem Getriebe ausgebildet.
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Die Drehmomentübertragungseinrichtung umfasst einen drehzahladaptiven Schwingungstilger mit einer Tilgermasse, der innerhalb eines Gehäuses angeordnet ist. Das Gehäuse umschließt den drehzahladaptiven Schwingungstilger vorzugsweise fluiddicht. Insbesondere führt das Gehäuse während des Betriebs der Drehmomentübertragungseinrichtung eine Drehbewegung aus. Mit Vorteil ist der drehzahladaptive Schwingungstilger unmittelbar oder mittelbar an dem Gehäuse befestigt. Günstigerweise ist der drehzahladaptive Schwingungstilger über einen Torsionsdämpfer und / oder einen Drehmomentwandler an dem Gehäuse befestigt. Der drehzahladaptive Schwingungstilger umfasst vorzugsweise mehrere Tilgermassen. Die Tilgermassen sind günstigerweise an einem Tilgerträger angeordnet. Die Tilgermasse ist mit Vorteil ein oder mehrteilig ausgebildet. Günstigerweise ist die Tilgermassen axial beidseitig des Tilgerträgers oder axial zwischen mehreren Tilgerträgerblechen des Tilgerträgers angeordnet. Die Tilgermasse führt eine drehzahlabhängige Pendelbewegung in Umfangsrichtung aus und tilgt Drehungleichförmigkeiten des Antriebs.
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Das Gehäuse ist zudem zumindest teilweise mit einem Betriebsmedium befüllt. Das Betriebsmedium ist günstigerweise durch ein Öl, insbesondere ein Getriebeöl, ausgebildet.
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Des Weiteren ist der drehzahladaptive Schwingungstilger ausgelegt schwingwinkelunabhängige und schwingwinkelabhängige Dämpfeffekte durch das Betriebsmedium im Betriebszustand zu kompensieren. Wie bereits in den einführenden Abschnitten der Beschreibung erläutert treten unter bestimmten Bedingungen neben den bisher bekannten schwingwinkelunabhängigen Dämpfeffekten auch schwingwinkelabhängige Dämpfeffekte auf. Der drehzahladaptive Schwingungstilger ist dementsprechend ausgelegt, dass die durch das Betriebsmedium auftretenden schwingwinkelabhängige und schwingwinkelunabhängige Dämpfeffekte kompensiert sind, sodass bei Betrieb mit Betriebsmedium eine optimale Tilgung der Drehungleichförmigkeiten bereitgestellt wird. Die schwingwinkelabhängige Tilgungsordnung des Schwingungstilgers unterscheidet sich somit von einem trockenen Betriebszustand, bei dem kein Betriebsmedium verwendet wird, gegenüber einem nassen Betriebsmedium um eine schwingwinkelunabhängige Ordnungsverschiebung in Form einer Konstanten Tilgungsordnungsverschiebung sowie um eine schwingwinkelabhängige Tilgungsordnungsverschiebung. Eine mögliche Wahl einer optimalen Tilgungsordnung ist im Weiteren anhand der vorteilhaften Ausführungsvarianten erläutert. Üblicherweise verläuft eine optimale Tilgungsordnung im nassen Betriebszustand möglichst nahe an der Anregungsordnung des Antriebs und bleibt über einen Großteil des gesamten Schwingwinkelbereichs nahezu unverändert. Dadurch wird eine optimale Tilgung der Anregungen erreicht.
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Insbesondere treten solche schwingwinkelabhängigen Dämpfeffekte bei engen Raumverhältnissen auf, bei denen für das Verdrängen des Betriebsmediums nur sehr wenig Platz bereitgestellt ist. Diese schwingwinkelabhängigen Dämpfeffekte sind bei vergleichbaren Raumverhältnissen für drehzahladaptive Schwingungstilger mit niedriger Tilgungsordnung stärker als für drehzahladaptive Schwingungstilger mit höherer Tilgungsordnung.
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Die Drehmomentübertragungseinrichtung weist mit besonderem Vorteil einen Drehmomentwandler auf. Ein solcher Drehmomentwandler weist günstigerweise ein Turbinenrad, ein Leitrad sowie ein Pumpenrad auf. Diese sind ausgebildet, um über ein Betriebsmedium einen Kraftübertrag zwischen dem Antrieb und dem Getriebe bereitzustellen.
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Mit besonderem Vorteil bildet das Pumpenrad des Drehmomentwandlers einen Teil des Gehäuses aus. Mit besonderem Vorteil weist die Drehmomentübertragungseinrichtung zudem eine Überbrückungskupplung auf. Die Überbrückungskupplung überbrückt den Drehmomentwandler, üblicherweise nach Abschluss des Anfahrvorgangs des Kraftfahrzeugs. Bevorzugt umfasst die Drehmomentübertragungseinrichtung keinen, einen, zwei oder mehrere Torsionsdämpfer. Das Turbinenrad ist mit besonderem Vorteil in Bezug auf den Kraftfluss vor den Torsionsdämpfern, nach den Torsionsdämpfern oder zwischen den beiden Torsionsdämpfern angebunden. Mit weiterem Vorteil ist auch der Schwingungstilger bezüglich des Kraftflusses vor den Torsionsdämpfern, nach den Torsionsdämpfern oder zwischen den beiden Torsionsdämpfern angebunden.
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Im Weiteren werden vorteilhafte Ausführungsvarianten der Drehmomentübertragungseinrichtung erläutert.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Schwingungstilger bei Betrieb ohne Betriebsmedium eine vom Schwingwinkel der Tilgermasse abhängige Tilgungsordnung qt(φ) und bei Betrieb mit Betriebsmedium eine Tilgungsordnung qb(φ) aufweist, wobei sich qt(φ) und qb(φ) um eine schwingwinkelunabhängige und eine schwingwinkelabhängige Tilgungsordnungsverschiebung unterscheiden.
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Die Tilgungsordnung qb(φ) ist im Betrieb mit Betriebsmedium über einen Großteil des Schwingwinkels konstant und vorzugsweise zum maximalen Schwingwinkel hin verstimmt.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass gilt qb(φ) = qt(φ) - qsu - qsa (φ), wobei qsu konstant und qsa (φ) eine vom Schwingwinkel der Tilgermasse abhängige Funktion ist.
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q
su stellt hierbei die Tilgungsordnungsverschiebung von trockenem Betriebszustand zu nassem Betriebszustand für schwingwinkelunabhängige Dämpfeffekte bereit. q
su ist im Wesentlichen konstant. q
sa (φ) stellt die Änderung der Tilgungsordnung vom trockenen Betriebszustand zum nassen Betriebszustand für schwingwinkelabhängige Dämpfeffekte dar. q
sa (φ) ist vom Schwingwinkel der Tilgermasse abhängig. Bei q
sa (<p) handelt es sich um eine im Wesentlichen linear mit dem Schwingwinkel ansteigende Funktion. Im Wesentlichen bedeutet hierbei, dass sich die Funktion entlang dieser Geraden verläuft und dabei in begrenztem Rahmen gegenüber der Geraden nach oben oder nach unten hin abweichen kann. Mit anderen Worten ist q
sa (<p) durch eine im Mittel lineare Funktion ausgebildet. Insbesondere ist q
sa (<p) eine monotone Funktion, eine im Mittel monotone Funktion und / oder eine gleichmäßig gegenüber dem Schwingwinkel ansteigende Funktion. Mit anderen Worten verringert q
su und q
sa (φ) die Tilgungsordnung q
t(φ) des trockenen Schwingungstilgers bei Betrieb mit Betriebsmedium.
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Mit besonderem Vorteil dämpft der Schwingungstilger im Betriebszustand mit Betriebsmedium über zumindest einen Teil, insbesondere über einen Großteil, des gesamten Schwingwinkels der Tilgermasse eine im wesentlichen konstante Tilgungsordnung bereitstellt.
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Diese Tilgung einer gleichmäßigen Ordnung bezieht sich auf den Tilger im Betriebszustand und in Betriebsmedium. Dadurch wird eine optimale Tilgung von Drehungleichförmigkeiten über einen großen Schwingwinkelbereich bereitgestellt. Mit anderen Worten ist die Tilgungsordnung des Schwingungstilgers im nassen Betriebszustand über einen Teil, insbesondere einen Großteil, im Wesentlichen konstant oder im Mittel konstant. Dementsprechend kann sich die Tilgungsordnung in bestimmten Grenzen um den linearen Mittelwert herumbewegen.
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Mit besonderem Vorteil ist die Tilgungsordnung gegenüber der Anregungsordnung verschoben, insbesondere um einen Wert zwischen 0,01 bis 0,5 verschoben.
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Je nach Ausgestaltung des Antriebsstranges, der Drehmomentübertragungseinrichtung und des drehzahladaptiven Schwingungstilgers kann die Tilgungsordnung des Schwingungstilgers oberhalb oder unterhalb der Anregungsordnung des Antriebs gewählt sein. Die Anregungsordnung ist von der Anzahl der aktiv betriebenen Zylinder abhängig. Ein Vierzylinder stellt beispielsweise eine Anregungsordnung von 2 bereit, ein Sechszylinder eine Anregungsordnung von 3. Durch diese geringe Verschiebung der Tilgungsordnung gegenüber der Anregungsordnung wird ein Betrieb innerhalb der Resonanz verhindert aber dennoch eine optimale Tilgung der Drehungleichförmigkeiten bereitgestellt. Ein Betrieb des Schwingungstilgers auf der Resonanz würde den Schwingungstilger aufgrund der extrem starken Anregung in kurzer Zeit zerstören. Eine untere Grenze für die Auslegungsverschiebung gegenüber der Anregungsordnung beziehungsweise beträgt 0,01; 0,02; 0,03 oder 0,04. Eine obere Grenze für die Verschiebung der Tilgungsordnung gegenüber der Anregungsordnung beträgt 0,4; 0,3; 0,25; 0,2; 0,15; 0,13; 0,12; 0,11 oder 0,1. Besonders vorteilhafte Bereiche innerhalb denen eine mögliche Verschiebung der Tilgungsordnung gegenüber der anregenden Ordnung gewählt ist, sind durch Kombination von einem der genannten oberen Grenzwerte und einem der genannten unteren Grenzen bereitgestellt. Insbesondere sind Auslegungsverschiebungen von 0,01 bis 0,5, 0,02 bis 0,4, 0,03 bis 0,3, 0,04 bis 0,25, 0,04 bis 0,20 und 0,04 bis 0,15 von besonderem Vorteil.
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Mit besonderem Vorteil ist in einem ersten Schwingwinkelbereich die im wesentlichen kontante Tilgungsordnung und in einem zweiten Schwingwinkelbereich eine sich gegenüber der Anregungsordnung verstimmte Tilgungsordnung ausgebildet.
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Der zweite Schwingwinkelbereich weist mit Vorteil einen größeren Schwingwinkel auf als der erste Schwingwinkelbereich. Der zweite Schwingwinkelbereich betrifft vorzugsweise die maximalen Schwingwinkel an einem oder vor einem Endanschlag. Mit besonderem Vorteil endet der zweite Schwingwinkelbereich bei einem maximalen Schwingwinkel. Mit besonderem Vorteil beginnt der zweite Schwingwinkelbereich zwischen 70 % und 90 % des maximalen Schwingwinkels und erstreckt sich günstigerweise bis zum Endanschlag, also 100 % des maximalen Schwingwinkels. Die verstimmte Tilgungsordnung stellt eine sich ausgehend von kleinem Schwingwinkel zu größerem Schwingwinkel immer weiter ansteigende Verstimmung gegenüber der Anregungsordnung oder der Resonanz bereit. Die verstimmte Tilgungsordnung kann somit mit steigendem Schwingwinkel ansteigen oder abfallen, also durch eine ansteigende, im Mittel ansteigende, abfallende oder im Mittel abfallende Funktion ausgebildet sein. Der Verlauf der verstimmten Tilgungsordnung kann dabei auf verschiedene Arten und Weisen ausgebildet sein. Mit besonderem Vorteil stellt die verstimmte Tilgungsordnung eine im Wesentlichen linear ansteigende oder abfallende Tilgungsordnung bereit. Mit anderen Worten entfernt sich die verstimmte Ordnung von der Anregungsordnung oder der Resonanz, sodass bei großen Schwingwinkel eine Verstimmung gegenüber der Anregungsordnung bereitgestellt. Bewegt sich die Tilgermasse mit großen Schwingwinkeln so wird die Anregung deutlich verringert und dadurch ein Anschlagen der Tilgermassen an den Endanschlägen verhindert oder zumindest stark gedämpft. Die verstimmte Tilgungsordnung ist mit Vorteil durch eine schwingwinkelabhängige Funktion ausgebildet, die monoton, streng monoton oder im Mittel monoton oder im Mittel streng monoton ist.
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Die Drehmomentübertragungseinrichtung wird im Weiteren beispielhaft anhand mehrerer Figuren ausführlich erläutert. Es zeigen:
- 1 Eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einem drehzahladaptiven Schwingungstilger im nassen Betrieb;
- 2 eine gemessene Tilgungsordnung des drehzahladaptiven Schwingungstilgers im nassen Betrieb bei konventioneller Auslegung;
- 3 eine Tilgungsordnung des weiterentwickelter Schwingungstilger mit neuer Auslegung im trockenen sowie im nassen Betrieb.
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In der 1 ist eine Drehmomentübertragungseinrichtung 10 dargestellt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 ist zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 ist über eine Eingangsseite E mit einem Antrieb in Form eines Verbrennungsmotors verbindbar. Des Weiteren ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 auf einer Ausgangsseite A mit einem nicht dargestellten Getriebe verbindbar. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 dient als Kraftübertragungs- und Anfahreinheit. Hierfür überträgt die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 die vom Antrieb bereitgestellte Drehbewegung auf das Getriebe und stellt eine Tilgung von Drehungleichförmigkeiten des Antriebs bereit.
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Die Drehmomentübertragungseinrichtung 10 umfasst einen Drehmomentwandler 12, einen drehzahladaptiven Schwingungstilger 14 sowie eine Überbrückungskupplung 16. Der Drehmomentwandler 12, der Schwingungstilger 14 sowie die Überbrückungskupplung 16 sind innerhalb eines Gehäuses 18 angeordnet. Das Gehäuse ist fluiddicht ausgebildet und zumindest zum Teil mit einem Betriebsmedium, insbesondere mit einem Getriebeöl, befüllt ist. Dabei umfasst das Gehäuse 18 einen Gehäusetopf 20 sowie das Pumpenrad 22. Das Pumpenrad 22 weist ein Blechteil, welches einen Teil des Gehäuses ausbildet, sowie an dem Blechteil ausgeführten Pumpenschaufeln auf. Der Gehäusetopf 20 und das Pumpenrad 22 sind axial zueinander angeordnet und fest miteinander verbunden, insbesondere über eine Schweißverbindung. Der Gehäusetop 20 und das Pumpenrad 22 sind fluiddicht miteinander verbunden.
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Die Drehbewegung des Antriebs wird über eines oder mehrere Eingangselemente auf das Gehäuse 18 übertragen. Die eingeleitete Drehbewegung wird sodann über den Drehmomentwandler 12 oder die Überbrückungskupplung 16 hin zu einer Nabe 24, die mit einer Eingangswelle des Getriebes drehfest verbunden ist, übertragen. Die Nabe 24 stellt das Ausgangselement dar.
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Der Drehmomentwandler 12 umfasst das Pumpenrad 22, das Turbinenrad 26 sowie das Leitrad 28. Im Betrieb ist der Drehmomentwandler 12 mit einem Betriebsmedium, insbesondere einem Getriebeöl, befüllt und überträgt eine Drehbewegung des Pumpenrads 22 auf das Turbinenrad 26. Die Funktionsweise des Drehmomentwandlers ist im Stand der Technik hinlänglich bekannt und wird deshalb nicht weiter erläutert.
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Die Überbrückungskupplung 16 ist als nasslaufende Lamellenkupplung ausgebildet. Diese umfasst ein Eingangselement 30 in Form eines Eingangslamellenträgers mit Eingangslamellen, die drehfest mit dem Gehäuse 18 drehfest verbunden sind. Des Weiteren umfasst die Überbrückungskupplung 16 ein Ausgangselement 32 in Form eines Ausgangslamellenträgers mit Ausgangslamellen, die drehfest mit der Nabe 24 verbunden sind. Insbesondere sind die Eingangslamellen drehfest an einem Eingangslamellenträger, der durch den Gehäusetopf 20 ausgebildet ist, und die Ausgangslamellen drehfest an dem Ausgangslamellenträger, der mit der Nabe 24 fest verbunden ist, angeordnet. Die Eingangslamellen und Ausgangslamellen der Überbrückungskupplung 16 sind axial aufeinanderfolgend und drehbar zueinander angeordnet. Über einen Betätigungskolben 34 können die Lamellen axial gegeneinander vorgespannt werden, sodass eine reibschlüssige Verbindung bereitgestellt wird. Mit Hilfe des Betätigungskolbens 34 wird die Überbrückungskupplung 16 geöffnet oder geschlossen, wodurch der Drehmomentwandler 12 durch Schließen der Überbrückungskupplung 16 überbrückt werden kann.
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Der Schwingungstilger 14 umfasst einen Tilgerträger 36 sowie mehrere in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte Tilgermassen 38. Der Tilgerträger 36 ist über zwei Tilgerträgerbleche 36a und 36b ausgebildet, die axial benachbart zu den Tilgermassen 38 ausgebildet sind und diese zwischen sich aufnehmen. Des Weiteren ist der Tilgerträger 36 über das Tilgerträgerblech 36a am radial äußeren Umfang an dem Gehäuse 18 befestigt. Hierfür weist das Gehäuse 18 axial zwischen dem Gehäusetopf 20 und dem Pumpenrad 22 an einem radial innenliegenden Bereich eine Aufnahme für das erste Tilgerträgerblech 36a zur Befestigung auf. Die Tilgermassen 38 sind durch mehrere einzelne Blechteile ausgebildet, die axial benachbart aneinander angeordnet sind. Die Tilgermassen 38 sind über Pendelrollen geführt, die im Schnittbild der 1 nicht zu sehen sind. Die Tilgermassen 38 sowie die Tilgerträgerbleche 36a und 36b weisen einander zugeordnete Führungsbahnen auf, in welche die Pendelrollen eingreifen. Die Pendelrollen rollen entlang der Führungsbahn ab und stellen eine schwingende oder pendelnde Bewegung der Tilgermassen 38 bereit. In einer alternativen Ausführungsvariante kann der Tilgerträger auch mittig ausgebildet sein, wobei die Tilgermassen mehrteilig ausgebildet sind und deren Teile axial beidseitig des Tilgerträgers angeordnet sind.
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In der 2 sieht man in schematischer Darstellung die Tilgungsordnung des drehzahladaptiven Schwingungstilgers aus der Drehmomentübertragungseinrichtung 10 der 1. Der drehzahladaptive Schwingungstilger 14 wurde gemäß der üblichen Auslegungsregeln ausgebildet, welche die bisher bekannten schwingwinkelunabhängigen Dämpfeffekte des Betriebsmediums ausgleichen. Gegenüber der X-Achse 40 ist der Schwingwinkel aufgetragen sowie gegenüber der Y-Achse 42 die Tilgungsordnung. Die Linie 44 zeigt die gemäß der bisher bekannten Auslegungsregeln erwartete Tilgungsordnung im Betriebszustand mit Betriebsmedium. Bei den bekannten Auslegungsregeln wird die Tilgungsordnungsverschiebung um einen konstanten Wert durch Dämpfungseffekte aus Scherwirkung und Auftrieb gegenüber dem Betriebsmedium berücksichtig. Im Versuch wurde jedoch die Tilgungsordnung gemäß der Linie 46 gemessen. Wie man erkennt sinkt die bereitgestellte Tilgungsordnung des drehzahladaptiven Tilgers mit ansteigendem Schwingwinkel unerwartet ab.
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Dieser Abfall der Tilgungsordnung ist bedingt durch die Platzverhältnisse im Bereich des drehzahladaptiven Tilgers 14, insbesondere der Tilgermassen 38, wie in 1 gezeigt. Im radial äußeren Bereich ist hierbei in radialer sowie in axialer Richtung vergleichsweise wenig Raum 48 vorhanden in den ein Betriebsmedium ausweichen könnte. Bei einer umfangsmäßigen Pendelbewegung der Tilgermassen 38 treten durch die verdrängenden Effekte entsprechende Gegenkräfte auf. Diese Gegenkräfte oder Dämpfeffekte hängen sowohl vom Schwingwinkel, von den Raumverhältnissen, der Tilgungsordnung sowie der Umfangsgeschwindigkeit der Tilgermassen ab. Die Tilgungsordnung des drehzahladaptiven Schwingungstilgers gemäß Linie 46 ist für den Betrieb in einem Kraftfahrzeug ineffizient und deshalb nicht geeignet.
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In 3 ist ein Verlauf der Tilgungsordnung des neu ausgelegten drehzahladaptiven Schwingungstilgers 14 dargestellt, der neben den schwingwinkelunabhängigen Dämpfeffekten auch schwingwinkelabhängige Dämpfeffekte berücksichtigt. Auch hier ist über der X-Achse 40 der Schwingwinkel und über die Y-Achse 42 die Tilgungsordnung dargestellt. Die Y-Achse 42 ist hierbei auf die anregende Ordnung des Antriebs normiert.
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Gemäß Linie 50 ist der Verlauf der Tilgungsordnung für den drehzahladaptiven Tilger in trockenem Betriebszustand über den Schwingwinkel dargestellt. Linie 52 zeigt den Verlauf der Tilgungsordnung über den Schwingwinkel desselben drehzahladaptiven Tilgers im nassen Betriebszustand. Die Linie 50 entspricht der Tilgungsordnung qt(φ) und die Linie 52 entspricht der Tilgungsordnung qb(φ).
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Man erkennt, dass die Linie 50 gegenüber der Linie 52 bei einem Schwingwinkel von 0 um einen konstanten Wert bzw. um einen Versatz Δy, also eine konstante Tilgungsordnungsverschiebung qsu, verschoben ist. Dies entspricht den drehzahlunabhängigen Dämpfungseffekten. Zudem steigt die Linie 50 im Wesentlichen gleichmäßig oder im Mittel linear über den Schwingwinkel an, zumindest über den ersten Schwingwinkelbereich 0 bis A. Dies soll durch die gestrichelte Linie 54 nochmals verdeutlich werden. Diese gestrichelte Linie 54 entspricht im Mittel den schwingwinkelabhängigen Dämpfeffekten, die sich durch die Tilgungsordnungsverschiebung qsa(φ) bemerkbar machen.
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Die Tilgungsordnungsverschiebungen qsu und qsa(φ) werden somit bei der Auslegung für die trockene Tilgungsordnung bereits vorgehalten, sodass bei nassem Betriebszustand eine optimale Tilgungsordnung nahe der Anregungsordnung bereitgestellt wird. Insbesondere gilt qb(φ) = qt(φ) - qsu - qsa (φ).
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Die konstante Tilgungsordnung in einem ersten Schwingwinkelbereich 0 bis A ist gegenüber der Anregungsordnung des Antriebs minimal versetzt. Entsprechende Werte für den Versatz der Tilgungsordnung können hierbei dem allgemeinen Beschreibsteil entnommen werden. Man erkennt in der 3 zudem, dass die Tilgungsordnung gemäß der Linie 52 im Bereich von 0 bis A kleinen Abweichungen oder Schwankungen unterliegt, sodass die Tilgungsordnung im Mittel konstant ist. Die dargestellten Abweichungen sind sehr gering, können bei anderen drehzahladaptiven Tilgern jedoch auch größer sein.
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Zur weiteren Optimierung der Tilgungsordnung ist lediglich in einem ersten Schwingwinkelbereich von 0 bis A eine im konstante Tilgungsordnung ausgebildet. In einem zweiten Schwingwinkelbereich von A bis B ist eine verstimmte Tilgungsordnung ausgebildet. In diesem Endbereich bei hohen Schwingwinkeln von A bis B, wobei B hier den maximalen Schwingwinkel der Tilgermassen beschreibt, steigt die Tilgungsordnung des drehzahladaptiven Schwingungsdämpfers an bzw. verstimmt sich von der Anregungsordnung weg. Insbesondere steigt die verstimmte Tilgungsordnung im Mittel linear und streng monoton an. Durch die Verschiebung beziehungsweise Verstimmung der Tilgungsordnung weg von der anregenden Tilgungsordnung wird eine optimale Dämpfung der Tilgermassen im Schwingwinkelendbereich bereitgestellt. Dadurch wird ein Anschlagen der Tilgermassen an einen Endanschlag gedämpft oder vermieden.
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In einer alternativen Ausführungsvariante kann die Tilgungsordnung auch unterhalb der Anregungsordnung gewählt werden. Hierbei fällt in einem zweiten Schwingwinkelbereich von A bis B die verstimmte Tilgungsordnung entsprechend ab.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 12
- Drehmomentwandler
- 14
- Schwingungstilger
- 16
- Überbrückungskupplung
- 18
- Gehäuse
- 20
- Gehäusetopf
- 22
- Pumpenrad
- 24
- Nabe
- 26
- Turbinenrad
- 28
- Leitrad
- 30
- Eingangselement
- 32
- Ausgangselement
- 34
- Betätigungskolben
- 36
- Tilgerträger
- 36a
- Tilgerträgerblech
- 36b
- Tilgerträgerblech
- 38
- Tilgermassen
- 40
- x-Achse (Schwingwinkel)
- 42
- y-Achse (Tilgungsordnung)
- 44
- Linie
- 46
- Linie
- 48
- Raum
- 50 / qt(φ)
- Linie / Tilgungsordnung trocken
- 52 / qb(φ)
- Linie / Tilgungsordnung nass
- 54 / qsa(φ)
- Linie / schwingwinkelabhängige Tilgungsordnungsverschiebung
- Δy / qsu
- Versatz / schwingwinkelunabhängige Tilgungsordnungsverschiebung
- A
- Ausgangsseite
- E
- Eingangsseite
