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Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere ein
geteiltes Schwungrad, mit wenigstens zwei, entgegen dem Widerstand von einer
Energiespeichereinrichtung verdrehbaren Bauelementen.
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Bei derartigen Drehschwingungsdämpfern umfasst die
Energiespeichereinrichtung oft mehrere Energiespeicher, die in einzelnen Kammern aufgenommen
sind. In bestimmten Betriebszuständen tritt zwischen der Kammerwandung und
den daran in Anlage befindlichen Energiespeichern Reibung auf, die
unerwünscht ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Reibung zwischen der
Energiespeichereinrichtung und der zugehörigen Kammerwandung zu minimieren.
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Die Aufgabe ist bei einem Drehschwingungsdämpfer, insbesondere einem
geteilten Schwungrad, mit wenigstens zwei, entgegen dem Widerstand von einer
Energiespeichereinrichtung verdrehbaren Bauelementen, dadurch gelöst, dass
die Energiespeichereinrichtung mindestens einen Energiespeicher umfasst, der
durch eine mit dem Energiespeicher gekoppelte Trageinrichtung, die sich radial
außerhalb des Energiespeichers erstreckt und seinen im wesentlichen
rechteckförmigen Querschnitt aufweist, in einem im wesentlichen konstanten
radialen Abstand zur Drehachse des Drehschwingungsdämpfers gehalten wird.
Dadurch wird den im Betrieb auf den Energiespeicher wirkenden Zentrifugalkräften
entgegengewirkt, und somit die Reibung zwischen dem Energiespeicher und
der damit in Anlage befindlichen Energiespeicherkammerwandung minimiert.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers ist
dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichereinrichtung mehrere
Energiespeicher umfasst, die mit mindestens einer Trageinrichtung gekoppelt sind,
wobei die Trageinrichtung in axialer Richtung des Drehschwingungsdämpfers eine
geringere Ausdehnung aufweist als in radialer Richtung. Dadurch können
mehrere Trageinrichtungen in axialer Richtung aneinander anliegend angeordnet
werden. Durch die Auswahl eines Materials mit einer geringen Reibungszahl
wird gewährleistet, dass sich die Trageinrichtungen im Betrieb ohne
nennenswerte Reibungsverluste relativ zueinander bewegen können.
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Die oben angegebene Aufgabe ist bei einem Drehschwingungsdämpfer;
insbesondere einem geteilten Schwungrad, mit wenigsten zwei, entgegen dem
Widerstand von einer Energiespeichereinrichtung verdrehbaren Bauelementen,
auch dadurch gelöst, dass die Energiespeichereinrichtung mindestens zwei
diametral gegenüberliegende Energiespeicher umfasst, die durch eine
Koppeleinrichtung in radialer Richtung in einem im wesentlichen konstanten
Abstand zueinander gehalten werden. Dadurch wird den im Betrieb auf die
Energiespeicher wirkenden Zentrifugalkräften entgegengewirkt und somit die
Reibung zwischen den Energiespeichern und der
Energiespeicherkammerwandung minimiert.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung einen Ringkörper
umfasst, an dem Halteelemente für die Energiespeicher angebracht sind. Die
Halteelemente dienen dazu, die Energiespeicher in radialer Richtung zu fixieren.
Der Ringkörper dient dazu, zwei diametral gegenüberliegende Halteelemente
miteinander zu verbinden, um einen konstanten Abstand zwischen den
Halteelementen sicherzustellen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente jeweils mindestens eine
Nase aufweisen, die in eine an einem Ende des zugehörigen Energiespeichers
ausgebildete Öffnung eingreift. Bei den Energiespeichern kann es sich zum
Beispiel um Schraubenfedern handeln. Die Nasen können die Form eines
Kreiszylinders aufweisen, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser
der Federwindungen der Schraubenfeder entspricht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nase so an dem Halteelement
angeordnet ist, dass das mit der Nase in Eingriff befindliche Ende des Energiespeichers
radial nach innen gezogen wird. Dadurch wird, bezogen auf die Drehachse des
Drehschwingungsdämpfers, ein radialer Abstand zwischen den
Energiespeichern und der zugehörigen Energiespeicherkammerwandung erzeugt, wodurch
die Reibung, zumindest im Bereich der Nase, vollständig eliminiert wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers
ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper radial innerhalb der
Energiespeicher angeordnet ist. Dadurch kann der Bauraum des
Drehschwingungsdämpfers in Richtung seiner Drehachse klein gehalten werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers
ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper einen im wesentlichen
rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Dabei ist der Querschnitt des Ringkörpers
mit seiner geringeren Ausdehnung parallel zur Drehachse des
Drehschwingungsdämpfers angeordnet. Dadurch kann der Bauraum des
Drehschwingungsdämpfers in Richtung seiner Drehachse weiter reduziert werden.
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Ein weüteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Drehschwingungsdämpfers
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement auf seiner dem
zugehörigen Energiespeicher abgewandten Seite durch einen zusätzlichen
Energiespeicher beaufschlagt ist, der eine geringere Steifigkeit als der zugehörige
Energiespeicher aufweist. Der weichere, zusätzliche Energiespeicher führt zu einer
Verbesserung der Leerlauf-Isolation.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung
verschiedene Ausführungsbeispiele im einzelnen Beschrieben sind. In der
Zeichnung zeigen
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Fig. 1 einen Schnitt durch eine Dämpfungseinrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform der Erfindung;
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Fig. 2 die Ansicht eines teilweise dargestellten Schnitts entlang der Linie
II-II in Fig. 1;
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Fig. 3 einen Ausschnitt III aus Fig. 2 gemäß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung;
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Fig. 4 einen Schnitt durch eine Dämpfungseinrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung; und
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Fig. 5 die Ansicht eines teilweise dargestellten Schnitts entlang der Linie
V-V in Fig. 4.
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Der in den Fig. 1 und 2 teilweise dargestellte Drehschwingungsdämpfer
bildet ein geteiltes Schwungrad 1, dass eine an einer nicht dargestellten
Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine befestigbare erste oder
Primärschwungmasse 2 sowie eine zweite oder Sekundärschwungmasse 3 aufweist. An der
zweiten Schwungmasse 3 ist eine Reibungskupplung unter Zwischenlegung
einer Kupplungsscheibe befestigbar, über die eine ebenfalls nicht dargestellte
Eingangswelle an- und abkuppelbar ist.
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Die Schwungmassen 2 und 3 sind über eine Lagerung 4 zueinander verdrehbar
gelagert, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel radial innerhalb von
Bohrungen 5 zur Durchführung von Befestigungsschrauben zur Montage der
ersten Schwungmasse 2 an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine
angeordnet ist. Zwischen den beiden Schwungmassen 2 und 3 ist eine
Dämpfungseinrichtung 6 wirksam, die Energiespeicher 7 umfasst, von denen zumindest
einer durch Schraubenfedern 8, 9, 10, 11, 12, 13 gebildet ist, wie insbesondere
aus Fig. 2 ersichtlich ist.
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Die beiden Schwungmassen 2 und 3 besitzen Beaufschlagungsbereiche 14, 15
beziehungsweise 16 für die Energiespeicher 7. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel sind die Beaufschlagungsbereiche 14, 15 durch in die erste
Schwungmasse 2 bildenden Blechteile 17, 18 eingebrachte Anprägungen
gebildet. Die axial zwischen den Beaufschlagungsbereichen 14, 15 vorgesehenen
Beaufschlagungsbereiche 16 sind durch zumindest ein mit der
Sekundärschwungmasse 3, beispielsweise über Niete 19, verbundenes flanschartiges
Beaufschlagungsbauteil 20 gebildet. Dieses Bauteil 20 dient als
Drehmomentübertragungselement zwischen den Energiespeichern 7 und der
Schwungmasse 3. Die Beaufschlagungsbereiche 16 sind durch am Außenumfang des
flanschartigen Beaufschlagungsbauteils 20 vorgesehene radiale Arme
beziehungsweise Ausleger 16 gebildet.
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Das durch Kaltumformung von Blechmaterial hergestellte Bauteil 17 dient zur
Befestigung der ersten Schwungmasse 2 beziehungsweise des gesamten
geteilten Schwungrades 1 an der Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine. Radial
außen ist das Bauteil 17 mit einem ebenfalls aus Blech hergestellten Bauteil 18
verbunden. Die Bauteile 17 und 18 bilden einen ringförmigen Raum 21, der
einen torusartigen Bereich 22 aufweist. Der ringförmige Raum 21
beziehungsweise der torusartige Bereich 22 kann zumindest teilweise mit einem viskosen
Medium, wie beispielsweise Fett gefüllt sein. In Umfangsrichtung betrachtet
zwischen den Anformungen beziehungsweise den Beaufschlagungsbereichen 14,
15 bilden die Bauteile 17, 18 Ausbuchtungen 23, 24 die den torusartigen
Bereich 22 begrenzen und die Energiespeicher 7 aufnehmen, sowie sowohl in
radialer als auch in axialer Richtung führen.
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Radial innen trägt das sich radial erstreckende Bauteil 17 ein Zwischenteil
beziehungsweise eine Nabe 26, das beziehungsweise die den inneren Lagerring
des Kugellagers 4 aufnimmt beziehungsweise trägt. Der äußere Lagerring des
Kugellagers 4 trägt die Schwungmasse 3.
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Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Schraubenfedern 8-13
radial innerhalb des äußeren Umfangs der Primärschwungmasse 2 angeordnet.
Die Schraubenfedern 8-13 sind voneinander beabstandet und konzentrisch zu
dem äußeren Umfang der Primärschwungmasse 2 beziehungsweise der
Drehachse des Drehschwingungsdämpfers angeordnet. Radial innerhalb der
Schraubenfedern 8-13 sind Ringkörper 28, 29 und 30 mit einem
rechteckförmigen Querschnitt angeordnet. Der Querschnitt der Ringkörper 28-30 weist in
Richtung der Drehachse des Drehschwingungsdämpfers kleinere
Abmessungen auf, als in radialer Richtung. An dem Ringkörper 28 sind sich radial
erstreckende Ansätze 32 und 35 diametral gegenüberliegend angeordnet. An den
Ringkörpern 29 und 30 sind entsprechend paarweise diametral
gegenüberliegend angeordnete radiale Ansätze 31, 34 und 33, 36 ausgebildet. An den
radialen Ansätzen 31-36 ist jeweils ein Halteelement 37, 38, 39, 40, 41 und 42
befestigt. Die Befestigung der Halteelemente 37 bis 42 erfolgt durch
Nietverbindungen 43.
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An denn Halteelement 37 sind in Umfangsrichtung entgegengesetzt zwei Nasen
44 und 45 ausgebildet. Die Nase 44 ragt in ein Ende der Schraubenfeder 8. Die
Nase 45 ragt in ein Ende der Schraubenfeder 9. In das andere Ende der
Schraubenfeder 9 ragt eine Nase 46, die an dem Halteelement 38 ausgebildet
ist. Außerdem liegt an dem Halteelement 38 ein Ende der Schraubenfeder 10
an. Das andere Ende der Schraubenfeder 10 ist mit der Primärschwungmasse
2 und der Sekundärschwungmasse 3 gekoppelt. Ebenfalls mit der
Primärschwungmasse 2 und der Sekundärschwungmasse 3 gekoppelt ist das
Halteelement 39, von dem eine Nase 47 in ein Ende der Schraubenfeder 11 ragt. In
das andere Ende der Schraubenfeder 11 ragt eine Nase 48, die an dem
Halteelement 40 ausgebildet ist. Entgegengesetzt zu der Nase 48 ist an dem
Halteelement 40 eine Nase 49 ausgebildet, die in ein Ende der Schraubenfeder 12
ragt. In das andere Ende der Schraubenfeder 12 ragt eine Nase 50, die an dem
Halteelement 41 ausgebildet ist. An der der Nase 50 abgewandten Seite des
Halteelements 41 liegt ein Ende der Schraubenfeder 13 an. Das andere Ende
der Schraubenfeder 13 ist ebenso wie das andere Ende der Schraubenfeder 8durch die Primärschwungmasse 2 und die Sekundärschwungmasse 3
beaufschlagt.
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Die Schraubenfedern 8-13 sind, wie man in Fig. 2 sieht, in Reihe geschaltet.
Die Schraubenfedern 10 und 13 werden auch als Startstufe-Federn bezeichnet,
und liegen, bezogen auf die Drehachse des Drehschwingungsdämpfers radial
außen, an der eine Kammer zur Aufnahme der Schraubenfedern bildenden
Wandung der Primärschwungmasse 2 an. Die beiden Schraubenfedern 8 und 9
und die beiden Schraubenfedern 11 und 12 werden auch als Zugstufe-Federn
bezeichnet. Die Enden der Schraubenfedern 8, 9 und 11, 12 werden durch die
Nasen 51, 44, 45, 46 und 47, 48, 49, 50 die an den zugehörigen
Halteelementen ausgebildet sind, radial nach innen gezogen, um einen gewissen Abstand
zwischen den Schraubenfedern 8, 9 und 11, 12 und der die Aufnahmekammer
bildenden Wandung der Primärschwungmasse 2 zu gewährleisten. Durch die
diametral gegenüber liegende Anordnung der Nasen werden die im Betrieb auf
die Schraubenfedern wirkenden Fliehkräfte ausgeglichen.
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Durch die in den Führungen 1 und 2 dargestellte Ausführungsform wird
gewährleistet, dass die Schraubenfedern 10 und 13 beim Start mit
Reibungskräften beaufschlagt werden. Im Zugbetrieb wird jedoch Reibung zwischen den
Schraubenfedern 8, 9 beziehungsweise 11, 12 und der Primärschwungmasse 2
vermieden. Dadurch wird erreicht, dass sich die Schraubenfedern gleichmäßig
entspannen können.
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In Fig. 3 ist dargestellt, dass zwischen dem flanschartigen Beaufschlagungsteil
20 und dem Halteelement 41 auch eine zusätzliche Schraubenfeder 55
angeordnet sein kann. Die zusätzliche Schraubenfeder 55 weist eine geringere
Steifigkeit auf als die Schraubenfeder 8, die auf der dem flanschartigen
Beaufschlagungsteil 20 abgewandten Seite des Halteelements 41 anliegt. Die
zusätzliche Schraubenfeder 55 ist in einem Sackloch 54 aufgenommen, das auf der
dem flanschartigen Beaufschlagungsteil 20 zugewandten Seite der
Halteelements 41 ausgebildet ist.
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Die in dlen Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform ähnelt der in den
Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform. Gleiche Teile sind mit gleichen
Bezugsteilen versehen, so dass insofern auf die Beschreibung zu den Fig. 1
und 2 verwiesen wird. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zwischen
den beiden Ausführungsformen eingegangen.
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In Fig. 4 sieht man, dass die Sekundärschwungmasse 3 unter
Zwischenlegung einer Kupplungsscheibe 57 mit Belägen 58 und 59 mit einer
Kupplungsbetätigungseinrichtung 75 zusammenwirkt.
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Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform umfasst die
Dämpfungseinrichtung 6 drei Schraubenfederpaare 68, 69; 70, 71 und 72, 73. Die
beiden ein Paar bildenden Schraubenfedern weisen unterschiedliche
Windungsdurchmesser auf. Die Schraubenfedern 69, 71 und 73 weisen einen
kleineren Windungsdurchmesser auf als die Schraubenfedern 68, 70 und 72 und
sind innerhalb von diesen angeordnet.
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Die Schraubenfedern 68-73 sind bogenförmig gekrümmt konzentrisch zu der
Drehachse des Drehschwingungsdämpfers angeordnet. Der Aufnahmeraum für
die Schraubenfedern 68-73 wird radial außen durch eine Wandung 74 begrenzt.
Zwischen der Wandung 74 und dem, bezogen auf die Drehachse des
Drehschwingungsdämpfers, radial äußeren Umfang der Schraubenfedern 68-73 ist
ein im Querschnitt rechteckförmiger Hohlraum ausgebildet, in dem drei
Trageinrichtungen 60, 61 und 62 aufgenommen sind. Die Trageinrichtungen 60 bis 62
haben die Form von Ringen mit einem rechteckförmigen Querschnitt. Die
Abmessungen der Ringquerschnitte sind in, bezogen auf die Drehachse des
Drehschwingungsdämpfers, radialer Richtung deutlich größer als in axialer
Richtung. Die Trageinrichtungen 60 bis 62 sind mit Hilfe von
Schnappverbindungen 64 und 65 auf die Schraubenfedern 72 und 70 aufgeknipst.
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Wenn die Schraubenfedern 70 bis 73 komprimiert werden, bewegen sich die
Trageinrichtungen 60 bis 62 relativ zueinander. Das Material der
Trageinrichtungen 60-62 ist dabei so gewellt, dass die Reibung zwischen den
Trageinrichtungen gering ist. Die Trageinrichtungen können auch mit einer
reibungsvermindernden Beschichtung versehen sein. Im Betrieb des
Drehschwingungsdämpfers gewährleisten die Trageinrichtungen 60 bis 62 das der Abstand
zwischen dlen Schraubenfedern 68 bis 73 und der Wandung 74 konstant bleibt.
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Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind
Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder
Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
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In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des
jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines
selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der
rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
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Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik
am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die
Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder
Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige
Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden
Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
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Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu
verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche
Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere, solche Varianten, Elemente
und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination
oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen
Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in
den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder
Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind
und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen
Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-,
Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.