Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
TORSIONAL VIBRATION DAMPING ARRANGEMENT FOR THE DRIVE TRAIN OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/114171
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a torsional vibration damping arrangement for the drive train of a vehicle, comprising an input region (50) that is to be driven so as to rotate about an axis of rotation (A) and an output region (55), wherein a first torque transmission path (47) and, parallel thereto, a second torque transmission path (48) are provided between the input region (50) and the output region (55), as well as a coupling arrangement (51), wherein a phase shift arrangement (44) is provided in the first torque transmission path (47), said coupling arrangement (51) being designed as a fluid transmission (60).

Inventors:
GROSSGEBAUER UWE (DE)
CARLSON CORA (DE)
KOPP MATHIAS (DE)
LORENZ DANIEL (DE)
DIECKHOFF TOBIAS (DE)
TRAUT MICHAEL (DE)
EINENKEL STEFFEN (DE)
REISCH MATTHIAS (DE)
WANDREY MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/079830
Publication Date:
June 28, 2018
Filing Date:
November 21, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16F15/134; F16F15/123; F16F15/16
Domestic Patent References:
WO2017137382A12017-08-17
WO2014044476A22014-03-27
Foreign References:
DE102011075244A12011-12-01
DE102014201897A12015-08-06
DE102006061342A12008-06-26
DE102005058531A12007-06-14
DE102011007118A12011-12-01
DE102011086982A12013-05-23
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1 . Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen zur Drehung um eine Drehachse (A) anzutreibenden Eingangsbereich (50) und einen Ausgangsbereich (55), wobei zwischen dem Eingangsbereich (50) und dem Ausgangsbereich (55) zueinander parallel ein erster Drehmomentübertragungsweg (47) zur Übertragung eines ersten Drehmomentanteils (Mal ) und ein zweiter Drehmomentübertragungsweg (48) zur Übertragung eines zweiten Drehmomentanteils (Ma2) eines zwischen dem Eingangsbereich (50) und dem Ausgangsbereich (55) zu übertragenden Gesamtdrehmomentes (Mges) vorgesehen sind,

- eine Phasenschieberanordnung (44) wenigstens im ersten Drehmomentübertragungsweg (47), zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von über den ersten Drehmomentübertragungsweg (47) geleiteten Drehungleichförmigkeiten bezüglich über den zweiten Drehmomentübertragungsweg (48) geleiteten Drehungleichförmigkeiten, wobei die Phasenschieberanordnung (44) ein Schwingungssystem (56) mit einem Primärelement (1 ) und einem gegen die Rückstellwirkung einer Dämpferelementanordnung (3) bezüglich des Primärelements (1 ) um die Drehachse (A) drehbaren Zwischen masse (5) umfasst,

- eine Koppelanordnung (51 ) zur Zusammenführung des über den ersten Drehmomentübertragungsweg (47) übertragenen ersten Drehmomentanteils (Mal ) und des über den zweiten Drehmomentübertragungsweg (48) übertragenen zweiten Drehmomentanteils (Ma2) und zur Weiterleitung des zusammengeführten Drehmoments (Maus) an den Ausgangsbereich (55), wobei die Koppelanordnung (51 ) ein erstes Eingangselement (20), verbunden mit dem ersten Drehmomentübertragungsweg (47), ein zweites Eingangselement (30), verbunden mit dem zweiten Drehmomentübertragungsweg (48) und ein Ausgangselement (40), verbunden mit dem Ausgangsbereich (55) umfasst,

dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelanordnung (51 ) als ein Fluidgetriebe (60) ausgeführt ist.

2. Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidgetriebe (60) zumindest ein Kolbenpaar (62), ein Gehäuseelement (64) und ein Wirkmedium (70) umfasst.

3. Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kolbenpaar (62) einen ersten Kolben (65) und einen zweiten Kolben (66) umfasst, wobei das Gehäuseelement (64) einen ersten Zylinder (67) und einen zweiten Zylinder (68) umfasst, wobei der erste Zylinder (67) und der zweite Zylinder (68) mittels einer Verbindungsöffnung (36) miteinander verbunden sind.

4. Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kolben (65) in dem ersten Zylinder (67) und der zweite Kolben (66) in dem zweiten Zylinder (68) verschiebbar angeordnet ist, wobei die beiden Kolben (65; 66) mittels des Wirkmediums (70) in Wirkverbindung stehen.

5. Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Kolben (65; 66) mit dem ersten Eingangselement (20) der Koppelanordnung (51 ) verbunden ist und dass der andere der beiden Kolben (66; 65) mit dem zweiten Eingangselement (30) der Koppelanordnung (51 ) verbunden ist und wobei das Gehäuseelement (64) mit dem Ausgangselement (40) verbunden ist.

6. Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer relativen Positionsänderung von einem der beiden Kolben (65; 66) zu dem Gehäuseelement (64) der andere der beiden Kolben (66, 65) seine Position gegenläufig verändert.

7. Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser d1 des ersten Kolbens (65) größer oder gleich oder kleiner als ein Durchmesser d2 des zweiten Kolbens (66) ist.

8. Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Zylinder (67; 68) einen gekrümmten Verlauf oder einen geraden Verlauf aufweisen.

9. Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Zylinder (67; 68) einen gekrümmten Verlauf und der andere der beiden Zylinder (68; 67) einen geraden Verlauf aufweist.

10. Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkmedium (70) ein inkompressibles Medium ist.

1 1 . Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das inkompressible Medium ein Fluid ist.

12. Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung um die Drehachse (A) zwei oder mehrere Fluidgetriebe (60) gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt sind.

13. Drehschwingungsdämpfungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übersetzungsverhältnis der Koppelanordnung (51 ) durch ein Verhältnis der Kolbenflächen (AK1 ; AK2) des ersten und des zweiten Kolbens (65; 66) bestimmt wird.

Description:
Drehschwingungsdämpfungsanordnunq für den Antriebsstrana eines Fahrzeugs

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend einen zur Drehung um eine Drehachse anzutreibenden Eingangsbereich und einen Ausgangsbereich, wobei zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich ein erster Drehmomentübertragungsweg und parallel dazu ein zweiter Drehmomentübertragungsweg sowie eine Koppelanordnung zur Überlagerung der über die Drehmomentübertragungswege geleiteten Drehmomente vorgesehen sind, wobei im ersten Drehmomentübertragungsweg eine Phasenschieberanordnung zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von über den ersten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleich- förmigkeiten bezüglich über den zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten vorgesehen ist.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 201 1 007 1 18 A1 ist eine Drehschwin- gungsdämpfungsanordnung bekannt, welche das in einen Eingangsbereich beispielsweise durch eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine eingeleitete Drehmoment in einen über einen ersten Drehmomentübertragungsweg übertragenen Drehmomentanteil und einen über einen zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehmomentanteil aufteilt. Bei dieser Drehmomentenaufteilung wird nicht nur ein statisches Drehmoment aufgeteilt, sondern auch die im zu übertragenen Drehmoment enthaltenen Schwingungen bzw. Drehungleichförmigkeiten, beispielsweise generiert durch die periodisch auftretenden Zündungen in einer Brennkraftmaschine, werden anteilig auf die beiden Drehmomentübertragungswege aufgeteilt. Die Koppelanordnung führt hier die beiden Drehmomentübertragungswege wieder zusammen und leitet das zusammengeführte Gesamtdrehmoment in den Ausgangsbereich, beispielsweise eine Reibungskupplung oder dergleichen, ein.

In zumindest einem der Drehmomentübertragungswege ist eine Phasenschieberanordnung vorgesehen, welche nach Art eines Schwingungsdämpfers, also mit einem Primärelement und einem durch die Kompressibilität einer Federanordnung bezüglich diesem drehbaren Zwischenelement, aufgebaut ist. Insbesondere dann, wenn dieses Schwingungssystem in einen überkritischen Zustand übergeht, also mit Schwingungen angeregt wird, die über der Resonanzfrequenz des Schwingungssys- tems liegen, tritt eine Phasenverschiebung von bis zu 180° auf. Dies bedeutet, dass bei maximaler Phasenverschiebung die vom Schwingungssystem abgegebenen Schwingungsanteile bezüglich der vom Schwingungssystem aufgenommenen Schwingungsanteile um 180° phasenverschoben sind. Da die über den anderen Drehmomentübertragungsweg geleiteten Schwingungsanteile keine oder ggf. eine andere Phasenverschiebung erfahren, können die in den zusammengeführten Drehmomentanteilen enthaltenen und bezüglich einander dann phasenverschobenen Schwingungsanteile einander destruktiv überlagert werden, so dass im Idealfall das in den Ausgangsbereich eingeleitete Gesamtdrehmoment ein im Wesentlichen keine Schwingungsanteile enthaltenes statisches Drehmoment ist. Dabei ist die Koppelanordnung als ein Planetengetriebe ausgeführt.

Auch aus der DE 10 201 1 086 982 A1 ist eine Drehschwingungsdämpfungsanord- nung wie gerade beschrieben bekannt, jedoch ist hier die Koppelanordnung als ein Hebelgetriebe ausgeführt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehschwingungsdämpfungsan- ordnung vorzusehen, welche bei einfachem Aufbau ein verbessertes Schwingungs- dämpfungsverhalten aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Drehschwingungsdämp- fungsanordnung für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, umfassend einen zur Drehung um eine Drehachse (A) anzutreibenden Eingangsbereich und einen Ausgangsbereich, wobei zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich zueinander parallel ein erster Drehmomentübertragungsweg zur Übertragung eines ersten Drehmomentanteils und ein zweiter Drehmomentübertragungsweg zur Übertragung eines zweiten Drehmomentanteils eines zwischen dem Eingangsbereich und dem Ausgangsbereich zu übertragenden Gesamtdrehmomentes vorgesehen sind, eine Phasenschieberanordnung wenigstens im ersten Drehmomentübertragungsweg, zur Erzeugung einer Phasenverschiebung von über den ersten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten bezüglich über den zweiten Drehmomentübertragungsweg geleiteten Drehungleichförmigkeiten, wobei die Phasenschieberanordnung ein Schwingungssystem mit einem Primärelement und einem gegen die Rückstellwirkung einer Dämpferelementanordnung bezüglich des Primärelements um die Drehachse (A) drehbaren Zwischenmasse umfasst, eine Koppelanordnung zur Zusammenführung des über den ersten Drehmomentübertragungsweg übertragenen ersten Drehmomentanteils und des über den zweiten Drehmomentübertragungsweg übertragenen zweiten Drehmomentanteils und zur Weiterleitung des zusammengeführten Drehmoments an den Ausgangsbereich, wobei die Koppelanordnung ein erstes Eingangselement, verbunden mit dem ersten Drehmomentübertragungsweg, ein zweites Eingangselement, verbunden mit dem zweiten Drehmomentübertragungsweg und ein Ausgangselement, verbunden mit dem Ausgangsbereich umfasst, wobei die Koppelanordnung als ein Fluidgetriebe ausgeführt ist. Dabei umfasst das Fluidgetriebe zumindest ein Gehäuseelement, einen ersten Zylinder und einen zweiten Zylinder, die beide in dem Gehäuseelement angeordnet sind und mittels einer Verbindungsöffnung miteinander verbunden sind , sowie ein Kolbenpaar, umfassend einen ersten Kolben und einen zweiten Kolben, die in den jeweiligen Zylindern des Gehäuseelements mittels eines Wirkmediums zueinander gegenläufig verschiebbar sind. Dabei ist einer von den beiden Kolben mit dem Ausgang der Phasenschieberanordnung verbunden und stellt somit das erste Eingangselement der Koppelanordnung dar, wohingegen der andere der beiden Kolben mit dem direkten Drehmomentübertragungsweg verbunden ist, der somit das zweite Eingangselement der Koppelanordnung darstellt. Das Gehäuseelement stellt das Ausgangselement der Koppelanordnung dar und ist vorteilhaft mit dem Ausgangsbereich, beispielsweise mit einer Anfahrkupplung oder einem Getriebe, verbunden. Wird nun von dem Eingangsbereich ein Drehmoment mit Drehschwingungen eingeleitet, so zweigt sich das Drehmoment auf den ersten und den zweiten Drehmomentübertragungsweg auf. Im ersten Drehmomentübertragungsweg ist die Phasenschieberanordnung vorgesehen, wohingegen der zweite Drehmomentübertragungsweg direkt, also starr von der Eingangsseite her verläuft. Bei der Drehmomentübertragung von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich wird der zweite Kolben, der mit dem direkten, also steifen Drehmomentübertragungsweg verbunden ist, in dem zweiten Zylinder des Gehäuseelements verschoben und übt über seine Kolbenfläche auf das Wirkmedium eine Kraft aus. Da der zweite Zylinder mittels der Verbindungsöffnung mit dem ersten Zylinder verbunden ist, übt das Wirkmedium eine gegen gerichtete Kraft auf die Fläche des ersten Kolbens aus, der eine zu dem zweiten Kolben entgegenlaufende Bewegung ausführt und das Schwingungssystem, das vorwiegend aus Federn besteht, vorspannt. Wenn sich zwischen den beiden Kolbenflächen ein Kraftgleichgewicht eingestellt hat, wirkt auf das Ausgangselement mittels des Gehäuseelements, genauer mittels der Zylinderrückwände, eine resultierende Kraft und damit ein resultierendes Drehmoment an dem Ausgangselement. Folglich wird ein statisches Moment von dem Eingangsbereich zu dem Ausgangsbereich übertragen. Der im statischen Drehmoment enthaltene dynamische Anteil, die Drehschwingungen, werden im Idealfall durch ein Schwingen des Wirkmediums gegen das Schwingungssystem, dem Feder-Masse-System, ausgelöscht und nicht auf den Ausgangsbereich übertragen.

Durch ein Verhältnis der Kolbenflächen des ersten und des zweiten Zylinders kann ein Übersetzungsverhältnis der Koppelanordnung eingestellt werden. Diese Art der Übersetzungsänderung ist im Vergleich zu den im Stand der Technik bekannten Ausführungsformen, bei denen die Koppelanordnung als ein Planetengetriebe oder ein Hebelgetriebe ausgeführt ist, kostengünstig und schnell umzusetzen, da lediglich die wirksame Kolbenfläche geändert werden muss.

Auch kann es vorteilhaft sein, wenn die Zylinder in dem Gehäuseelement einen gebogen oder geraden Verlauf aufweisen.

Weiter kann als Wirkmedium ein inkompressibles Medium, wie beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit, ein Öl oder jede andere bekannte und geeignete Flüssigkeit o- der auch ein viskoses Medium verwendet werden.

Auch kann es vorteilhaft sein, wenn mehrere Fluidgetriebe in Umfangsrichtung um die Drehachse A gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt sind.

Auch kann ein Übersetzungsverhältnis des Fluidgetriebes durch ein Verhältnis der Kolbenflächen des ersten und des zweiten Kolbens bestimmt werden.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 das Grundprinzip einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit zwei parallelen Drehmomentübertragungswegen als Stand der Technik.

Fig. 2 das Grundprinzip einer Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit einem Planetengetriebe als Koppelanordnung als Stand der Technik

Fig. 3 eine Schwingungsdämpfungsanordnung in einem linearen Modell mit einer Hebelkoppelanordnung als Stand der Technik

Fig. 4 - 8 verschiedene Übersetzungen wie in Fig. 3 dargestellt als Stand der

Technik

Fig. 9 eine erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungsanordnung in einem linearen Modell mit einem Fluidgetriebe als Koppelanordnung

Fig. 10 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämp- fungsanordnung mit einem Fluidgetriebe als

Fig. 1 1 eine Drehschwingungsdämpfungsanordnung aus Fig. 10 als Draufsicht im Bereich der Koppelanordnung.

Mit Bezug auf die Figur 1 wird nachfolgend eine erste Ausgestaltungsform einer allgemein mit 10 bezeichneten Drehschwingungsdämpfungsanordnung beschrieben, welche nach dem Prinzip der Leistungs- bzw. Drehmomentenaufzweigung arbeitet. Die Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 kann in einem Antriebsstrang, beispielsweise eines Fahrzeugs zwischen einem Antriebsaggregat und dem folgenden Teil des Antriebsstrangs, beispielsweise ein Getriebe, eine Reibungskupplung, einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder dergleichen, angeordnet werden.

Die in der Figur 1 schematisch dargestellte Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 umfasst einen allgemein mit 50 bezeichneten Eingangsbereich. Dieser Eingangsbereich 50 kann beispielsweise durch Verschraubung an eine Kurbelwelle, nicht dargestellt, eines Antriebsaggregates 61 angebunden werden. Im Eingangsbereich 50 zweigt sich das von dem Antriebsaggregat 61 aufgenommene Drehmoment in einen ersten Drehmomentübertragungsweg 47 und einen zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 auf. Im Bereich einer allgemein mit 51 bezeichneten Koppelanordnung werden die über die beiden Drehmomentübertragungswege 47, 48 geleiteten Dreh- momentanteile Mal und Ma2 wieder zu einem Ausgangsdrehmoment Maus zusammengeführt und dann zu einem Ausgangsbereich 55, der beispielsweise wie hier durch ein Getriebe 63 ausgeführt sein kann, weitergeleitet.

In dem ersten Drehmomentübertragungsweg 47 ist ein allgemein mit 56 bezeichnetes Schwingungssystem integriert. Das Schwingungssystem 56 ist als Phasenschieberanordnung 44 wirksam und umfasst eine beispielsweise an das Antriebsaggregat anzubindendes Primärelement 1 , sowie eine das Drehmoment weiterleitende Sekundärelement 2. Dabei ist das Primärelement 1 gegen eine Dämpferelementanordnung 4 zu der Zwischenmasse 5 relativ verdrehbar.

Aus der vorangehenden Beschreibung wird erkennbar, dass das Schwingungssystem 56 nach Art eines Torsionsschwingungsdämpfers mit einem, wie hier dargestellt, oder mehreren Federsätzen 4 ausgebildet ist. Durch eine Auswahl der Massen des Primärelements 1 und der Zwischenmasse 5, sowie auch der Steifigkeiten des oder der Federsätze 4 wird es möglich, eine Resonanzfrequenz des Schwingungssystems 56 in einen gewünschten Bereich zu legen, um eine günstige Phasenverschiebung von Drehschwingungen im ersten Drehmomentübertragungsweg 47 zu den Drehschwingungen in dem zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 zu erreichen. Um dies zu erreichen, wird der erste Drehmomentübertragungsweg 47 überkritisch betrieben. Gleichzeitig verringert sich auch die Schwingungsamplitude im phasenverschobenen Drehmomentübertragungsweg 47 nach dem Federsatz 4. Im zweiten Drehmomentübertragungsweg 48 soll die Phasenlage der Drehschwingungen möglichst beibehalten werden. Um dies zu erreichen wird dieser Weg möglichst steif und mit geringer Massenträgheit ausgeführt. Die Koppelanordnung 51 der Drehschwin- gungsdämpfungsanordnung 10 führt die beiden Drehmomentanteile Mal und Ma2 wieder zusammen. Dies erfolgt dadurch, dass die beiden Drehmomentanteile Mal und Ma2 und damit auch die Drehschwingungsanteile überlagert werden in der Form, dass in einem optimalen Fall bei einer 180 ° Phasenverschiebung der beiden Drehschwingungsanteile und bei gleicher Amplitude der beiden Drehschwingungsanteile in den beiden Drehmomentübertragungswegen 47, 48 nach der Überlagerung in der Koppelanordnung 51 ein Drehmoment Maus ohne Drehschwingungsanteile an den Ausgangsbereich 55 weitergeleitet wird. Dabei ist eine Übersetzung der Koppelanordnung, eine Federkennlinie und eine Trägheit der Zwischenmasse 5 sind so zu wählen, dass die Amplitudenverhältnisse beider Drehmomentwege 47; 48 gleich sind und sich somit die Schwinganteile gegenseitig auslöschen. Durch die Übersetzung wird auch bestimmt, wie viel Moment über den phasenverschobenen Drehmomentübertragungsweg 47 und somit über den Federsatz 4 geleitet wird, und wie viel Drehmoment über den direkten Drehmomentübertragungsweg 48 verläuft.

In der Figur 2 ist ein Standardschema der Verschaltung einer Drehschwingungs- dämpfungsanordnung 10 mi zwei Drehmomentübertragungswegen gezeigt. Hierbei ist die Koppelanordnung 51 als ein Planetengetriebe 6 ausgeführt. Dabei ist ein Pla- netenradträger 8 des Planetengetriebes 6 drehfest mit dem Primärelement 1 verbunden. Der phasenverschobene Drehmomentweg 47 ist mittels eines Antriebshohlrades 9 mit dem Primärelement 1 verbunden. Das Antriebshohlrad 9 kämmt mit einem Planetenrad 13, das verdrehbar auf dem Planetenradträger 8 gelagert ist und stellt somit die Zwischenmasse 5 dar. Mit dem Planetenrad 13 ist ein weiteres abtriebssei- tiges Planetrenrad 11 drehfest verbunden. Das abtriebsseitige Planetenrad 11 kämmt wiederrum mit einem Abtriebshohlrad 12, wobei das Abtiebshohlrad 12 das Sekundärelement 2 bildet und das Ausgangselement 40 der Koppelanordnung 51 darstellt. Bei dieser Schaltungsvariante sind Standübersetzungen von größer 1 ,0 bis 1 ,5 am sinnvollsten, da somit ein gutes Entkopplungsergebnis erreicht werden kann. Der Planetenradträger 8 befindet sich hierbei im direkten Drehmomentübertragungsweg 48.

Die Figur 3 zeigt eine Schwingungsdämpfungsanordnung in einem linearen Modell mit einer Hebelkoppelanordnung als Stand der Technik. Zum besseren Verständnis werden hier für die Erläuterung die Bezugszeichen verwendet, die auch in einer rotatorischen Schwingungsreduzierung verwendet werden, da die Funktion der Elemente vergleichbar ist. Statt eines Drehmoments M in der rotatorischen Schwingungsreduzierung wird in der linearen Schwingungsreduzierung eine Kraft F übertragen. Hieran sollen die unterschiedlichen Übersetzungen der Koppelanordnung 51 in Abhängigkeit vom Ort der Anbindung des Ausgangselements 40 erläutert werden. Bei der Schwin- gungsdämpfungsanordnung mit zwei Übertragungswegen 47; 48 mit Hebelkoppelgetriebe sind der phasenverschobene Übertragungsweg 47 der einen ersten Kraftanteil überträgt und der direkte Übertragungsweg 48, der einen zweiten Kraftanteil überträgt, über ein Koppelelement 17 mittels Koppelgelenke 29 gelenkig verbunden und übertragen folglich eine Gesamtkraft Fges vom Eingangsbereich 50 an den Ausgangsbereich. Das Ausgangselement 40 der Koppelanordnung 51 , der auch den Abtrieb der zusammengeführten Kraft Faus von der Koppelanordnung 51 darstellt, ist ebenfalls gelenkig, vorteilhaft mittels einer Gelenkverbindung 28, mit dem Koppelelement 17 verbunden. Je nach einer Anbindungsposition des Ausgangselements 40 kann die Übersetzung des Hebelkoppelgetriebes in die folgenden 5 Möglichkeiten unterteilt werden, die in den Figuren 4 bis 8 einzeln dargestellt sind.

Hierbei ist noch die Definition der Übersetzung i zu konkretisieren.

Bei einem rotierendes System bedeutet das Übersetzungsverhältnis:

i = Drehmoment am Abtrieb / Drehmoment im Phasenschieberweg

Bei einem linearen System bedeutet das Übersetzungsverhältnis:

i = Kraft am Abtrieb / Kraft im Phasenschieberweg

Hierbei sollen die Winkeleinflüsse vernachlässigt werden. Die Betrachtung soll für kleine Winkel gelten.

Dabei gilt für die nachfolgenden Übersetzungsverhältnisse Folgendes.

0<i<1 bedeutet eine Anbindung des Ausgangselements 40 am Koppelelement 17 außerhalb der Koppelgelenke 29 des direkten und indirekten Übertragungsweges auf der Seite des phasenverschobenen Übertragungsweges 47. i=1 bedeutet eine Anbindung des Ausgangselements 40 am Koppelelement 17 direkt am Koppelgelenk 29 des phasenverschobenen Übertragungsweges 47. Es erfolgt keine Aufteilung der Kraft bzw. des Drehmoments. Die gesamte Kraft bzw. das gesamte Moment wird über den Federsatz geleitet und ist demnach vergleichbar bei dem rotatorischen System mit einem bekannten Zweimassenschwungrad. i>1 bedeutet eine Anbindung des Ausgangselements 40 am Koppelelement 17 zwischen den Koppelgelenken 29 des direkten und des phasenverschobenen Übertragungsweges 48; 47. Dies ist der vorteilhafte Auslegungsbereich für eine bekannte Drehschwingungsdämpfungsanordnung mit zwei Drehmomentübertragungswegen. bedeutet eine Anbindung des Ausgangselements 40 am Koppelelement 17 direkt an dem Koppelgelenk 29 des direkten Übertragungsweges 48. Es erfolgt keine Aufteilung des Übertragungsweges vom Eingangsbereich 50 zum Ausgangsbereich 55. Die gesamte Kraft Fges bzw. das gesamte Drehmoment Mges wird über den direkten Übertragungsweg 48 geleitet. Der Federsatz 4 wird folglich überbrückt und damit ausgeschaltet. Alle Anregungen werden direkt durchgeleitet. i<0 bedeutet eine Anbindung des Ausgangselements 40 am Koppelelement 17 außerhalb der Koppelgelenke 29 des direkten und des phasenverschobenen Übertragungsweges auf der Seite des direkten Übertragungsweges 48.

Durch eine Verschiebung der gelenkigen Anbindung des Ausgangselements 40 entlang des Koppelelements 17 kann somit eine Übersetzung der Koppelanordnung 51 verändert werden.

Bei einer idealen Auslegung der Übersetzung befindet sich die gelenkige Anbindung des Ausgangselements 40 in einem Schwingungsknoten.

Die Figur 9 zeigt eine erfindungsgemäße Schwingungsdämpfungsanordnung in einem linearen Modell mit einem Fluidgetriebe 60 als Koppelanordnung 51 bei der eine Gesamtkraft Fges über einen ersten Übertragungsweg 47 mit einem ersten Kraftanteil und über einen zweiten Übertragungsweg 48 mit einem zweiten Kraftanteil Fa2 mittels des Fluidgetriebes als eine Ausgangskraft Faus an ein Ausgangselement des Fluidgetriebes 60 übertragen wird. Das Verschaltungsschema ähnelt dem eines Hebelkoppelgetriebes. Die Kopplung des phasenverschobenen und des direkten Übertragungsweges 47; 48 erfolgt hierbei allerdings nicht über einen Hebel oder ein Planetenrad, wie aus dem Stand der Technik bekannt, sondern durch ein Wirkmedium 70, wie beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit 71 , als ein inkompressibles Medium. Die Ansteuerung erfolgt über einen ersten Kolben 65, der mit dem phasenverschobenen Übertragungsweg 47 verbunden ist und der in einem ersten Zylinder 67 eines Gehäuseelements 64 verschiebbar ist und über einen zweiten Kolben 66, der mit dem direkten Übertragungsweg 48 verbunden ist und der in einem zweiten Zylinder 68 des Gehäuseelements 64 verschiebbar ist. Dabei ist der erste Zylinder mit dem zweiten Zylinder über eine Verbindungsöffnung 36 miteinander verbunden. Das Wirkmedium 70, hier als Hydraulikflüssigkeit 71 ausgeführt, stellt zwischen den beiden Kolben 65 und 66 eine Wirkverbindung her. Das Gehäuseelement 64 ist dabei mit dem Ausgangselement 40 fest verbunden.

Eine Übersetzung wird durch das Verhältnis der Kolbenflächen AK2 vom direkten Übertragungsweg 48 zu der Kolbenfläche AK1 vom phasenverschobenen Übertragungsweg 47, dargestellt,

i = 1 + (AK2_direkt / AK1 _phasenverschoben) oder

i = 1 + |(Kolbenweg_direkt / Kolbenweg _phasenverschoben)|

Hierbei können durch eine Anpassung der Kolbenflächen nur Übersetzungen i, gemäß obiger Definition, im Bereich >=1 erreicht werden. Das grundlegende Prinzip ist eine hydraulische Kraftübersetzung. Die Anordnung der Kolben 65; 66 muss so erfolgen, dass eine gegenläufige Bewegung des direkten 48 und des phasenverschobenen Übertragungsweges 47 erfolgt. Hintergrund ist die Komprimierung des Federsatzes 4 durch den statischen Kraftanteil, im linearen Modell oder durch den Momentenanteil im rotatorischen Modell, und den gegenphasigen Schwinganteil des Ausgangssignals des Federsatzes 4 bezogen auf den gleichphasigen Schwinganteil des direkten Übertragungsweges 48.

Die Figur 10 zeigt mit der Figur 1 1 einen konstruktiven Entwurf einer Drehschwin- gungsdämpfungsanordnung 10 mit zwei Drehmomentübertragungswegen und einem Fluidgetriebe 60 als Koppelanordnung 51. Dabei umfasst das Fluidgetriebe 60 eine hydraulische Einheit von einem ersten und einen zweiten Kolben 65; 66 die in einem ersten und einem zweiten Zylinder 67; 68 verschiebbar sind und hier beispielhaft in gebogener Form ausgeführt.

Beim Anlegen eines Drehmomentes Mges verschiebt sich der in Bewegungsrichtung steif an das Primärelement 1 angebundene zweite Kolben 66 des direkten Drehmomentübertragungsweges 48 in dem zweiten Zylinder 68 und wirkt über die Kolbenfläche AK2 mittels des Wirkmediums 70, hier die Hydraulikflüssigkeit 71 , auf die Kolbenfläche AK1 des ersten Kolbens 65, der mittels eines Federsatzes 4 mit dem Primärelement 1 verbunden ist, eine Kraft aus. Aufgrund der Trägheit des Ausgangselements 40, das einerseits mit dem Gehäuseelement 64 verbunden ist und andererseits den Ausgangs der Drehschwingungsdämpfungsanordnung 10 darstellt und beispielsweise mit einem Getriebe oder einer Anfahrkupplung, beide hier nicht dargestellt, verbunden sein kann, verharrt das Ausgangselement 40 in dem jeweiligen Zustand und wird nicht beschleunigt. Durch die Kraft, die auf die Kolbenfläche AK1 des ersten Kolbens wirkt, wird der Federsatz 4 komprimiert. Die zwei Kolben 65; 66 werden so lange gegenläufig verschoben, bis sich ein Kraftgleichgewicht bzw. Momentengleichgewicht einstellt. Spätestens jetzt wird das Drehmoment Mges über das Wirkmedium 70 über eine Zylinderrückwand 69 auf das Ausgangselement 40 als Maus übertragen. Ein dynamischer Schwingungsanteil wird im Idealfall durch ein Schwingen des Wirkmediums 70, hier die Hydraulikflüssigkeit 71 gegen das Feder- Masse-System im phasenverschobenen Drehmomentübertragungsweg 47 ausgelöscht und nicht auf das Sekundärelement 2, hier das Ausgangselement 40 übertragen. Die Kolbendichtungen 75; 76 am ersten und zweiten Kolben 65; 66 des phasenverschobenen und des direkten Drehmomentübertragungsweges 47; 48 dichten den Zylinderinnenraum 80 mit dem Wirkmedium 70 gegenüber der Umgebung ab.

Bezuaszeichen

Primärelement

Sekundärelement

Dämpferelementanordnung

Federsatz

Zwischenmasse

Planetengetriebe

Planetenradträger

Antriebshohlrad

Drehschwingungsdämpfungsanordnung abtriebsseitiges Planetenrad

Abtriebshohlrad

Planetenrad

Koppelelement

erstes Eingangselement

Gelenkverbindung

Koppelgelenk

zweites Eingangselement

Verbindungsöffnung

Ausgangselement

Phasenschieberanordnung

erster Drehmomentübertragungsweg zweiter Drehmomentübertragungsweg

Eingangsbereich

Koppelanordnung

Ausgangsbereich

Schwi ng u ngssystem

Fluidgetriebe

Antriebsaggregat

Kolbenpaar

Getriebe

Gehäuseelement 65 erster Kolben

66 zweiter Kolben

67 erster Zylinder

68 zweiter Zylinder

69 Zylinderrückwand

70 Wirkmedium

71 Hydraulikflüssigkeit

75 Kolbendichtung

76 Kolbendichtung

80 Zylinderinnenraum

A Drehachse

AK1 Kolbenfläche erster Zylinder AK2 Kolbenfläche zweiter Zylinder d1 Durchmesser erster Kolben d2 Durchmesser zweiter Kolben Mges Gesamtdrehmoment

Mal Drehmomentanteil 1

Mal Drehmomentanteil 2

Maus Ausgangsdrehmoment Fges Gesamtkraft

Fa1 Kraftanteil 1

Fa2 Kraftanteil 2

Faus Ausgangskraft




 
Previous Patent: FOOD PREPARATION ENTITY

Next Patent: DAMPING VALVE