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Die
Erfindung betrifft eine Drehschwingungsdämpfer-Riemenscheiben-Kombination.
Die Kombination ist insbesondere zur Dämpfung von Drehschwingungen
einer Kurbelwelle oder Nockenwelle eines Straßen-Kraftfahrzeugmotors einsetzbar. Über die
Riemenscheibe können
zusätzlich
externe Aggregate und Einrichtungen angetrieben werden.
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Eine
derartige Kombination ist beispielsweise aus der
EP 1 266 152 B1 bekannt.
Die Kombination weist einen integrierten Viskositäts-Drehschwingungsdämpfer sowie
ein Lager und eine Kupplung aus gummielastischem Werkstoff zur relativ
verdrehbaren und in Umfangsrichtung der Riemenscheibe elastischen
Abstützung
der Riemenscheibe gegenüber
dem Dämpfergehäuse auf.
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Nachteilig
an einer solchen Kombination ist das elastische Verhalten der Kupplung.
Bei der Betrachtung der Kennlinie des Drehmoments der Kupplung in
Abhängigkeit
der relativen Verdrehung zwischen Riemenscheibe und Dämpfergehäuse ergibt sich
ein linearer Verlauf, d.h. das Drehmoment nimmt proportional mit
dem Winkel der relativen Verdrehung zu. Da der gummielastische Werkstoff
der Kupplung außerdem
sowohl an dem Gehäuse
des Drehschwingungsdämpfers
als auch an der Riemenscheibe befestigt ist (z.B. anvulkanisiert
wurde) ist die Lebensdauer der Kupplung beschränkt. Insbesondere bei häufigen starken
relativen Verdrehungen kommt es mit der Zeit zu einer Ermüdung des
gummielastischen Werkstoffs und unter Umständen zu einem Bruch bzw. Abriss.
Gegenüber
einfachen Riemenscheiben, die über
eine elastische Kupplung mit einer Nabe verbunden sind, kommt bei
der genannten Art der Kombination aus Schwingungsdämpfer und
Riemenscheibe noch eine zusätzliche
Belastung des gummielastischen Werkstoffs der Kupplung hinzu. Grund
hierfür
ist das Bewegungsverhalten des Schwingungsdämpfers, welches kurzzeitig
zu großen
Spannungen in der elastischen Kupplung führt. Die Dynamik der Drehwinkel-Veränderungen
hat sich als besonders belastend für den gummielastischen Werkstoff
der Kupplung erwiesen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kombination der
eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Kupplung zwischen
der Riemenscheibe und dem Drehschwingungsdämpfer besonders langlebig ist.
Außerdem
soll die Kupplung mit geringem Aufwand hergestellt werden können. Ferner
soll es möglich
sein, besonders kostengünstige,
elastische Materialen für
die Kupplung zu verwenden.
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Es
wird vorgeschlagen, durch den Drehschwingungsdämpfer einerseits und die Riemenscheibe
andererseits ein gemeinsames Gehäuse
zu bilden, das sich um die Drehachse der Kombination herum erstreckt.
In dem Gehäuse
ist eine Mehrzahl von elastischen Kupplungselementen lose (d.h.
insbesondere nicht an der Gehäusewand
befestigt) angeordnet. Durch weitere Maßnahmen, die in unterschiedlicher
Weise ausgestaltet werden können,
wird gewährleistet,
dass die Riemenscheibe und der Drehschwingungsdämpfer gegenseitig Drehmomente
auf den jeweils anderen Teil der Kombination ausüben können, wobei die den Drehmomenten
entsprechenden Kräfte über zumindest
einen Teil der elastischen Kupplungselemente übertragen werden.
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Dies
hat den Vorteil, dass durch Gestaltung der elastischen Kupplungselemente
ein jeweils gewünschtes
elastisches Kupplungsverhalten erzeugt werden kann, d.h. die Drehmoment-Drehwinkelkennlinie
eingestellt werden kann. Beispielsweise kann die Form der elastischen
Kupplungselemente eingestellt werden, ein bestimmtes elastisches
Material ausgewählt
werden und zumindest ein Hohlraum in einem oder mehreren der Kupplungselemente
vorgesehen werden.
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Ferner
kann durch die lose Anordnung der Kupplungselemente in dem Gehäuse ein
Abriss des elastischen Materials von der Riemenscheibe oder von
dem Drehschwingungsdämpfer
vermieden werden. Vorzugsweise werden die Kupplungselemente bei
der Übertragung
von Drehmomenten zwischen den beiden Teilen der Kombination jeweils
auf Druck belastet. Versuche haben gezeigt, dass dabei keine lokalen
Scherkräfte
in dem elastischen Material auftreten, wie es bei der oben beschriebenen
Anvulkanisierung der gummielastischen Kupplung der Fall ist. Dies
gilt insbesondere dann, wenn die Kupplungselemente einstückig aus
ein und demselben elastischen Material hergestellt werden und keine
Hohlräume aufweisen.
Besonders bevorzugt werden kugelförmige elastische Kupplungselemente.
Diese haben sich in ersten Versuchen als besonders langlebig erwiesen
und weisen eine günstige
Kennlinie auf.
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Bevorzugt
wird, dass das Gehäuse
und/oder das zumindest eine Kupplungselement in dem Gehäuse so ausgestaltet
sind, dass das Kupplungselement bei Druckbelastung in Umfangsrichtung
(d.h. während über das
Kupplungselement Kräfte
zwischen der Primärmasse
und der Sekundärmasse übertragen
werden) sich verformen (insbesondere sich zumindest stellenweise
in radialer Richtung verbreitern) kann.
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Insbesondere
bei kugelförmigen
Kupplungselementen (und auch bei anders geformten Kopplungselementen,
die sich ebenfalls in Umfangsrichtung verjüngen und/oder die einen Hohlraum
aufweisen) kann eine Verformung in radialer Richtung auch dann stattfinden,
wenn das Gehäuse
in radialer Richtung lediglich eine Innen-Abmessung aufweist, die von dem kugelförmigen Kupplungselement
im entspannten Zustand an seiner breitesten Stelle vollständig oder
nahezu vollständig
ausgefüllt
wird. In diesem Fall verformt sich das Kupplungselement im Wesentlichen
an seinen weniger breiten Stellen und/oder wird der Hohlraum des
Kupplungselements komprimiert.
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Für konkrete
Ausgestaltungen der Erfindung kommen alle Geometrien in Frage, welche
den Innenraum des Gehäuses
nicht vollständig
ausfüllen, wenn
die maximal zulässige
Druckbelastung noch nicht erreicht ist. Anders formuliert müssen die
Kupplungselemente sich verformen können. Dies kann auf unterschiedliche
Weise erreicht werden, insbesondere durch freie Räume zwischen
den Kopplungselementen und der Gehäuse-Innenwand und/oder durch Hohlräume und/oder
Knautschzonen innerhalb der Kupplungselemente. Als zweckmäßig haben
sich Kupplungselemente mit Verjüngungen
in radialer und/oder axialer Richtung erwiesen, sodass der Gehäuseinnenraum
in Umfangsrichtung und/oder radialer und/oder axialer Richtung nicht
vollständig
ausgefüllt
ist. Bei einer Ausführungsform
der Kupplungselemente mit Hohlräumen
in dem Gummimaterial ist es auch möglich, dass der oder die Hohlräumen mit
einem anderen, nachgiebigen Material (z.B. Schaum) zumindest teilweise
gefüllt
sind. Hohlräume
in den Kopplungselementen sind geeignet, da diese auch unter Vorlast
noch Federweg bieten.
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Dadurch,
dass das Gehäuse
auf einfache Weise durch die zwei verschiedenen Teile der Kombination,
d.h. einerseits durch den Drehschwingungsdämpfer und andererseits durch
die Riemenscheibe gebildet wird, lässt sich die elastische Kupplung
der Kombination in besonders einfacher Weise herstellen. Insbesondere
sind keine aufwändigen
und fehlerträchtigen
Vulkanisationsprozesse bei der Herstellung der Kombination erforderlich.
Vielmehr können die
elastischen Kupplungselemente bereits vorher in separaten Herstellungsprozessen
gefertigt werden. Es ist kein Entfetten oder sonstiges Vorbehandeln von
Flächen
erforderlich, an denen elastischer Werkstoff anvulkanisiert werden
soll. Entsprechend erforderliche Chemikalien und Verarbeitungsschritte
können
eingespart werden. Es wird jedoch bevorzugt (und führt zu einer
weiteren Verlängerung
der Lebensdauer), dass die elastischen Kupplungselemente mit einem
Schmiermittel (z.B. Graphitpulver) kombiniert werden. Insbesondere
wird in dem Gehäuse ein
Schmiermittel angeordnet, so dass eine Relativbewegung der Kupplungselemente
und der Gehäuse-Innenwand
geschmiert ist. Um ein Austreten des Schmiermittels aus dem Gehäuse zu verhindern, kann
zumindest eine Dichtung verwendet werden. Filz hat sich als geeignetes
Material für
die zumindest eine Dichtung erwiesen.
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Insbesondere
wird eine Drehschwingungsdämper-Riemenscheibe-Kombination
vorgeschlagen, wobei
- – der Drehschwingungsdämpfer eine
Primärmasse
aufweist, die drehfest mit einer entlang einer Rotationsachse der
Kombination verlaufenden Welle verbindbar ist,
- – der
Drehschwingungsdämpfer
eine Sekundärmasse
aufweist, die gegenüber
der Primärmasse drehbeweglich
ist und die so an die Primärmasse angekoppelt
ist, dass Drehschwingungen, insbesondere Drehschwingungen einer
Kurbelwelle eines Straßenkraftfahrzeug-Motors,
gedämpft
werden,
- – der
Drehschwingungsdämpfer
und die Riemenscheibe gemeinsam ein Gehäuse bilden,
- – in
dem Gehäuse
eine Mehrzahl von elastischen Kupplungselementen lose angeordnet
ist,
so dass das Gehäuse,
die elastischen Kupplungselemente und optional weitere Teile der
Kombination eine elastische Drehkupplung des Drehschwingungsdämpfers und
der Riemenscheibe bilden.
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Unter
einem Gehäuse
wird jegliche Anordnung verstanden, bei der eine Materialbegrenzung einen
Hohlraum definiert, in dem die Kupplungselemente aufgenommen werden
können.
Dabei kann das Gehäuse
aus mehreren (z.B. auch völlig
separaten) Teil-Gehäusen
bestehen. In diesem Fall bilden die Riemenscheibe und/oder der Drehschwingungsdämpfer z.B.
in Umfangsrichtung um die Drehachse hintereinander angeordnete stirnseitige
Gehäusewände, die
jeweils einen Hohlraum eines Teil-Gehäuses abschließen.
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Bevorzugt
wird jedoch, dass das Gehäuse einen
im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Drehachse verlaufenden
Hohlraum definiert, in den Vorsprünge sowohl des Drehschwingungsdämpfers als
auch der Riemenscheibe hineinragen. Z.B. ragen die Vorsprünge des
Drehschwingungsdämpfers
von radial außen
nach radial innen in den Hohlraum hinein und ragen die Vorsprünge der
Riemenscheibe von radial innen nach radial außen in den Hohlraum hinein.
Derartige Vorsprünge
oder andere Vorsprünge
können
als Mitnehmer bezeichnet werden, da sie bei einer Drehbewegung die
in dem Hohlraum angeordneten Kupplungselemente mitnehmen und ebenfalls
zu einer Drehbewegung bzw. relativen Drehbewegung veranlassen. Diese
Drehbewegungen der Kupplungselemente sind jedoch weitgehend durch die
Mitnehmer des jeweils anderen Teils der Kombination bestimmt und
begrenzt, so dass im Ergebnis meist lediglich eine Kompression der
Kupplungselemente (oder einer Teilmenge davon) stattfindet, wobei
mit zunehmender Kompression aufgrund der elastischen Eigenschaften
ein zunehmender Widerstand gegen eine weitere Kompression entsteht.
Unter einer Kompression wird auch eine nur lokale Kompression der
Kupplungselemente verstanden. In diesem Fall findet insgesamt z.
B. eine Verformung der Kupplungselemente statt. Handelt es sich
bei den Kupplungselementen um Kugeln, verformt sich die Kugelform
zu einem Ovaloid oder Ellipsoid.
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Allgemeiner
formuliert ist die Kombination so ausgestaltet, dass eine Relativbewegung
des Drehschwingungsdämpfers
und der Riemenscheibe um die Rotationsachse möglich ist, jedoch von den elastischen
Kupplungselementen begrenzt wird.
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Es
sind jedoch auch andere Formen von Mitnehmern möglich, z.B. Verengungen des
in Umfangsringung betrachteten Verlaufs des Gehäuse-Innenraums (Hohlraums),
wobei ein Kupplungselement lediglich teilweise in den verengten
Bereich hineingedrückt
werden kann, jedoch niemals durch den verengten Bereich hindurchgedrückt werden kann.
Bei noch einer anderen Ausgestaltung kann ein Hindurchtreten eines
Kupplungselements durch einen Bereich des Hohlraums auf andere Weise
verhindert werden, beispielsweise dadurch, dass sich ein lang gestrecktes
Sperrelement quer zum Verlauf des Hohlraums erstreckt und an gegenüberliegenden Seiten
an der Gehäuse-Innenwand
befestigt ist. Die verschiedenen Ausgestaltungen von Mitnehmern können auch
bei ein und derselben Kombination vorgesehen sein.
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Allgemeiner
formuliert ist eine Beweglichkeit der lose in dem Gehäuse angeordneten
Kupplungselemente in Umfangsrichtung um die Rotationsachse der Kombination
durch Mitnehmer begrenzt, die jeweils mit dem Schwingungsdämpfer oder
mit der Riemenscheibe verbunden sind oder die jeweils ein Teil des
Drehschwingungsdämpfers
oder Riemenscheibe sind.
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Insbesondere
bilden die Mitnehmer zumindest einen ersten Teil-Innenraum und zumindest
einen zweiten Teil-Innenraum des Gehäuses, wobei die Mitnehmer einen Übertritt
der Kupplungselemente von dem ersten in den zweiten Teil-Innenraum oder
umgekehrt verhindern. Dabei befindet sich in dem ersten Teil-Innenraum
und in dem zweiten Teil-Innenraum jeweils zumindest eines der Kupplungselemente.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung befinden sich in dem ersten
Teil-Innenraum mehr
Kupplungselemente und/oder größere Kupplungselemente
als in dem zweiten Teil-Innenraum. Bei einer Alternative zu dieser
Ausgestaltung sind in dem ersten und in dem zweiten Teil-Innenraum
Kupplungselemente mit unterschiedlichen elastischen Eigenschaften
angeordnet. Diese Ausgestaltungen können auch kombiniert werden,
d.h. es befinden sich in den verschiedenen Teil-Innenräumen Kupplungselemente in unterschiedlicher
Zahl und/oder Größe und mit
unterschiedlichen elastischen Eigenschaften. Jeweils werden bei
einer relativen Verdrehung der Riemenscheibe und des Drehschwingungsdämpfers entweder
nur das oder die Kupplungselemente in dem ersten Teil-Innenraum
oder das oder die Kupplungselemente in dem zweiten Teil-Innenraum
verformt (insbesondere auf Druck belastet). Bei dem ersten Teil-Innenraum
und dem zweiten Teil-Innenraum handelt es sich insbesondere um (in
Umfangsrichtung) unmittelbar benachbarte Teil-Innenräume, die beispielsweise lediglich
durch einen Mitnehmer gegeneinander abgegrenzt sind. Bei einer bestimmten
Auslenkungsrichtung (betrachtet in Umfangsrichtung) sind daher für die Übertragung
der relativen Drehmomente und für
das elastische Kupplungsverhalten nur die elastischen Eigenschaften des
oder der Kupplungselemente in dem ersten Teil-Innenraum maßgeblich,
während
bei der Auslenkung in umgekehrter Richtung die elastischen Eigenschaften
des oder der Kupplungselemente in dem zweiten Teil-Innenraum maßgeblich
sind.
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Dabei
ist die Erfindung nicht auf das Vorhandensein lediglich eines einzigen
ersten und eines einzigen zweiten Teil-Innenraums beschränkt. Vielmehr können mehrere
erste Teil-Innenräume
und mehrere zweite Teil-Innenräume
vorgesehen sein, wobei jeweils die elastischen Eigenschaften entweder
nur der Kupplungselemente in den ersten Teil-Innenräumen oder
der Kupplungselemente in den zweiten Teil-Innenräumen maßgeblich sind.
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Auf
diese Weise kann das Dämpfungsverhalten
der Kupplung für
eine überwiegend
auftretende Drehrichtung der Riemenscheibe anders eingestellt werden
als für
die nur selten oder nie auftretende entgegengesetzte Drehrichtung.
In der Regel wird bei dem Einsatz der Kombination in der Praxis
ein Antrieb über
die Nabe der Kombination erfolgen und werden über die Riemenscheibe ein oder
mehrere Nebenaggregate angetrieben. Daraus ergibt sich die entsprechende überwiegende
Auslenkung aus einer neutralen relativen Drehstellung der Riemenscheibe und
des Drehschwingungsdämpfers.
Eine solche neutrale Drehstellung besteht nur, wenn keine Drehmomente
zwischen den Teilen der Kombination übertragen werden.
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Das
Gehäuse
kann auf Seiten des Drehschwingungsdämpfers durch die Primärmasse des Drehschwingungsdämpfers gebildet
werden. In diesem Fall sind die elastische Kupplung und der Dämpfer (hinsichtlich
ihrer Wirkungen) „parallel" angeordnet. Es ist
jedoch auch möglich,
dass das Gehäuse von
der Sekundärmasse
des Drehschwingungsdämpfers
gebildet wird. In diesem Fall sind der Drehschwingungsdämpfer und
die elastische Kupplung „seriell" angeordnet. Es ist
auch denkbar, dass das Gehäuse
sowohl von der Primärmasse
als auch von der Sekundärmasse
des Drehschwingungsdämpfers gebildet
wird.
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Vorzugsweise
wird durch die Kombination eine progressive Kennlinie der elastischen
Kupplung erreicht, d.h. das aufgrund der Kupplungselemente zwischen
dem Drehschwingungsdämpfer
und der Riemenscheibe übertragene
Drehmoment steigt überproportional
zu dem Winkel der relativen Verdrehung des Drehschwingungsdämpfers und
der Riemenscheibe an.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Dabei
stellen 1 bis 3 eine besonders
bevorzugte Ausführungsform
der Kombination dar. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Kombination,
wobei die Schnittebene senkrecht zu der Drehachse verläuft,
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2 einen
Querschnitt durch die in 1 dargestellte Kombination in
einer Schnittebene, die die Linie A-A in 1 und die
Drehachse enthält,
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3 einen
Querschnitt durch die in 1 und 2 dargestellte
Kombination, wobei die Schnittebene die Linie B-B in 1 und
die Drehachse enthält,
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4 einen
Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfer-Riemenscheiben- Kombination, wobei
die Schnittebene senkrecht zu der Drehachse der Kombination verläuft,
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5 einen
Querschnitt durch die in 4 dargestellte Kombination,
wobei die Schnittebene die Linie C-C in 4 und die
Drehachse enthält,
und
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6 einen
Querschnitt durch die in 4 und 5 dargestellte
Kombination, wobei die Schnittebene die Linie D-D in 4 und
die Drehachse enthält.
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Die
in 1 bis 3 dargestellte Kombination weist
einen Drehschwingungsdämpfer 1 auf,
der als Viskositätsdämpfer ausgestaltet
ist. Ein Schwungring 3, der sich um die Drehachse R rotationssymmetrisch
herum erstreckt, ist in einem Gehäuse 4 des Drehschwingungsdämpfers 1 angeordnet. Das
Gehäuse 4 wird
durch einen kreisringförmigen Deckel 2 verschlossen.
In dem Gehäuse 4 befindet sich
eine viskose oder viskoelastische Flüssigkeit in dem Spalt zwischen
der Gehäuse-Innenwand und dem
Schwungring 3. Wie aus 2 und 3 erkennbar
ist, erstreckt sich ein Vorsprung des Schwungrings 3 in
axialer Richtung, d.h. parallel zur Drehachse R. Das Gehäuse 4 weist
eine entsprechende vorspringende Form auf, an deren in radialer Richtung
außen
gelegenen Oberfläche
sich ein Lager 6 befindet. Das Lager 6.
ermöglicht eine
relative Drehbewegung des Drehschwingungsdämpfers 1 und einer
Riemenscheibe 8.
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Wie
am besten aus 2 und 3 erkennbar
ist, erstreckt sich ein ringförmiger,
um die Drehachse R verlaufender Bereich 9 der Riemenscheibe 8 radial
nach innen und ist an seinem inneren Ende abgewinkelt
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Der
abgewinkelte Bereich 9 der Riemenscheibe 8 und
ein ebenfalls abgewinkelter Bereich 5 des Drehschwingungsdämpfers 1 bilden
ein Gehäuse,
welches (wie in 1 erkennbar) sich im Wesentlichen
vollständig
um die Drehachse R herum erstreckt. Von radial außen nach
radial innen, mit einem radial innen gelegenen freien Ende, ragen
insgesamt 3 Mitnehmer 7a, 7b, 7c von
dem abgewinkelten Bereich 5 in das Gehäuse hinein.
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Außerdem ragen
von radial innen nach radial außen,
mit einem radial außen
gelegenen freien Ende insgesamt drei Mitnehmer 12a, 12b, 12c von dem
abgewinkelten Bereich 9 der Riemenscheibe in das Gehäuse hinein.
Die Mitnehmer 7 und die Mitnehmer 12 sind jeweils
bei einem Winkelabstand zueinander von 120° gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt.
Dabei ist der Winkelabstand eines jeden der Mitnehmer 7 zu
den beiden benachbarten Mitnehmern 12 (z.B. des Mitnehmers 7c zu
den Mitnehmern 12c und 12a) unterschiedlich. Der
Winkelabstand zwischen den Mitnehmern 7 und dem weiter
entfernt gelegenen benachbarten Mitnehmer 12 erlaubt die Aufnahme
von jeweils drei in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten
elastischen Elementen 15b, 15c, 15d; 15f, 15g, 15h; 15j, 15k, 15l in
dem entsprechenden Zwischenraum (erster Teil-Innenraum) des Gehäuses. Der
Winkelabstand der Mitnehmer 7 zu dem nächst benachbarten Mitnehmer 12 ist
wesentlich kleiner und erlaubt jeweils (in dem Ausführungsbeispiel)
nur die Aufnahme eines einzigen elastischen Elements 15a, 15e, 15i in
dem entsprechenden Zwischenraum (zweiter Teil-Innenraum) des Gehäuses.
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Wie
am besten aus 2 und 3 erkennbar
ist, ist die Kombination im verbauten Zustand über den Drehschwingungsdämpfer 1 drehfest
mit einer Welle verbunden, deren Drehachse die Drehachse R ist.
Hierzu bildet der Drehschwingungsdämpfer 1 eine Nabe.
Ferner ist eine Buchse 20 vorgesehen, die ein Trennen des
Drehschwingungsdämpfers 1 und
der Riemenscheibe 8 durch eine unbeabsichtigte Bewegung
in axialer Richtung verhindert. Die Buchse 20 wird bei
der Herstellung der Kombination in die entsprechend geformte Aufnahme 19 des
Drehschwingungsdämpfers 1 eingepresst.
Am Außenumfang
und an einem abgewinkelt dazu verlaufenden nach radial außen gerichteten
Vorsprung der Buchse 20 ist die Riemenscheibe 8 mit
ihrem abgewinkelten Bereich 9 über ein gewinkeltes Lager 18 gelagert. Das
Lager 18 ermöglicht
gemeinsam mit dem Lager 6 eine relative Drehbewegung des
Drehschwingungsdämpfers 1 und
der Riemenscheibe 8.
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Da
die Teil-Innenräume
des Gehäuses
zur Aufnahme der elastischen Elemente 15 in der oben beschriebenen
Weise mit einer unterschiedlichen Anzahl der elastischen Elemente 15 versehen
sind, ergeben sich für
die zwei verschiedenen Auslenkungsrichtungen der Riemenscheibe 8 relativ
zu dem Drehschwingungsdämpfer 1 unterschiedliche
elastische Eigenschaften. Die Konstruktion wurde so gewählt, dass
in der üblichen
Betriebsweise, in der ein Drehmoment von dem Gehäuse 4 des Drehschwingungsdämpfers über die
elastischen Elemente 15 auf die Riemenscheibe 8 übertragen
wird, jeweils die drei gemeinsam in den Teil-Innenraum vorgesehenen elastischen
Elemente in Umfangsrichtung auf Druck belastet sind, so dass jeweils
eine Kraft von einem der Mitnehmer 7 über die drei elastischen Elemente 15 auf
den entsprechenden Mitnehmer 12 der Riemenscheibe übertragen
wird. In dieser normalen Betriebsweise sind die elastischen Eigenschaften
der einzeln in einem der Teil-Innenräume angeordneten elastischen
Elemente 15a, 15e und 15i von geringer oder
keiner Bedeutung.
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Bei
den elastischen Elementen 15 handelt es sich in dem Ausführungsbeispiel
um kugelförmige Elemente
aus Gummimaterial. Es können
jedoch alternativ lose Gummielemente mit anderer äußerer Form
verwendet werden, z.B. langgestreckte Elemente, die sich innerhalb
des Gehäuses
etwa in Umfangsrichtung erstrecken und die sich bei Druckbelastung
verformen (z.B. in radialer Richtung verbreitern).
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Unter „Gummi" wird in der vorliegenden
Beschreibung jegliches elastomere Material verstanden, unabhängig davon,
ob es aus natürlichen
Stoffen wie z.B. Naturkautschuk gewonnen und/oder aus Kunststoff
hergestellt wurde. Z.B. sind die elastischen Elemente aus einem
polaren Kautschukmaterial, vorzugsweise einer hydrierten Nitril-Butadien-Kautschukverbindung
(HNBR) hergestellt. Es können
aber alternativ beispielsweise EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk),
ENR (Epoxidized Natura) Rubber), EVA (Ethylene Vinyl Acetate), NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk), AEM (Ethylen-Acrylat-Kautschuk)
oder ACM (Polyacrylat-Kautschuk) verwendet werden.
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Da
die Kugeln lediglich druckbelastet werden und nicht mit den Gehäuse-Innenwänden fest
verbunden sind, reicht die Verwendung eines relativ kostengünstigen
Gummimaterials aus, welches nicht (wie z.B. Naturkautschuk) besonders
widerstandsfähig
gegen Scherbelastung ist. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung
können
jedoch auch anders geformte elastische Elemente verwendet werden
und/oder elastische Elemente mit Hohlräumen verwendet werden.
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Um
einen Verschleiß der
elastischen Elemente 15 durch Reibungswiderstände zwischen
den elastischen Elementen 15 und der Gehäuse-Innenwand
zu verringern, ist in dem Gehäuse
ein Schmiermittel eingebracht, das mit dem Material der elastische
Elemente verträglich
ist, das heißt
insbesondere das Material nicht zum Quellen bringt. Z.B. Graphitpulver
ist ein Schmiermittel, das allgemein mit Gummi verträglich ist.
Ein Austreten des Schmiermittels aus dem Gehäuse ist über ringförmige Dichtungen 13, 14 aus
Filz verhindert. Auch das Lager 18 trägt mit zur Dichtigkeit bei.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 bis 6 wird nun
ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Dabei werden Elemente, die den in den 1 bis 3 dargestellten
Elementen gleichen oder hinsichtlich ihrer Funktion gleichen, mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ferner sollen im Wesentlichen
nur die Unterschiede der beiden Ausführungsformen beschrieben werden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
ist statt dem Viskositätsdämpfer ein
so genannter Gummi-Dämpfer 31 als
Drehschwingungsdämpfer
vorgesehen, bei dem wiederum die Primärmasse (durch Bezugszeichen 33 bezeichnet)
mit der Welle verbunden wird. Die Primärmasse 33 ist über ein
ringförmiges,
sich um die Drehachse R erstreckendes Elastomermaterial 32 mit
einer Sekundärmasse
(Schwungmasse) 34 verbunden. Insbesondere ist das Elastomermaterial 32 sowohl
(an seiner radial innen gelegenen Seite) an der Primärmasse 33 und
(an seiner radial außen
liegenden Seite) an der Schwungmasse 34 anvulkanisiert.
Wiederum über
ein Lager 6 stützt sich
die Riemenscheibe 38 mit ihrem äußeren Bereich, der ein Zahnprofil
aufweist, radial an dem Drehschwingungsdämpfer ab, nämlich an der radial außen liegenden
Seite der Schwungmasse 34.
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Wie
insbesondere aus 5 und 6 im Vergleich
zu 2 und 3 erkennbar ist, ermöglicht die
Verwendung eines Gummi-Dämpfers
eine etwas kompaktere Bauform der Kombination. In beiden Ausführungsformen
ist jedoch bereits eine kompakte Bauweise erreicht, da die Riemenscheibe
in den Schnittebenen, die auch die Drehachse R enthalten, ein im
Wesentlichen C-förmiges
Profil aufweist, wobei der Innenraum des „C" Teile des Drehschwingungsdämpfers umfasst.
Dabei definieren der radial innen liegende Schenkel des „C" und der mittlere
Bereich des „C", der die beiden
Schenkel verbindet, jeweils einen Abschnitt der Gehäuse-Innenwand des Gehäuses für die Aufnahme
der elastischen Elemente 15.
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Wie
aus 4 erkennbar ist, sind wiederum Teil-Innenräume des
Gehäuses
durch Mitnehmer 37a, 37b, 37c des Drehschwingungsdämpfers einerseits
und Mitnehmer 42a, 42b, 42c der Riemenscheibe 38 andererseits
definiert, wobei die Teil-Innenräume in Umfangsrichtung
abwechselnd eine größere Zahl
und eine kleinere Zahl der elastischen Elemente 15 enthalten.
Jedoch ist im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 1 bis 3 in
den Teil-Innenräumen
mit mehr elastischen Elementen 15 jeweils nur Raum für zwei der
elastischen Elemente 15 (15b, 15c; 15e, 15f; 15h, 15i).
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Für die weitere
Beschreibung der Ausführungsform
gemäß 4 bis 6 wird
auf die obige Beschreibung zu den 1 bis 3 Bezug
genommen.