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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Torsionsschwingungsdämpfer, umfassend
eine Primärseite
und eine gegen die Wirkung einer Dämpferanordnung bezüglich der
Primärseite
um eine Drehachse drehbare Sekundärseite, wobei die Dämpferanordnung
wenigstens eine Gasfederanordnung umfasst mit einem durch Druckfluid
beaufschlagbaren Gasvolumen und wenigstens einer Druckfluidverdrängungskammer,
deren Volumen bei Relativdrehung der Primärseite bezüglich der Sekundärseite veränderbar
ist. Bei einem derartigen Torsionsschwingungsdämpfer ist ferner eine Drehdurchführung vorgesehen,
um Druckfluid zu der wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer
der wenigstens einen Gasfederanordnung leiten zu können bzw.
aus dieser ableiten zu können.
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Ein
derartiger Torsionsschwingungsdämpfer ist
in schaltbildartiger Darstellung in 1 gezeigt. Der
allgemein in Form eines Zweimassenschwungrads aufgebaute Torsionsschwingungsdämpfer 10 umfasst
eine schematisch angedeutete Primärseite 12 und eine
bei Auftreten von Drehmomentschwankungen bzw. bei der Drehmomentübertragung
bezüglich
der Primärseite 12 drehbare
bzw. bewegbare Sekundärseite 14.
Diese Relativdrehung erfolgt gegen die Rückstellwirkung einer Dämpferanordnung 16,
die im dargestellten Beispiel zwei Gasfederanordnungen 18, 20 umfasst.
Die Gasfederanordnung 18 weist eine Druckfluidverdrängungskammer 22 auf.
Die Gasfederanordnung 20 weist in entsprechender Art und
Weise eine Druckfluidverdrängungskammer 24 auf.
Bei Relativdrehung der Primärseite bezüglich der
Sekundärseite,
beispielsweise in der 1 bei Verschiebung der Sekundärseite 14 bezüglich der
Primärseite 12 nach
rechts verringert sich das Volumen der Druckfluidverdrängungskammer 22 der
Gasfederanordnung 18, wobei durch die Verdrängung des
Druckfluids 22 ein nicht dargestelltes Gasvolumen komprimiert
wird, das beispielsweise über
einen Kolben oder eine Membran von dem Druckfluid der Gasfederanordnung 18 ge trennt
ist. Bei Relativbewegung in der entgegengesetzten Richtung verringert
sich das Volumen der Druckfluidverdrängungskammer 24 und
es wird entsprechend ein Gasvolumen der Gasfederanordnung 20 komprimiert.
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Die
Relativbewegung zwischen der Primärseite 12 und der
Sekundärseite 14 wird über eine Wegsensoranordnung 26 erfasst,
deren Signale in eine Steuervorrichtung 28 für den Torsionsschwingungsdämpfer 10 geleitet
werden. Diese steht über eine
Verbindungsleitung 30 auch in Verbindung mit einem Motorsteuergerät.
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Die
Steuervorrichtung 28 steuert zwei Druckregelventile 32, 34 an.
Das Druckregelventil 32 steht über eine Druckfluidleitung 36,
eine Drehdurchführung 38 und
eine weitere im rotierenden Systembereich des Torsionsschwingungsdämpfers 10 angeordnete
Druckfluidleitung 40 in Verbindung mit der Druckfluidverdrängungskammer 24 der
Gasfederanordnung 20. In entsprechender Weise steht das Druckregelventil 34 über eine
Druckfluidleitung 42, die Drehdurchführung 38 und eine
im rotierenden Systembereich des Torsionsschwingungsdämpfers 10 vorhandene
Druckfluidleitung 44 in Verbindung mit der Druckfluidverdrängungskammer 22 der
Gasfederanordnung 18. Je nach Ansteuerzustand verbinden
die Druckregelventile 32, 34 über die jeweiligen Druckfluidleitungen
bzw. die Drehdurchführung 38 die
ihnen zugeordneten Druckfluidverdrängungskammern 24, 22 mit
einer eine Fluidpumpe 46 und ein Fluidreservoir 48 umfassenden
Druckfluidquelle 50 oder einem jeweiligen Rückleitungsbereich 52 bzw. 54, über welche
eine Rückführung von
Fluid in das Fluidreservoir 58 erfolgen kann. Das Fluidreservoir 48 und
die Rückleitungsbereiche 52, 54 sind
im Wesentlichen drucklos gehalten.
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Durch
das gezielte Einstellen der Druckfluidzufuhr bzw. Druckfluidabfuhr
zu/von den Druckfluidverdrängungskammern 24, 22 wird
es möglich,
aktiv auf die Schwingungsdämpfungscharakteristik
des Torsionsschwingungsdämpfers 10 einzuwirken.
So kann beispielsweise diejenige der Druckfluidverdrängungskammern 24, 22,
die durch auftretende Drehmomente in ihrem Volumen verringert wird,
vermittels des jeweils zugeordneten Druckregelven tils 32 bzw. 34 mit
der Druckfluidquelle 50 verbunden werden, während die
andere durch Verbindung zu den jeweiligen Rückleitungsbereichen 52, 54 im
Wesentlichen drucklos geschaltet wird.
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Ein
Problem bei derartigen Systemen ist der vergleichsweise hohe Ansteueraufwand
für die
beiden Druckregelventile 32, 34, die beide außerhalb des
rotierenden Systembereichs des Torsionsschwingungsdämpfers 10 liegen.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Torsionsschwingungsdämpfer vorzusehen
mit vereinfachtem Aufbau bzw. reduziertem Ansteueraufwand bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
einen Torsionsschwingungsdämpfer,
umfassend eine Primärseite
und eine gegen die Wirkung einer Dämpferanordnung bezüglich der
Primärseite
um eine Drehachse drehbare Sekundärseite, wobei die Dämpferanordnung
wenigstens eine Gasfederanordnung umfasst mit einem durch Druckfluid
beaufschlagbaren Gasvolumen und wenigstens einer Druckfluidverdrängungskammer,
deren Volumen bei Relativdrehung der Primärseite bezüglich der Sekundärseite veränderbar
ist, ferner umfassend eine Drehdurchführung zur Zufuhr/Abfuhr von
Druckfluid, gekennzeichnet durch eine Lageregelventilanordnung im
Druckfluidströmungsweg
zwischen der Drehdurchführung
und der wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer, wobei in Abhängigkeit von
der Relativdrehlage der Primärseite
bezüglich der
Sekundärseite
durch die Lageregelventilanordnung die wenigstens eine Druckfluidverdrängungskammer
mit einem Zuleitungsbereich der Drehdurchführung oder mit einem Ableitungsbereich
der Drehdurchführung
verbindbar ist.
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Durch
das Bereitstellen der Lagerventilanordnung in dem rotierenden Systembereich
des Torsionsschwingungsdämpfers,
also zwischen der Drehdurchführung
und der bzw. den Druckfluidverdrängungskammern
wird es möglich,
in dem an die Drehdurchführung
anschließenden
nicht rotierenden Systembereich mit nur einem Druckregelventil zu
arbeiten, oder einen andersartig gestalteten Aufbau bereitzustellen,
der lediglich dafür
sorgen muss, dass ein definierter Fluiddruck bereitgestellt bzw.
aufrecht erhalten werden kann. Dies vereinfacht den Ansteueraufwand
sowie auch den konstruktiven Aufwand.
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Um
bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer in
beiden Relativdrehrichtungen eine durch Kompression eines Gasvolumens
generierte Dämpfungseigenschaft
bereitstellen zu können,
wird vorgeschlagen, dass die Dämpferanordnung
wenigstens eine erste Gasfederanordnung und dieser zugeordnet wenigstens
eine Druckfluidverdrängungskammer
umfasst, wobei das Gasvolumen der ersten Gasfederanordnung bei Relativdrehung der
Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite
in einer ersten Relativdrehrichtung durch aus der wenigstens einen
Druckfluidverdrängungskammer
der ersten Gasfederanordnung verdrängtes Druckfluid komprimiert
wird, und wenigstens eine zweite Gasfederanordnung und dieser zugeordnet
wenigstens eine Druckfluidverdrängungskammer
umfasst, wobei das Gasvolumen der zweiten Gasfederanordnung bei Relativdrehung
der Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite
in einer der ersten Relativdrehrichtung entgegengesetzten zweiten
Relativdrehrichtung durch aus der wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer
der zweiten Gasfederanordnung verdrängtes Druckfluid komprimiert
wird.
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Dabei
kann vorzugsweise weiter vorgesehen sein, dass die Lageregelventilanordnung
dann, wenn sie die wenigstens eine Druckfluidverdrängungskammer
der ersten Gasfederanordnung mit dem Ableitungsbereich der Drehddurchführung verbindet,
die wenigstens eine Druckfluidverdrängungskammer der zweiten Gasfederanordnung
mit dem Zuleitungsbereich der Drehdurchführung verbindet, und dann, wenn
sie die wenigstens eine Druckfluidverdrängungskammer der zweiten Gasfederanordnung
mit dem Ableitungsbereich der Drehdurchführung verbindet, die wenigstens
eine Druckfluidverdrängungskammer
der ersten Gasfederanordnung mit dem Zuleitungsbereich der Drehdurchführung verbindet.
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Bei
in einer Neutral-Relativdrehlage bezüglich einander angeordneter
Primärseite
und Sekundärseite
können
alle Druckfluidverdrängungskammern
durch die Lageregelventilanordnung vollständig abgeschlossen sein. Alternativ
ist es möglich,
dass bei in einer Neutral-Relativdrehlage bezüglich einander angeordneter
Primärseite
und Sekundärseite
die Lageregelventilanordnung alle Druckfluidverdrängungskammern
mit dem Zuleitungsbereich der Drehdurchführung verbindet. Auf diese
Weise ist dafür
gesorgt, dass in allen Druckfluidverdrängungskammern gleiche Druckverhältnisse
vorherrschen, wie dies für die
Neutral-Relativdrehlage auch vorgesehen sein kann. Gleichwohl können eventuelle
Fluidleckagen, die im Bereich von bezüglich einander bewegbaren Bauteilen
auftreten können,
kompensiert werden.
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Um
bei Auslenkung der Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite
ausgehend von einer Neutral-Relativdrehlage einen allmählichen
Druckanstieg in den entsprechend beaufschlagten Druckfluidverdrängungskammern
zu gewährleisten,
wird vorgeschlagen, dass bei Relativdrehung der Primärseite bezüglich der
Sekundärseite
ausgehend von einer Neutral-Relativdrehlage der Primärseite bezüglich der
Sekundärseite
ein in der Lageregelventilanordnung bereitgestellter Verbindungsströmungsquerschnitt
zur Zufuhr/Abfuhr von Druckfluid zu/von der wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer progressiv
zunimmt.
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Beispielsweise
kann der Aufbau derart sein, dass die Lageregelventilanordnung einen
mit der Primärseite
oder der Sekundärseite
drehbaren Ventilzylinder und einen in dem Ventilzylinder bei Relativdrehung
der Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite bewegbaren
Ventilschieber umfasst.
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Um
dabei insbesondere auch den Aufbau der Drehdurchführung zur
Zufuhr bzw. Abfuhr von Druckfluid zu vereinfachen, wird weiter vorgeschlagen,
dass der Ventilzylinder oder der Ventilschieber einen drehbaren
Teil der Drehdurchführung
bildet.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Ausgestaltungsvariante
kann der Ventilzylinder mit der Primärseite drehbar sein und der
Ventilschieber kann ein mit der Sekundärseite drehbarer Drehschieber
sein.
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Es
sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, dass im Allgemeinen
die Primärseite
eines derartigen Torsionsschwingungsdämpfers diejenige Seite ist,
die mit einem Antriebsaggregat, beispielsweise der Kurbelwelle einer
Brennkraftmaschine, drehfest zu koppeln ist, während die Sekundärseite dann
denjenigen Systembereich bildet, der eine Anbindung an im Antriebsstrang
folgende Systembereiche, wie z. B. eine Getriebeeingangswelle bzw.
eine Reibungskupplung, bereitstellt. Selbstverständlich ist auch eine andere
Zuordnung der Primärseite
bzw. der Sekundärseite
zu den verschiedenen Systembereichen eines Antriebsstrangs möglich.
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In
dem Drehschieber kann wenigstens ein Teil des Zuleitungsbereichs
und des Ableitungsbereichs der Drehdurchführung gebildet sein.
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Um
den Zuleitungsbereich der Drehdurchführung in Verbindung mit der
wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer
bringen zu können, wird
vorgeschlagen, dass in dem Drehschieber wenigstens eine radial offene
erste Zuführöffnung des Zuleitungsbereichs
ausgebildet ist und in dem Ventilzylinder wenigstens eine zu einer
den Drehschieber aufnehmenden Zylinderöffnung offene zweite Zuführöffnung ausgebildet
ist, wobei ferner in der Sekundärseite
ein von der wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer weg führender
Zuführkanal
ausgebildet ist, der in Abhängigkeit
von der Relativdrehlage der Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite über die
wenigstens eine zweite Zuführöffnung in Verbindung
mit der wenigstens einen ersten Zuführöffnung bringbar ist.
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Um
dabei für
den allmählichen
Druckanstieg bei Herstellung der Verbindung zu sorgen, wird vorgeschlagen,
dass die wenigstens eine zweite Zuführöffnung oder/und die wenigstens
eine erste Zuführöffnung durch
ein Endprofil begrenzt ist, das bei Relativdrehung der Primärseite bezüglich der
Sekun därseite
ausgehend von der Neutral-Relativdrehlage eine progressive Zunahme
der Überdeckung
der wenigstens einen ersten Zuführöffnung mit
der wenigstens einen zweiten Zuführöffnung erzeugt.
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Zum
Ermöglichen
der Fluidabfuhr aus der wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer wird
vorgeschlagen, dass in dem Drehschieber wenigstens eine radial offene
erste Abführöffnung des Ableitungsbereichs
ausgebildet ist und in dem Ventilzylinder wenigstens eine zu einer
den Drehschieber aufnehmenden Zylinderöffnung offene zweite Abführöffnung ausgebildet
ist, wobei ferner in der Sekundärseite
ein von der wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer weg führender
Abführkanal
ausgebildet ist, der in Abhängigkeit
von der Relativdrehlage der Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite über die
wenigstens eine zweite Abführöffnung in Verbindung
mit der wenigstens einen ersten Abführöffnung bringbar ist.
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Die
Ausgestaltung des Drehschiebers kann derart sein, dass in dem Drehschieber
ein im Wesentlichen axial sich erstreckender Zuleitungsabschnitt
vorgesehen ist, welcher über
die wenigstens eine erste Zuführöffnung radial
offen ist, dass in dem Drehschieber ein im Wesentlichen axial sich
erstreckender Ableitungsabschnitt vorgesehen ist, welcher über die
wenigstens eine erste Abführöffnung radial offen
ist, und dass der Zuleitungsabschnitt und der Ableitungsabschnitt
nicht in Verbindung miteinander stehen. Insbesondere ist es möglich, dass
der Zuleitungsabschnitt und der Ableitungsabschnitt in Richtung
der Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers aufeinander folgen.
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Insbesondere
dann, wenn der Torsionsschwingungsdämpfer in beiden Relativdrehrichtungen
mit Gasfederrückstellcharakteristik
ausgebildet sein soll, ist es vorteilhaft, wenn in dem Ventilzylinder in
Zuordnung zu jeder Druckfluidverdrängungskammer der ersten Gasfederanordnung
und in Zuordnung zu jeder Druckfluidverdrängungskammer der zweiten Gasfederanordnung
eine zweite Zuführöffnung vorgesehen
ist. Weiter ist es möglich,
dass in dem Ventilzylinder in Zuordnung zu jeder Druckfluidverdrängungskammer
der ersten Gasfederanordnung beziehungsweise der zweiten Gasfederanordnung
eine zweite Abführöffnung vorgesehen
ist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass in
dem Ventilzylinder eine der Anzahl der Druckfluidverdrängungskammern
der ersten Gasfederanordnung bzw. der Anzahl der Druckfluidverdrängungskammern
der zweiten Gasfederanordnung entsprechende Anzahl an zweiten Abführöffnungen
vorgesehen ist und dass in Abhängigkeit
von der Relativdrehlage der Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite
die Druckfluidverdrängungskammern
der ersten Gasfederanordnung oder die Druckfluidverdrängungskammern
der zweiten Gasfederanordnung über
die zweiten Abführöffnungen
in Verbindung mit den ersten Abführöffnungen
bringbar sind.
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Bei
einer alternativen Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers wird
vorgeschlagen, dass der Ventilzylinder mit der Sekundärseite drehbar
ist und der Ventilschieber ein in einer Zylinderöffnung des Ventilzylinders
in Richtung der Drehachse verschiebbarer und gegen Drehung bezüglich des
Ventilzylinders arretierter Ventilkolben ist.
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Um
die Verschiebung des Ventilkolbens erlangen zu können, wird vorgeschlagen, dass
an der Primärseite
ein Nockenelement vorgesehen ist, das mit dem Ventilkolben zum Verschieben
desselben bei Relativdrehung der Primärseite bezüglich der Sekundärseite zusammenwirkt.
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Die
definierte Rückführung des
Ventilkolbens kann dadurch erlangt werden, dass der Ventilkolben durch
ein Vorspannelement in einer ersten axialen Richtung vorgespannt
ist und durch das Nockenelement in einer zweiten axialen Richtung
gegen die Vorspannwirkung des Vorspannelements verschiebbar ist.
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Dabei
ist vorteilhafterweise dann vorgesehen, dass das Vorspannelement
in einer durch den Ventilkolben und den Ventilzylinder begrenzten
Kammer angeordnet ist und dass in der Kammer angesammeltes Fluid über einen Drainagekanal
abführbar ist.
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In
dem Ventilkolben können
wenigstens ein Teil des Zuleitungsbereichs und des Ableitungsbereichs
der Drehdurchführung
gebildet sein.
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Um
die Zufuhr von Druckfluid zu der wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer
erlangen zu können,
wird vorgeschlagen, dass in dem Ventilkolben wenigstens eine radial
offene erste Zuführöffnung ausgebildet
ist, dass in dem Ventilzylinder wenigstens eine zweite Zuführöffnung ausgebildet
ist, welche über
einen Verbindungskanal in Verbindung mit der wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer
ist, und dass in Abhängigkeit
von der Relativdrehlage der Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite
das Ausmaß der Überdeckung
der wenigstens einen ersten Zuführöffnung mit
der wenigstens einen zweiten Zuführöffnung veränderbar
ist.
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Gleichermaßen kann
zur Erlangung der Druckfluidabfuhr aus der wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer
vorgesehen sein, dass in dem Ventilzylinder wenigstens eine erste
Abführöffnung vorgesehen
ist, welche über
den Verbindungskanal in Verbindung mit der wenigstens einen Druckfluidverdrängungskammer
ist, dass in dem Ventilzylinder wenigstens eine zweite Abführöffnung vorgesehen
ist, welche in Verbindung mit einem Ableitungsabschnitt der Drehdurchführung ist,
und dass in dem Ventilkolben wenigstens ein Überbrückungskanal vorgesehen ist,
der in Abhängigkeit
von der Relativdrehlage der Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite
eine Verbindung zwischen der wenigstens einen ersten Abführöffnung und
der wenigstens einen zweiten Abführöffung herstellt.
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Der
erfindungsgemäße Torsionsschwingungsdämpfer kann
derart aufgebaut sein, dass bei Relaitvdrehung der Primärseite bezüglich der
Sekundärseite
entweder eine Verbindung zwischen der wenigstens einen ersten Zuführöffnung und
der wenigstens einen zweiten Zuführöffnung herstellbar
ist oder über
den Überbrückungskanal
eine Verbindung zwischen der wenigstens einen ersten Abführöffnung und
der wenigstens einen zweiten Abführöffnung herstellbar
ist.
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Um
dabei den progressiven, also zunehmenden Anstieg des Fluiddrucks
bzw. der Druckfluidzuführmenge
bereitstellen zu können,
wird weiter vorgeschlagen, dass die wenigstens eine erste Zuführöffnung oder/und
die wenigstens eine zweite Zuführöffnung mit
derartigem Endprofil ausgebildet ist, dass bei Relativdrehung der
Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite
ausgehend von einer Neutral-Relativdrehlage das Ausmaß der Überdeckung
der wenigstens einen ersten Zuführöffnung mit
der wenigstens einen zweiten Zuführöffnung progressiv
zunimmt.
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Um
auch bei derartiger Ausgestaltung der Lageregelventilanordnung in
beiden Relativdrehrichtungen eine Gasfederdämpfungscharakteristik erzeugen
zu können,
wird weiter vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Druckfluidverdrängungskammer der
ersten Gasfederanordnung über
einen Verbindungskanal in Verbindung mit wenigstens einer zweiten
Zuführöffnung ist
und die wenigstens eine Druckfluidverdrängungskammer der zweiten Gasfederanordnung über einen
Verbindungskanal in Verbindung mit wenigstens einer weiteren zweiten
Zuführöffnung ist,
und dass in Abhängigkeit
von der Relativlage der Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite
durch Verschieben des Ventilkolbens die wenigstens eine erste Zuführöffnung in Überdeckung
mit der wenigstens einen zweiten Zuführöffnung oder der wenigstens
einen weiteren zweiten Zuführöffnung bringbar
ist.
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Weiter
kann der Aufbau derart sein, dass die wenigstens eine Druckfluidverdrängungskammer
der ersten Gasfederanordnung über
deren Verbindungskanal in Verbindung mit wenigstens einer ersten
Abführöffnung ist
und die wenigstens eine Druckfluidverdrängungskammer der zweiten Gasfederanordnung über deren
Verbindungskanal in Verbindung mit wenigstens einer weiteren zweiten
Abführöffnung ist, und
dass der wenigstens einen ersten Abführöffnung eine wenigstens zweite
Abführöffnung und
ein Überbrückungskanal
zugeordnet sind und der wenigstens einen weiteren ersten Abführöffnung wenigstens
eine weitere zweite Abführöffnung und
ein weiterer Verbindungskanal zugeordnet sind.
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Die
beidseitige, also zu beiden Relativdrehrichtungen, wirksame Dämpfungscharakteristik
kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass bei Verschiebung
des Ventilkolbens in einer ersten Verschieberichtung ausgehend von
der Neutral-Relativdrehlage der Primärseite bezüglich der Sekundärseite die
wenigstens eine erste Zuführöffnung in
Verbindung mit der wenigstens einen zweiten Zuführöffnung tritt und die wenigstens
eine weitere erste Abführöffnung über den
weiteren Überbrückungskanal in
Verbindung mit der wenigstens einen weiteren zweiten Abführöffnung tritt,
und dass bei Verschiebung des Ventilkolbens in einer der ersten
Verschieberichtung entgegengesetzten zweiten Verschieberichtung
ausgehend von der Neutral-Relativdrehlage der
Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite
die wenigstens eine erste Zuführöffnung in
Verbindung mit der wenigstens einen weiteren zweiten Zuführöffnung tritt
und die wenigstens eine erste Abführöffnung über den Überbrückungskanal in Verbindung mit
der wenigstens einen zweiten Abführöffnung tritt.
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Bei
einer alternativen Art der Strömungsführung kann
vorgesehen sein, dass dann, wenn die wenigstens eine erste Zuführöffnung in
Verbindung mit der wenigstens einen weiteren zweiten Zuführöffnung ist,
die wenigstens eine zweite Zuführöffnung über einen Überbrückungskanal
in Verbindung mit einer Abführöffnung ist,
und dann, wenn die wenigstens eine erste Zuführöffnung in Überdeckung mit der wenigstens
einen zweiten Zuführöffnung ist,
die wenigstens eine weitere zweite Zuführöffnung über eine weitere Abführöffnung mit
einem Drainagekanal in Verbindung ist.
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Um
bei dem erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfer den
zur Erzeugung der Dämpfungskraft
erforderlichen Druck für
das Druckfluid bereitstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass
eine in Verbindung mit dem Zuleitungsbereich der Drehdurchführung stehende
oder bringbare Druckfluidquelle vorgesehen ist. Diese umfasst vorzugsweise eine Druckfluidpumpe
mit einem Druckfluidpumpenantrieb.
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Der
Druckfluidpumpe kann ein Druckspeicher zugeordnet sein. Die in einem
Druckspeicher gespeicherte Energie kann erforderlichenfalls, also bei
spontan auftretenden Relativdrehungen zwischen Primärseite und
Sekundärseite,
entsprechend spontan freigesetzt werden, so dass ohne Verzögerungen,
die beispielsweise bis zum Anlaufen einer Druckfluidpumpe auftreten
würden,
auftretenden Drehungleichförmigkeiten
schnell entgegengewirkt werden kann.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass der Druckfluidpumpe eine Druckbegrenzungsventilanordnung
zugeordnet ist zur Begrenzung des an einer Ausgangsseite der Druckfluidpumpe
vorhandenen Druckfluiddrucks auf einen Vorgabewert. Eine derartige
Druckbegrenzungsventilanordnung stellt sicher, dass der an einer
Druckfluidpumpe ausgangsseitig, also am Zuleitungsbereich der Drehdurchführung anliegende
Druck einen bestimmten Maximalwert nicht überschreiten kann, so dass
einerseits definierte Rückstellverhältnisse
gewährleistet
werden können, andererseits
durch einen übermäßig hohen
Fluiddruck generierte Beschädigungen
verschiedener Systemkomponenten vermieden werden können.
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Ein
zu unnötigen
Energieverlusten führendes
permanentes Betreiben der Druckfluidpumpe bzw. des Druckfluidpumpenantriebs
mit hoher Vordereffizienz kann dadurch vermieden werden, dass das
Fördervermögen der
Druckfluidpumpe in Abhängigkeit
des an einer Ausgangsseite der Druckfluidpumpe vorhandenen Druckfluiddrucks
veränderbar ist.
Dies bedeutet dass dann, wenn der ausgangsseitig an der Druckfluidpumpe
vorhandene Druckfluiddruck zunimmt, entsprechend die Förderkapazität der Druckfluidpumpe
abnimmt, so dass beispielsweise die Druckfluidpumpe nur dann in
Druckfluid fördernder
und entsprechend Druck erhöhender
Art und Weise wirksam ist, wenn dies tatsächlich auch erforderlich ist.
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Dies
kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Druckfluidpum pe
wenigstens ein Förderorgan
aufweist, dessen Förderwirkung
in Abhängigkeit
von dem Druckfluiddruck veränderbar
ist.
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Die
Bereitstellung der Druckfluidpumpe mit einem in seiner Förderwirkung
veränderbaren
Förderorgan
ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Druckfluidpumpenantrieb
ein Fahrzeugantriebsaggregat umfasst. In diesem Falle kann letztendlich, ohne
irgendwelche Betriebsveränderungen
am Druckfluidpumpenantrieb, nämlich
dem Antriebsaggregat eines Fahrzeugs vorzunehmen, das Förderverhalten
beeinflusst werden. Dies hat zur Folge, dass dann, wenn dies tatsächlich auch
nicht erforderlich ist, keine unnötige Antriebsenergie vom Antriebsaggregat
abgegriffen wird, um die Druckfluidpumpe zu aktivieren.
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Bei
einer weiteren Ausgestaltungsvariante kann vorgesehen sein, dass
der Druckfluidpumpenantrieb in Abhängigkeit von dem Druckfluiddruck
aktivierbar und deaktivierbar oder/und in seiner Antriebswirkung
variierbar ist.
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Hierzu
ist es besonders vorteilhaft, wenn der Druckfluidpumpenantrieb einen
Elektroantriebsmotor umfasst, der druckabhängig, also beispielsweise geschaltet
durch einen Druckschalter, ein- oder ausgeschaltet bzw. in seiner
Drehzahl eingestellt wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ferner ein gattungsgemäß oder mit den vorangehend
beschriebenen Merkmalen aufgebauter Torsionsschwingungsdämpfer derart
ausgebildet, dass die wenigstens eine Druckfluidverdrängungskammer durch
eine primärseitige
Verdrängungskammerbaugruppe
und eine sekundärseitige
Verdrängungskammerbaugruppe
begrenzt ist, wobei die primärseitige Verdrängungskammerbaugruppe
zwei Stirnwandungen und eine Umfangswandung umfasst, und wobei die
sekundärseitige
Verdrängungskammerbaugruppe
oder ein an diese anschließender
rotierender Teil der Drehdurchführung
eine der Stirnwandungen durchsetzt, wobei diese Stirnwandung einen
ringartigen Axialansatz aufweist, wobei an dem Axialansatz ein Lager
radial gestützt
ist, über
welches die Primärseite entweder
bezüglich
eines nicht rotierenden Teils der Drehdurchführung oder bezüglich der
sekundärseitigen
Verdrängungskammerbaugruppe oder
des rotierenden Teils der Drehdurchführung gelagert ist.
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Um
eine Überbestimmung
in der Axialpositionierung zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass das
Lager ein Loslager ist.
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Die
Eingliederung eines derartigen Torsionsschwingungsdämpfers in
ein Antriebssystem kann dadurch besonders einfach erfolgen, dass
der rotierende Teil der Drehdurchführung eine Formschlusseingriffsformation,
vorzugsweise Hirthverzahnung, zur Drehmomentübertragungskopplung mit einer
folgenden Baugruppe aufweist.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen detailliert beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
schaltbildartige Darstellung eines bekannten Torsionsschwingungsdämpfers;
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2 eine
der 1 entsprechende Darstellung eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers;
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3 eine
vereinfachte Querschnittansicht eines Torsionsschwingungsdämpfers mit
Gasfeder-Dämpferanordnung;
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4 eine
Längsschnittansicht
eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers einer
ersten Ausgestaltungsform;
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5 eine
perspektivische Ansicht der Primärseite
des Torsionsschwingungsdämpfers
der 4;
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6 eine
perspektivische Ansicht der Sekundärseite des Torsionsschwingungsdämpfers der 4;
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7 eine
perspektivisch betrachtete Querschnittdarstellung des Torsionsschwingungsdämpfers der 4,
geschnitten in einer Ebene VII-VII in 4;
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8 eine
perspektivisch betrachtete Querschnittdarstellung des in 4 gezeigten
Torsionsschwingungsdämpfers,
geschnitten in einer Ebene VIII-VIII in 4;
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9 eine
der 7 entsprechende Darstellung in einem Auslenkungszustand
der Primärseite
bezüglich
der Sekundärseite;
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9a eine
der 8 entsprechende Darstellung im Auslenkungszustand;
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10 eine
perspektivische, teilweise geschnittene Darstellung eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers gemäß einer
zweiten Ausgestaltungsvariante;
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11 eine
perspektivisch betrachtete Längsschnittdarstellung
des Torsionsschwingungsdämpfers
der 10;
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12 eine
Ansicht einer ein Nockenelement und einen Ventilkolben umfassenden
Baugruppe;
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13 eine
perspektivische Darstellung des Nockenelements;
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14 eine
weitere perspektivische Darstellung des Nockenelements;
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15 eine
perspektivische Darstellung einer Drehsicherung für den Ventilkolben;
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16 eine
Längsschnittdarstellung
des Torsionsschwingungsdämpfers der 10 in
einem ersten Relativdrehzustand der Primärseite bezüglich der Sekundärseite;
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17 eine
Längsschnittdarstellung
des Torsionsschwingungsdämpfers
der 10, in einem zweiten Relativdrehzustand der Primärseite bezüglich der
Sekundärseite
mit bezüglich
der Darstellung der 16 entgegengesetzter Relativdrehrichtung;
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18 eine
der 10 entsprechende Ansicht einer Abwandlung der
zweiten Ausgestaltungsvariante;
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19 eine
der 2 entsprechende Darstellung einer abgewandelten
Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers;
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20 eine
der 2 entsprechende Darstellung einer abgewandelten
Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers;
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21 eine
der 2 entsprechende Darstellung einer abgewandelten
Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers.
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Die 2 zeigt
in schaltbildartiger Darstellung einen erfindungsgemäß aufgebauten
Torsionsschwingungsdämpfer 10.
Dieser umfasst zwei Gasfederanordnungen 18, 20,
wobei die Gasfederanordnung hier zwei Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' umfasst und
die Gasfederanordnung 20 die beiden Druckfluidverdrängungskammern 24, 24' umfasst. Bei
Relativdrehung der Primärseite 12 bezüglich der
Sekundärseite 14 in
einer ersten Relativdrehrichtung werden die Volumina der Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' der Gasfederanordnung 18 verringert
unter entsprechender Kompression und Verringerung des Volumens der
diesen Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' zugeordnete
Gasvolumina der Gasfederanordnung 18. Bei Relativdrehung
in der entgegengesetzten Richtung werden die Volumina der Druckfluidverdrängungskammern 24, 24' verringert,
mit der Folge, dass die diesen Druckfluidverdrängungskammern 24, 24' zugeordneten Gasvolumina
der Gasfederanordnung 20 komprimiert werden.
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In
dem nicht rotierenden Systembereich ist lediglich ein einziges Druckregelventil 60 vorgesehen,
das unter Ansteuerung der Ansteuervorrichtung 28 steht.
Das Druckregelventil 60 ist in zwei Stellungen bringbar,
in welchen eine Druckfluidleitung 62, die zur Drehdurchführung 38 führt, entweder
in Verbindung mit der Druckfluidquelle 50, oder mit einem Rückleitungsbereich 64 ist.
Der Druck in der Druckfluidleitung 62 wird durch einen
Drucksensor 66 erfasst, dessen Signal in die Ansteuervorrichtung 28 gespeist
wird. Beruhend auf diesem Drucksignal steuert die Ansteuervorrichtung 28 das
Druckregelventil 60 derart an, dass in der Druckfluidleitung 62 ein
definierter Fluiddruck eingestellt werden kann. Eine Fluidleitung 66 verbindet
die Drehdurchführung 38 mit
dem Fluidreservoir 48. Dies hat zur Folge, dass die Drehdurchführung 38 grundsätzlich einen Zuleitungsbereich 68 bereitstellt,
das ist also derjenige Bereich, der auch eine Anbindung der Druckfluidleitung 62 mit
einem definierten Fluiddruck, generiert durch die Zusammenwirkung
des Druckregelventils 60 mit der Druckfluidquelle 50,
bereitstellt. Ein Ableitungsbereich 70 der Drehdurchführung 38 ist
im Wesentlichen drucklos, da er über
die Fluidleitung 67 in Verbindung mit dem ebenfalls drucklosen
Fluidreservoir 48 ist.
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In
dem rotierenden Systembereich des Torsionsschwingungsdämpfers 10 ist
ein allgemein mit 72 bezeichnetes Lageregelventil vorgesehen.
Dieses Lageregelventil 72 dreht sich also mit der Primärseite 12 bzw.
der Sekundärseite 14 um
eine Drehachse des Torsionsschwingungsdämpfers 10. Das Lageregelventil 72 weist
einen in der 2 nur schematisch angedeuteten
Ventilzylinder 74 und in diesem bewegbar einen Ventilschieber 76 auf.
Durch eine mit Strichlinie angedeutete mechanische Verkopplung des
Ventilzylinders 74 bzw. des Ventilschiebers 76 mit
der Primärseite 12 und
der Sekundärseite 14 kann
eine Relativbewegung zwischen Ventilzylinder 74 und Ven tilschieber 76 erlangt
werden. Dies hat zur Folge, dass, je nach Stellung des Lageregelventils 76,
entweder die beiden Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' in Verbindung
mit dem Zuleitungsbereich 68 sind, während die Druckfluidverdrängungskammern 24, 24' in Verbindung
mit dem Ableitungsbereich 70 sind, oder in umgekehrter
Weise die Druckfluidverdrängungskammern 24, 24' in Verbindung
mit dem Zuleitungsbereich 68 sind, während die Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' in Verbindung
mit dem Ableitungsbereich 70 sind, oder die Druckfluidverdrängungskammern 22, 22', 24, 24' im Wesentlichen
vollständig
gegen Fluidaustausch abgeschlossen sind, also im Wesentlichen keine
der Druckfluidverdrängungskammern 22, 22', 24, 24' in Verbindung
mit dem Ableitungsbereich 70 ist bzw. auch in Verbindung
mit dem Zuleitungsbereich 68 ist. Letzterer Zustand wird
im Allgemeinen dann erreicht sein, wenn die Primärseite 12 in einer
Neutral-Rleativdrehlage bezüglich
der Sekundärseite 14 ist,
also z. B. im Wesentlichen kein Drehmoment über den Torsionsschwingungsdämpfer 10 übertragen
wird. Die beiden anderen Zustände,
in welchen jeweils die einer der Gasfederanordnungen 18 bzw. 20 zugeordneten
Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' bzw. 24, 24' in Verbindung
mit dem Zuleitungsbereich 68 sind, sind Zustände, in
welchen die Primärseite 12 bezüglich der
Sekundärseite 14 in
jeweils einer der möglichen
Relativdrehrichtungen ausgelenkt ist.
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Mit
einem derartigen Torsionsschwingungsdämpfer 10 kann der
Ansteuerungsaufwand bei gleichzeitiger Vereinfachung des hydraulischen Kreislaufs
deutlich verringert werden. Das Lageregelventil 72 wird
selbsttätig
ohne irgendwelche Ansteuerungsmaßnahmen allein durch die mechanische Verkopplung
mit der Primärseite 12 bzw.
der Sekundärseite 14 eine
definierte Fluidzufuhr bzw. Fluidabfuhr zu den jeweiligen Gasfederanordnungen 18, 20 einstellen.
Es muss dann lediglich durch das einzige außerhalb des rotierenden Systembereichs
angeordnete Druckregelventil 60 dafür gesorgt werden, dass am Zuleitungsbereich 68 ein
definierter Fluiddruck bereitgestellt wird, der selbstverständlich auch abhängig vom
Betriebszustand eines derartigen Torsionsschwingungsdämpfers 10 bzw.
auch vom Fahrzustand oder vom Antriebszustand eines Fahrzeugs variiert
werden kann.
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Im
Folgenden werden verschiedene Ausgestaltungsvarianten eines Torsionsschwingungsdämpfers 10 bzw.
insbesondere eines Lageregelventils 72 beschrieben.
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Eine
erste Ausgestaltungsvariante ist in den 3 bis 9 gezeigt.
Dabei erkennt man zunächst
in der Darstellung der 3 den grundsätzlichen Aufbau des Torsionsschwingungsdämpfers 10 mit
der Primärseite 12 und
der Sekundärseite 14.
Die Primärseite 12 ist
mit zwei in axialem Abstand zueinander angeordneten Scheibenteilen 80, 82 aufgebaut,
die radial außen
durch eine zylindrische Wandung 84 verbunden sind, die
beispielsweise mit dem Scheibenteil 80 integral ausgebildet
sein kann. Von dieser zylindrischen Wandung 84 erstrecken
sich mit einem Winkelabstand von 180° zwei Trennwandungen 86, 86' nach radial
innen.
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Die
Sekundärseite 14 umfasst
ein im Wesentlichen zylindrisch gestaltetes Bauteil 88,
das im Wesentlichen in die Primärseite 14 eingesetzt
ist und an seinem Außenumfang
mit einem Winkelabstand von 180° zwei
nach radial außen
greifende Trennwandungen 90, 90' aufweist. Die Trennwandungen 86, 86', 90, 90' sind jeweils
so ausgestaltet bzw. dimensioniert, dass sie sich jeweils bis unmittelbar
zur Außenumfangsfläche 92 bzw.
zur Innenumfangsfläche 94 der
jeweils anderen Baugruppe von Primärseite 12 und Sekundärseite 14 erstrecken.
Durch diese Trennwandungen 86, 86', 90, 90' ist der zwischen der
Wandung 84 und dem zylindrischen Bauteil 88 gebildete
ringartige Zwischenraum in vier Kammern unterteilt. Diese vier Kammern
sind die Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' der ersten
Gasfederanordnung 18 bzw. 24, 24' der zweiten
Gasfederanordnung 20. Man erkennt, dass die jeweils einer
Gasfederanordnung zugeordneten Druckfluidverdrängungskammern auch bedingt
durch die jeweils mit einem Winkelabstand von 180° angeordneten
Trennwandungen 86, 86', 90, 90' einander diametral
gegenüber
liegen und beispielsweise bei in einer Neutral-Relativdrehlage bezüglich einander
angeordneter Primärseite 12 und
Sekundärseite 14 gleiche
Umfangserstreckungen aufweisen können.
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Die
Gasfederanordnungen 18, 20 umfassen außen um die
zylindrische Wandung 84 verteilt eine Vielzahl von näherungsweise
radial sich erstreckenden Zylindern 96. Ein Teil dieser
Zylinder 96 ist der ersten Gasfederanordnung 18 zugeordnet,
während der
verbleibende Teil der zweiten Gasfederanordnung 20 zugeordnet
ist. In jedem der Zylinder 96 ist ein schematisch angedeutetes
Gasvolumen 98 enthalten, das durch ein Trennelement 99,
beispielsweise einen in einem Zylinder 96 verschiebbaren
Kolben, getrennt ist von dem Druckfluid derjenigen Druckfluidverdrängungskammer
bzw. Druckfluidverdrängungskammern,
mit der bzw. denen ein jeweiliger Zylinder 96 zusammenwirkt.
So können
alle der ersten Gasfederanordnung 18 zugeordneten Zylinder 96 mit
beiden Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' zusammenwirken,
d. h. über
jeweilige Verbindungskammern mit diesen in Verbindung stehen, während entsprechend
auch alle Zylinder 96 der zweiten Gasfederanordnung 20 mit
allen Druckfluidverdrängungskammern 24, 24' zusammenwirken können. Selbstverständlich ist
es auch möglich,
jeder Druckfluidverdrängungskammer
eigene Gasvolumina 98 bzw. Zylinder 96 zuzuordnen,
die dann nur durch das Druckfluid in dieser jeweiligen Druckfluidverdrängungskammer
beaufschlagbar sind. Die mit der bzw. den Druckfluidverdrängungskammern
einer jeweiligen Gasfederanordnung 18 bzw. 20 zusammenwirkenden
Gasvolumina 98 bilden dann das bei Wirksamwerden einer
jeweiligen Gasfederanordnung belastete bzw. die Federcharakteristik
entfaltende „Gasvolumen".
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Bei
Relativdrehung der Primärseite 12 bezüglich der
Sekundärseite 14 ausgehend
von der in 3 dargestellten Neutral-Relativdrehlage
werden also beispielsweise die Volumina der Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' dadurch verringert,
dass die Trennwandungen 86 und 90' sich einander annähern, ebenso
wie die Trennwandungen 86' und 90. Das
aus den Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' dann verdrängte Fluid
belastet über
die nicht dargestellten Verbindungskammern dann die in den zugeordneten
Zylindern 96 eingeschlossenen Gasvolumina 98 unter
entsprechender Kompression derselben. Durch die Kompression dieser
Gasvolumina wird eine Rückstellkraft
erzeugt, so dass mit zunehmender Auslenkung aus der Neutral-Relativdrehlage auch
eine zunehmende Rückstellkraft
generiert wird. Entsprechendes erfolgt in Zuordnung zu den Druckfluidverdrängungskammern 24, 24' bei Relativdrehung
der entgegengesetzten Richtung. Im zentralen Bereich des Torsionsschwingungsdämpfers 10 ist das
Lageregelventil 72 angeordnet. Dessen Aufbau bzw. Funktion
wird nachfolgend mit Bezug auf die 4 bis 9 detailliert
erläutert.
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Man
erkennt in der 4 den Ventilschieber 76 des
Lageregelventils 72, der mit dem im Wesentlichen zylindrischen
Bauteil 88 der Sekundärseite 14 fest
verbunden, d. h. mit diesem um die Drehachse A drehbar ist. In entsprechender
Weise ist der Ventilzylinder 74 mit der Primärseite 12,
hier dem Scheibenteil 80 fest verbunden und somit mit der
Primärseite 12 drehbar.
Der Ventilschieber 76, also der Drehschieber, bildet gleichzeitig
auch einen Teil der Drehdurchführung 38,
nämlich
einen radial inneren und mit dem Torsionsschwingungsdämpfer 10 rotierenden
Teil. In der 4 erkennt man dabei rechts liegend
den Zuleitungsbereich 68 der Drehdurchführung 38, wobei links
liegend in dem nicht weiter dargestellten Teil des Ventilschiebers 76 eine
entsprechende Ausgestaltung für
den Ableitungsbereich 70 vorgesehen sein kann. Ein Zuleitungsabschnitt 98 ist als
zentrale Bohrung oder Öffnung
in dem Ventilschieber 76 ausgebildet. Nahe dem axialen
Ende des Ventilschiebers 76 ist dieser Zuleitungsbereich 98 über Öffnungen 100 nach
radial außen
offen. Axial beidseits dieser Öffnungen 100 können Dichtelemente
vorgesehen sein, die einen im Wesentlichen fluiddichten Abschluss
dieser Öffnungen
bzw. entsprechender Öffnungen
in einem nicht rotierenden Teil der Drehdurchführung 38 generieren.
Axial anschließend
an den Zuleitungsbereich 98 ist beispielsweise ebenfalls
koaxial zur Drehachse A in dem Ventilschieber 76 ein Ableitungsabschnitt 102 ausgebildet. Dieser
kann über
nicht dargestellte Öffnungen
ebenfalls nach radial außen
offen sein, um über
eine Verbindung mit einem ebenfalls nicht rotierenden Teil der Drehdurchführung 38 dann
eine Verbindung zu der Fluidleitung 66 herzustellen, die
in 2 dargestellt ist. Zwischen dem Zuleitungsabschnitt 98 und
dem Ableitungsabschnitt 102 liegt eine Trennwand 104, die
einen direkten Fluss des Druckfluids vom Zuleitungsbereich 68 zum
Ableitungsbereich 70 verhindert.
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An
seinem innerhalb des Ventilzylinders 76 liegenden Endbereich
ist der Zuleitungsabschnitt 98, wie man auch in 7 erkennt, über zwei
mit einem Winkelabstand von 180° zueinander
angeordnete und nach radial außen
offene erste Zuführöffnungen 106, 106' nach radial
außen
offen. Im Ventilzylinder 74 sind vier zweite Zuführöffnungen 108, 108', 108'' und 108''' vorgesehen.
Diese vier zweiten Zuführöffnungen 108, 108', 108'' und 108''' sind so bezüglich einander
angeordnet, dass in der in 7 auch dargestellten
Neutral-Relativdrehlage der Sekundärseite 14 bezüglich der
Primärseite 12 keine
Verbindung bzw. Überdeckung
zwischen den ersten Zuführöffnungen 106, 106' und den zweiten
Zuführöffnungen 108, 108', 108'' und 108''' besteht.
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In
der Sekundärseite
bzw. dem zylindrischen Bauteil 88 derselben sind vier Zuleitungskanäle 110, 110', 110'' und 110''' vorgesehen.
Jeder dieser Zuleitungskanäle 110, 110', 110'' und 110''' führt zu einer der
Druckfluidverdrängungskammern 22, 22', 24, 24'. Im Folgenden
sei beispielsweise angenommen, dass der Zuführkanal 110 zur Druckfluidverdrängungskammer 22 führt, der
Zuführkanal 110'' zur Druckfluidverdrängungskammer 22' führt, der
Zuführkanal 110' zur Druckfluidverdrängungskammer 24 führt und der
Zuführkanal 110''' zur
Druckfluidverdrängungskammer 24' führt. Diese
Zuführkanäle 110, 110', 110'' und 110''' sind nach radial
innen zu einer den Ventilzylinder 74 im Bauteil 88 aufnehmenden
koaxialen Öffnung 112 offen,
während
die zweiten Zuführöffnungen 108, 108', 108'' und 108''' nach radial
innen zu einer den Ventilschieber 76 aufnehmenden koaxialen Öffnung 114 im
Ventilzylinder 76 offen sind.
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Die 8 zeigt
den Torsionsschwingungsdämpfer 10 der 3 und 4 geschnitten
in einer anderen zur Drehachse A orthogonal stehenden Ebene. Man
erkennt in 8 im Ventilschieber 76 den
Abführabschnitt 102,
der hier über
vier mit einem Winkelversatz von 180° zueinander angeordnete radial offene
erste Abführöffnungen 116, 116', 116'' und 116''' nach radial
außen,
also zu der Zylinderöffnung 114 offen
ist. Im Ventilzylinder 74 sind zwei mit einem Winkelabstand
von 180° angeordnete
zweite Abführöffnungen 118, 118' vorgesehen.
Bei der in 8 erkennbaren Neutral-Relativdrehlage
der Primärseite 12 bezüglich der
Sekundärseite 14 sind
die ersten Abführöffnungen 116, 116', 116'' und 116''' bezüglich den
beiden zweiten Abführöffnungen 118, 118' so angeordnet,
dass keine Überdeckung
besteht und somit kein Fluidaustausch stattfinden kann.
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In
dem zylindrischen Bauteil 88 der Sekundärseite 14 sind vier
Abführkanäle 120, 120', 120'' und 120''' vorgesehen.
Diese Abführkanäle 120, 120', 120'' und 120''' sind jeweils
in Verbindung mit einer der Druckfluidverdrängungskammern. So kann beispielsweise
der Abführkanal 120 der
Druckfluidverdrängungskammer 22 zugeordnet
sein, der Abführkanal 120'' kann der Druckfluidverdrängungskammer 22' zugeordnet
sein, der Abführkanal 120' kann der Druckfluidverdrängungskammer 24 zugeordnet
sein und der Abführkanal 120''' kann
der Druckfluidverdrängungskammer 24' zugeordnet sein.
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Bei
der in den 7 und 8 dargestellten Relativpositionierung
der Primärseite 12 bezüglich der
Sekundärseite 14,
welche auch der in 3 dargestellten Relativpositionierung
entspricht, besteht also weder am Zuführbereich 68 eine
Verbindung der Druckfluidleitung 62 mit irgendeiner der
Druckfluidverdrängungskammern 22, 22', 24, 24', noch besteht eine
Verbindung irgendeiner der Druckfluidkammern 22, 22', 24, 24' mit der Fluidleitung 66 am
Abführbereich 70.
Verdreht sich bei Drehmomentübertragung bzw.
bei Drehschwingung die Primärseite 12 bezüglich der
Sekundärseite 14 in
einer ersten Relativdrehrichtung, so kann beispielsweise am Zuführbereich 68 der
in 9 erkennbare Zustand auftreten. Man erkennt hier,
dass der Ventilzylinder 74 und mit diesem die Primärseite sich
bezüglich
der Sekundärseite 14 im
Gegenuhrzeigersinn verdreht hat. Dies führt dazu, dass die Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' komprimiert
bzw. in ihrem Volumen verringert worden sind und dass weiterhin
die ersten Zuführöffnungen 106, 106' sich mit den
zweiten Zuführöffnungen 108, 108'' überdecken, während die
zweiten Zuführöffnungen 108' und 108''' nach
wie vor verschlossen sind. In diesem Zustand ist also der Zuführabschnitt 98 des
Zuführbereichs 68 der
Drehdurchführung 38 über die
ersten Zuführöffnungen 106, 106', die zweiten
Zuführöffnungen 108, 108'' und die Zuführkanäle 110, 110'' in Verbindung mit den Druckfluidverdrängungskammern 22, 22', welche auf
diese Art und Weise in Verbindung mit der Druckfluidleitung 62 stehen.
Es kann somit durch entsprechende Ansteuerung des Druckregelventils 60 auch
der Druck des Druckfluids in diesen Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' weiter erhöht werden,
was eine erhöhte „Federsteifigkeit" und eine entsprechend
erhöhte
Rückstellkraft
in Richtung zur Neutral-Relativdrehlage bewirkt. Bei dieser Rotation
wird sich, wie in 9a erkennbar, gleichermaßen im Abführbereich 70 eine Überdeckung
der zweiten Abführöffnungen 118, 118' mit den ersten
Abführöffnungen 116', 116''' einstellen,
so dass über
die Abführkanäle 120' und 120'' die Druckfluidverdrängungskammern 24, 24' in Verbindung
mit der Fluidleitung 66 und somit dem drucklosen Fluidreservoir 48 stehen.
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Mit
dem Lageregelventil 72 wird es also möglich, abhängig von der Relativdrehrichtung
der Primärseite 12 bezüglich der
Sekundärseite 14 wahlweise
eine Verbindung der Druckfluidquelle 50 mit den Druckfluidverdrängungskammern 22, 22' der ersten
Gasfederanordnung 18 oder den Druckfluidverdrängungskammern 24, 24' der zweiten
Gasfederanordnung 20 zu generieren, wobei durch diese Verbindung
dann jeweils sichergestellt wird, dass eine definierte Rückführung in
die Neutral-Relativdrehlage stattfindet.
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In
der Neutral-Relativdrehlage sind, wie bereits dargestellt, alle
Druckfluidverdrängungskammern 22, 22', 24, 24' durch nicht
vorhandene Überdeckung
der verschiedenen Zuführöffnungen
abgeschlossen. Um bei beginnender Auslenkung aus der Neutral-Rleativdrehlage
einen Druckstoß durch spontanes
Herstellen der Verbindung mit der Druckfluidquelle 50 zu
vermeiden, sind, wie in 7 erkennbar, die zweiten Zuführöffnungen 108, 108', 108'' und 108''' jeweils mit
durch Abschrägungen bzw.
Anfasungen 122 profi lierten Kanten begrenzt. Bei Auslenkung
treten zunächst
diese Anfasungsbereiche 122 in Überdeckung mit den ersten Zuführöffnungen 106, 106', so dass zunächst nur
ein kleiner, allmählich
zunehmender Verbindungsquerschnitt besteht, der eine allmähliche Druckerhöhung gewährleistet,
während
erst bei größeren Verdrehwinkeln dann
eine stärkere
Zunahme des Verbindungsquerschnitts erzeugt wird. Es ist selbstverständlich möglich, durch
verschiedenste Profilierung der die zweiten Zuführöffnungen 108, 108', 108'', 108''' begrenzenden
Wandungen bei Herstellung der Überdeckung mit
den ersten Zuführöffnungen 106, 106' einen definiert
progressiven Verlauf des Verbindungsquerschnitts zu gewährleisten.
Es ist selbstverständlich, dass
ein entsprechend progressiver Verlauf der des Verbindungsquerschnitts
auch durch Formgebung der die ersten Zuführöffnungen begrenzenden Wandungen
erlangt werden kann.
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Bei
einer alternativen Variante kann vorgesehen sein, dass in der Neutral-Relativdrehlage ein
geringer Überlapp
der ersten Verbindungsöffnungen 106, 106' mit allen zweiten
Verbindungsöffnungen 108, 108', 108'', 108''' besteht. Somit
liegt dann an allen Druckfluidverdrängungskammern 22, 22', 24, 24' der Druck der
Druckfluidquelle 50 an. Dies sorgt dafür, dass zuverlässig die
Neutral-Relativdrehlage beibehalten werden kann, solange nur kleine
Drehmomente bzw. Drehmomentschwankungen auftreten. Weiterhin wird
für das
Beibehalten eines definierten Fluiddrucks gesorgt, auch wenn durch
in Zwischenräumen
zwangsweise auftretende Leckagen ein permanenter Fluidabfluss in
Richtung Abführbereich 70 vorhanden
ist. Bei Auslenkung aus der Neutral-Relativdrehlage nimmt dann die Überdeckung
der ersten Zuführöffnungen 106, 106' mit zwei einander
gegenüber
liegenden der zweiten Zuführöffnungen 108, 108', 108'' und 108''' zu, während die
zunächst
noch vorhandene Überdeckung
mit den anderen beiden zweiten Zuführöffnungen abnimmt bzw. auf Null
verringert wird.
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Die
Abstimmung der Strömungs-
bzw. Verbindungsquerschnitte am Zuführbereich 68 und am Abführbereich 70 aufeinander
kann derart sein, dass bei Auslenkung aus der Neutral-Relativdrehlage
zunächst
nur eine Verbindung der jeweiligen ersten Zuführöffnungen mit den zweiten Zuführöffnungen
generiert wird, während
am Abführbereich
die ersten Abführöffnungen
noch nicht in Überdeckung
mit den zweiten Abführöffnungen
gebracht sind. Erst bei Erreichen eines vorbestimmten Relativdrehwinkels können dann
auch die Überdeckungen
am Abführbereich 70 generiert
werden. Auch kann grundsätzlich dafür gesorgt
sein, dass der Strömungsquerschnitt am
Abführbereich 70 kleiner
dimensioniert ist, als derjenige am Zuführbereich 68.
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Ist
in den bei Relativdrehung in ihrem Volumen verringerten Druckfluidverdrängungskammern der
Fluiddruck zu gering bzw. sind die auftretenden Drehmomente bzw.
Drehmomentschwankungen zu groß,
so dass eine sehr starke Relativdrehung mit entsprechender Volumenvergrößerung der
jeweils anderen Druckfluidverdrängungskammern
erzeugt wird, kann es durchaus möglich
sein, dass im Abführbereich 70 eine
umgekehrte Fluidströmung
auftritt, also über
diesen bzw. auch die Fluidleitung 66 Fluid angesaugt wird,
um die Volumenzunahme, die dann nicht mehr durch entsprechende Volumenvergrößerung der
Gasvolumina 98 der zugeordneten Zylinder 96 kompensiert
werden kann, zu gewährleisten.
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Eine
alternative Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Torsionsschwingungsdämpfers 10 bzw.
des Lageregelventils 72 wird nachfolgend mit Bezug auf
die 10 bis 17 beschrieben.
Hier sind entsprechende Bauteile auch mit dem gleichen Bezugszeichen
unter Hinzufügung
eines Anhangs „a" bezeichnet.
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Bei
der in den 10 bis 17 gezeigten Ausgestaltungsform
ist der Ventilzylinder 74a des Lageregelventils 72a mit
der Sekundärseite
zur gemeinsamen Rotation fest verbunden. Der Ventilschieber 76a ist
hier als in Richtung der Drehachse A verschiebbarer Ventilkolben
ausgebildet und in der im Ventilzylinder 74a gebildeten Öffnung 114a verschiebbar.
Mit der Primärseite 12a bzw.
dem Scheibenteil 80a zur gemeinsamen Drehung verbunden
ist ein Nockenelement 130a, das mit dem Ventilschieber 76a zu
dessen Verschiebung zusammenwirkt. Diese Baugruppe ist in 12 vergrößert dargestellt.
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Man
erkennt das Nockenelement 130a mit in 13 und
in 14 auch sichtbaren Nockenflächen 132a, 134a.
Mit einem kreisscheibenartigen Körperabschnitt 136a ist
das Nockenelement 130a in einer entsprechenden Aussparung
der Primärseite 12a aufgenommen,
und zwar derart, dass es grundsätzlich
mit dieser Primärseite 12a drehbar
ist, durch Einsetzen eines Werkzeugs in eine Werkzeugaufnahmeaussparung 138a,
beispielsweise eine Inbusöffnung,
jedoch zum Einstellen der Positionierung verdrehbar ist.
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Der
Ventilschieber 76a weist einen axialen Fortsatz 140a auf,
der mit den beiden Nockenflächen 136a, 138a zusammenwirkt
bzw. an diesen anliegt. Ferner ist dieser Fortsatz 140a,
welcher im Querschnitt rechteckig ausgebildet ist, durch eine entsprechende
Aussparung 142a eines in 15 gezeigten scheibenartigen
Arretierelements 144a hindurchgeführt. Dieses Arretierelement 144a ist
in der Öffnung 114a des
Ventilzylinders derart aufgenommen, dass es eine axiale Verlagerung
der Ventilschiebers 76a zulässt, dieser sich dabei jedoch
nicht in dem Ventilzylinder 76a verdrehen kann. Eine Drehung
des mit der Primärseite 12a drehfesten
Nockenelements 130a bezüglich
der Sekundärseite 14a und
somit der damit drehfesten Baugruppen Ventilzylinder 74a und Ventilschieber 76a hat
somit bei Betrachtung der 10 bzw.
auch der 11 eine Verschiebung des Ventilschiebers 76a in
Richtung der Drehachse zur Folge. Um dafür zu sorgen, dass der Fortsatz 140a permanent
in Kontakt mit den Nockenflächen 136a, 138a ist,
ist zwischen einem Boden 146a des Ventilzylinders 74a und
einer axialen Endfläche 148a des Ventilschiebers 76a ein
in der 10 angedeutetes Vorspannfederelement 150a beispielsweise
in Form einer Schraubendruckfeder wirksam. Dieses Vorspannfederelement 150a spannt
den Ventilschieber 76a in Richtung auf das Nockenelement 130a vor,
so dass eine Relativdrehung der Primärseite 12a bezüglich der
Sekundärseite 14a in
einer ersten Relativdrehrichtung eine Verschiebung des Ventilschiebers 76a in
einer ersten Verschieberichtung bezüglich des Ventilzylinders 74a bewirkt
und eine Relativdrehung in der entgegengesetzten Relativdrehrichtung
entsprechend auch eine Verschiebung in der entgegengesetzten Verschieberichtung
bewirkt.
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In
dem Ventilschieber 76a ist im zentralen Bereich ein im
Wesentlichen axial sich erstreckender Zuführabschnitt 98a ausgebildet.
Dieser ist über
radiale Öffnungen 100a zu
einer Umfangsnut 152a offen, so dass die entsprechenden Öffnungen
in dem Ventilzylinder 74a gegenüber liegen und somit eine Fluidzufuhr über die
Drehdurchführung 38a zulassen. Man
erkennt in der 10, dass der Ventilzylinder 74a mit
seinem Außenumfangsbereich
einen Teil der Drehdurchführung,
insbesondere des Zuführbereichs 68a,
bereitstellt.
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Axial
versetzt zu den Öffnungen 110a weist der
Ventilschieber 76a nach radial außen offene erste Zuführöffnungen 106a auf,
die in eine am Außenumfang
des Ventilschiebers 76a vorgesehene Umfangsnut 154a nach
radial außen
offen sind.
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Am
Ventilzylinder 74a sind in axialem Abstand zueinander und über den
Umfang verteilt zweite Zuführöffnungen 108a bzw. 108a' vorgesehen.
Bei in der 11 erkennbarer Neutral-Relativdrehlage sind
die ersten Zuführöffnungen 106a bzw.
die Umfangsnut 154a so positioniert, dass im Wesentlichen keine Überdeckungen
mit den beidseits davon jeweils liegenden zweiten Zuführöffnungen 108a bzw. 108a' besteht.
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Die
zweiten Zuführöffnungen 108a bzw. 108a' sind nach radial
außen
zu in Umfangsrichtung um die Drehachse A sich erstreckenden Ringräumen 156a bzw. 156a' offen. Die
der ersten Gasfederanordnung 18a zugeordneten Druckfluidverdrängungskammern 22a bzw. 22a' sind jeweils über einen
Verbindungskanal, von welchen in 10 der
der Druckfluidverdrängungskammer 22a zugeordnete
Verbindungskanal 158a erkennbar ist, in Verbindung mit dem
Ringraum 156a. In entsprechender Weise sind die Druckfluidverdrängungskammern 24a, 24a' der zweiten
Gasfederanordnung 20a, von welchen in 10 nur
die Druckfluidverdrängungskammer 24a erkennbar
ist, über
jeweilige Verbindungskanäle 160a (dieser
ist der Druckfluidverdrängungskammer 24a zugeordnet)
in Verbindung mit dem anderen Ringraum 156a'. Jeder dieser Verbindungskanäle 158a jeweils
für eine
der Druckfluid verdrängungskammern 22a, 22a der
ersten Gasfederanordnung 18a bzw. 160a jeweils
für eine
der Druckfluidverdrängungskammern 24a, 24a' der zweiten
Gasfederanordnung 20a bildet, wie im Folgenden dargelegt,
sowohl einen Kanal zur Zufuhr von Druckfluid, als auch einen Kanal
zur Abfuhr von Druckfluid.
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Jeweils
axial außerhalb
der zweiten Zuführöffnungen 108a bzw. 108a' sind im Ventilzylinder 74a erste
Abführöffnungen 162a bzw. 162a' vorgesehen. Diese
sind ebenfalls zu den Räumen 156a bzw. 156a' offen und somit
auch in Verbindung mit den Verbindungskanälen 158a, 160a.
Weiter axial entfernt bezüglich
der zweiten Zuführöffnung 108 bzw. 108a' sind in dem
Ventilzylinder 74a zweite Abführöffnungen 164a bzw. 164a' gebildet, wobei
die in der 11 links erkennbare zweite Abführöffnung 164a' im Wesentlichen
auch durch das axiale Ende des Ventilzylinders 74a, das
Scheibenteil 80a der Primärseite 12a und das
zylindrische Bauteil 88a der Sekundärseite 14a begrenzt
ist. Die beiden zweiten Abführöffnungen
bzw. jeweils Gruppen von Abführöffnungen 164a, 164a' sind über Abführabschnitte 170a,
von welchen in Umfang um die Drehachse verteilt mehrere vorgesehen
sein können,
in Verbindung mit einem weiteren den Abführbereich 70a bereitstellenden
Teil der Drehdurchführung 38a,
welcher nunmehr am zylindrischen Bauteil 88a der Sekundärseite 14a und
mit größerem Durchmesser
ausgebildet ist, als der an dem Ventilzylinder 74a gebildete
Bereich des Drehdurchführung 38a.
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In
Zuordnung zu jedem Paar, umfassend jeweils eine bzw. mehrere erste
Abführöffnungen 162a, 162a' und axial versetzt
dazu eine oder mehrere zweite Abführöffnungen 164a, 164a', ist im Ventilschieber 76a ein
nach radial außen
offener Überbrückungskanal 166a bzw. 166a' gebildet. Hier
ist insbesondere der in der 11 links
erkennbare Überbrückungskanal 166a' im Wesentlichen
auch im Bereich des axialen Endes des Ventilschiebers 76a,
also in demjenigen Bereich, in welchem auch der Fortsatz 140a liegt,
gebildet. Ferner sind in dem Arretierelement 142a zwei Öffnungen 168a gebildet,
welche den Durchtritt von Fluid durch diesen Überbrückungskanal 166a' zulassen.
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Die
Ausgestaltung ist derart, dass dann, wenn die Primärseite 12a und
die Sekundärseite 14a in
der Neutral-Relativdrehlage bezüglich
einander sind, einerseits die ersten Zuführöffnungen 106a nicht
in Überdeckung
mit den zweiten Zuführöffnungen 108a und
auch nicht in Überdeckung
mit den anderen zweiten Zuführöffnungen 108a' sind. Dies
bedeutet, dass der Zuführbereich 68a der
Drehdurchführung 38a nicht
mit irgendeinem der Verbindungskanäle 158a, 160a verbunden
ist, die zu den verschiedenen Druckfluidverdrängungskammern führen. In
gleicher Weise sind die beiden axial versetzt zueinander liegenden Überbrückungskanäle 166a, 166a' in dieser Situation
so angeordnet, dass sie zwar in Überdeckung
sind mit den zweiten Abführöffnungen 164a bzw. 164a', nicht jedoch
in Überdeckung
sind mit den ersten Abführöffnungen 162a, 162a'. Somit ist
auch der Abführbereich 70a der Drehdurchführung 38a nicht
in Verbindung mit irgendeiner der Druckfluidverdrängungskammern.
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Findet
ausgehend von der Neutral-Relativdrehlage eine Drehung der Primärseite 12a bezüglich der
Sekundärseite 14a in
einer ersten Relativdrehrichtung statt, so hat dies durch die Zusammenwirkung
des Nockenelements 130a mit dem Fortsatz 140a am
Ventilschieber 76a zur Folge, dass, wie man in 16 erkennt,
der Ventilschieber 76a bezüglich des Ventilzylinders 74a verschoben
wird, und zwar beispielsweise so, dass er in der Darstellung der 16 nach
links bewegt wird. Dies bedeutet, dass die ersten Zuführöffnungen 106a über die
sie umgebende Ringnut 154a in Überdeckung gelangt mit den zweiten
Zuführöffnungen 108a.
Es wird somit über den
Ringraum 156a' eine
Verbindung mit den Verbindungskanälen 160a hergestellt,
die wiederum eine Verbindung zu den Druckfluidverdrängungskammern 24a, 24a' herstellen.
Die ersten Abführöffnungen 162a' bleiben in
diesem Zustand oder in dieser Phase von dem Ventilschieber 76a verschlossen.
Durch die Verschiebung des Ventilschiebers 76a gelangt
jedoch der Überbrückungskanal 166a nunmehr
auch in Überdeckung
mit den ersten Abführöffnungen 162a an
der anderen axialen Seite der ersten Zuführöffnungen 108a und 108a', während die
zweiten Zuführöffnungen 108a weiterhin
vom Ventilschieber 76a abge schlossen bleiben. Somit sind über den
Ringraum 156a nunmehr die zu den Druckfluidverdrängungskammern 22 bzw. 22a führenden
Verbindungskanäle 158a in
Verbindung mit den in 11 erkennbaren Abführabschnitten 170a und
somit dem Abführbereich 70a der
Drehdurchführung 38a.
Dies bedeutet, dass der Fluiddruck in den in ihrem Volumen in diesem
Zustand verringerten Druckfluidverdrängungskammern 24a, 24a' durch die Verbindung
mit der in 2 erkennbaren Druckfluidleitung 62 und
somit der Druckfluidquelle 50 erhöht wird, während die in ihrem Volumen
vergrößerten Druckfluidverdrängungskammern 22a, 22a' in Verbindung
mit der in 2 erkennbaren und zum Fluidreservoir 48 führenden
Fluidleitung 66 gebracht werden bzw. stehen. Durch das
Ausmaß der Überdeckung,
also auch das Ausmaß der
Axialverschiebung des Ventilschiebers 76a, das mit dem
Ausmaß der
Relativdrehung zwischen Primärseite 12a und
Sekundärseite 14a korrespondiert,
wird der Strömungs-
bzw. Verbindungsquerschnitt beeinflusst.
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Bei
der in 17 veranschaulichten Relativdrehung
in der anderen Relativdrehrichtung werden die in 17 erkennbaren
Druckfluidverdrängungskammern 22a, 22a' in ihrem Volumen
verringert. Gleichzeitig wird durch die Zusammenwirkung des Nockenelements 130a mit
dem Vorsprung 140a des Ventilschiebers 76a dieser
Ventilschieber 76a nunmehr entgegen der Vorspannwirkung
der vorangehend bereits erwähnten
Feder 150a in der entgegengesetzten axialen Richtung verschoben.
Dies führt dazu,
dass die ersten Zuführöffnungen 106a nunmehr über die
sie umgebende Ringnut 154a in Überdeckung mit den zweiten
Zuführöffnungen 108a gebracht
werden, während
die an der anderen axialen Seite liegenden zweiten Zuführöffnungen 108a' abgeschlossen
bleiben. Somit besteht eine Verbindung zwischen dem Zuführabschnitt 98a und
den dem Ringraum 156a, in welchen die zu den Druckfluidverdrängungskammern 22a, 22a' führenden
Verbindungskanäle 158a einmünden. Die
ersten Abführöffnungen 162a bleiben
in diesem Zustand durch den Ventilschieber 76a verschlossen.
Die an der anderen axialen Seite liegenden weiteren ersten Abführöffnungen 162a' werden nunmehr
jedoch über
den am axialen Endbereich des Ventilschiebers 76a gebildeten Überbrückungskanal 166a' in Verbindung
gebracht mit der am axialen Ende des Ventilzylinders 74a liegenden
weiteren zweiten Abführöffnung 164a' und somit auch
den in der 11 erkenbaren Abführabschnitten 170a.
Dies bedeutet, dass in diesem Relativdrehzustand die beiden Druckfluidverdrängungskammern 22a, 22a' in Verbindung
mit der Druckfluidquelle 50 stehen, während die anderen Druckfluidverdrängungskammern 24a, 24a' in Verbindung
mit dem Fluidreservoir 48 stehen.
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Grundsätzlich ergibt
sich hier also die gleiche Funktionalität bei der Übertragung von Drehmomenten
bzw. Drehschwingungen, wie vorangehend beschrieben. Durch Erhöhen des
Fluiddrucks im Bereich einer der Gasfederanordnungen werden die dort
auch vorhandenen bzw. dieser zugeordneten Gasvolumina stärker komprimiert,
während
die der anderen Gasfederanordnung zugeordneten Gasvolumina entspannt
werden. Durch die Erhöhung
des Fluiddrucks auch über
das Lageregelventil 72a wird es möglich, die Primärseite 12a beschleunigt
in den Neutral-Relativdrehlage bezüglich der Sekundärseite 14a zu
bringen und in dieser zu halten.
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Auch
hier ist es möglich,
dafür zu
sorgen, dass in der Neutral-Relativdrehlage alle Druckfluidverdrängungskammern
vollständig
abgeschlossen sind bzw. durch Bereitstellen einer geringfügigen Überdeckung
der Ringnut 154a sowohl mit den zweiten Zuführöffnungen 108a als
auch den weiteren zweiten Zuführöffnungen 108a' eine geringfügige permanente
Vorspannung des Fluiddrucks bereitzuhalten, insbesondere auch um
Leckageströme
zu kompensieren. Auch ist durch entsprechende Gestaltung der Umfangsränder der
Nut 154a bzw. der zweiten Zuführöffnungen 108a, 108a' möglich, bei
Herstellung einer Überdeckung
einen progressiven Anstieg des Verbindungsquerschnitts zu erreichen.
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Eine
weitere Ausgestaltungsvariante eines Torsionsschwingungsdämpfers 10a ist
in 18 gezeigt. Diese Ausgestaltungsvariante entspricht
in vielen Bereichen der mit Bezug auf die 10 bis 17 gezeigten
Ausgestaltungsform, so dass im Folgenden auf die wesentlichen Unterschiede
eingegangen wird.
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Zunächst ist
darauf hinzuweisen, dass in der 18 nicht
nur der im Wesentlichen durch den Ventilzylinder 74a bereitgestellte
rotierende Teil der Drehdurchführung 38a erkennbar
ist, sondern auch der stationäre,
nicht rotierende Teil 200a. Dieser umgibt den rotierenden
Teil, also den Ventilzylinder 74a. Über ein beispielsweise als
Kugellager ausgebildetes Festlager 202a und ein beispielsweise
als Loselager (Nadellager o. dgl.) ausgebildetes Lager 204a sind der
Ventilzylinder 74a und der stationäre Teil 200a der Drehdurchführung 38a radial
bezüglich
einander gelagert.
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Man
erkennt in 18 weiter, dass das eine Stirnwandung
bereitstellende Scheibenteil 82a, welches zusammen mit
dem eine weitere Stirnwandung bereitstellenden Scheibenteil 80a und
der zylindrischen Wandung 84a eine primärseitige Verdrängungskammerbaugruppe 206a bereitstellt,
einen axial abstehenden, ringartigen Ansatz 208a aufweist, welcher
den rotierenden Teil der Drehdurchführung 38a, also den
Ventilzylinder 74a, radial außen umgibt. Zwischen diesem
Ansatz 208a und dem rotierenden Teil ist ein beispielsweise
als Nadellager ausgebildetes Loselager 210a vorgesehen,
welches eine Radialführung
der primärseitigen
Verdängungskammerbaugruppe 206a bezüglich einer
die Fluidverdrängungskammern
nach radial innen begrenzenden sekundärseitigen Verdrängungskammerbaugruppe 212a abstützt. Diese
sekundärseitige
Verdrängungskammerbaugruppe 212a,
in welcher auch die verschiedenen in 18 nicht
erkennbaren Verbindungskanäle 158a, 160a zu
den Druckfluidverdrängungskammern
verlaufen, ist mit dem Ventilzylinder 74a drehfest. Dieser
ist weiterhin an seinem in 18 links
liegenden axialen Ende über
ein weiteres Loselager 214a, beispielsweise ebenfalls Nadellager,
an dem anderen Scheibenteil 80a radial abgestützt. Somit
ist die primärseitige
Verdrängungskammerbaugruppe 206a über die
beiden Lager 214a, 210 bezüglich des Ventilzylinders 74a,
also des rotierenden Teils der Drehdurchführung 38a, gelagert,
während über die
beiden Lager 204a und 202a dieser rotierende Teil
der Drehdurchführung 38a bezüglich des
stationären
Teils 200a gelagert ist. Die definierte Axialrelativpositionierung
der rotierenden Baugruppen bezüglich
des stationären
Teils 200a der Drehdurch führung 38a erfolgt über das
Festlager 202a.
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In
dem stationären
Teil 200a der Drehdurchführung 38a ist ein
Zuführanschluss 216a für das von einer
Druckfluidquelle herangeförderte
Druckfluid vorgesehen. Über
zumindest eine in dem Ventilzylinder 74a gebildete Öffnung 218a ist
dieser Zuführanschluss 216a zu
den radialen Öffnungen 100a im Ventilschieber 76a offen.
Das Druckfluid gelangt somit unabhängig von der axialen Positionierung
des Ventilschiebers 76a über die radialen Öffnungen 100a in
den axial sich erstreckenden Zuführabschnitt 98a und
somit zu den nach radial außen
offenen ersten Zuführöffnungen 106a.
In der in 18 gezeigten Neutralstellung
sind diese ersten Zuführöffnungen 106a abgeschlossen.
Verschiebt sich der Ventilschieber 76a ausgehend von der
in 18 gezeigten Positionierung nach links, so werden
die ersten Zuführöffnungen 106a in
Verbindung gebracht mit den im Ventilzylinder 74a gebildeten
zweiten Zuführöffnungen 108a' und somit über die
mit diesen in Verbindung stehenden und nicht gezeigten Verbindungskanäle den zugeordneten
Druckfluidverdrängungskammern.
Die zweiten Zuführöffnungen 108a sind
in diesem Zustand dann über
den am Ventilschieber 76a gebildeten und nach radial außen offenen Überbrückungskanal 166a in
Verbindung mit einem Abführanschluss 220a im
stationären
Teil 200a der Drehdurchführung 38a, welcher
bei dieser Ausgestaltungsform auf dem gleichen radialen Niveau liegt,
wie der Zuführanschluss 216a.
Während
in diesem Zustand dann den mit den zweiten Zuführöffnungen 108a' verbundenen
Druckfluidverdrängungskammern über den
Zuführanschluss 216a zugeführtes Druckfluid
zugeleitet werden kann, kann aus den mit den zweiten Zuführöffnungen 108a in
Verbindung stehenden Druckfluidverdrängungskammern und den Überbrückungskanal 166a bzw.
den Abführanschluss 220a Druckfluid
abgeführt
werden.
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Bei
Verschiebung in der entgegengesetzten Richtung sind dann die ersten
Zuführöffnungen 106a in
Verbindung mit den zweiten Zuführöffnungen 108a und
somit den mit diesen in Verbindung stehenden Druckfluidverdrängungkammern.
Die zweiten Zuführöffnungen 108a' und damit auch
die damit in Verbindung stehenden Druckfluidverdrängungskammern sind
nicht mehr vom axialen Endbereich des Ventilschiebers 76a überdeckt,
so dass über
eine im Wesentlichen von dem axialen Ende des Ventilschiebers 76a und
dem Ventilzylinder 74a begrenzten Überbrückungskanal 166a' und eine daran
anschließende Abführöffnung 164a' Fluid über einen
in der 18 nicht erkennbaren Kanal in
den Bereich der beiden Lager 210a, 204a geleitet
werden kann. Dieser Volumenbereich kann über einen in dem nicht rotierenden Teil 200a der
Drehdurchführung 38a gebildeten
Drainagekanal 222a entleert werden. Dieser Drainagekanal 222a führt zu einem
Drainageanschluss 224a im nicht rotierenden Teil der Drehdurchführung 200a.
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Man
erkennt weiter, dass im Übergangsbereich
zwischen dem nicht rotierenden Teil 200a und dem rotierenden
Teil 74a der Drehdurchführung 78a beidseits
des Zuführanschlusses 216a Druckdichtungen 226a, 228a vorgesehen
sind. Auch beidseits des Abführanschlusses 220a sind
derartige Druckdichtungen 230a, 232a vorgesehen.
Durch diese Druckdichtungen wird im Übergang zwischen den beiden sich
bezüglich
einander drehenden Bauteilen ein im Wesentlichen, jedoch im Allgemeinen
nicht vollständig
fluiddichter Abschluss geschaffen. Außerhalb dieser beiden Gruppen
von Druckdichtungen sind dann weiterhin zwei Massenstromdichtungen 234a, 236a vorgesehen.
In den Bereich zwischen den beiden Gruppen von Druckdichtungen 226a, 228a bzw. 230a bzw. 232a mündet ein
Drainagekanal 238 ein. In den Bereich zwischen der Druckdichtung 226a und
der Massenstromdichtung 234a mündet ein Drainagekanal 240 ein,
und in den Bereich zwischen der Druckdichtung 232a und
der Massenstromdichtung 236a mündet neben dem bereits beschriebenen
Leckagekanal 222a ein weiterer Drainagekanal 242a ein.
All diese Drainagekanäle
führen
zu dem Leckageanschluss 224a.
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Ein
weiterer Drainagekanal 244a führt von dem Drainageanschluss 224a in
denjenigen Bereich, in welchem der nicht rotierende Teil 200a der
Drehdurchführung 38a eine
das Vorspannelement 150a aufnehmende Kammer 250a umgibt.
Diese Kammer 250a kann nach radial außen über eine nicht gezeigte Öffnung offen
sein und somit in Verbindung mit dem Drainagekanal 244a stehen.
Somit kann ein Leckagefluidfluss, welcher im Angrenzungsbereich
des Ventilschiebers 76a an den Innenumfang des Ventilkolbens 74a sich
in den Bereich der Kammer 250a bewegt hat, abgeleitet werden,
um das Ansammeln von Fluid in der Kammer 250a zu verhindern.
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Bei
Integration eines derartigen Torsionsschwingungsdämpfers 10a in
ein Antriebssystem dient der Ventilzylinder 74a, also auch
der rotierende Teil der Drehdurchführung 38a, zur Drehmomentenweiterleitung
von der Sekundärseite
zu einer folgenden Baugruppe, beispielsweise einer Kupplung o. dgl..
Hierzu kann das Stirnende 252a des Ventilzylinders 74a mit
einer Eingriffsformation beispielsweise nach Art einer Hirth-Verzahnung
ausgebildet sein, die dann in Drehkopplungseingriff mit einer entsprechenden
Formation an der folgenden Baugruppe gebracht und durch ein Spannelement
o. dgl. gehalten werden kann.
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In 19 ist
in prinzipartiger Darstellung eine weitere Ausgestaltungsform eines
erfindungsgemäß aufgebauten
Torsionsschwingungsdämpfers gezeigt.
Dieser entspricht hinsichtlich der konstruktiven Ausführung insbesondere
der Primärseite 12, der
Sekundärseite 14,
des Lageregelventils 72 und verschiedenen diesen zugeordneten
Systembereichen beispielsweise den vorangehend detailliert beschriebenen
Ausgestaltungsvarianten. Insofern sind gleiche Komponenten oder
Systembereiche auch mit Bezugszeichen bezeichnet, wie sie vorangehend, insbesondere
auch in 2, bereits verwendet wurden.
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In
der 19 erkennt man im unteren Bereich die allgemein
mit dem Bezugszeichen 46 bezeichnete Druckfluidpumpe mit
einem Druckfluidpumpenantrieb 300 und einem Druckfluidpumpenförderbereich 302.
Im dargestellten Beispiel ist der Druckfluidpumpenantrieb 300 bereitgestellt
durch ein Antriebsaggregat, beispielsweise also eine Brennkraftmaschine 304,
eines Fahrzeugs. Diese Brennkraftmaschine 304 treibt in
permanent gekoppelter Art und Weise den Druckfluidpumpenförderbereich 302 an,
um Druckfluid aus dem Fluidreservoir 48 in die zur Drehdurchführung 38 führende Leitung 62 zu fördern, in
welcher ein allgemein mit 306 bezeichnetes Rückschlagventil
angeordnet ist. Der Druckfluidförderbereich 302 kann
in verschiedener Art und Weise ausgebildet sein, also mit verschiedenen
Förderorganen
wirken, welche zum Fördern
des Druckfluids beitragen. Hier können Flügelräder, Zellräder, Drehkolben oder Hubkolben
eingesetzt werden.
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Der
Druckfluidpumpe 46 bzw. dem Druckfluidförderbereich 302 derselben
ist eine druckabhängig wirksame
Einstellanordnung 308 zugeordnet. Diese greift den in der
Leitung 62, also ausgangsseitig an der Druckfluidpumpe 46 vorherrschenden
Druck des Druckfluids ab und stellt entsprechend diesem abgegriffenen
Druck das Fördervermögen des
Druckfluidförderbereichs 302 ein.
Hierzu kann ein auf den Druckfluidförderbereich 302, beispielsweise
ein darin wirksames Förderorgan,
einwirkender, in Abhängigkeit
von dem Druckfluid verschiebbarer Einstellstößel 310 vorgesehen
sein, der unmittelbar oder mittelbar mit einem derartigen Förderorgan
zur Variierung von dessen Förderwirkung
beiträgt.
Beispielsweise im Falle eines als Hubkolben ausgebildeten Förderorgans
ist es möglich,
durch eine Exzenteranordnung den Hub des Hubkolbens und mithin auch
die pro Hub geförderte
Menge zu variieren. In ihrem Fördervermögen variierbare
Fluidpumpen sind im Stand der Technik an sich bekannt und müssen daher
hier nicht weiter beschrieben werden. Von Bedeutung ist hier jedoch,
dass die auf eine derartige variierbare Druckfluidpumpe einwirkende
Größe der durch
diese Pumpe im Wesentlichen auch bereitgestellte und im Zuleitungsbereich
zur Drehdurchführung 38 abgegriffene Druckfluiddruck
selbst ist. Es wird somit gewährleistet,
dass trotz der permanent vorhandenen Antriebsverbindung mit dem
Druckfluidpumpenantrieb 300 dann, wenn der Druckfluiddruck
im Zuleitungsbereich 68 ausreichend hoch ist, das Fördervermögen verringert
wird und daher praktisch keine weitere Druckerhöhung durch die Druckfluidpumpe 46 generiert
wird und somit der von dem Antriebsaggregat 304 abgegriffene
Antriebsenergieanteil verringert werden kann.
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Der
Druckfluidpumpe 46 ist ferner ein Druckspeicher 312 zugeordnet,
wel cher Druckfluid bzw. Energie speichert. Treten spontane Relativdrehungen
zwischen der Primärseite 12 und
der Sekundärseite 14 auf,
kann der Druckspeicher 312 spontan unter Druck stehendes
Druckfluid abgeben, so dass entsprechend spontan den auftretenden
Relativdrehungen entgegengewirkt werden kann. Hierzu ist es beispielsweise
vorteilhaft, den Druckspeicher so auszulegen, dass das bei derartigen
spontanen Änderungen
erforderliche Druckfluidvolumen im Wesentlichen vollständig auch
durch diesen bereitgestellt werden kann. Es ist beispielsweise vorteilhaft,
bei einem maximalen erforderlichen Volumenstrom von 35 l/min den
Druckspeicher mit einem Speichervolumen von etwa 250 ml auszubilden.
Dies gestattet es, die Druckfluidpumpe 46 entsprechend
kleiner zu dimensionieren, also mit geringerer maximaler Förderrate auszugestalten.
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Der
Druckfluidpumpe 46 ist ferner ein Druckbegrenzungsventil 314 zugeordnet,
welches bei über einen
Vorgabewert ansteigendem Druck in der Leitung 62 Druckfluid
in Richtung zum Fluidreservoir 48 abgibt und somit für eine Druckbegrenzung
sorgt. Der ferner vorgesehene Drucksensor 66 erfasst den ausgangsseitig
an der Druckfluidpumpe 46 vorhandenen Druckfluiddruck und
kann dann, wenn ein nicht zu erwartender bzw. übermäßig hoher Anstieg auftritt,
ein entsprechendes Signal bereitstellen, das beispielsweise zu einer
Notabschaltung bzw. einer entsprechenden Diagnose führen kann.
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Man
erkennt in 19 einen Torsionsschwingungsdämpfer 10,
der im Wesentlichen völlig autark,
also ohne irgendeine ansteuerungstechnische Wechselwirkung mit anderen
Systemkomponenten eines Fahrzeugs arbeiten kann. Sowohl das Lageregelventil 72,
als auch die Druckfluidquelle 50 arbeiten allein ausgelöst von jeweiligen
im System selbst auftretenden Größen, insbesondere
Druckschwankungen. Ein derartig autark arbeitendes System, bei welchem
keine angesteuert schaltende Ventile erforderlich sind, ist insbesondere
in Fahrzeugen vorteilhaft, in welchen ein derartiger Torsionsschwingungsdämpfer 10 mit
einem manuell zu schaltenden Getriebe zu kombinieren ist. Anders
als bei Automatikgetrieben stehen bei manuell zu schaltenden Getriebe
grundsätzlich
keine irgendwelche Systemzustände oder
Größen definierende
Signalwerte oder Ansteuergrößen zur
Verfügung,
die auch im Torsionsschwingungsdämpfer 10 genutzt
werden können. Dies
ist bei dem in 19 gezeigten Aufbau jedoch grundsätzlich auch
nicht erforderlich.
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Eine
Abwandlung dieses Systems ist in 20 gezeigt.
Im Folgenden werden lediglich die zur Ausgestaltungsform gemäß 19 bestehenden Unterschiede
erläutert.
Man erkennt in 20, dass die Druckfluidquelle 50 wieder
die Druckfluidpumpe 46 mit dem beispielsweise durch eine
Brennkraftmaschine 304 bereitgestellten Druckfluidpumpenantrieb 300 umfasst.
Dem Druckfluidpumpenförderbereich 302 ist
jedoch keine Einstellanordnung zugeordnet, so dass dann, wenn das
Antriebsaggregat, also die Brennkraftmaschine 304, in Betrieb
gesetzt ist, entsprechend auch der Druckfluidpumpenförderbereich 302 arbeitet
und Druckfluid fördert.
Aufgrund dieser permanenten Wirkungsweise kommt dem Druckbegrenzungsventil 314,
das in dieser Ausgestaltungsform bezüglich des Rückschlagventils 306 pumpenseitig
angeordnet ist, eine besondere Bedeutung zu, da aufgrund der permanent
vorhandenen Förderwirkung
der Druckfluidpumpe 46 auch dann, wenn über längere Zeit keine Relativdrehungen
zwischen der Primärseite 12 und
der Sekundärseite 14 aufgetreten sind,
also kein Druckfluid „verbraucht
wird", ein übermäßiger Druckanstieg
vermieden werden muss. Dies bedeutet, dass dann, wenn eine derartige
Situation ohne Verbrauch von Druckfluid vorliegt, permanent Fluid über das
Druckbegrenzungsventil 314 umgewälzt wird. Dies bedeutet zwar
einen größeren Energieaufwand,
da ein größerer Anteil
der Antriebsenergie von der Brennkraftmaschine 304 abgegriffen wird,
vereinfacht jedoch den Aufbau im Vergleich zur in 19 dargestellten
Ausgestaltungsvariante. Die in 20 gezeigte
Variante kommt daher insbesondere in Systemen in Betracht, in welchen
ein mehr oder weniger kontinuierlicher Verbrauch von Druckfluid
vorhanden ist, wie dies beispielsweise bei sehr groß dimensionierten
Fahrzeugantrieben, wie z. B. bei Schiffsantrieben, der Fall ist.
-
Die 21 zeigt
eine weitere Abwandlung der in 19 gezeigten
Ausge staltungsvariante. Die Druckfluidquelle umfasst als Druckfluidpumpenantrieb 300 hier
einen Elektroantriebsmotor 316, der den Druckfluidpumpenförderbereich 302 antreibt.
Ein Druckschalter 318 greift den an der Leitung 62 vorhandenen
Druckfluiddruck ab und führt
zu entsprechender Aktivierung bzw. Deaktivierung des Elektroantriebsmotors 316. Übersteigt
also der Druck in der Leitung 62 bzw. auch im Druckspeicher 312 einen oberen
Grenzwert, wird der Elektroantriebsmotor 316 abgeschaltet.
Fällt der
Druck unter einen unteren Grenzwert, wird der Elektroantriebsmotor 316 wieder zugeschaltet.
Auch dadurch kann dafür
gesorgt werden, dass im Bereich der Leitung 62 und auch
des Druckspeichers 312 bei völlig autarker Arbeitsweise des
Systems permanent für
einen ausreichend hohen Druck gesorgt werden kann. Es sei hier darauf hingewiesen,
dass selbstverständlich
dem Elektroantriebsmotor 316 auch eine Ansteuervorrichtung
zugeordnet sein kann, die beispielsweise das Drucksignal des Drucksensors 66 empfängt und
dementsprechend das Antriebsverhalten des Elektroantriebsmotors 16 beeinflusst,
also dessen Antreibsdrehzahl erhöht
oder mindert, um einen vergleichsweise konstanten Druckfluiddruck
in der Leitung 62 beizubehalten. Auch dabei ist jedoch
eine völlig
autarke Arbeitsweise gewährleistet,
da keine ansteuerungstechnische Verknüpfung mit anderen Systembereichen
in einem Fahrzeug erforderlich ist. Ein wesentlicher Vorteil dieser
Ausgestaltungsform besteht darin, dass unabhängig davon, ob ein Antriebsaggregat
eines Fahrzeugs in Betrieb ist oder nicht, ein ausreichend hoher
Druckfluiddruck bereitgestellt werden kann, so dass insbesondere
auch in einer Startphase eines Antriebssystems bereits durch vorherige
Aktivierung der Druckfluidpumpe 46 dafür gesorgt werden kann, dass
ausreichend Druck vorhanden ist, wenn die Drehzahl eines Antriebsstrangs
sich in Richtung Leerlaufdrehzahl hoch bewegt und dabei ein Resonanzfrequenzbereich
des Torsionsschwingungsdämpfers 10 durchlaufen
wird.