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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kunststoffbauteil, insbesondere Druckfederführungselement für ein Zweimassenschwungrad, und eine Zweimassenschwungradanordnung mit einem solchen Führungselement.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Es sind allgemein Druckfederführungselemente und Zweimassenschwungradanordnungen bekannt, die überwiegend im Antriebsstrang von Verbrennungsmotoren und insbesondere bei Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Zweimassenschwungräder (ZMS) sind hochbeanspruchte Bauteile, welche die Drehzahlschwingungen eines Hubkolbenmotors wirksam dämpfen, so dass ein im weitgehend schwingungsarmer Antrieb der nachgelagerten Baugruppen (Getriebe, Antriebsräder) gewährleistet ist. Dabei werden insbesondere die Schwingungen bei vergleichsweise niedrigen Drehzahlen „weggedämpft“.
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Zweimassenschwungräder sind mechanische Torsionsdämpfer, die für verbrauchsoptimierte PKW-Motoren ausgelegt werden müssen, die bei geringem Hubraum und abnehmender Zylinderzahl immer leistungsstärker werden. Für einen kraftstoffsparenden Betrieb wird dabei die nutzbare Motordrehzahl zunehmend in Richtung Leerlaufdrehzahl abgesenkt. Die Drehungleichförmigkeit solcher Verbrennungsmotoren steigt damit an und die Beanspruchung der Baugruppen durch Drehzahlschwingungen steigt ebenfalls. Für einen geräuscharmen, komfortablen und vibrationsarmen Fahrbetrieb und zum Schutz des Antriebsstrangs vor schädlichen Schwingungen ist eine effektive Schwingungsisolierung notwendig. Moderne ZMS entkoppeln dabei vom Motor auf den Antriebsstrang übertragene Drehschwingungen und verhindern so Rassel- und Brummgeräusche sowie Überbelastungen bei Start-/Stopp-Vorgängen (Verringerung von Resonanzproblemen). Die steigenden Anforderungen an die Dämpfungswirkung und zunehmende Leichtbauerfordernisse stellen erhöhte Anforderungen an alle Bauteile eines solchen ZMS.
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Die grundlegende Funktionsweise von ZMS besteht darin, dass zwei konzentrisch zueinander angeordnete Schwungmassen über eine in Umfangsrichtung wirkende Federdämpfungseinrichtung torsionselastisch miteinander gekoppelt sind. Die Federdämpfungseinrichtung umfasst dabei üblicherweise Schraubenfederelemente (Druckfedern), die über Druckfederführungselemente mit den beiden Schwungmassen gekoppelt sind und die die Torsionsfederung und -dämpfung ausüben.
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Die Druckfederführungselemente haben dabei die besondere Aufgabe, die Lasten zwischen den Federn und den Schwungmassen aufzunehmen und zu übertragen.
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Dabei müssen Sie in bestimmten Arbeitsstellungen sehr hohe Stoßlasten aufnehmen und dämpfen. Insbesondere in Grenzbereichen, in denen die Druckfedern in ihrer geblockten Arbeitsstellung sind oder in Arbeitsstellungen, in denen die Druckfederführungselemente direkt aneinander stoßen, treten hohe mechanische Stoßlasten auf, die wenigsten teilweise gedämpft werden sollen.
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Gleichzeitig sollen alle Bauteile der Zweimassenschwungräder gewichtsoptimiert werden.
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Dazu werden die Druckfederführungselemente in der Regel aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt, also aus einem Verbundwerkstoff, bei dem ein Matrixwerkstoff (der eigentliche Kunststoff) mit einem Funktionswerkstoff versehen ist (eingelagerte Kurzfasern, meist Glasfasern), um die notwendigen mechanischen Eigenschaften auszubilden.
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Dabei werden solche Kunststoffe bevorzugt, die in Spritzgussverfahren toleranzarm und preisgünstig verarbeitet werden können. Übliche Werkstoffe sind beispielsweise glasfaserverstärkte Polyamidwerkstoffe, welche die gewünschten mechanischen Eigenschaften aufweisen, die für die Druckfederführungselemente erforderlich sind (z.B. Druckfestigkeit, Schlagzähigkeit, Reißfähigkeit, E-Modul, Reißdehnung).
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Zusätzlich sind glasfaserverstärkte Polyamidwerkstoffe hochtemperaturbeständig, so dass sie auch in Bereichen eines Verbrennungsmotors mit hohen Temperaturen einsetzbar sind (170-280°C). Solche Verbundwerkstoffe sind jedoch vergleichsweise schwer und haben nur eingeschränkte Dämpfungseigenschaften bei Stoßbeanspruchungen. In anderen Worten, sie sind relativ elastisch und die Fähigkeit, mechanische Energie im Werkstoff selbst zu absorbieren und in Wärmeenergie umzuwandeln, ist eingeschränkt. Die eigentliche Dämpfungswirkung ist auf Betriebszustände beschränkt, bei denen die Druckfedern elastisch verformt werden, und dabei die Druckfederführungselemente gleitend, reibend an entsprechenden Führungsflächen der Schwungmassen entlanggeführt werden. In den Betriebsbereichen, bei denen die Druckfederführungselemente aneinanderstoßen bzw. die Druckfedern „auf Block“ beansprucht werden, ist die realisierbare Dämpfungswirkung eingeschränkt. Gleichzeitig ist durch die Verwendung relativ schwerer Funktionswerkstoffe (Glasfasern) eine weitere Gewichtsoptimierung der Druckfederführungselemente kaum möglich.
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Es besteht also die Aufgabe, verbesserte Druckfederführungselemente und damit verbesserte Zweimassenschwungräder zur Verfügung zu stellen, bei denen die oben angegebenen Probleme wenigstens teilweise behoben sind.
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Eine weitere Aufgabe kann darin bestehen, ein verbessertes, dynamisch beanspruchtes Waffenbauteil zur Verfügung zu stellen, insbesondere solche, die gewichtsrelevant sind. Dazu gehören z.B. Gehäuse, Schulterstütze, Magazingehäuse, Handgriff.
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Noch eine Aufgabe kann darin liegen, die Dämpfungseigenschaften des Werkstoffs zu verbessern und gleichzeitig eine Verbesserung der Leichtbaueigenschaften zu erzielen, und zwar möglichst ohne die anderen wünschenswerten Werkstoffeigenschaften zu verschlechtern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Kunststoffbauteil, insbesondere ein Druckfederführungselement für eine Zweimassenschwungradanordnung, zur Verfügung, das aus einem Verbundwerkstoff gebildet wird, der einen Matrixwerkstoff und einen Funktionswerkstoff umfasst, wobei der Matrixwerkstoff ein Thermoplast umfasst und der Funktionswerkstoff Hohlkugeln (z.B.: Glas-, Keramik-, Metallhohlkugeln) umfasst.
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Der Funktionswerkstoff ist dabei in den Matrixwerkstoff eingelagert oder eingebettet. Der Funktionswerkstoff kann ausschließlich Hohlkugeln umfassen. Er kann aber auch optional zusätzlich zu den Hohlkugeln einen oder mehrere weitere Funktionswerkstoffe umfassen, die geeignet sind, die mechanischen, thermischen und Funktionseigenschaften (zum Beispiel Gleiteigenschaften) zu beeinflussen. Andere Funktionswerkstoffe können beispielsweise Glasfasern, Naturfasern, Kohlestofffasern, Aramidfasern und/oder andere Fasern sowie mineralische Werkstoffe wie massive Keramikkugeln und/oder mineralische Mehle, Pulver oder auch Granulate umfassen.
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Ein solches Druckfederführungselement mit einer Thermoplastmatrix und einem Funktionswerkstoff, der Hohlkugeln umfasst, kann sehr günstig in üblichen Spritzgussverfahren hergestellt werden. Die Funktionseigenschaften können durch die Auswahl des Matrixwerkstoffs in Kombination mit der Auswahl der Hohlkugeln (Anteil, Größe(n), Werkstoff, Sortierung) und gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren weiteren Funktionswerkstoffen mehr oder weniger maßgeschneidert eingestellt werden.
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Der Begriff „Funktionswerkstoff“ ist in diesem Zusammenhang so zu verstehen, dass der Wortbestandteil „Funktion“ hier sowohl die statische Stabilität und Festigkeit der Druckfederführungselemente umfasst - in diesem Zusammenhang dienen die Hohlkugeln als Stütz-, Dämpfungs- und/oder Füllwerkstoff. Zu diesen Eigenschaften gehören auch die intrinsischen Dämpfungseigenschaften (Energieabsorptionsvermögen), die der Funktionswerkstoff dem Druckfederführungselement verleihen kann.
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Er bezeichnet aber auch die Eigenschaften des Verbundwerkstoffs und des Funktionswerkstoffs, welche die dynamischen Reib-, Brems- bzw. Gleiteigenschaften in Verbindung mit einem Gegenkörper beeinflussen.
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Dazu gehören insbesondere auch solche Wirkungen, welche die tribologischen Eigenschaften der gewählten und möglichen Werkstoffpaarung Druckfederführungselement/ZMS-Bauteil betreffen, die insbesondere über die strukturellen Eigenschaften des Druckfederführungselements und dessen Werkstoffzusammensetzung beeinflussbar sind.
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Als Gegenkörper werden hier insbesondere Gleitflächen und Gleitbereiche der Aufnahmebereiche an den Schwungmassenkörpern des ZMS bezeichnet, die eine Gleitpaarung mit den Druckfederführungselementen bilden. Federaufnahmebereiche dienen zur Aufnahme und Führung einer Druckfeder und Koppelbereiche zum Bilden einer formschlüssigen Verbindung mit einem ZMS-Bauteil. Anschlagbereiche sind die Zonen, an denen zwei Druckführungselemente in bestimmten Betriebsstellungen aneinanderstoßen und/oder gleiten bzw. reiben.
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Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der beigefügten Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.
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Figurenliste
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Ausführungsformen werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, dabei zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Zweimassenschwungrades mit einem erfindungsgemäßen Druckfederführungselement;
- 2 eine Schnittdarstellung des in 1 dargestellten Zweimassenschwungrades in einer ersten Arbeitsstellung;
- 3 eine Teildarstellung des in 2 dargestellten Zweimassenschwungrades in einer zweiten Arbeitsstellung;
- 4 die in 3 dargestellte Situation, bei der das Druckfederführungselement in einer Schnittansicht dargestellt ist und
- 5 eine schematisierte Darstellung eines Verbundwerkstoffs der für ein erfindungsgemäßes Kunststoffelement geeignet ist.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Vor einer detaillierten Beschreibung der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Figuren folgen zunächst allgemeine Erläuterungen zu den Ausführungsformen.
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Es gibt Ausführungen, bei denen der Matrixwerkstoff einen Polyamidwerkstoff und insbesondere einen teilkristallinen Polyamidwerkstoff umfasst. Polyamidwerkstoffe weisen in der Regel sehr gute Gleit- und Verschleißeigenschaften auf: Sie besitzen gute Trockenlaufeigenschaften, sind weitgehend unempfindlich gegen Verschmutzungen und Chemikalien. Verstärkte und gefüllte Polyamidwerkstoffe zeigen ein wesentlich verbessertes Tragverhalten (erhöhte Druckfestigkeit).
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Teilkristalline Polyamidwerkstoffe bilden sehr dünnflüssige Schmelzen und können daher sehr gut und homogen mit entsprechenden Funktionswerkstoffen, das heißt mit unterschiedlichen Hohlkugeln und gegebenenfalls auch anderen Funktionswerkstoffen (z.B. Füllstoffe wie Fasern, Pulvern, Mehle, Granulate, Keramikkugeln etc.) vermischt werden und gemeinsam mit diesen verarbeitet werden.
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Ausführungen, bei welchen ein teilkristalliner Polyamidwerkstoff einen 4.6 Polyamidwerkstoff umfasst, weisen einen höheren Schmelzpunkt und einen höheren Kristallisationsgrad auf, der auch bei erhöhten Betriebstemperaturen eine verbesserte Wärmealterungsbeständigkeit sowie eine hinreichende Wärmeformbeständigkeit (Formstabilität) aufweist. Insbesondere auch die erhöhten Reibwerte gegenüber anderen Polyamidwerkstoffen erhöhen die Eignung für den Einsatz in Zweimassenschwungradanordnungen (verbesserte Reibdämpfung).
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Es gibt Ausführungen, bei denen Hohlkugeln als Funktionswerkstoff eingesetzt werden, die als Mikroglashohlkugeln ausgebildet sind und einen Durchmesser zwischen 10 und 125 µm aufweisen, insbesondere zwischen 25 und 110 µm. Solche Mikroglashohlkugeln beeinträchtigen zum einen die Formstabilität kaum, dienen aber zum anderen dazu, an den Funktionsflächen eines solchen Druckfederführungselements die tribologischen Eigenschaften zu verändern. Auch der dort entstehende Glasabrieb kann die Funktionseigenschaften, insbesondere die Dämpfungs- und/oder Gleiteigenschaften günstig beeinflussen, und zwar dahingehend, dass beispielsweise Stick-Slip-Effekte und lokale Überhitzungen des Matrix-Werkstoffes verhindert werden.
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Die Eigenschaften können durch die optionale, zusätzliche Einlagerung von anderen Funktionswerkstoffen wie Faserwerkstoffen weiter beeinflusst werden. Weiter sind mit eingelagerten Glashohlkugeln Gewichtsreduzierungen von bis zu 30% realisierbar (im Vergleich zu einem entsprechenden faserverstärkten Ausgangswerkstoff)
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Ausführungen, bei denen eine Mehrzahl der Fasern (z.B. Glas- bzw. Kohlenstofffasern) einen Durchmesser zwischen 4 und 24 µm aufweisen, haben sich als besonders anforderungsgerecht herausgestellt.
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Es gibt Ausführungen, bei denen die Mehrzahl der Mikroglashohlkugeln in einem der folgenden Durchmesserbereiche liegen: 10 bis 35 µm, 30 bis 55 µm, 50 bis 75 µm, 70 bis 95 µm oder 90 bis 115 µm.
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Ausführungen, bei denen der Anteil der Mikroglashohlkugeln zwischen 5 und 50 Massen %, insbesondere zwischen 10 und 40 Massen % liegt, haben sich hinsichtlich der Funktionseigenschaften als auch hinsichtlich der Fertigungseigenschaften als vorteilhaft erwiesen.
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Bei Ausführungen, bei denen der Anteil der Mikroglashohlkugeln zwischen 20 und 30 Massen % und insbesondere zwischen 22 und 28 Massen % liegt, bieten besonders brauchbare Eigenschaften hinsichtlich der Dämpfungswirkungen, Druckfestigkeit, Schlagzähigkeit, etc.
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Es gibt auch Ausführungen, bei denen zusätzliche Funktionswerkstoffe beigemischt werden, und zwar insbesondere Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern. Durch einen zweiten Funktionswerkstoff können weitere Eigenschaften wie Druckfestigkeit Leitfähigkeit, Selbstschmierung, Festigkeit etc. beeinflusst und eingestellt werden.
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Es gibt Ausführungen, bei denen das Kunststoffbauteil als Waffenbauteil für eine Handfeuerwaffe ausgebildet ist, insbesondere als Schulterstütze (Kolben), Handgriff, Gehäuse oder Magazin. Diese Bauteile sind großvolumig (gewichtsrelevant) und müssen hohen Temperaturen, Stoßbelastungen und teilweise auch Gleitbeanspruchungen standhalten.
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Es gibt Ausführungen, bei denen das Druckfederführungselement als Aufnahmeschuh für eine Druckfeder ausgebildet ist und folgende Funktionsbereiche umfasst: Nämlich einen Federaufnahmebereich zur Aufnahme und Führung einer Druckfeder, einen Gleitbereich zum Bilden einer Gleitpaarung mit einem ZMS-Bauteil, einen Koppelbereich zum Bilden einer formschlüssigen Verbindung mit einem ZMS-Bauteil und einem Anschlagbereich zum Koppeln an ein anderes Druckführungs element.
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Diese Funktionsbereiche ermöglichen die Gestaltung eines Druckfederführungselementes, das einerseits eine Druckfeder zuverlässig aufnimmt und abstützt und die dort wirkenden Belastungen durch den Körper des Druckfederführungselements in ein entsprechendes ZMS-Bauteil oder auch in eine weitere am Druckfederführungselement aufgenommene Druckfeder überträgt.
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Der Gleitbereich zum Bilden einer Gleitpaarung mit einem ZMS-Bauteil kann mit Gleit-/Bremseigenschaften ausgestattet sein, die es ermöglichen, hier bereits eine gezielte Dämpfungswirkung zu erzielen, wenn sich die Druckfederführungselemente beim Schwingen (Verdrehen) der Schwungmassen gegeneinander an einer oder beiden Schwungmassen entlang bewegen. So eine Dämpfungswirkung ist insbesondere zur Vermeidung von Resonanzeffekten (Resonanzkatastrophe) beim Durchlaufen kritischer Schwingungsfrequenzen hilfreich, wie sie beispielsweise bei modernen Antrieben mit Start-Stopp-Funktion regelmäßig durchlaufen werden.
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Der Koppelbereich zum Bilden einer formschlüssigen Verbindung mit einem ZMS-Bauteil ist so ausgestaltet, dass Lasten zwischen Druckfeder und ZMS-Bauteil mit einem günstigen Kraftfluss zwischen den Federn und dem ZMS-Bauteil übertragen werden können. Dies kann dadurch geschehen, dass einander entsprechende Anschlagflächen zwischen ZMS-Bauteil (Schwungmasse) und dem Druckfederführungselement, bzw. zwischen der Druckfeder und dem Druckfederführungselement in geeigneter Form und Größe ausgebildet sind.
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Schließlich dienen Anschlagbereiche zum Koppeln an ein anderes Druckfederführungselement dazu, bei sehr hohen Belastungsspitzen, bei denen benachbarte Druckfederführungselemente aneinanderstoßen, die dann auftretenden Lasten spannungsoptimal und unter Nutzung der intrinsischen Dämpfungseigenschaften des Verbundwerkstoffs von einer Schwungmasse auf die andere zu übertragen und zu dämpfen.
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Zweimassenschwungradanordnungen mit einem Druckführungsfederelement mit den oben geschilderten Eigenschaften können dämpfungsoptimiert und gewichtsoptimiert für moderne Verbrennungsmotoren ausgeführt werden, bei denen insbesondere niedrige Zylinderzahlen und niedrige Betriebsdrehzahlen angestrebt werden.
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Die Erfindung betrifft insbesondere den Antriebsstrang eines Verbrennungsmotors, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einer Zweimassenschwungradanordnung, die erfindungsgemäße Druckführungselemente umfasst.
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Nach einem weiteren Aspekt umfasst die Erfindung auch die Verwendung eines Druckfederführungselementes aus einem Verbundwerkstoff mit einem Matrixwerkstoff und einem Funktionswerkstoff in einer, wobei der Matrixwerkstoff ein Thermoplast und der Funktionswerkstoff Hohlkugeln umfasst. Die Erfindung umfasst dabei die Verwendung eines Druckfederführungselements in einem Zweimassenschwungrad bzw. einer Zweimassenschwungradanordnung.
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Zurückkommend zu 1 veranschaulicht diese ein Zweimassenschwungrad 1 bzw. eine Zweimassenschwungradanordnung, die eine erste (äußere) Schwungmasse 2 umfasst, zu der konzentrisch eine zweite (innere) Schwungmasse 3 angeordnet ist. Dabei ist die erste Schwungmasse 2 mit der Abtriebsseite der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors gekoppelt und die zweite Schwungmasse 3 mit der Antriebsseite einer Getriebeanordnung, welche die Motordrehzahl wandelt und abtriebsseitig mit den Antriebsrädern eines Kraftfahrzeugs gekoppelt ist.
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Erste und zweite Schwungmasse 2, 3 sind torsionselastisch miteinander gekoppelt. Und zwar über mehrere in Umfangsrichtung wirkende Druckfedern 5, die von Druckfederführungselementen 4 aufgenommen werden, die jeweils gegen die erste Schwungmasse 2 bzw. die zweite Schwungmasse 3 abgestützt bzw. geführt sind.
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Dabei stützen sich die Druckfederführungselemente 4 entweder an entsprechenden Aufnahmen 6 der ersten Schwungmasse 2 ab, und zwar über einen Koppelbereich 10a, oder über einen Koppelbereich 10b an einer Sechskantfläche 7, die einerseits als Gleitführung an der zweiten (inneren) Schwungmasse 3 ausgebildet ist und andererseits in einer in 3 dargestellten Betriebszustellung als Anschlag bzw. formschlüssig wirkende Mitnehmerfläche dient.
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Auf diese Weise sind die erste Schwungmasse 2 und die zweite Schwungmasse 3 in beide Drehrichtungen torsionselastisch gegeneinander verstellbar, so dass Torsionsschwingungen, die von der Kurbelwelle ausgehen, wirksam zum Getriebe hin gedämpft werden.
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Das Druckfederführungselement 4 ist aus einem Verbundwerkstoff 12 ausgebildet (vergleiche 5), der einen Matrixwerkstoff 13 umfasst, der hier einen teilkristalliner 4.6 Polyamidwerkstoff umfasst, der insbesondere in Spritzgussverfahren verarbeitet werden kann.
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Andere mögliche Matrixwerkstoffe sind zum Beispiel die folgenden Polymere: Duromere (auch als Duroplast bzw. Kunstharze bezeichnet), Elastomere und Thermoplaste.
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Während die Kunstharze und Elastomere bis zu ihrer Aushärtung flüssig vorliegen, sind Thermoplaste bis ca. 150 °C (teilweise bis 340 °C) fest. Die duroplastischen Kunstharze sind in der Regel glasspröde und verformen sich nicht plastisch. Faserverstärkte Kunststoffe mit thermoplastischer Matrix sind nachträglich, d. h. nach dem Urformen, warmumformbar. Die Mikro- und Makrotränkung der Fasern ist bei Kunstharzen einfacher als bei festen Thermoplasten. Thermoplaste werden zur Tränkung erhitzt oder in einem Lösungsmittel gelöst.
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Neben dem Spritzgießen kommen u.a. auch folgende Verarbeitungsprozesse in Frage: Extrusionsblasen, Spritzblasen, Blasformen, Spritzformen sowie Schäumprozesse in Frage.
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Der Verbundwerkstoff 12 umfasst den Matrixwerkstoff 13, in den Mikroglashohlkugeln 14 eingebettet sind und optional zusätzlich einen zweiter Funktionswerkstoff 15, der beispielsweise Fasern umfasst. Die Mikroglashohlkugeln 14 weisen einen Durchmesser zwischen 10 und 125 µm, insbesondere zwischen 25 und 110 µm auf. Dabei liegt eine Mehrzahl der Mikroglashohlkugeln einem der folgenden Durchmesserbereiche: 10 bis 35 µm, 30 bis 55 µm, 50 bis 75 µm, 70 bis 95 µm oder 90 bis 115 µm.
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Der Anteil der Mikroglashohlkugeln 14 liegt zwischen 5 und 50 Massen %, insbesondere zwischen 10 und 40 Massen %. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Anteil der Mikroglashohlkugeln 14 zwischen 20 und 30 Massen % und insbesondere zwischen 22 und 28 Massen %).
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Der Anteil des zweiten Funktionswerkstoffs bzw. der Fasern beträgt zwischen 5 und 50 Massen %. Bei Lang- oder Endlosfasern (> 1 mm) geht man auch von einem Volumenanteil von bis u 60 % aus. Bei vorgefüllten Granulaten zur Spritzgussverarbeitung sind Fasern mit einer Länge von 0,1 bis 1 mm Länge üblich und bei den Fasern handelt es sich überwiegend um Glasfasern, Kohlenstofffasern etc.
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Die Druckfederführungselemente 4 weisen einen hülsen- oder schuhartigen Federaufnahmebereich 8 auf, in dem die Druckfedern 5 sicher und stabil geführt werden und an ihren Stirnenden die Druckkräfte in das Druckfederführungselement 4 übertragen, das dann diese Kräfte entweder über die Aufnahme 6 auf die erste Schwungmasse 1 oder über die Gleitführung 7 auf die zweite Schwungmasse 3 überträgt.
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An der Außenseite des Druckfederführungselementes 4 ist ein Gleitbereich 9a ausgebildet, der beim Verstellen an einer entsprechenden inneren Gleitfläche der ersten (äußeren) Schwungmasse 2 entlang gleitet und eine gewissen Dämpfungswirkung entfaltet.
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Beim Verstellen in die Gegenrichtung dient ein innerer Gleitbereich 9b am Druckfederführungselement 4 als Gegengleitfläche zu der Gleitführung 7 an der zweiten Schwungmasse 3. Diese Gleitfläche 7 ist als Mehrkantprofil ausgebildet, das in einer Bewegungsrichtung eine Gleitpaarung mit einem Druckfederführungselement 4 bildet und in der anderen Bewegungsrichtung einen Formschluss mit dem gegenüberliegenden Druckfederführungselement 4 bildet.
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Die Druckfederführungselemente 4 sind dabei jeweils paarweise über die Druckfeder 5 miteinander gekoppelt. Die Druckfederführungselemente 4 weisen also an ihrer Innenseite Gleitbereiche 9b bzw. Koppelbereiche 10b auf und an ihrer Außenseite Gleitbereiche 9a bzw. Koppelbereiche 10a.
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Weiter sind an den Druckfederführungselementen 4 Anschlagbereiche 11 ausgebildet, an denen die Druckfederführungselemente 4 direkt aneinanderstoßen können und so Kräfte in Umfangsrichtung unmittelbar von einem Druckfederführungselement 4 auf das andere übertragen können. Eine solche Betriebsstellung ist in 3 dargestellt.
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Dabei zeigt die 4, dass in einem solchen Zustand die Feder nicht vollständig auf Block gestellt wird. In der in 3 dargestellten Betriebsstellung wirken die Druckfederführungselemente 4 als dämpfende und stoßabsorbierende Anschlagelemente, welche die Kräfte dann zwischen dem Anschlag 6 an der äußeren Schwungmasse 2 über die Anschlagbereiche 11 an den beiden beteiligten Druckfederführungselementen 4 und über den Koppelbereich 10b auf die hier als Anschlag dienende Gleitführung 7 an der inneren Schwungmasse 3 übertragen. Die Kraftübertragung erfolgt dabei formschlüssig.
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In alternativen Ausführungsformen kann die Kraftübertragung in ähnlicher Weise ohne Beteiligung von Anschlagbereichen 11 erfolgen, sondern sie erfolgt direkt über eine auf Block gestellte Druckfeder 5, die dann die entsprechenden Lasten über die Federaufnahmebereiche 8 zwischen den beteiligten Druckfederführungselementen 4 überträgt.
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Durch eine entsprechende Auswahl des Verbundwerkstoffs bzw. durch die Zusammensetzung des Verbundwerkstoffs aus Matrixwerkstoff 13 und Funktionswerkstoff 14 und/oder zweitem Funktionswerkstoff 15 ist es möglich, die gewünschten Eigenschaften des Verbundwerkstoffes 12 einzustellen.
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Die oben beschriebenen Werkstoffeigenschaften im Hinblick auf den Verbundwerkstoff 12 und die Druckfederführungselemente 4 gelten auch für solche Kunststoffbauteile, die als Waffenbauteil für eine Handfeuerwaffe ausgebildet ist, insbesondere als Schulterstütze (Kolben), Handgriff, Gehäuse oder Magazin. Diese Bauteile sind großvolumig (daher gewichtsrelevant) und müssen vergleichbare Anwendungskriterien erfüllen (hohen Temperaturen, Stoßbelastungen und teilweise auch Gleitbeanspruchungen).
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Weitere Variationen und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Ansprüche.