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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Antriebsstrang mit einem Drehschwingungsdämpfer oder Isolator und insbesondere einen Antriebsstrang mit einem Planetenradsatz, der in einen Schwingungsdämpfer integriert ist, und der unter Verwendung einer Trägheitsmasse verstärkt wird, um Drehschwingungen zwischen einem Ausgang eines Motors und einem Eingang eines Getriebes zu verringern.
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HINTERGRUND
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Die Erklärungen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bereit, die die vorliegende Offenbarung betreffen und dem bisherigen Stand der Technik entsprechen können oder auch nicht.
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Fahrzeugmotoren erzeugen bei der Übertragung durch den Antriebsstrang und das Antriebssystem an den Fahrzeugmotor Torsionsschwingungen, die nicht erwünscht sind. In der Regel dient ein Torsionsisolator oder -dämpfer zur Isolierung oder Verringerung der Torsionsschwingungen, die vom Motor an das Getriebe übertragen werden. Der Drehschwingungsisolator kann in einem Drehmomentwandler zwischen einer Wandlerüberbrückungskupplung und einer Eingangswelle des Getriebes angeordnet sein. Bekannte Drehschwingungsisolatoren verwenden eine oder mehrere Federn, um Energie zu speichern und dienen dazu, einen Energieübertragungspfad zwischen dem Motor und dem Getriebe zu dämpfen. Bei bestimmten Antriebsstrangkonfigurationen, wie beispielsweise bei Motoren, die weniger als vier Kolben aufweisen oder vorübergehend arbeiten, sind bekannte Drehschwingungsdämpfer bei dem Konstruktionsraum zu isolieren. So können beispielsweise bei Motoren, die eine Walzenzylinder-Deaktivierungsstrategie verwenden, und bei Motoren, die vorübergehend nur zwei Kolben betreiben können, eine wesentliche Zunahme der Schwingungsgröße und der periodischen Drehmomentamplitude auftreten, die bekannte Federentwurfsschwingungsdämpfer zum Isolieren nicht ausreichen, wodurch eine Verbesserung gegenüber bekannten Schwingungsdämpfern erforderlich ist.
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Dementsprechend gibt es in der Technik Raum für einen Antriebsstrang mit einem Schwingungsdämpfer, der Torsionsschwingungen über einen breiteren Schwingungsfrequenzbereich dämpft.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein Beispiel für einen Drehschwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug bereit. Der Drehschwingungsdämpfer beinhaltet einen Planetenradsatz, der ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element beinhaltet, das mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist. Eine Federhülse beinhaltet ein erstes Federträgerelement und mehrere erste Federträgerkomponentenelemente. Ein zweites Federträgerkomponentenelement ist mit dem zweiten Element des Planetenradsatzes verbunden, wobei das zweite Federträgerelement mehrere zweite Federträgerkomponentenelemente aufweist. Mehrere Federn weisen jeweils mindestens eines der ersten Federträgerkomponentenelemente und eines der zweiten Federträgerkomponentenelemente in Kontakt mit jedem gegenüberliegenden Ende der Federn auf. Ein Trägheitsmassenelement ist mit dem ersten Element des Planetenradsatzes verbunden.
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In einem Beispiel des Drehschwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung weist das erste Federträgerelement einen ersten Schenkel auf, der an dem dritten Element des Planetenradsatzes befestigt ist.
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In noch einem weiteren Beispiel des Drehschwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung weist das erste Federträgerelement einen zweiten Schenkel auf, der drehbar mit der Getriebeeingangswelle verbunden ist.
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In noch einem weiteren Beispiel des Drehschwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung ist das Trägheitsmassenelement mit dem ersten Element an einem ersten Ende verbunden und eine an einem zweiten Ende verbundene Trägheitsmasse beinhaltet, wobei das Trägheitsmassenelement und die Trägheitsmasse zwischen dem ersten Schenkel des ersten Teils und dem zweiten Schenkel des ersten Federträgerelements positioniert sind.
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In noch einem weiteren Beispiel des Drehschwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung ist das Trägheitsmassenelement mit dem ersten Element an einem ersten Ende verbunden und beinhaltet eine an einem zweiten Ende verbundene Trägheitsmasse und worin das Trägheitsmassenelement und die Trägheitsmasse zwischen dem zweiten Schenkel des ersten Federträgerelemente und dem zweiten Federträgerelement positioniert ist.
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In noch einem weiteren Beispiel des Drehschwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung definiert das erste Glied des Planetenradsatzes ein Sonnenrad, das zweite Glied des Planetenradsatzes einen Träger, und das dritte Element des Planetenradsatzes definiert ein Hohlrad und die Trägheitsmasse in einem Abstand, der von einer Längsmittelachse der Getriebeeingangswelle maximiert ist, frei von dem Sonnenrad beabstandet ist.
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In noch einem weiteren Beispiel des Drehschwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung ist der Träger mit der Getriebeeingangswelle verbunden, und die Trägerwelle ist auch mit dem Hohlrad gekoppelt.
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In noch einem weiteren Beispiel des Drehschwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung ist das Hohlrad mit der Getriebeeingangswelle verbunden, und das Hohlrad ist auch mit dem Träger gekoppelt.
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In noch einem weiteren Beispiel des Drehschwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung drehen sich das Hohlrad und das erste Federträgerelement in Bezug auf die Getriebeeingangswelle und den Planetenradsatz und das Hohlrad ist in einem Drehpunkt mit Bezug auf das zweite Federträgerelement durch Kompression und Expansion der Federn gehalten.
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In noch einem weiteren Beispiel des Drehschwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung ist das Trägheitsmassenelement mit dem ersten Element an einem ersten Ende verbunden und beinhaltet eine Trägheitsmasse, die an einem zweiten Ende verbunden ist, und worin das zweite Ende des Trägheitsmasseteils und die Trägheitsmasse nahe den Federn angeordnet sind.
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In noch einem weiteren Beispiel des Drehschwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung definiert das erste Glied des Planetenradsatzes ein Hohlrad, das zweite Glied des Planetenradsatzes einen Träger und das dritte Glied des Planetenradsatzes definiert ein Sonnenrad.
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In noch einem anderen Beispiel für den Drehschwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung ist der Träger mit der Getriebeeingangswelle verbunden, und der Träger ist auch mit dem Sonnenrad gekoppelt.
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In noch einem anderen Beispiel für den Drehschwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug der vorliegenden Offenbarung ist das Sonnenrad mit der Getriebeeingangswelle verbunden, und der Träger ist auch mit dem Sonnenrad gekoppelt.
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Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin dargebotenen Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur dem Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht dazu beabsichtigt sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.
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ZEICHNUNGEN
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Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur dem Zweck der Veranschaulichung und sind nicht dazu beabsichtigt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung auf irgendeine Weise zu begrenzen.
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1 eine Querschnitts-Vorderansicht eines Kraftfahrzeug-Drehschwingungsdämpfersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist ein Hebeldiagramm des Kraftfahrzeug-Drehschwingungsdämpfersystems von 1;
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3 ist ein Hebeldiagramm eines Kraftfahrzeug-Drehschwingungsdämpfersystems aus 2;
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4 ist ein Hebeldiagramm des Kraftfahrzeug-Drehschwingungsdämpfersystems aus 2;
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5 ist ein Hebeldiagramm des modifizierten Kraftfahrzeug-Drehschwingungsdämpfersystems aus 2;
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6 ist eine grafische Darstellung, die Motordrehschwingungen des Standes der Technik bei der Erhöhung der Motordrehzahl für einen 4-Zylinder-Motor darstellt;
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7 ist eine grafische Darstellung, die Motordrehschwingungen während der Erhöhung der Motordrehzahl für den Vierzylindermotor mit der Hinzufügung des Trägheitsmassenelements und der Trägheitsmasse der vorliegenden Offenbarung darstellt;
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8 ist eine grafische Darstellung, die Motordrehschwingungen des Standes der Technik bei steigender Motordrehzahl für einen 2-Zylinder-Motor darstellt; und
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9 ist eine grafische Darstellung, die Motordrehschwingungen während des Erhöhens der Motordrehzahl für den 2-Zylindermotor mit der Hinzufügung des Trägheitsmassenelements und der Trägheitsmasse der vorliegenden Offenbarung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist ihrer Art nach lediglich exemplarisch und beabsichtigt nicht, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen zu begrenzen.
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Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet ein Getriebeantriebssystem 10 für ein Kraftfahrzeug einen Drehschwingungsdämpfer 12, der innerhalb einer Drehmomentwandleranordnung 14 angeordnet ist. Der Drehschwingungsdämpfer 12 isoliert Motordrehmoment-Pulsationen zwischen einer Motorantriebskomponente 16 und einer Getriebeeingangswelle 18.
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Die Drehmomentwandleranordnung 14 beinhaltet im Allgemeinen eine Pumpe 20, eine Turbine 22 und einen Stator 24, die innerhalb eines Drehmomentwandlergehäuses 26 angeordnet sind. Die Pumpe 20 ist mit dem Drehmomentwandlergehäuse 26 gekoppelt und wird durch die Motorantriebskomponente 16, wie beispielsweise eine Kurbelwelle, angetrieben. Die Turbine 22 wird fluidmäßig durch Drehung der Pumpe 20 angetrieben. Der Stator 24 befindet sich zwischen der Pumpe 20 und der Turbine 22 und dient dazu, Drehmoment innerhalb der Drehmomentwandler-Baugruppe 14 zu multiplizieren. Das Drehmomentwandlergehäuse 26 ist flexibel mit einer Motorschnittstelle 28 verbunden, beispielsweise durch Befestigungselemente durch eine flexible Scheibe 30. Der Drehmomentwandler 14 beinhaltet auch eine Überbrückungskupplung 32, die betätigt werden kann, um die Pumpe 20 an die Turbine 22 selektiv mechanisch zu koppeln unter Verwendung eines Überbrückungskupplungskolbens oder einer Druckscheibe 34, die mit einer Überbrückungskupplungsscheibe 36 verbunden ist. Die Eingabe des Drehschwingungsdämpfers 12 wird durch eine Verbindungsplatte 38 bereitgestellt, die an der Überbrückungskupplungsscheibe 36 befestigt ist.
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Der Drehschwingungsdämpfer 12 ist zwischen der Verbindungsplatte 38 und der Getriebeeingangswelle 18 gekoppelt, um die Drehschwingung in einem Pfad zwischen der Motorantriebskomponente 16 und der Getriebewelle 18 zu verringern, wenn die Drehmomentwandler-Überbrückungskupplung 32 über die Überbrückungskupplungsplatte 36 geschlossen wird. Zur Erhöhung des Wirkbereichs der Verringerung der Drehschwingungen beinhaltet der Drehschwingungsdämpfer 12 einen Planetenradsatz 40. Die Komponenten des Planetenradsatzes 40 beinhalten ein Sonnenrad 42, mehrere Ritzelräder 44 und ein Hohlrad 46.
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Das Sonnenrad 42 dreht sich frei auf einem Lager 48 auf der Getriebeeingangswelle 18. Die mehreren Ritzelräder 44 drehen sich individuell um das Sonnenrad 42, wobei jedes jeweils eine Außenverzahnung aufweist, die mit der Außenverzahnung des Sonnenrades 42 ineinandergreift. Die Außenverzahnung der Ritzelräder 44 greifen auch jeweils mit der Innenverzahnung des Hohlrads 46 ineinander, das so angeordnet ist, dass die Ritzelräder 44 im Inneren des Hohlrads 46 liegen. Die Ritzelräder 44 sind einzeln drehbar an separaten Ritzelwellen 50 montiert, die mit einem Träger 52 verbunden sind. Gemäß mehreren Aspekten ist der Drehschwingungsdämpfer 12 in der Drehmomentwandleranordnung 14 mit der Getriebeeingangswelle 18 verbunden, und der Drehschwingungsdämpfer 12 absorbiert die Motorantriebskomponentenschwingung, wenn die Drehmomentwandleranordnung 14 Leistung von der Motorantriebskomponente 16 überträgt, um die Getriebeeingangswelle 18 zu drehen. Die Verbindungsplatte 38 und damit die Überbrückungskupplungsplatte 36 sind mit dem Träger 52 verbunden, wodurch der Planetenradsatz 40 eingegeben wird.
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Der Drehschwingungsdämpfer 12 beinhaltet eine Federhülse 54 mit einem ersten Federträgerelement 56, das einen ersten Schenkel 56a, der an dem Hohlrad 46 befestigt ist, und einen zweiten Schenkel 56b, der mit der Getriebeeingangswelle 18 durch Keilnuten verbunden ist aufweist, die ein Keilzahnrad 58 definieren. Das erste Federträgerelement 56 beinhaltet mehrere erste Federträgerelemente 60, die gemäß mehreren Aspekten jeweils ein erstes Federträgerelement, einen ersten Abschnitt 60a des ersten Trägerelements und einen zweiten Abschnitt 60b des zweiten Trägerelementes beinhalten. Der Drehschwingungsdämpfer 12 weist auch mehrere Federn 62 auf (von denen in dieser Ansicht nur einer sichtbar ist), wie beispielsweise aufgerollte Druckfedern, wobei jede Feder 62 an entgegengesetzten Enden durch jeweils einen ersten und zweiten Abschnitt 60a, 60b des ersten Federträgerelements kontaktiert ist. Die Federhülse 54 weist ferner ein zweites Federträgerelement 64 auf, das mit einem Abschnitt 52a des Trägers 52 verbunden ist, beispielsweise unter Verwendung mehrerer Befestigungselemente 65, wie Nieten. Das zweite Federträgerelement 64 beinhaltet mehrere zweite Federträgerkomponentenelemente 64a, die einzeln direkt gegenüberliegende Enden jeder der Federn 62 berühren. Eine axiale Drehung des ersten Federträgerelements 56 in Bezug auf das zweite Federträgerelement 64 komprimiert die Federn 62.
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Wie bereits erwähnt, ist das erste Federträgerelement 56 mit dem Hohlrad 46 verbunden. Das zweite Federträgerelement 64 ist mit dem Träger 52 verbunden, der, wie zuvor erwähnt, die Ritzelräder 44 drehbar lagert. Da sich das Hohlrad 46 und damit das erste Federträgerelement 56 bezüglich der Getriebeeingangswelle 18 und des Planetenradsatzes 40 drehen, wird das Hohlrad 46 in seinem Drehwinkel mit Bezug auf das zweite Federträgerelement 64 durch Kompression und Expansion der Federn 62 zurückgehalten. Das Hohlrad 46 ist mit der Getriebeeingangswelle 18 verbunden und treibt sie an, daher wird das Drehmoment von einem Motor 66 durch den Drehschwingungsdämpfer 12 und die Getriebeeingangswelle 18 zu einem Getriebe 68 übertragen, wenn die Drehmomentwandlerkupplung geschlossen ist. Die Getriebeeingangswelle 18 und der Drehschwingungsdämpfer 12 mit dem Planetengetriebe 40 drehen sich koaxial zu einer Längsmittelachse 70 der Getriebeeingangswelle 18. Die Verringerung der Drehschwingungen wird teilweise durch Kompression der Federn 62 erreicht, die die Energie speichern, die durch Winkeldrehung zwischen dem ersten Federträgerelement 56 und dem zweiten Federträgerelement 64 aufgenommen wird.
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Gemäß mehreren Aspekten beinhaltet der Drehschwingungsdämpfer 12 ferner ein Trägheitsmassenelement 72, das eine Scheibe oder Platte definiert, die innerhalb eines Raums „A“ positioniert ist, der durch das erste Federträgerelement 56, den zweiten Schenkel 56b und das zweite Federträgerelement 64 definiert ist. Das Trägheitsmassenelement 72 ist mit dem Sonnenrad 42 an einem ersten Ende 72a verbunden und dreht sich daher direkt mit dem Sonnenrad 42 zusammen. Eine Trägheitsmasse 74 ist an einem zweiten Ende 72b des Trägheitsmassenelements 72 befestigt und gemäß mehreren Aspekten in einem maximalen Ausmaß des Trägheitsmassenelements 72 frei vom Sonnenrad 42 beabstandet. Gemäß mehreren Aspekten sind das zweite Ende 72b und die Trägheitsmasse 74 in der Nähe der Federn 62 und in einem Abstand „B”, der von der Längsmittelachse 70 der Getriebeeingangswelle 18, die in dem ersten Federträgerelement 56 vorgesehen ist, maximiert ist.
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Unter Bezugnahme auf 2 und erneut auf 1, ist das Getriebeantriebssystem 10 in einem Dreiknoten-Hebeldiagrammformat dargestellt. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Komponenten einer mechanischen Vorrichtung, beispielsweise ineinandergreifende Zahnradsätze oder Planetenradsätze. Jeder einzelne Hebel stellt einen Planetenradsatz oder ein ineinandergreifendes Zahnradpaar dar. Die drei grundlegenden mechanischen Komponenten des Planetengetriebes sind jeweils durch einen Knoten dargestellt, während die Zahnradpaare durch einen Knoten dargestellt werden und die Drehungsänderung durch einen mit der Masse verbundenen Knoten dargestellt wird. Daher enthält ein einziger Hebel drei Knoten. In einem Planetenradsatz, repräsentiert ein Knoten das Sonnenrad, einer den Planetenradträger und einer den Zahnkranz. In einem ineinandergreifenden Zahnradpaar repräsentiert ein Knoten einen ersten Gang, einer einen zweiten Gang, und der dritte Knoten den Drehrichtungswechsel zwischen den ineinandergreifenden Zahnrädern.
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In manchen Fällen können zwei Hebel zu einem einzigen Hebel mit mehr als drei Knoten, und typischerweise vier Knoten, kombiniert sein. Zum Beispiel, wenn zwei Knoten auf zwei verschiedenen Hebeln durch eine feste Verbindung verbunden sind, können sie als ein einziger Knoten auf einem einzigen Hebel repräsentiert werden. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels können verwendet werden, um das Verhältnis von Zahnkranz zu Sonnenrad des jeweiligen Radsatzes zu repräsentieren. Diese Hebelverhältnisse werden wiederum verwendet, um die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu variieren, um entsprechende Übersetzungen und Übersetzungsverläufe zu erreichen. Mechanische Kopplungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Planetenradsätze werden durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungsvorrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, werden durch überlappende Greifer dargestellt. Für weitere Erläuterung des Formats, Zwecks und der Verwendung von Hebeldiagrammen siehe das SAE-Paper 810102, „The Lever Analogy: A New Tool in Transmission Analysis” von Benford und Leising, das hiermit als Bezugnahme in vollem Umfang aufgenommen ist.
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Im vorliegenden Beispiel von 2, beinhaltet das Getriebeantriebssystem 10 den Planetenradsatz 40. Der Planetenradsatz 40 beinhaltet drei Knoten: einen ersten Knoten „S”, der das Sonnenrad 42 darstellt, einen zweiten Knoten „C”, der den Träger 52 darstellt, und einen dritten Knoten „R”, der das Hohlrad 46 darstellt. Der zweite Knoten „C” definiert den Eingang, der mit der Überbrückungskupplungsplatte 36 gekoppelt ist. Der dritte Knoten „R“ ist mit der Getriebeeingangswelle 18 verbunden. Der dritte Knoten „R” ist ebenfalls mit dem Träger 52 gekoppelt und liefert das Ausgangssignal an das Getriebe 68. Die Federn 62 sind zwischen dem zweiten Knoten „C” und dem dritten Knoten „R” verbunden. Die Trägheitsmasse 74 ist mit dem ersten Knoten „S” verbunden. Mit dem Abstand zwischen dem zweiten Knoten „C” und dem dritten Knoten „R”, definiert als 1 und einem Abstand zwischen dem zweiten Knoten „C” und dem ersten Knoten „S”, definiert als Ra, ist die effektive Trägheit Ieff gleich I × (Ra + 1)2.
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Unter Bezugnahme auf 3 und erneut auf 2, beinhaltet ein modifiziertes Getriebeantriebssystem den Planetenradsatz 40. Der Planetenradsatz 40 beinhaltet wiederum drei Knoten: den ersten Knoten „S”, der das Sonnenrad 42 darstellt, einen zweiten Knoten „C”, der den Träger 52 darstellt, und einen dritten Knoten „R”, der das Hohlrad 46 darstellt. Der zweite Knoten „C” definiert wiederum den Eingang, der mit der Überbrückungskupplungsplatte 36 gekoppelt ist. Der erste Knoten „S“ ist mit der Getriebeeingangswelle 18 verbunden. Der erste Knoten „S” ist ebenfalls mit dem Träger 52 gekoppelt und liefert das Ausgangssignal an das Getriebe 68. Die Federn 62 sind zwischen dem zweiten Knoten „C” und dem ersten Knoten „S” verbunden. Die Trägheitsmasse 74 ist mit dem dritten Knoten „R” verbunden.
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Unter Bezugnahme auf 4 und erneut auf die 1 und 2, beinhaltet ein modifiziertes Getriebeantriebssystem gemäß einem weiteren Aspekt den Planetenradsatz 40. Der Planetenradsatz 40 weist wiederum drei Knoten auf: den ersten Knoten „S”, der das Sonnenrad 42 darstellt, der zweite Knoten „C”, der den Träger 52 darstellt, und der dritte Knoten „R”, der das Hohlrad 46 darstellt. Die dritten Knoten „R” in diesem Aspekt definiert den Eingang, der mit der Überbrückungskupplungsplatte 36 gekoppelt ist. Der zweite Knoten „C“ ist mit der Getriebeeingangswelle 18 verbunden. Der zweite Knoten „C” ist auch mit dem Hohlrad 46 gekoppelt und liefert das Ausgangssignal an das Getriebe 68. Die Federn 62 sind zwischen dem zweiten Knoten „C” und dem dritten Knoten „R” verbunden. Die Trägheitsmasse 74 ist mit dem ersten Knoten „S” verbunden.
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Unter Bezugnahme auf 5 und erneut auf 4, beinhaltet ein modifiziertes Getriebeantriebssystem nach einem weiteren Aspekt den Planetenradsatz 40. Der Planetenradsatz 40 weist wiederum drei Knoten auf: den ersten Knoten „S”, der das Sonnenrad 42 darstellt, der zweite Knoten „C”, der den Träger 52 darstellt, und der dritte Knoten „R”, der das Hohlrad 46 darstellt. Der ersten Knoten „S” in diesem Aspekt definiert den Eingang, der mit der Überbrückungskupplungsplatte 36 gekoppelt ist. Der zweite Knoten „C“ ist mit der Getriebeeingangswelle 18 verbunden. Der zweite Knoten „C” ist ebenfalls mit dem Sonnenrad 42 gekoppelt und liefert das Ausgangssignal an das Getriebe 68. Die Federn 62 sind zwischen dem zweiten Knoten „C” und dem ersten Knoten „S” verbunden. Die Trägheitsmasse 74 ist mit dem dritten Knoten „R” verbunden. Gemäß mehreren Aspekten und unter fortdauernder Bezugnahme auf die 1–5, können äquivalente Verbindungen unter Verwendung eines Doppelritzel-Planetenradsatzes anstelle des Planetenradsatzes 40 hergestellt werden.
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Unter Bezugnahme auf 6, ist ein Diagramm 76 eine Grundlinie für das Getriebeantriebssystem 10 mit einem herkömmlichen Dämpfer dargestellt und lässt den Planetenradsatz, das Trägheitsmassenelement 72 und die Trägheitsmasse 74 weg. Eine Kurve 78 stellt verschiedene Torsionsschwingungs-Effektivwerte bei stetigem Drehmoment mit einem 4-Zylinder-Motor (ungefähr eine Hälfte der Kolben eines 8-Zylinder-Motors sind Brennen) dar, aufgetragen als eine Funktion der Motordrehzahl in U/min. Es ist wünschenswert, die Kurve 78 unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts für den Fahrerkomfort im größtmöglichen Umfang zu halten. Wie in 6 gezeigt, definiert die Kurve 78 einen Kreuzungspunkt 80 bei etwa 1200 Motordrehzahlen. Oberhalb des Motordrehzahlwertes von etwa 1200 U/min und damit unterhalb eines Schwellenwerts wird der Fahrer vernachlässigbare Motor-Torsionsschwingungen „fühlen”. Es ist wünschenswert, den Motordrehzahlwert zu senken, wenn der Übergangspunkt vorhanden ist.
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Unter Bezugnahme auf 7 und erneut auf 6, ist in einer grafischen Darstellung 82 gemäß mehreren Aspekten das Getriebeantriebssystem 10 dargestellt, welches den Planetenradsatz mit dem Trägheitsmassenglied 72 und der Trägheitsmasse 74 beinhaltet. Eine Kurve 84 stellt verschiedene Antriebssystem-Torsionsschwingungs-Effektivspannungswerte bei konstantem Drehmoment für einen 4-Zylinder-Motor dar, der als eine Funktion der Motordrehzahl in U/min aufgetragen ist. Wie in 7 gezeigt, definiert die Kurve 84 einen Kreuzungspunkt 86 bei etwa 920 Motordrehzahlen. Die Verwendung des Planetenradsatzes in Verbindung mit dem Trägheitsmassenglied 72 und der Trägheitsmasse 74 in dem Drehschwingungsdämpfer 12 der vorliegenden Offenbarung verringert die Motordrehzahl am Kreuzungspunkt von 1200 U/min (6) auf etwa 920 U/min (7), wodurch ein breiterer Bereich der Motorbetriebsdrehzahl unterhalb des gewünschten Wertes bereitgestellt wird.
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Unter Bezugnahme auf 8, veranschaulicht ein Graph 88 eine Grundlinie für das Getriebeantriebssystem 10 mit einem herkömmlichen System, das den Planetenradsatz, das Trägheitsmassenelement 72 und die Trägheitsmasse 74 auslässt. Eine Kurve 90 veranschaulicht verschiedene Torsionsschwingungs-Effektivwerte bei konstantem Drehmoment für einen 2-Zylinder-Motor, aufgetragen als eine Funktion der Motordrehzahl in U/min. Wie zuvor erwähnt, ist es wünschenswert, die Kurve 90 unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts für Bedienkomfort maximal zu ermöglichen. Wie in 8 gezeigt, definiert die Kurve 90 einen Kreuzungspunkt 92 bei etwa 1940 Motordrehzahlen. Oberhalb des Motordrehzahlwertes von etwa 1940 U/min wird der Fahrer vernachlässigbare Motor-Torsionsschwingungen „fühlen”. Wie bereits erwähnt in 6 im vorstehenden Beispiel, ist es wünschenswert, den Motordrehzahlwert zu senken, wobei der Überschneidungszeitpunkt vorhanden ist.
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Unter Bezugnahme auf 9 und erneut auf 8 gemäß mehreren Aspekten veranschaulicht ein Graph 94 das Getriebeantriebssystem 10 mit demselben 2-Zylinder-Motor, wie in 8 definiert, wobei der Drehschwingungsdämpfer ferner den Planetenradsatz, das Trägheitsmassenelement 72 und die Trägheitsmasse 74 beinhaltet. Eine Kurve 96 veranschaulicht verschiedene Antriebssystem-Torsionsschwingungs-Effektivspannungswerte bei konstantem Drehmoment bei einem 2-Zylinder-Motor, aufgetragen als eine Funktion der Motordrehzahl in U/min. Wie in 9 gezeigt, definiert die Kurve 96 einen Kreuzungspunkt 98 bei etwa 1380 Motordrehzahlen. Die Zugabe des Planetenradsatzes, des Trägheitsmassenelements 72 und der Trägheitsmasse 74 der vorliegenden Offenbarung bei demselben Zylinderbetrieb verringert daher die Motordrehzahl am Überschneidungspunkt von ungefähr 1940 U/min (8) auf ungefähr 1380 U/min (9), wodurch ein breiterer Bereich der Betriebsdrehzahl des Motors unterhalb des gewünschten Wertes bereitgestellt wird.
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Es ist allgemein bekannt, dass es zur Erreichung effektiverer Torsionsschwingungsisolierung wünschenswert ist, den Federkoeffizienten zu verringern und eine größere maximale Winkelverschiebung zwischen einem Eingangselement, wie z. B. einer Eingangswelle, und einem Ausgangselement, wie z. B. einer Ausgangswelle, des Schwingungsisolators bereitzustellen. Bekannte Drehschwingungsdämpfer unter Verwendung von Federn zur Dämpfung von Drehschwingungen sind durch den Federkoeffizienten und den Verpackungsraum begrenzt und weisen daher eine begrenzte Winkelverschiebung der Isolatorkomponenten auf. Durch die zusätzliche Verwendung des hierin beschriebenen Planetenradsatzes 40 wird zusammen mit der Verwendung des Trägheitsmassenelements 72 und der Trägheitsmasse 74, die beide mit dem Sonnenrad 42 verbunden sind, eine signifikante Verringerung der Torsionsvibrationsamplitude der Antriebslinie erreicht und eine reduzierte Torsionsschwingungsamplitude der Triebzüge bei einer niedrigeren Übergangsbetriebsdrehzahl wird ohne die Notwendigkeit zur Erhöhung der Federgröße für zusätzliche Wegfähigkeit in dem Drehschwingungsdämpfer erreicht.
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Gemäß mehreren Aspekten beinhaltet ein Drehschwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug 10 einen Planetenradsatz 12. Der Planetenradsatz 12 beinhaltet ein Sonnenrad 42, einen Träger 52, der drehbar mehrere Planetenräder 44 trägt, die einzeln mit dem Sonnenrad 42 in Eingriff stehen, und ein Hohlrad 46, das mit einer Getriebeeingangswelle 18 verzahnt ist und mit den Planetenrädern 44 kämmt. Eine Federhülse 54 beinhaltet: ein erstes Federträgerelement 56 mit einem ersten Schenkel 56a, der an dem Hohlrad 46 befestigt ist; einen zweiten Schenkel 56b, der drehbar mit der Getriebeeingangswelle 18 verbunden ist; und mehrere erste Federträgerkomponentenelemente 60a, 60b. Ein zweites Federträgerelement 64 ist mit dem Träger 52 verbunden, wobei das zweite Federträgerelement 64 mehrere zweite Federträgerelemente 64a aufweist. Mehrere Federn 62 weisen jeweils mindestens eines der ersten Federträgerkomponentenelemente 60a, 60b und eines der zweiten Federträgerkomponentenelemente 64a in Kontakt mit entgegengesetzten Enden der Feder 62 auf. Ein Trägheitsmassenelement 72 ist mit dem Sonnenrad 42 an einem ersten Ende 72a verbunden und weist eine Trägheitsmasse 74 auf, die an einem zweiten Ende 72b verbunden ist.
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Es versteht sich weiterhin, dass der Drehschwingungsdämpfer 12 andere Konfigurationen aufweisen kann, wie beispielsweise weniger oder größere Federnunterschiedlicher Geometrie, koaxiale Federpaare und Modifikationen in Bezug auf die Menge der Planetenräder des Planetenradsatzes 40, ohne dabei den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Der Eingang, der Ausgang und die Trägheitsverbindungen können auch auf dem Planetenradsatz gewechselt werden, um ähnliche Ergebnisse zu erzielen.
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Die Beschreibung der Erfindung ist nur als Beispiel zu verstehen und Variationen, die sich nicht vom Kern der Erfindung entfernen, gelten als im Rahmen der Erfindung. Diese Variationen sollen nicht als eine Abweichung vom Sinn und Umfang der Erfindung betrachtet werden.