DE102009051724B4

DE102009051724B4 - Fliehkraftpendeleinrichtung mit abgestützter Pendelmasse

Info

Publication number: DE102009051724B4
Application number: DE102009051724.3A
Authority: DE
Inventors: Uwe Grahl; Frank Ferderer; Hartmut Mende
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2009-11-02
Publication date: 2019-12-12
Anticipated expiration: 2029-11-03
Also published as: DE102009051724A1

Abstract

Fliehkraftpendeleinrichtung (1) zur Schwingungsdämpfung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine rotierende Trägerscheibe (2), an der mittelbar oder unmittelbar wenigstens eine Pendelmasse (3, 3a) aufgehängt ist, die entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe (2) ausführen kann, wobei wenigstens eine Pendelmasse (3, 3a) bei einer geringen Drehzahl der rotierenden Trägerscheibe (2) mittels wenigstens einer Federeinrichtung (9, 9a) bezüglich der Rotationsachse (10) nach radial außen vorgespannt ist und sich die Vorspannung bei höheren Drehzahlen mechanisch bedingt aufhebt, wobei wenigstens zwei Pendelmassen (3, 3a) umfasst sind, die spiegelsymmetrisch an einem mit der Trägerscheibe (2a) verbundenen Träger (13a) aufgehängt sind, wobei diesen beiden Pendelmassen (3, 3a) wenigstens ein gemeinsamer federkraftbeaufschlagter Druckbolzen (7a) zugeordnet ist, der sich auf einem Vorsprung der Trägerscheibe (2a) abstützen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Schwingungsdämpfung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Eine solche Fliehkraftpendeleinrichtung kann auch als dynamischer Schwingungstilger bezeichnet werden.
Durch die periodischen Verbrennungsvorgänge eines Hubkolbenmotors werden Schwingungen im nachfolgenden Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs angeregt. Im Sinne der Patentanmeldung umfasst der Begriff Kraftfahrzeuge auch Lastkraftwagen, Landmaschinen und dgl. Solche Schwingungen sind insbesondere Drehzahl- und/oder Drehlastschwingungen. Die hieraus resultierenden Geräusche und Vibrationen führen zu subjektiv wahrnehmbaren Einbußen an Geräusch- und Fahrkomfort. Zur Dämpfung solcher Schwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs sind aus dem Stand der Technik Drehschwingungsdämpfer bekannt, wie z.B. Zweimassenschwungräder. Durch die Kombination eines solchen Drehschwingungsdämpfers mit einem dynamischen Schwingungstilger, wie insbesondere einer Fliehkraftpendeleinrichtung, kann die Dämpfungswirkung deutlich verbessert werden.
Eine solche Fliehkraftpendeleinrichtung umfasst wenigstens eine Pendelmasse, bevorzugt mehrere Pendelmassen, die bspw. mittels von Trägerrollen oder dgl. an einer rotierenden Trägerscheibe aufgehängt sind und entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu dieser Trägerscheibe ausführen können, um hierbei einen variablen Abstand zur Rotationsachse der Trägerscheibe einzunehmen. Als Folge der Schwingungen im Antriebsstrang werden die Pendelmassen zum Pendeln bzw. Schwingen angeregt, wobei sich deren Schwerpunkte permanent und zeitversetzt zu den Schwingungen im Antriebsstrang verändern, was mittels mechanischer Rückkopplung eine Dämpfung der Schwingungen im Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs bewirkt. Eine effiziente Dämpfung oder Tilgung kann durch entsprechende Abstimmung der Pendelmassen und deren Pendelbahnen erfolgen.
Fliehkraftpendeleinrichtungen sind bspw. aus den Patentschriften DE 10 2006 028 556 A1 und DE 10 2006 028 552 A1 derselben Anmelderin bekannt.
Weitere Einrichtungen sind aus der DE 199 14 871 A1 , der DE 199 54 274 A1 und der DE 709 268 A bekannt.
Nachteilig bei den bekannten Fliehkraftpendeleinrichtungen ist, dass bei geringen Drehzahlen eine Pendelmasse als Folge einer zu geringen Fliehkraft nicht mehr auf der gewünschten Bahn gehalten wird, sondern bspw. unter Einwirkung einer Gewichtskraft instabile und unkontrollierte Bewegungen ausführt. Dies verursacht Geräusche und führt auch dazu, dass die Fliehkraftpendeleinrichtung nicht mehr optimal funktioniert. Zudem besteht die Gefahr, dass sich Befestigungsteile, wie bspw. die Trägerrollen oder deren Befestigungsbolzen, lösen und die Fliehkraftpendeleinrichtung beschädigen können.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Fliehkraftpendeleinrichtung bereit zu stellen, die insbesondere auch bei geringen Drehzahlen funktionstüchtig ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2. Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Schwingungsdämpfung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen, umfassend eine rotierende Trägerscheibe, an der mittelbar oder unmittelbar wenigstens eine Pendelmasse aufgehängt ist, die entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann, wobei wenigstens eine Pendelmasse bei einer geringen Drehzahl der rotierenden Trägerscheibe mittels wenigstens einer Federeinrichtung bezüglich der Rotationsachse bzw. Drehachse nach radial außen vorgespannt ist und sich diese Vorspannung bei höheren Drehzahlen mechanisch bedingt aufhebt.
Eine Pendelmasse ist so aufgehängt, dass sie wenigstens entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Bewegung und insbesondere Pendelbewegung relativ zu der Trägerscheibe ausführen kann.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Pendelmasse nur bei niedrigen Drehzahlen und insbesondere auch im Stillstand radial nach außen gedrückt und ist somit quasi in dieser äußeren Position in ihrer Lage bestimmt bzw. stabilisiert. Diese Lagebestimmung ist jedoch nur bei den geringen und kritischen Drehzahlen, sowie insbesondere auch im Stillstand, gegeben. Somit besteht eine Abhängigkeit von der Drehzahl.
Die Drehzahl ist die Drehzahl bzw. Rotationsgeschwindigkeit der Trägerscheibe um eine zentrale Rotationsachse. Diese Drehzahl ist bevorzugt mit der Motorendrehzahl an der Kurbelwelle und/oder der Drehzahl der Getriebeeingangswelle identisch. Die Bezeichnungen „geringe Drehzahlen“ und „hohe Drehzahlen“ sind keine absoluten Angaben, sondern sind je nach Anwendungsfall abgestimmt, wie untenstehend noch näher erläutert.
Unter einem mechanisch bedingten Aufheben wird verstanden, dass dieses Aufheben nicht durch eine elektronische, pneumatische oder hydraulische Einrichtung oder Steuerung oder dgl. veranlasst ist, sondern sich quasi selbsttätig bzw. automatisch durch das Zusammenwirken mechanischer Elemente in Abhängigkeit von der Drehzahl einstellt bzw. ergibt.
Aus der Druckschrift DE 597 091 A ist bekannt, eine Pendelmasse mit einer Feder nach radial außen gegen eine Kurvenschablone zu drücken. Dieses Drücken dient jedoch der dauerhaften Lagefixierung der Pendelmasse und ist insbesondere nicht von der Drehzahl abhängig.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Aufheben bzw. die Aufhebung der Vorspannung ab einer definierten Drehzahl erfolgt. Hiermit kann auch ein definierter Drehzahlbereich gemeint sein.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Vorspannung mittels wenigstens eines federkraftbeaufschlagten Druckbolzens bzw. Druckstifts erfolgt, der sich bei den geringen Drehzahlen an einem Vorsprung der Trägerscheibe abstützt und bei den hohen Drehzahlen fliehkraftbedingt von dem Vorsprung abhebt bzw. abgehoben ist. Insbesondere ist vorgesehen, dass sich der Druckbolzen bei höheren Drehzahlen fliehkraftbedingt nach radial außen bewegen kann und hierbei das radial innere bzw. untere Ende des Druckbolzens von dem Vorsprung in radialer Richtung nach außen abhebt bzw. sich loslöst. Ein solcher Vorsprung ist insbesondere an einer Stirnseite der Trägerscheibe angeordnet und steht in Richtung der Rotationsachse in axialer Richtung vor. Der Vorsprung kann als separates Teil ausgebildet oder integral mit der Trägerscheibe ausgebildet sein. Bevorzugt ist ein Druckbolzen stabförmig ausgebildet und weist ein Längsachse auf.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Bewegungsachse des Druckbolzens bezüglich der Rotationsachse radial ausgerichtet ist. Die Bewegungsachse ist somit in Richtung auf die Rotationsachse der Trägerscheibe orientiert bzw. umgekehrt. Die Bewegungsachse entspricht hierbei der Federachse des Druckbolzens und bevorzugt auch der Längsachse des Druckbolzens.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Druckbolzen eine exakt definierte Masse aufweist. Über diese Masse kann festgelegt bzw. eingestellt werden, ab welcher Drehzahl der Druckbolzen von dem Vorsprung abhebt und hierdurch die Vorspannung für die betreffende Pendelmasse aufgehoben ist. Die Auslegung erfolgt über die sich bei einer bestimmten Drehzahl physikalisch ergebenden Fliehkraft. Bei der Auslegung ist ggf. auch die entgegenwirkende Federkraft zu berücksichtigen.

Claims

Fliehkraftpendeleinrichtung (1) zur Schwingungsdämpfung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine rotierende Trägerscheibe (2), an der mittelbar oder unmittelbar wenigstens eine Pendelmasse (3, 3a) aufgehängt ist, die entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe (2) ausführen kann, wobei wenigstens eine Pendelmasse (3, 3a) bei einer geringen Drehzahl der rotierenden Trägerscheibe (2) mittels wenigstens einer Federeinrichtung (9, 9a) bezüglich der Rotationsachse (10) nach radial außen vorgespannt ist und sich die Vorspannung bei höheren Drehzahlen mechanisch bedingt aufhebt, wobei wenigstens zwei Pendelmassen (3, 3a) umfasst sind, die spiegelsymmetrisch an einem mit der Trägerscheibe (2a) verbundenen Träger (13a) aufgehängt sind, wobei diesen beiden Pendelmassen (3, 3a) wenigstens ein gemeinsamer federkraftbeaufschlagter Druckbolzen (7a) zugeordnet ist, der sich auf einem Vorsprung der Trägerscheibe (2a) abstützen kann.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) zur Schwingungsdämpfung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine rotierende Trägerscheibe (2), an der mittelbar oder unmittelbar wenigstens eine Pendelmasse (3, 3a) aufgehängt ist, die entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe (2) ausführen kann, wobei wenigstens eine Pendelmasse (3, 3a) bei einer geringen Drehzahl der rotierenden Trägerscheibe (2) mittels wenigstens einer Federeinrichtung (9, 9a) bezüglich der Rotationsachse (10) nach radial außen vorgespannt ist und sich die Vorspannung bei höheren Drehzahlen mechanisch bedingt aufhebt, wobei die Vorspannung mittels wenigstens eines federkraftbeaufschlagten Druckbolzens (7) erfolgt, der sich bei den geringen Drehzahlen an einem Vorsprung der Trägerscheibe (2) abstützt und bei den hohen Drehzahlen fliehkraftbedingt von dem Vorsprung abhebt, wobei der Vorsprung als umlaufender, ringförmiger Absatz (8) ausgebildet und an wenigstens einer der Stirnflächen der Trägerscheibe (2) angeordnet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufheben der Vorspannung ab einer definierten Drehzahl erfolgt.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung mittels wenigstens eines federkraftbeaufschlagten Druckbolzens (7) erfolgt, der sich bei den geringen Drehzahlen an einem Vorsprung der Trägerscheibe (2) abstützt und bei den hohen Drehzahlen fliehkraftbedingt von dem Vorsprung abhebt.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsachse des Druckbolzens (7) bezüglich der Rotationsachse (10) der Trägerscheibe (2) radial ausgerichtet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbolzen (7) eine exakt definierte Masse aufweist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung bezüglich der Pendelmasse (3, 3a) radial innenliegend angeordnet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung als umlaufender, ringförmiger Absatz (8) ausgebildet und an wenigstens einer der Stirnflächen der Trägerscheibe (2) angeordnet ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbolzen (7) mittels wenigstens einer Feder (9) kraftbeaufschlagt ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (9) und der Druckbolzen (7) zu einer Baueinheit zusammengefasst sind, die weiterhin auch eine Aufnahme für die Feder (9) und eine Führung für den Druckbolzen (7) umfasst.
Fliehkraftpendeleinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Pendelmassen (3, 3a) umfasst sind, die spiegelsymmetrisch an den Stirnflächen der Trägerscheibe (2) aufgehängt sind, wobei jeder dieser Pendelmassen (3, 3a) wenigstens ein federkraftbeaufschlagter Druckbolzen (7) zugeordnet ist, und die beiden Stirnflächen der Trägerscheibe (2) jeweils wenigstens einen Vorsprung aufweisen, auf dem sich der jeweilige Druckbolzen (7) abstützen kann.