DE102010009473A1

DE102010009473A1 - Fliehkraftpendel

Info

Publication number: DE102010009473A1
Application number: DE102010009473A
Authority: DE
Inventors: Christian HÜGEL
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2010-09-23
Also published as: DE112010001152A5; WO2010105589A1; US20120055281A1; JP2012520430A; CN102439329B; DE112010001152B4; JP5460849B2; CN102439329A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel insbesondere zur Anordnung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem um eine Drehachse drehenden Pendelflansch und mehreren an diesem über den Umfang angeordneten Tilgermassen, wobei jeweils zwei an den Seiten des Pendelflansches gegenüberliegenden Tilgermassen miteinander mittels Stegen, die jeweils eine Öffnung im Pendelflansch durchgreifen, zu Tilgermassenpaaren verbunden sind. Gleichzeitig sind in dem Pendelflansch Ausschnitte zur Aufnahme der Tilgermassen vorgesehen. Um eine Optimierung des zur Verfügung stehenden Umfangs des Pendelflansches zur Unterbringung der Öffnungen und Ausschnitte zu erzielen, werden die benachbarten Stege zweier benachbarter Tilgermassenpaare durch eine einzige Öffnung geführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem Pendelflansch und beidseitig angeordneten, über den Umfang verteilten und gegenüber diesem begrenzt verschwenkbaren Tilgermassen.
Fliehkraftpendel sind als Drehschwingungstilger in ihrer Wirkungsweise insbesondere aus dem Einsatz in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen beispielsweise aus der DE 10 2004 011 830 A1 bekannt. Hier werden Tilgermassen begrenzt verschwenkbar an einem Pendelflansch angeordnet, der von einer mit Drehschwingungen behafteten Antriebseinheit wie Brennkraftmaschine angetrieben wird. Infolge der durch unterschiedliche Drehbeschleunigung des Pendelflansches bewirkten Pendelbewegung der Tilgermassen gegenüber dem Pendelflansch tritt ein Tilgungseffekt der Drehschwingungen ein.
Beidseitig des Pendelflansches können dabei Tilgermassen angeordnet sein, wobei axial gegenüber liegende Tilgermassen mittels Stegen miteinander zu Tilgermassenpaaren verbunden sein können. Die Stege bewegen sich hierbei in Öffnungen, die bezüglich ihrer Form dem Pendelweg der Tilgermassenpaare angepasst sind. Die Führung der Tilgermassenpaare an dem Pendelflansch erfolgt mittels in diesen eingebrachten Ausschnitten, die komplementär zu Ausschnitten in dem Pendelflansch ausgebildet sind, wobei in den Ausschnitten Wälzkörper abrollen. Dies führt zu einer Anordnung von über den Umfang des Pendelflansches dicht aneinander folgenden Öffnungen und Ausschnitten, so dass der Schwingwinkel der Tilgermassenpaare begrenzt ist. Gleichzeitig ist eine sichere Führung der Tilgermassenpaare an dem Pendelflansch abhängig vom Abstand der Lagerung dieser mittels der Wälzkörper an den Ausschnitten des Pendelflansches.
Es ergibt sich daher die Aufgabe, ein Fliehkraftpendel insbesondere für einen Antriebsstrang beziehungsweise einen Antriebsstrang mit einem derartigen Fliehkraftpendel vorzuschlagen, das bei vergleichbaren Schwingwinkeln vergrößerte Abstände der Lagerstellen der Tilgermassenpaare in Umfangsrichtung ermöglicht und/oder bei vergleichbaren Abständen vergrößerte Schwingwinkel zulässt.
Die Aufgabe wird durch ein Fliehkraftpendel mit einem an einem um eine Drehachse drehenden Pendelflansch begrenzt verlagerbar und über den Umfang beidseitig an diesem angeordneten Tilgermassen gelöst, wobei jeweils an dem Pendelflansch gegenüber liegende Tilgermassen miteinander mittels Stegen zu Tilgermassenpaaren verbunden sind, die Stege aus dem Pendelflansch ausgenommene Öffnungen durchgreifen und zumindest eine Öffnung zwei Stege unterschiedlicher Tilgermassenpaare aufnimmt. Durch die Aufnahme zweier Stege in einer Öffnung kann ein zwischen den Öffnungen aus Stabilitätsgründen des Pendelflansches und aus Fertigungsgründen vorzusehender Zwischenbereich eingespart werden, der je nach Materialdicke mehrere Millimeter, beispielsweise sechs Millimeter bei einem vier Millimeter starken Pendelflansch betragen kann. Der eingesparte Zwischenbereich kann bei entsprechender Verteilung der Ausschnitte für die Lagerung der Tilgermassenpaare zu einem größeren Abstand der Ausschnitte in Umfangsrichtung genutzt werden. Alternativ können die Ausschnitte in Umfangsrichtung weiter ausgeschnitten werden, so dass größere Schwingwinkel eingestellt werden können. Es versteht sich, dass je nach Anforderung an die Schwingungstilgung entsprechende Mischformen mit teilweise vergrößertem Schwingwinkel und teilweise größerem Abstand der Ausschnitte zur Aufnahme der Wälzkörper vorgesehen werden können. Die Stege können durch Nieten gebildet sein, so dass die einander axial gegenüberliegenden Tilgermassen durch zumindest zwei endseitig in Umfangsrichtung angeordnete Nieten vernietet werden. Die Öffnungen können in ihrer Gestalt so ausgebildet sein, dass zumindest ein Teil der ausgenommenen Fläche von beiden Stegen während einer Verlagerung der Tilgermassenpaare abgefahren wird. Dabei wird durch die Laufbahnen der Ausschnitte für die Wälzkörper im Pendelflansch und in den Tilgermassen ein gegenseitiges Berühren der Tilgermassen während des Verschwenkens bei gleichförmiger Bewegung der Tilgermassenpaare ausgeschlossen.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel werden die beiden in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordneten Stege zweier Tilgermassenpaare in einer einzigen Öffnung aufgenommen. Diese bildet zur Minimierung der ausgeschnittenen Masse einen vorzugsweisen halbkreisförmigen, nach radial innen geöffneter Ausschnitt. Dies entspricht im Wesentlichen der Laufbahn der Stege während des Verschwenkens. Diese Form wird weitgehend durch die Form der Ausschnitte im Pendelflansch und in den Tilgermassen bestimmt, die auf die zum Schwingungstilgungsprozess angeordneten Schwingungsverläufe der Tilgermassen gegenüber dem Pendelflansch abgestimmt sind. Dabei sind die Wege der Tilgermassen insbesondere durch die entsprechenden Verläufe der Ausschnitte und deren Steigungen radial und in Umfangsrichtung begrenzt, so dass Anschläge der Wälzkörper an den Begrenzun gen der Ausschnitte nicht oder höchstens ausnahmsweise zur Begrenzung der Verschwenkbereiche der Tilgermassen gegenüber dem Pendelflansch vorgesehen sind.
Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Tilgermassen so ausgestaltet, dass sich diese zueinander in Umfangsrichtung benachbarten Tilgermassenpaare abhängig von einem Verlagerungszustand gegenüber dem Pendelflansch radial übergreifen. Weiterhin hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn in Umfangsrichtung benachbarte Öffnungen und Ausschnitte im Pendelflansch einen eineinhalbfachen Abstand der Dicke des Pendelflansches aufweisen. Durch diesen Abstand der Zwischenbereiche zwischen den Öffnungen und Ausschnitten kann eine optimierte und gleichzeitig stabile Anordnung der Öffnungen und Löcher erzielt werden, ohne die zur Einstellung des Schwingwinkels notwendige Ausdehnung der Ausschnitte in Umfangsrichtung beziehungsweise eine zur Stabilisierung der Tilgermassenpaare nötigen Abstand der Ausschnitte einschränken zu müssen.
Erfindungsgemäß findet das Fliehkraftpendel Anwendung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Zur Lösung wird daher ein Antriebsstrang mit einer Antriebseinheit und einem Getriebe in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, bei dem das zuvor beschriebene, mit den erfinderischen Merkmalen ausgestattete Fliehkraftpendel zwischen Antriebseinheit und Getriebe angeordnet ist. Dabei kann das Fliehkraftpendel in Verbindung mit einem ein- oder mehrstufigen Drehschwingungsdämpfer verwendet werden. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn das Fliehkraftpendel parallel zu einer Dämpferstufe angeordnet wird und beispielsweise in den Drehschwingungsdämpfer integriert ist. In dieser Weise kann das Fliehkraftpendel für sich oder kombiniert mit einem Drehschwingungsdämpfer in einem Gehäuse eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers aufgenommen sein. Dabei kann der Drehschwingungsdämpfer mit dem Fliehkraftpendel in einer Funktion als Zweimassenschwungrad oder geteiltes Schwungrad vorgesehen sein. Es versteht sich, dass ein derartiges Zweimassenschwungrad auch in Verbindung mit einer Trockenkupplung, einer Nasskupplung sowie Ausführungen dieser als Doppelkupplung beispielsweise für ein Doppelkupplungsgetriebe eingesetzt werden kann.
Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Pendelflansch nach dem Stand der Technik in Teilansicht,
2 einen Pendelflansch gemäß der Erfindung in Teilansicht,
3 eine Teilansicht eines Pendelflansches mit vergrößertem Abstand der Ausschnitte zur Aufnahme der Tilgermassen,
4 eine Teilansicht eines Pendelflansches mit vergrößertem Abstand der Ausschnitte zur Aufnahme der Tilgermassen und einer Vergrößerung dieser,
5 eine Teilansicht eines Fliehkraftpendels in Mittelstellung und
6 eine Teilabsicht des Fliehkraftpendels der 5 im ausgelenkten Zustand.
1 zeigt einen Pendelflansch 2a eines Fliehkraftpendels nach dem Stand der Technik. Hierbei werden Öffnungen 3b, 3c, 3d für die Stege, die zwei axial beabstandete und jeweils an einer Seitenfläche des Pendelflansches 2a angeordnete Tilgermassen zu einem Tilgermassenpaar verbinden, vorgesehen, indem jeweils ein Steg, beispielsweise ein mit beiden Tilgermassen vernieteter Niet, jeweils eine der Öffnungen 3b, 3c, 3d durchgreift. Die Form der Öffnungen 3b, 3c, 3d ist dabei von dem möglichen Weg der Tilgermassenpaare während des Verschwenkens dieser gegenüber dem Pendelflansch 2a vorgegeben. Dieser Weg wird von den Ausschnitten 4a und den Ausschnitten, die jeweils in den Tilgermassen vorgesehen sind, vorgegeben, wobei in den Ausschnitten 4a und jeweils den gegenüberliegenden Ausschnitten der Tilgermassen ein Wälzkörper abwälzt. Die Öffnungen 3b', 3d' sind die Durchgriffe für die Stege der benachbarten Tilgermassenpaare.
Aus Stabilitätsgründen des Pendelflansches 2a müssen zwischen den Ausschnitten 4a und den Öffnungen 3b, 3c, 3d die Zwischenbereiche 5a und zwischen den Öffnungen 3b, 3b' beziehungsweise 3d, 3d' die Zwischenbereiche 5b eingehalten werden. Bei einer vorgegebenen Anzahl von Tilgermassenpaaren ist dabei der Schwingwinkel, der durch die Breite der Ausschnitte 4a beeinflusst wird und der Abstand der Ausschnitte 4a in Umfangsrichtung, der die stabile Aufnahme der Tilgermassen beziehungsweise Tilgermassenpaare am Pendelflansch beeinflusst, vorgegeben. Das heißt, das Fliehkraftpendel ist unter den Vorgaben des Durchmessers, der Dicke des Pendelflansches 2a, der die Maße der Zwischenbereiche 5a, 5b vorgibt, bezüglich seiner von dem Schwingwinkel und dem Abstand der Ausschnitte 4a vorgegebenen Kapazität nicht mehr erweiterbar.
2 sieht den erfindungsgemäßen Pendelflansch 2 vor, bei dem die Öffnungen 3 halbkreisförmig ausgebildet sind, die im Wesentlichen einer Überlappung der Öffnungen 3b, 3b' und 3d, 3d' der 1 entsprechen. Diese können teilweise überlappend zur Öffnung 3 kombiniert werden, so dass nicht nur die in der 1 gezeigten Zwischenbereiche 5b entfallen, sondern die Stege zumindest teilweise die Bahnen der Stege der benachbarten Tilgermas senpaare überfahren können. Bei entsprechender Korrektur der Lage der Stege resultieren dabei infolge der Platzeinsparung durch die Öffnungen 3 in Umfangsrichtung verbreiterte Zwischenbereiche 5, die bei entsprechender Verlagerung und/oder Verbreiterung der Ausschnitte 4a, die hier der Erläuterung halber noch an der in der 1 gezeigten Position dargestellt sind, eine stabilere und/oder mit einem größeren Schwingwinkel versehene Ausführung des Fliehkraftpendels ermöglichen.
Hierzu zeigen die 3 und 4 entsprechende Ausführungsbeispiele von verbesserten Pendelflanschen 2b, 2c. Der Pendelflansch 2b der 3 zeigt gegenüber der gestrichelt dargestellten Position der in den 1 und 2 dargestellten. Ausschnitte 4a weiter beabstandete Ausschnitte 4, die eine stabilere Aufnahme der Tilgermassenpaare ermöglichen. Der Pendelflansch 2c weist Ausschnitte 4b auf, die gegenüber den gestrichelt dargestellten Ausschnitten 4a der 1 und 2 breiter sind und weiter beabstandet sind, so dass eine stabilere Aufnahme und ein größerer Schwingwinkel der Tilgermassenpaare erfolgen kann. Dementsprechend sind die Öffnungen 3 an ihren Enden dem größeren Schwingwinkel, der einen weiteren Verschwenkwinkel der Stege nach sich zieht, angepasst.
5 zeigt das Fliehkraftpendel mit dem Pendelflansch 2b in Teilansicht. In gleicher Weise kann der Pendelflansch 2c der 4 oder ein mit anderen Abständen und/oder Weiten der Ausschnitte 4 versehener Pendelflansch eingesetzt werden. Die beidseits des Pendelflansches 2b angeordneten und über den Umfang verteilten Tilgermassen 6, 6a, 7, 7a bilden mehrere, vorzugweise vier über den Umfang verteilte Tilgermassenpaare 8, 8a, 8b, die durch die Stege 9, 9a, beispielsweise Nieten, miteinander verbunden sind. Die Stege 9 durchgreifen dabei die Öffnungen 3, die Stege 9a Öffnungen wie sie in 1 als Öffnungen 3c dargestellt sind. Jeweils benachbarte Stege 9 zweier Tilgermassenpaare, beispielsweise der Tilgermassenpaare 8, 8a verlagern sich bei dem Verschwenken dieser in einer Öffnung 3. Der Übersicht halber ist die vordere Tilgermasse des Tilgermassenpaares links nicht dargestellt.
Die Führung und Lagerung der Tilgermassenpaare 8, 8a, 8b gegenüber dem Pendelflansch 2b erfolgt mittels Wälzkörpern 10, die sowohl in den Ausschnitten 4 des Pendelflansches als auch in den jeweils gleichartig in den axial miteinander verbundenen Tilgermassen 6, 6a eingebrachten Ausschnitten abwälzen. Aus der Summe der beiden Profile der Ausschnitte 4, 11 ergibt sich der Weg der Tilgermassen beim Verschwenken und damit die Tilgerfunktion. Das Fliehkraftpendel 1 ist in der Mittelstellung beispielsweise bei stehender Antriebseinheit dargestellt.
6 zeigt das Fliehkraftpendel 1 der 5 in voll ausgelegtem Zustand, beispielsweise während der Kompensation einer Drehmomentspitze. Die hier ersichtlichen Tilgermassen 6, 6a, 7b – die vordere linke Tilgermasse ist wiederum weggelassen – werden entlang der Ausschnitte 4, 11 durch die Wälzkörper 10 verlagert und übergreifen sich dabei radial. Die Stege 9 benachbarter Tilgermassenpaare verlaufen dabei in den entsprechend ausgeschnittenen Öffnungen 3 ohne anzuschlagen.

1: Fliehkraftpendel
2: Pendelflansch
2a: Pendelflansch
2b: Pendelflansch
2c: Pendelflansch
3: Öffnung
3a: Öffnung
3b: Öffnung
3b': Öffnung
3c: Öffnung
3d: Öffnung
3d': Öffnung
4: Ausschnitt
4a: Ausschnitt
4b: Ausschnitt
5: Zwischenbereich
5a: Zwischenbereich
5b: Zwischenbereich
6: Tilgermasse
6a: Tilgermasse
7: Tilgermasse
7a: Tilgermasse
7b: Tilgermasse
8: Tilgermassenpaar
8a: Tilgermassenpaar
8b: Tilgermassenpaar
9: Steg
9a: Steg
10: Wälzkörper
11: Ausschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004011830 A1 [0002]

Claims

Fliehkraftpendel (1) mit einem an einem um eine Drehachse drehenden Pendelflansch (2, 2b, 2c) begrenzt verlagerbar und über den Umfang beidseitig an diesem angeordneten Tilgermassen (6, 6a, 7, 7a 7b), wobei jeweils an dem Pendelflansch (2, 2b, 2c) gegenüber liegende Tilgermassen (6, 6a, 7, 7a, 7b) miteinander mittels Stegen (9, 9a) zu Tilgermassenpaaren (8, 8a, 8b) verbunden sind und die Stege (9, 9a) aus dem Pendelflansch (2, 2b, 2c) ausgenommene Öffnungen (3, 3c) durchgreifen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Öffnung (3) zwei Stege (9) unterschiedlicher Tilgermassenpaare (8, 8a, 8b) aufnimmt.
Fliehkraftpendel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei in Umfangsrichtung betrachtet benachbarte Stege (9) zweier Tilgermassenpaare (8, 8a, 8b) in einer Öffnung (3) aufgenommen werden.
Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (3) einen halbkreisförmigen, nach radial innen geöffneten Ausschnitt bildet.
Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermassenpaare (8, 8a, 8b) gegenüber dem Pendelflansch (2, 2b, 2c) begrenzt in Umfangsrichtung und radial begrenzt verlagerbar sind.
Fliehkraftpendel (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Tilgermassen (6, 6a, 7, 7a, 7b) zueinander in Umfangsrichtung benachbarter Tilgermassenpaare (8, 8a, 8b) abhängig von einem Verlagerungszustand gegenüber dem Pendelflansch (2, 2b, 2c) radial übergreifen.
Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tilgermassen (6, 6a, 7, 7a, 7b) eines Tilgermassenpaares (8, 8a, 8b) zumindest jeweils zwei zueinander fluchtende Ausschnitte (11) aufweisen, in denen Wälzkörper (10) abwälzen, die zugleich in korrespondierenden Ausschnitten (4) des Pendelflansches (2, 2b, 2c) abwälzen.
Fliehkraftpendel (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung benachbarte Öffnungen (3, 3c) und Ausschnitte (4) im Pendelflansch (2, 2b, 2c) einen eineinhalbfachen Abstand der Dicke des Pendelflansches (2, 2b, 2c) aufweisen.
Hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einem in dessen Gehäuse untergebrachten Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Hydrodynamischer Drehmomentwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fliehkraftpendel (1) parallel zu einem Drehschwingungsdämpfer angeordnet ist oder Bestandteil dessen ist.
Zweimassenschwungrad mit einem Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.