DE102011085400A1

DE102011085400A1 - Fliehkraftpendel

Info

Publication number: DE102011085400A1
Application number: DE102011085400A
Authority: DE
Inventors: Parviz Movlazada
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-05-10
Also published as: DE112011103700A5; JP5916745B2; JP2013542387A; DE112011103700B4; WO2012062276A1; US20130239746A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein drehzahladaptives Fliehkraftpendel für eine um eine Achse rotierbare Welle, aufweisend: einen Pendelflansch an welchem wenigstens zwei axial gegenüberliegende und über ein Abstandselement miteinander verbundene Tilgermassen angeordnet sind, wobei die Tilgermassen und/oder der Pendelflansch des Fliehkraftpendels wenigstens einen Ausschnitt aufweisen, in welchem das Abstandselement der Tilgermasse geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausschnitt ab einer neutralen Position durch eine von einem Kreis oder einem Kreissegment abweichende Kurve ausgebildet ist, durch eine Radiuserhöhung des Ausschnitts in einem Bereich ab der neutralen Position und eine Radiusreduzierung des Ausschnitts in dem anderen Bereich ab der neutralen Position, wobei die neutrale Position die Position ist, in welcher das Abstandselement der Tilgermasse bei einem Schwingwinkel des Fliehkraftpendels von 0° den Ausschnitt berührt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel, insbesondere ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von Torsionsschwingungen eines Auftriebstranges, beispielsweise eines Auftriebstranges von Fahrzeugen mit einem Verbrennungsmotor.
Aus dem Stand der Technik, wie er beispielsweise in der DE 198 31 160 A1 offenbart ist, ist ein drehzahladaptiver Schwingungstilger bekannt für eine um eine Achse rotierende Welle. Dabei führt eine Trägheitsmasse des Schwingungstilgers eine rein translatorische Bewegung relativ zu einem Nabenteil aus. Dies wird durch eine auch als parallele bifilare Aufhängung bezeichnete Lagerung erreicht. Da die Trägheitsmasse zudem ein starrer Körper ist, führt jeder der Trägheitsmasse zugeordneten Punkt eine identische Bewegung entlang der durch den jeweiligen Punkt P laufenden Bewegungsbahn B aus.
Es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Fliehkraftpendel bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Fliehkraftpendel gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird drehzahladaptives Fliehkraftpendel bereitgestellt für eine um eine Achse rotierbare Welle, aufweisend: einen Pendelflansch an welchem wenigstens zwei axial gegenüberliegende und über ein Abstandselement miteinander verbundene Tilgermassen angeordnet sind, wobei die Tilgermassen und/oder der Pendelflansch des Fliehkraftpendels wenigstens einen Ausschnitt aufweisen, in welchem das Abstandselement und damit die Tilgermasse geführt ist, wobei der Ausschnitt ab einer neutralen Position durch eine von einem Kreis oder einem Kreissegment abweichende Kurve ausgebildet ist, durch eine Radiuserhöhung des Ausschnitts in einem Bereich ab der neutralen Position und eine Radiusreduzierung des Ausschnitts in dem anderen Bereich ab der neutralen Position, wobei die neutrale Position die Position ist, in welcher das Abstandselement der Tilgermasse bei einem Schwingwinkel des Fliehkraftpendels von 0° den Ausschnitt berührt.
Das Fliehkraftpendel hat den Vorteil, dass durch die Ausbildung des Ausschnitts durch eine von einem Kreis bzw. von einem Kreissegment abweichende Kurve einem Gleiten eines in dem Ausbruch geführten Abstandselement, wie einem Stift oder einer Rolle, entgegengewirkt werden kann und damit einer damit verbundenen Gleitreibung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Radius der Außenkontur und/oder Innenkontur des Ausbruchs in wenigstens einem Abschnitt vergrößert und/oder in wenigstens einem Abschnitt verkleinert ausgebildet ist, wobei der Radius der Außenkontur und/oder Innenkontur insbesondere an einem oder beiden Enden des Ausschnitts vergrößert oder verkleinert ist. Die Außenkontur und die Innenkontur des Ausschnitts können dabei den gleichen Verlauf bzw. Konturverlauf oder einen unterschiedlichen Konturverlauf aufweisen.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Radius der Außenkontur und/oder Innenkontur des Ausschnitts ab einer neutralen Lage oder Punkt in wenigstens einem Abschnitt vergrößert und/oder verkleinert ausgebildet.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Ausschnitt derart ausgebildet, dass mit der Tilgermasse eine translatorische und eine rotatorische Bewegung ausführbar ist, wobei der wenigstens eine Ausschnitt dabei insbesondere einen nicht symmetrischen Verlauf oder Bahnverlauf aufweist. Das bedeutet, dass die Tilgermasse nicht einem symmetrischen Bahnverlauf folgt, sondern einem nicht symmetrischen Bahnverlauf, wie er im Folgenden z. B. in den 2 und 4 gezeigt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung des Prinzips eines erfindungsgemäßen Fliehkraftpendels;
2 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fliehkraftpendels;
3 eine Schnittansicht A-A des Fliehkraftpendels gemäß 1;
4 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fliehkraftpendels;
5 eine Schnittansicht A-A des Fliehkraftpendels gemäß 4;
6 einen Rollausschnitt eines Pendelflansches des erfindungsgemäßen Fliehkraftpendels, wie in 4 gezeigt, und
7 einen zugeordneten Rollausschnitt einer Tilgermasse des erfindungsgemäßen Fliehkraftpendels gemäß 4.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
Das Grundprinzip eines Fliehkraftpendels beruht darauf, dass ein Tilgermassenpaar als ein Pendel mit einem Pendelflansch verknüpft wird. Da das Tilgermassenpaar sich im Fliehkraftfeld befindet, steigt seine Eigenfrequenz proportional zur Drehzahl. Eine Auslegung der Pendelgeometrie macht es möglich, die Eigenfrequenz des Pendels immer einer Motordrehzahlordnung gleich zu halten. Dafür wird der Begriff Tilgerordnung verwendet. Die Tilgerordnung ist q = √ L/l , wobei l die Pendellänge oder der Krümmungsradius der Pendellaufbahn im wellenfesten Koordinatensystem ist und L der Abstand des Krümmungszentrums dieser Laufbahn von der Rotationsachse. Die Tilgerordnung wird auf Basis der Motordrehzahlordnungen k in Abhängigkeit von der Anzahl der Motorzylinder abgestimmt. Beispielweise soll für einen 4-Zylinder-Motor q = 2 sein.
In 1 ist eine schematische Darstellung des Prinzips eines erfindungsgemäßen Fliehkraftpendels 10 gezeigt.
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von Torsionsschwingungen eines Auftriebstrangs, insbesondere eines Auftriebstrangs in einem Fahrzeug, wie z. B. einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Die Erfindung ist aber auf diese Anwendung nicht beschränkt.
Dabei wird ein Fliehkraftpendel 10 bereitgestellt, dessen Tilgerordnungsverlauf abhängig von einem Schwingwinkel konstruktiv regulierbar ist. Außerdem weist das Fliehkraftpendel 10 gleichzeitig die Vorteile einer Trapezanordnung auf, d. h. der Bauraum kann optimal genutzt werden.
Das Fliehkraftpendel 10 weist einen Pendelflansch 12 und mehrere in Paaren angeordnete Tilgermassen 14 auf. Die Pendellänge, der Pendelabstand und der Verdrehwinkel der Tilgermassen sind dabei vom Schwingwinkel abhängig, womit eine Beeinflussung der Tilgerordnung (konstant oder veränderlich) möglich ist. Dabei ist auch ein Verdrehwinkel der Tilgermasse 14 vorgesehen.
Dies wird dadurch erreicht, dass die geometrischen Größen, d. h. der Abstand L des Schwingzentrums und die Schwinglänge l der Tilgermasse und der Verdrehwinkel β der Tilgermasse, abhängig von dem Schwingwinkel φ des Pendels variabel oder konstant sind. Das bedeutet, dass mindestens eine der folgenden Bedingungen 1.)–4.) erfüllt sein muss:

1.) Abstand des Schwingzentrums L = f(φ) wobei f(φ) eine Funktion des Schwingwinkels des Pendels ist oder L = const;
2.) Schwinglänge der Tilgermasse l = f(φ); oder l = const;
3.) Verdrehwinkel der Tilgermasse β = f(φ); β = 0.

Um ein abhängig vom Schwingwinkel φ veränderbares oder konstantes Fliehkraftpendel 10 zu erzielen, müssen diese drei Größen, d. h. der Abstand des Schwingzentrums L, die Schwinglänge der Tilgermasse l und der Verdrehwinkel β der Tilgermasse gezielt über den Schwingwinkel des Tilgermassenpaares φ (Schwerpunkt der Masse) variiert werden. Auf diese Weise wird eine bestimmte Bahnform 18 des Massenschwerpunkts des Pendels 16, wie in 1 gezeigt ist, mit einer entsprechenden Verdrehung der Tilgermasse 14 erzeugt.
Durch eine gezielte Variation kann jede beliebige Bahnform 18 für den Massenschwerpunk mit einer entsprechenden Drehung des Tilgermassenpaares und damit der gewünschte Tilgerordnungsverlauf erzielt werden. Dabei wird die Tilgermasse 14 überlagerte translatorische und rotatorische Bewegungen ausführen, d. h. die Tilgermasse 14 wird sich mit ihrem Schwerpunkt entlang einer Bahn 18 bewegen und sich gleichzeitig um den eigenen Schwerpunkt drehen.
Prinzipiell gesehen können die Bewegungen der Tilgermasse 14 durch die Bewegungsbahnen von zwei Punkten 20, 22 der Tilgermasse 14, deren Lage (x_Li, y_Li; x_Ri, Y_Ri) durch die Geometriegrößen H und B bestimmt ist, erzielt werden. H ist dabei der Abstand des ersten bzw. zweiten Punktes 20, 22 der Tilgermasse 14 von dem Schwingzentrum 24, hier der Drehachse der Pendelscheibe bzw. des Pendelflansches 12 (in 1 Mittelpunkt der Scheibe). B ist der Abstand der beiden Punkte 20, 22 voneinander. Die Punkte 20, 22 weisen dabei in 1 beispielsweise jeweils den gleichen Abstand zu der Mittelachse 26 auf, welche durch das Schwingzentrum 24 verläuft oder mit anderen Worten, die beiden Punkte 20, 22 sind symmetrisch zu Mittelachse 26. Die jeweilige Bewegungsbahn 28 bzw. 30 des Punktes 20 bzw. 22 ist dabei nicht symmetrisch bzw. verläuft nicht symmetrisch. Aufgrund dieses asymmetrischen oder nicht symmetrischen Verlaufs der jeweiligen Bewegungsbahn 28 bzw. 30 des Punktes 20 bzw. 22 der Tilgermasse 14, führt die Tilgermasse 14 überlagerte translatorische und rotatorische Bewegungen aus. Die Ausschnitte oder Rollausschnitte in einer Tilgermasse 14 und/oder einem Pendelflansch 12 zeichnen den nicht symmetrischen Verlauf der Bewegungsbahn nach. Dies gilt auch für die in 4 gezeigten Ausschnitte oder Rollausschnitte.
Dabei werden die Koordinaten x_Li, y_Li; x_Ri, Y_Ri der Bewegungsbahnen 28, 30 der beiden Punkte 20, 22 der Tilgermasse 14 in 1 beispielsweise folgenderweise berechnet: x_Ri = 0,5B(cosβ_i – 1) + l_isinφ_i + (H – Y_S)sinβ_i x_Li = 0,5B(1 – cosβ_i) + l_isinφ_i + (H – Y_S)sinβ_i y_Ri = 0,5Bsinβ_i – L_i – l_icosφ_i – (H – Y_S)cosβ_i + H y_Li = 0,5Bsinβ_i + L_i + l_icosφ_i + (H – Y_S)cosβ_i – H
Dabei gilt:

φ_i: – Schwingwinkel des Pendels
β_i: – Verdrehwinkel der Masse bzw. Tilgermasse (Masseelement)
Y_s: – Schwerpunktabstand der Masse (Masseelement)
L_i: – Abstand des Schwingzentrums
l_i: – Schwinglänge der Masse bzw. Tilgermasse (Masseelement)
H: Abstand des ersten bzw. zweiten Punktes der Tilgermasse von dem Schwingzentrum
B: Abstand des ersten und zweiten Punktes voneinander

Eine konstante Tilgerordnung q = konstant des Fliehkraftpendels 10 liegt dann vor, wenn die Bahn 18 des Massenschwerpunkts eines Tilgermassenpaares ein Kreissegment ist, d. h. wenn gilt L = konstant und l = konstant. Die Massenverdrehung β ist vom Schwingwinkel φ abhängig:
Dieser Sonderfall liefert eine konstante Tilgerordnung.
In 2 ist ein Ausschnitt eines Fliehkraftpendels 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Wie in 2 dargestellt ist, ist ein Pendelflansch 12 gezeigt, auf welchem wenigstens ein oder mehrere Paare von Tilgermassen 14 angeordnet sind.
In dem Ausschnitt in 2 ist eine Tilgermasse 14 auf dem Pendelflansch 12 angeordnet. Wie zuvor mit Bezug auf 1 beschrieben, können prinzipiell gesehen die Bewegungen der Tilgermasse 14 durch die Bewegungsbahnen 28, 30 von zwei Punkten 20, 22 der Tilgermasse 14, deren Lage durch die Geometriegrößen H und B bestimmt ist, erzielt werden. Wie in 2 gezeigt ist, sind nun den Bewegungsbahnen 28, 30 entsprechende Ausschnitte oder Rollausschnitte 32 in dem Pendelflansch 12 ausgebildet.
Bei der ersten Ausführungsform ist auf gegenüberliegenden Seiten des Pendelflansches 12 jeweils eine Tilgermasse 14 angeordnet. Die zwei Tilgermassen 14 sind dabei mittels zweier Stifte 34 und darauf gelagerten Lagern 36 in Rollausschnitten des Pendelflansches aufgehängt. Ein Stift 34 und sein Lager 36 bilden dabei ein Abstandselement zum Aufhängen und Führen der Tilgermasse 14 in dem jeweiligen Ausschnitt 32. Die Lager 36 haben den Vorteil, dass sie im Wesentlichen eine Rollreibung statt einer Gleitreibung verursachen. Das Vorsehen der Lager 36 ist dabei ein optionales Merkmal. Die Stifte 34 verbinden die zwei Tilgermassen zu einem Tilgermassenpaar. Wie zuvor beschrieben, haben die Ausschnitte 32 oder Aussparungen auf dem Pendelflansch 12 hierbei die Gestalt oder Form der Bewegungsbahnen 28, 30 für zwei Punkte 20, 22 der Tilgermasse 14, wie sie zuvor anhand von 1 beschrieben wurde. Der Verlauf der Bewegungsbahn 18 des Massenschwerpunkts der Tilgermasse 14 ist in 1 ebenfalls eingezeichnet, sowie die Mittelachse 26, durch welche das Schwingzentrum 24 verläuft. Das Abstandselement bzw. hier eine Kombination von Stift und Lager weist vorzugsweise einen kleineren Durchmesser auf als die Breite des jeweiligen Ausschnitts 32 in welchem es aufgenommen ist, da dies sonst zu unerwünschter Reibung führen könnte.
In 3 ist dabei ein Schnitt A-A durch das Fliehkraftpendel 10 gemäß 2 gezeigt. Dabei ist auf beiden Seiten des Pendelflansches 12 oder der Pendelscheibe eine jeweilige Tilgermasse 14 vorgesehen. Wie zuvor in 2 gezeigt, weist der Pendelflansch 12 zwei Ausschnitte 32 auf, die die Gestalt der Bewegungsbahnen 28, 30 für zwei Punkte 20, 22 der Tilgermasse 14 aufweisen bzw. deren Verlauf folgen. Ein Stift 34 ist dabei in dem jeweiligen Ausschnitt 32 aufgenommen und weist ein Lager 36 auf. Das Lager 36 kann beispielsweise ein Wälzlager, ein Rollenlager oder ein Gleitlager sein, um drei Beispiele zu nennen. Des Weiteren sind die Stifte 34 in dem in 3 gezeigten Beispiel auf beiden Seiten jeweils mit einer Tilgermasse 14 verbunden.
In 4 ist ein Ausschnitt eines Fliehkraftpendels 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Wie in 4 dargestellt ist, ist ein Pendelflansch 12 gezeigt, auf welchem wenigstens ein oder mehrere Paare von Tilgermassen 14 angeordnet sind. Bei der zweiten Ausführungsform sind die Tilgermassen 14 in Ausschnitten 32 oder Aussparungen an der jeweiligen Tilgermasse 14 und dem Pendelflansch 12 mittels Rollen 38 als Abstandselemente aufgehängt. Die Abstandselemente bzw. Rollen 38 weisen dabei vorzugsweise einen kleineren Durchmesser auf als die Breite des jeweiligen Ausschnitts 32 in welchem sie aufgenommen sind.
Einem Ausschnitt 32 der Tilgermasse 14 ist dabei ein Ausschnitt 32 des Pendelflansches 12 zugeordnet, wobei beide Ausschnitte 32 über einander angeordnet sind. Wie in 4 gezeigt ist, sind nun der jeweilige Ausschnitt 32 am Pendelflansch 12 und der zugeordnete Ausschnitt 32 an der Tilgermasse 14 derart zueinander angeordnet, dass die jeweilige Rolle 38, welche in den beiden Ausschnitten 32 geführt ist, den jeweiligen Ausschnitt 32 des Pendelflansches 12 bzw. der Tilgermasse 14 in einer neutralen Position bzw. Lage 33, d. h. bei einem Schwingwinkel φ = 0°, berührt (s. h. auch nachfolgende 6 und 7). Dabei können der jeweilige Ausschnitt 32 am Pendelflansch 12 und der zugeordnete Ausschnitt 32 an der Tilgermasse 14 derart zueinander angeordnet werden, wie im Nachfolgenden anhand der 6 und 7 noch näher erläutert wird, dass jeweilige Bereiche 39 der Ausschnitte 32 des Pendelflansches 12 und der Tilgermasse 14, deren Radius R_S bzw. R_m in diesem Bereich ab der neutralen Position bzw. Lage 33 vergrößert ist, einander gegenüberliegen. Entsprechend liegen jeweilige Bereiche 40 der Ausschnitte 32 des Pendelflansches 12 und der Tilgermasse 14 deren Radius R_S bzw. R_m in diesem Bereich ab der neutralen Position bzw. Lage 33 verkleinert ist, einander gegenüber.
In 4 befindet sich dabei beispielsweise ebenfalls eine Tilgermasse 14 auf beiden Seiten des Pendelflansches 12, wobei in 4 die Tilgermasse 14 auf der Vorderseite des Pendelflansches 12 gezeigt ist. Die Tilgermasse mit ihren beiden Ausschnitten auf der Rückseite des Pendelflansches 12 ist dabei entsprechend der Tilgermasse 12 und deren Ausschnitten auf der Vorderseite angeordnet.
Das Fliehkraftpendel bzw. die Schwingungstilgeranordnung 10 mit regulierbarem Tilgerordnungsverlauf kann sowohl mit einfachen Rollen als auch beispielsweise mit Stufenrollen realisiert werden.
Um das Gleiten an den Rollpaaren 38 zu minimieren oder zu vermeiden sind die Ausschnitte oder Rollausschnitte 32 auf der jeweiligen Tilgermasse 14 und dem Pendelflansch 12 durch von einem Kreissegment oder einer Kreisform abweichende Kurven ausgebildet. Die Rollausschnitte 32 auf der Masse 14 und dem Pendelflansch 12 sind beispielsweise ab der neutralen Lage oder ab der neutralen Position 33, durch Radiuserhöhungen und Radiusverkleinerungen R_mΔ bzw. R_sΔ von einer von einem Kreis oder Kreissegment abweichenden Kurven gebildet, wie im Folgenden auch in den 6 und 7 gezeigt ist. In 4 befinden sich die Rollenpaare 38 jeweils in der neutralen Position 33 in welcher der Schwingwinkel φ = 0° ist. Dabei ist ein Bereich 40 oder eine Seite des Ausschnitts 32 des Pendelflansches 12 bzw. der Tilgermasse 14 ab der neutralen Position 33, durch eine Radiusverkleinerung von einer von einem Kreis oder Kreissegment abweichenden Kurve ausgebildet und in dem anderen Bereich 39 oder auf der anderen Seite des Ausschnitts 32 des Pendelflansches 12 bzw. der Tilgermasse 14 ab der neutralen Position 33, durch eine Radiusvergrößerung von einer von einem Kreis oder Kreissegment abweichenden Kurve ausgebildet.
Die Außenkontur 35 der Tilgermasse 14 ist beispielsweise durch das Kreissegment mit dem Zentrum in der Flanschmitte und mit dem Radius r_o = R_max – c1 gebildet, wobei z. B. c1 ≥ 0. Die Innenkontur 37 ist beispielsweise durch das Kreissegment mit dem Radius r_u = R_min + c2 gebildet, wobei z. B. c2 ≥ 0. Die Seitenkontur ist beispielsweise ein gerader Linienabschnitt, der parallel zur Teilungsachse Y und im Abstand c dazu liegt, wie in 4 gezeigt ist, wobei z. B. c > 0 ist.
Es gilt hierbei in 4:

R_max: – maximaler Radius von einem vorhandenem Bauraum,
R_min: – minimaler Radius von einem vorhandenem Bauraum,
Y: – Teilungsachse mit Teilungswinkel γ = 360°/2n,
n: – Teilung n > 0

In den 6 und 7 ist ein Ausführungsbeispiel für einen Ausschnitt 32 oder Rollausschnitt 32 für eine Tilgermasse 14 und einen Pendelflansch 12 gezeigt. Genauer gesagt zeigt 6 den jeweiligen Ausschnitt 32 des Pendelflansches des Fliehkraftpendels in 4 und 7 den jeweiligen zugeordneten Ausschnitt 32 der Tilgermasse des Fliehkraftpendels in 4. Wie zuvor bereits beschrieben wurde, können, um das Gleiten an den Rollpaaren 38 zu minimieren oder zu vermeiden, Rollausschnitte 32 durch von einem Kreis abweichende Kurven ausgebildet werden. Die Rollausschnitte 32 auf einer Tilgermasse 14 und einem Pendelflansch 12 können beispielsweise ab einer neutralen Lage oder Position 33 bei welcher der Schwingwinkel φ = 0° ist durch Radiuserhöhungen und Radiusverkleinerungen R_mΔ bzw. R_sΔ, wie in den 6 und 7 gezeigt ist, von einer von einem Kreis oder Kreissegment abweichenden Kurven gebildet werden. Unter einer Radiusverkleinerung oder Radiusvergrößerung wird beispielsweise eine mit dem Abstand von der neutralen Lage lineare Zunahme oder Abnahme des Radius verstanden. Anstelle einer linearen Zunahme oder Abnahme kann auch ein anderes Verhalten gewählt werden, mit dem der Radius mit dem Abstand von der neutralen Lage größer oder kleiner wird. Wie in 4 gezeigt ist, können die Ausschnitte 32 des Pendelflansches 12 spiegelbildlich zueinander angeordnet werden. Genauer gesagt können die beiden Ausschnitte 32 des Pendelflansches spiegelbildlich zu der Mittelachse 26 durch das Schwingzentrum 24 angeordnet werden. Entsprechend können auch die beiden Ausschnitte 32 der jeweiligen Tilgermasse 14 spiegelbildlich zueinander angeordnet werden, d. h. spiegelbildlich zu der Mittelachse 26 durch das Schwingzentrum 24.
Es gilt hierbei in den 6 und 7:

R_s: – Radius des Ausschnitts oder der Aussparung am Flansch,
R_m: – Radius des Ausschnitts oder der Aussparung an der Masse bzw. Masseelements,

Bei dem in 6 gezeigten Rollausschnitt 32 des Pendelflansches des Fliehkraftpendels, wie es in 4 gezeigt ist, wird auf beiden Seiten bzw. rechter und linker Bereich von der neutralen Position 33, bei welcher der Schwingwinkel φ = 0° ist und der Radius R_S, einmal der Radius R_S des Rollausschnitts 32 vergrößert und einmal verkleinert. Genauer gesagt wird auf einer Seite bzw. in einem Bereich 39 ab der neutralen Position 33 der Radius bzw. hier Außenradius R_s des Rollausschnitts 32 vergrößert, hier um einen Betrag R_sΔ2, so dass gilt R_s + R_sΔ2. Auf der anderen Seite bzw. in dem anderen Bereich 40 wird ab der neutralen Position 33 der Radius bzw. hier Außenradius R_s des Rollausschnitts 32 verkleinert, dabei um einen Betrag R_sΔ1, so dass gilt R_s – R_sΔ1. Entsprechendes gilt auch für den Innenradius R_si des Rollausschnitts 32. Der Innenradius R_si des Rollausschnitts 32 wird wie der Außenradius R_S um denselben Betrag ab einer neutralen Position 33 in einem Bereich 39 vergrößert und in dem anderen Bereich 40 ab der neutralen Position 33 wie der Außenradius R_s um denselben Betrag (in 6 R_si – R_siΔ) verkleinert.
Bei dem in 7 gezeigten Rollausschnitt 32 der Tilgermasse des Fliehkraftpendels, wie es in 4 gezeigt ist, wird auf beiden Seiten bzw. im rechten und linken Bereich von der neutralen Position 33, bei welcher der Schwingwinkel φ = 0° ist und der Radius R_m, einmal der Radius R_m des Rollausschnitts 32 vergrößert und einmal verkleinert. Das heißt es wird in dem einen Bereich 39 ab der neutralen Position 33 der Radius bzw. hier Außenradius R_m des Rollausschnitts 32 vergrößert, hier um einen Betrag R_mΔ2, so dass gilt R_m + R_mΔ2. In dem anderen Bereich 40 wird ab der neutralen Position 33 der Radius bzw. hier Außenradius R_m des Rollausschnitts 32 verkleinert, dabei um einen Betrag R_mΔ1, so dass gilt R_m – R_mΔ1. Entsprechendes gilt auch für den Innenradius R_mi des Rollausschnitts 32. Der Innenradius R_mi des Rollausschnitts 32 wird wie der Außenradius R_m um denselben Betrag ab einer neutralen Position 33 in dem einen Bereich 39 vergrößert und in dem anderen Bereich 40 ab der neutralen Position 33 wie der Außenradius R_m um denselben Betrag (in 7 R_mi – R_miΔ1) verkleinert.
Der Betrag R_m,SΔ1 um welchen der Radius R_m bzw. R_S des Rollausschnitts 32 der Tilgermasse bzw. des Pendelflansches verkleinert wird kann gleich oder ungleich dem Betrag R_m,SΔ2 sein, um welchen der Radius R_m bzw. R_S des Rollausschnitt 32 der Tilgermasse bzw. des Pendelflansches vergrößert wird, d. h. es gilt R_m,SΔ1 = R_m,SΔ2 oder R_m,SΔ1 ≠ R_m,SΔ2. bzw^. R_mi,SiΔ1 = R_mi,SiΔ2 oder R_mi,SiΔ1 ≠ R_mi,SiΔ2.
Wie zuvor in 4 gezeigt, sind nun der jeweilige Rollausschnitt 32 am Pendelflansch 12 und der zugeordnete Rollausschnitt 32 an der Tilgermasse 14 derart zueinander angeordnet, dass die Rolle 38, welche in den beiden Rollausschnitten 32 geführt ist, den jeweiligen Rollausschnitt des Pendelflansches bzw. der Tilgermasse bei einem Schwingwinkel φ = 0° in der neutralen Position 33 berührt (s. h. auch 6 und 7). Dabei können der jeweilige Rollausschnitt 32 am Pendelflansch 12 und der zugeordnete Rollausschnitt 32 an der Tilgermasse 14 derart zueinander angeordnet werden, wie insbesondere zuvor in 4 gezeigt ist, dass die Bereiche 39 der Rollausschnitte 32 des Pendelflansches 12 und der Tilgermasse 14, deren Radius R_S bzw. R_m in diesen Bereichen 39 ab der neutralen Position bzw. Lage 33 vergrößert ist, einander gegenüberliegen. Entsprechend liegen die Bereiche 40 der Rollausschnitte 32 des Pendelflansches 12 und der Tilgermasse 14 deren Radius R_S bzw. R_m in diesemn Bereichen 40 ab der neutralen Position bzw. Lage 33 verkleinert ist, einander gegenüber. Ebenso wie die Ausschnitte 32 des Pendelflansches und der Tilgermasse in den 4 bis 7, kann auch ein jeweiliger Ausschnitt 32 beispielsweise des Pendelflansches in 2 ab einer neutralen Lage (Schwingwinkel φ = 0°) durch Radiuserhöhungen und Radiusverkleinerungen R_mΔ bzw. R_sΔ von einer von einem Kreis oder Kreissegment abweichenden Kurven gebildet werden.
Die Konstruktion einer Schwingungstilgeranordnung bzw. eines Fliehkraftpendels kann z. B. durch vorzugsweise wenigstens einen der folgenden Punkte gekennzeichnet werden:

– die Schwinglänge ist abhängig von Schwingwinkel variabel oder konstant;
– der Abstand des Schwingzentrums ist abhängig von Schwingwinkel variabel oder konstant;
– der Verdrehwinkel der Tilgermasse ist abhängig von Schwingwinkel variabel oder konstant;
– dem gewünschten Tilgerordnungsverlauf entspricht eine bestimmte Bahnform des Massenschwerpunktes mit einem bestimmten Verdrehungsverlauf der Tilgermasse;
– die Bahnform und die Verdrehung des Massenschwerpunktes wird durch Bahnen von beispielsweise zwei Punkten der Tilgermasse erzielt;
– die Tilgermassen sind z. B. mittels zweier Stifte und darauf gelagerter Lager in den Rollausschnitten z. B. der Pendelscheibe bzw. des Pendelflansches aufgehängt, wobei die Ausschnitte in der Pendelscheibe bzw. in dem Pendelflansch die Gestalt oder den Verlauf der Bahnformen der zwei Punkte der Tilgermasse haben.
– die Tilgermassen sind z. B. mittels Rollen in den Rollausschnitten der Pendelscheibe bzw. des Pendelflansches aufgehängt, beispielsweise mittels zweier Rollen;
– Die Ausschnitte oder Rollausschnitte sind dabei z. B. durch eine jeweils von einem Kreis oder Kreissegment abweichende Kurven gebildet.
– Der jeweilige Ausschnitt oder Rollausschnitt ist jeweils nicht symmetrisch bzw. er verläuft entlang einer nicht symmetrischen Bahn bzw. Bewegungsbahn.

Wie zuvor beschrieben, wird ein Fliehkraftpendel oder eine Schwingertilgungseinrichtung oder -anordnung vorgeschlagen, bei welcher der gewünschte Tilgerordnungsverlauf durch eine bestimmte Bahnform und einen Verdrehungsverlauf des Massenschwerpunktes erzielt wird und das wiederum durch die Variation von Geometriegrößen über den Schwingwinkel. Die vorliegenden Ausführungsformen, wie zuvor anhand der 1 bis 7 beschrieben, können dabei auch miteinander kombiniert werden, insbesondere einzelne Merkmale davon.
Bezugszeichenliste

10: Schwingungstilgereinrichtung
12: Pendelflansch
14: Tilgermasse
16: Pendel
18: Bahn
20: Punkt
22: Punkt
24: Schwingzentrum
26: Mittelachse
28: Bewegungsbahn (Punkt 20)
30: Bewegungsbahn (Punkt 22)
32: Ausschnitt
33: neutrale Lage oder Position
34: Stift
35: Außenkontur
36: Lager
37: Innenkontur
38: Rolle
39: Bereich des Ausschnitts mit vergrößertem Radius
40: Bereich des Ausschnitts mit verkleinertem Radius

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19831160 A1 [0002]

Claims

Fliehkraftpendel (10) für eine um eine Achse rotierbare Welle, aufweisend: einen Pendelflansch (12) an welchem wenigstens zwei axial gegenüberliegende und über ein Abstandselement (34, 36, 38) miteinander verbundene Tilgermassen (14) angeordnet sind, wobei die Tilgermassen (14) und/oder der Pendelflansch (12) des Fliehkraftpendels (10) wenigstens einen Ausschnitt (32) aufweisen, in welchem das Abstandselement der Tilgermasse (14) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausschnitt (32) ab einer neutralen Position (33) durch eine von einem Kreis oder einem Kreissegment abweichende Kurve ausgebildet ist, durch eine Radiuserhöhung des Ausschnitts (32) in einem Bereich (39) ab der neutralen Position (33) und eine Radiusreduzierung des Ausschnitts (32) in dem anderen Bereich ab der neutralen Position (33).
Fliehkraftpendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Tilgermassen (14) und der Pendelflansch (12) des Fliehkraftpendels (10) jeweils den wenigstens einen Ausschnitt (32) aufweisen, wobei der Ausschnitt (32) des Pendelflansches (12) zu dem jeweiligen Ausschnitt (32) der Tilgermasse (14) derart angeordnet ist, dass der Bereich (39) des Ausschnitts der Pendelflansches (12), welcher ab der neutralen Position (33) eine Radiuserhöhung aufweist gegenüber dem Bereich (40) des Ausschnitts (32) der Tilgermasse (14) liegt, der ab der neutralen Position (33) eine Radiusreduzierung aufweist.
Fliehkraftpendel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Tilgermassen (14) und der Pendelflansch (12) des Fliehkraftpendels (10) jeweils zwei Ausschnitte (32) aufweisen, wobei insbesondere die beiden Ausschnitte (32) des Pendelflansches (12) zueinander spiegelbildlich angeordnet sind und die beiden Ausschnitte (32) der jeweiligen Tilgermasse (14) zueinander spiegelbildlich angeordnet sind.
Fliehkraftpendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelflansch (12) zwei Ausschnitte (32) aufweist, wobei die jeweilige Bewegungsbahn (28, 30) zweier Punkte (20, 22) der Tilgermasse (14) in den Ausschnitten (32) durch die folgenden Gleichungen bestimmbar ist: x_Ri = 0,5B(cosβ_i – 1) + l_isinφ_i + (H – Y_S)sinβ_i x_Li = 0,5B(1 – cosβ_i) + l_isinφ_i + (H – Y_S)sinβ_i y_Ri = 0,5Bsinβ_i – L_i – l_icosφ_i – (H – Y_S)cosβ_i + H y_Li = 0,5Bsinβ_i + L_i + l_icosφ_i + (H – Y_S)cosβ_i – H Dabei gilt: φ_i – Schwingwinkel des Pendels β_i – Verdrehwinkel der Masse bzw. Tilgermasse (Masseelement) Y_s – Schwerpunktabstand der Masse (Masseelement) L_i – Abstand des Schwingzentrums l_i – Schwinglänge der Masse bzw. Tilgermasse H Abstand des ersten bzw. zweiten Punktes der Tilgermasse von dem Schwingzentrum B Abstand des ersten und zweiten Punktes voneinander.
Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement (34, 38) ein Stiftelement (34), eine Rolle (38) oder eine Stufenrolle (38) ist.
Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement (34, 38) ein zusätzliches Lager (36) aufweist.
Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausschnitt (32) derart ausgebildet ist, dass mit der Tilgermasse (14) eine translatorische und eine rotatorische Bewegung ausführbar ist, wobei der wenigstens eine Ausschnitt (32) insbesondere einen nicht symmetrischen Verlauf oder Bahnverlauf aufweist.
Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdrehwinkel (β) der Tilgermasse (14) und/oder ein Abstand (L) eines Schwingzentrums (24) des Fliehkraftpendels (10) und/oder eine Schwinglänge (l) der Tilgermasse (14) abhängig von einem Schwingwinkel (φ) des Fliehkraftpendel (10) vorgesehen sind.
Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Abstandselements (34, 36, 38) kleiner ist als die Breite des Ausschnitts (32) in welchem das Abstandselement (34, 36, 38) geführt ist.
Triebstrang, insbesondere eines Fahrzeugs, welcher ein Fliehkraftpendel (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.