DE102011085983A1

DE102011085983A1 - Fliehkraftpendeleinrichtung

Info

Publication number: DE102011085983A1
Application number: DE102011085983A
Authority: DE
Inventors: Eugen Kremer; Parviz Movlazada; Thorsten Krause
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2031-11-10
Also published as: DE102011085983B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit axial beidseitig an einem um eine Drehachse drehbaren Pendelmassenträger angeordneten und ein Pendelmassenpaar bildenden Pendelmassen, wobei die Pendelmassen zur Bildung des Pendelmassenpaares mit Hilfe von wenigstens einem durch einen Ausschnitt in dem Pendelmassenträger durchgreifenden Befestigungselement miteinander befestigt sind und wobei das Pendelmassenpaar einen Pendelmassenschwerpunkt aufweist und mit Hilfe von wenigstens einem Abrollelement entlang einer durch Aussparungen in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen gebildeten und durch eine Pendelmassenradiusposition in Bezug auf die Drehachse und einen Auslenkungswinkel beschreibbaren Pendellaufbahn gegenüber dem Pendelmassenträger begrenzt verschenkbar ist und wobei das Pendelmassenpaar während seiner Bewegung entlang der Pendellaufbahn um den Pendelmassenschwerpunkt um einen Verdrehwinkel verdrehbar ist und der Verdrehwinkel an jedem Punkt der Pendellaufbahn gleich dem Auslenkungswinkel ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Aus der DE 10 2008 057 647 ist eine in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs angeordnete Fliehkraftpendeleinrichtung mit axial beidseitig an einem um eine Drehachse drehbaren Pendelmassenträger angeordneten und ein Pendelmassenpaar bildenden Pendelmassen bekannt. Die Fliehkraftpendeleinrichtung weist eine von der Drehzahl des Pendelmassenträgers abhängige Eigenfrequenz auf und dient der Tilgung von durch eine Brennkraftmaschine verursachten Drehschwingungen in dem Antriebsstrang. Dabei ist die Eigenfrequenz über einen Faktor, genannt Tilgungsordnung, mit der Drehzahl verknüpft.
Die Pendelmassen sind zur Bildung des Pendelmassenpaares mit Hilfe von wenigstens einem durch einen Ausschnitt in dem Pendelmassenträger durchgreifenden Befestigungselement miteinander befestigt. Das Pendelmassenpaar weist einen Pendelmassenschwerpunkt auf und ist mit Hilfe von zwei Abrollelementen entlang einer durch Aussparungen in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen gebildeten Pendellaufbahn gegenüber dem Pendelmassenträger begrenzt verschenkbar. Die Pendellaufbahn wird dabei durch eine Pendelmassenradiusposition in Bezug auf die Drehachse und einen Auslenkungswinkel beschrieben wobei die Bewegung des Pendelmassenpaars entlang der Pendellaufbahn translatorisch ist, das bedeutet es erfolgt keine Drehbewegung des Pendelmassenpaars um den Pendelmassenschwerpunkt.
Aus der unter der Anmeldenummer laufenden DE 10 2010 018 768.2 ist ferner eine Fliehkraftpendeleinrichtung bekannt, bei der das Pendelmassenpaar während seiner Bewegung entlang der Pendellaufbahn um den Pendelmassenschwerpunkt um einen Verdrehwinkel verdrehbar ist. Dadurch kann eine bessere Tilgungswirkung der Fliehkraftpendeleinrichtung gegenüber der Fliehkraftpendeleinrichtung mit ausschließlich translatorisch sich bewegenden Pendelmassen erreicht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Tilgungswirkung der Fliehkraftpendeleinrichtung zu verbessern und insbesondere eine von dem Auslenkungswinkel unabhängige Tilgungsordnung zu erzielen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Entsprechend wird eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit axial beidseitig an einem um eine Drehachse drehbaren Pendelmassenträger angeordneten und ein Pendelmassenpaar bildenden Pendelmassen vorgeschlagen, wobei die Pendelmassen zur Bildung des Pendelmassenpaares mit Hilfe von wenigstens einem durch einen Ausschnitt in dem Pendelmassenträger durchgreifenden Befestigungselement miteinander befestigt sind und wobei das Pendelmassenpaar einen Pendelmassenschwerpunkt aufweist und mit Hilfe von wenigstens einem Abrollelement entlang einer durch Aussparungen in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen gebildeten und durch eine Pendelmassenradiusposition in Bezug auf die Drehachse und einen Auslenkungswinkel beschreibbaren Pendellaufbahn gegenüber dem Pendelmassenträger begrenzt verschenkbar ist und wobei das Pendelmassenpaar während seiner Bewegung entlang der Pendellaufbahn um den Pendelmassenschwerpunkt um einen Verdrehwinkel verdrehbar ist. Vorzugsweise ist der Verdrehwinkel an jedem Punkt der Pendellaufbahn gleich dem Auslenkungswinkel. Der Verdrehwinkel wird dabei derart entlang der Pendellaufbahn ausgelegt, dass sich für die Fliehkraftpendeleinrichtung eine vom Auslenkungswinkel unabhängige, möglichst konstante Tilgerordnung während der Bewegung entlang der Pendellaufbahn ergibt und/oder eine möglichst optimale Tilgungswirkung zur Tilgung von Drehschwingungen erreicht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Pendellaufbahn eine Kreisbogenform auf, mit einem konstanten Krümmungsradius. Auch kann die Pendellaufbahn eine von der Kreisbogenform abweichende Gestalt aufweisen, gekennzeichnet durch wenigstens zwei voneinander verschiedene Krümmungsradien.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Pendelmassenradiusposition entlang der Pendellaufbahn veränderlich.
Auch umfasst die Erfindung im Speziellen einen Torsionsschwingungsdämpfer mit einem Dämpfereingangsteil und einem gegen die Wirkung von Energiespeicherelementen gegenüber dem Dämpfereingangsteil begrenzt verdrehbaren Dämpferausgangsteil und gegebenenfalls wenigstens einem wirksam zwischen Dämpfereingangsteil und Dämpferausgangsteil angeordneten und mit diesen über weitere Energiespeicherelemente koppelbaren Dämpferzwischenteil mit einer an dem Dämpfereingangsteil oder dem Dämpferzwischenteil oder dem Dämpferausgangsteil angeordneten Fliehkraftpendeleinrichtung nach einer oder mehreren der voranstehend erläuterten Ausführungsformen.
Vorzugsweise kann der Torsionsschwingungsdämpfer als Zweimassenschwungrad ausgebildet sein. Auch kann der Torsionsschwingungsdämpfer in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer nasslaufenden Kupplungseinrichtung angeordnet sein.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Abbildungen, bei deren Darstellung zugunsten der Übersichtlichkeit auf eine maßstabsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde. Alle erläuterten Merkmale sind nicht nur in der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen beziehungsweise in Alleinstellung anwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
1: Halbquerschnitt eines Torsionsschwingungsdämpfers mit angeordneter Fliehkraftpendeleinrichtung nach dem Stand der Technik.
2: Dreidimensionale Seitenansicht einer Fliehkraftpendeleinrichtung nach dem Stand der Technik.
3: Prinzipdarstellung des Bewegungsvorgangs einer Fliehkraftpendeleinrichtung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
In 1 ist ein Halbquerschnitt eines um eine Drehachse 100 drehbaren Torsionsschwingungsdämpfers 10 mit angeordneter Fliehkraftpendeleinrichtung 12 nach dem Stand der Technik gezeigt. An dem Dämpfereingangsteil 14 des Torsionsschwingungsdämpfers 10 ist ein Reiblamellenträger 16 in Funktion eines Kupplungsausgangs einer beispielsweise nass laufenden oder trocken laufenden Kupplungseinrichtung angeordnet. Die Kupplungseinrichtung kann beispielsweise als Wandlerüberbrückungskupplung und vorzugsweise als Mehrscheiben-Lamellenkupplung ausgeführt sein. Der Torsionsschwingungsdämpfer 10 ist dabei wirksam zwischen dem Kupplungsausgang und einer Abtriebsnabe 18 eingebunden, wobei die Abtriebsnabe 18 über eine Verzahnung 20 mit einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist.
Das Dämpfereingangsteil 14 ist radial innen auf der Abtriebsnabe 18 zentriert und axial gesichert aufgenommen und umgreift mit seinem radial äußeren Abschnitt erste Energiespeicherelemente 22, beispielsweise Schraubenfedern wie Druckfedern oder Bogenfedern, die das Dämpfereingangsteil 14 mit einem Dämpferzwischenteil 24 wirksam verbinden, wobei das Dämpferzwischenteil 24 gegenüber dem Dämpfereingangsteil 14 begrenzt verdrehbar ist. Das Dämpferzwischenteil 24 wiederum ist über die Wirkung radial weiter innen liegender zweiter Energiespeicherelemente 26, beispielsweise Schraubenfedern wie Druckfedern oder Bogenfedern gegenüber einem Dämpferausgangsteil 28 begrenzt verdrehbar. Das Dämpferausgangsteil 28 ist mit der Abtriebsnabe 18 drehfest verbunden, beispielsweise mit Hilfe einer Schweißverbindung, kann aber auch mit diesem vernietet, verstemmt oder verschraubt sein.
Das Dämpferzwischenteil 24 besteht aus zwei axial beabstandeten Scheibenteilen 30, 32, die das Dämpferausgangsteil 28 axial umschließen und die mit Hilfe eines hier nicht dargestellten Befestigungsmittels, wie Abstandsbolzen oder Abstandsniet miteinander drehfest verbunden sind. Dabei kann das durch einen Ausschnitt in dem Dämpferausgangsteil 28 greifende Befestigungsmittel in Verbindung mit dem Ausschnitt eine Verdrehwinkelbegrenzung zwischen Dämpferzwischenteil 24 und Dämpferausgangsteil 28 bewirken. Das eine Scheibenteil 32 ist dabei radial nach außen zur Ausbildung eines Pendelmassenträgers 34 verlängert. Der Pendelmassenträger 34 ist hier integraler Bestandteil des Scheibenteils 32, kann aber auch als separates Bauteil an diesem drehfest oder begrenzt verdrehbar befestigt sein. Das Scheibenteil 32 ist radial innen mit einer Turbinennabe 36 drehfest verbunden wobei die Turbinennabe 36 der Anbindung und Abstützung eines Turbinenrads eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers dient. Die Turbinennabe 36 ist auf der Abtriebsnabe 18 zentriert und gegenüber dieser drehbar angeordnet.
Der Pendelmassenträger 34 nimmt in einem radial äußeren Abschnitt zwei axial gegenüberliegende und beidseitig an dem Pendelmassenträger 34 angeordnete Pendelmassen 38 auf, wobei die Pendelmassen 38 über ein Befestigungselement 40 miteinander zu einem Pendelmassenpaar verbunden sind und das Befestigungselement 40 durch einen Ausschnitt 42 in dem Pendelmassenträger 34 durchgreift. Das Befestigungselement 40 ist mit der Pendelmasse 38 fest verbunden, beispielsweise vernietet, verschweißt, verschraubt oder verstemmt.
In 2 ist eine dreidimensionale Seitenansicht einer Fliehkraftpendeleinrichtung 12 nach dem Stand der Technik dargestellt wobei das obere Pendelmassenpaar in dieser Zeichnungsdarstellung zur Verdeutlichung des axial darunter liegenden Bereichs ausgeblendet wurde. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 12 ist an dem Scheibenteil 32 des Dämpferzwischenteils des Torsionsschwingungsdämpfers angeordnet, wobei die radiale Verlängerung des Scheibenteils 32 den Pendelmassenträger 34 zur Aufnahme der beidseitig des Pendelmassenträgers 34 angeordneten Pendelmassen 38 bildet. Dabei sind jeweils zwei Pendelmassen 38 axial beidseitig des Pendelmassenträgers 34 angeordnet sind und über insgesamt drei Befestigungselemente 40 zu einem Pendelmassenpaar miteinander verbunden. Die Befestigungselemente 40 greifen jeweils durch Ausschnitte 42 in dem Pendelmassenträger 34 hindurch, wobei die Ausschnitte 42 nierenförmig und derart ausgeformt sind, dass diese eine Bewegung der Pendelmassen 38 gegenüber dem Pendelmassenträger 34 entlang einer definierten Pendellaufbahn zulassen. Die Bewegung der Pendelmassen gegenüber dem Pendelmassenträger kann entweder translatorisch verlaufen oder aber auch translatorisch in Verbindung mit einer Verdrehung des Pendelmassenpaars um seinen Pendelmassenschwerpunkt.
Die Pendellaufbahn selbst wird durch die Kontur von Aussparungen 46 in den Pendelmassen 38 und komplementären Aussparungen 48 in dem Pendelmassenträger 34 festgelegt, wobei in den hier im Speziellen nierenförmig ausgebildeten Aussparungen Abrollelemente 50, beispielsweise Wälzkörper aufgenommen sind, die an den Aussparungen 46, 48 zur Ermöglichung der Bewegung des Pendelmassenpaars entlang der Pendellaufbahn abrollen können.
3 zeigt eine Prinzipdarstellung des Bewegungsvorgangs einer Fliehkraftpendeleinrichtung 12 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 12 ist vorzugsweise vom Aufbau her im Wesentlichen so ausgebildet wie die in 1 dargestellte Fliehkraftpendeleinrichtung 12 mit Ausnahme der für die Erfindung relevanten konstruktiven Unterscheidungsmerkmale, beispielsweise der Form und Anzahl der Ausschnitte 42, der Aussparungen 46, 48 und der Form der Pendelmassen 38.
Die Pendellaufbahn kann durch den Abstand des Pendelmassenschwerpunkts 52 von der Drehachse 100, also der Pendelmassenradiusposition 102 und einem Auslenkungswinkel 104 beschrieben werden. In dieser Abbildung ist die Fliehkraftpendeleinrichtung 12 in zwei Zuständen gezeigt, zum einen in einem nicht ausgelenkten Zustand, bei dem sich die Pendelmasse 38 (die nachfolgenden Erläuterungen in Bezug auf die Pendelmasse umfassen auch in gleichem Sinne die axial gegenüberliegende Pendelmasse im Verbund der Pendelmassen zur Bildung eines Pendelmassenpaars) radial am weitesten außen befindet und einem ausgelenkten Zustand, bei dem die Pendelmasse 38 um den Auslenkungswinkel 104 verschwenkt ist. Während der Bewegung der Pendelmasse 38 entlang der Pendellaufbahn 106 kann sich die Pendelmassenradiusposition 102 ändern oder aber auch konstant bleiben. Die Pendelmassenradiusposition 102 kann sich beispielsweise derart ändern, dass die Pendellaufbahn 106 ein um einen Abstand zur Drehachse radial versetztes Auslenkungszentrum aufweist, wobei sich die Pendellaufbahn 106 durch einen konstanten radialen Abstand gegenüber dem Auslenkungszentrum definiert.
Des Weiteren vollführt die Pendelmasse 38 während seiner Bewegung entlang der Pendellaufbahn 106 eine Verdrehung um einen Verdrehwinkel 108, die sich durch eine Verdrehung der Pendelmasse um ihren Pendelmassenschwerpunkt 52 definiert, wobei sich die Pendelmassenradiusposition 102 der Pendelmasse 38 ändern kann und gleichzeitig eine Verdrehung um den Verdrehwinkel 108 stattfinden kann. Auch kann nur die Pendelmassenradiusposition 102 entlang der Pendellaufbahn 106 konstant bleiben und nur eine Verdrehung der Pendelmasse 38 stattfinden. Auch kann die Pendellaufbahn 106 derart ausgebildet sein, dass die Pendelmassenradiusposition 102 abschnittsweise entlang der Pendellaufbahn 106 konstant und anschließend veränderlich ist.
Vorzugsweise wird der Verdrehwinkel 108 derart ausgelegt, beispielsweise durch die Form der Aussparungen in den Pendelmassen und in dem Pendelmassenträger, dass dieser gleich dem Auslenkungswinkel 104 ist, insbesondere an jeder Position der Pendellaufbahn 106.
Bezugszeichenliste

10: Torsionsschwingungsdämpfer
12: Fliehkraftpendeleinrichtung
14: Dämpfereingangsteil
16: Reiblamellenträger
18: Abtriebsnabe
20: Verzahnung
22: Energiespeicherelement
24: Dämpferzwischenteil
26: Energiespeicherelement
28: Dämpferausgangsteil
30: Scheibenteil
32: Scheibenteil
34: Pendelmassenträger
36: Turbinennabe
38: Pendelmasse
40: Befestigungselement
42: Ausschnitte
46: Aussparungen
48: Aussparung
50: Abrollelement
52: Pendelmassenschwerpunkt
100: Drehachse
102: Pendelmassenradiusposition
104: Auslenkungswinkel
106: Pendellaufbahn
108: Verdrehwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008057647 [0002]
DE 102010018768 [0004]

Claims

Fliehkraftpendeleinrichtung (12) mit axial beidseitig an einem um eine Drehachse (100) drehbaren Pendelmassenträger (34) angeordneten und ein Pendelmassenpaar bildenden Pendelmassen (38), wobei die Pendelmassen (38) zur Bildung des Pendelmassenpaares mit Hilfe von wenigstens einem durch einen Ausschnitt (42) in dem Pendelmassenträger durchgreifenden Befestigungselement (40) miteinander befestigt sind und wobei das Pendelmassenpaar einen Pendelmassenschwerpunkt (52) aufweist und mit Hilfe von wenigstens einem Abrollelement (50) entlang einer durch Aussparungen (46, 48) in dem Pendelmassenträger (34) und in den Pendelmassen (38) gebildeten und durch eine Pendelmassenradiusposition (102) in Bezug auf die Drehachse (100) und einen Auslenkungswinkel (104) beschreibbaren Pendellaufbahn (106) gegenüber dem Pendelmassenträger (34) begrenzt verschenkbar ist und wobei das Pendelmassenpaar während seiner Bewegung entlang der Pendellaufbahn (106) um den Pendelmassenschwerpunkt (52) um einen Verdrehwinkel (108) verdrehbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrehwinkel (108) an jedem Punkt der Pendellaufbahn (106) gleich dem Auslenkungswinkel (104) ist.
Fliehkraftpendeleinrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendellaufbahn (106) eine Kreisbogenform aufweist, mit einem konstantem Krümmungsradius.
Fliehkraftpendeleinrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Pendellaufbahn (106) eine von der Kreisbogenform abweichende Gestalt aufweist, gekennzeichnet durch wenigstens zwei voneinander verschiedene Krümmungsradien.
Fliehkraftpendeleinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassenradiusposition (102) entlang der Pendellaufbahn (106) veränderlich ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (10) mit einem Dämpfereingangsteil (14) und einem gegen die Wirkung von Energiespeicherelementen (22) gegenüber dem Dämpfereingangsteil (14) begrenzt verdrehbaren Dämpferausgangsteil (28) und gegebenenfalls wenigstens einem wirksam zwischen Dämpfereingangsteil (14) und dem Dämpferausgangsteil (28) angeordneten und mit diesen über weitere Energiespeicherelemente (26) gekoppelten Dämpferzwischenteil (24) mit einer an dem Dämpfereingangsteil (14) oder dem Dämpferzwischenteil (24) oder dem Dämpferausgangsteil (28) angeordneten Fliehkraftpendeleinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Torsionsschwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsschwingungsdämpfer (10) als Zweimassenschwungrad ausgebildet ist.
Torsionsschwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsschwingungsdämpfer (10) in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder in einer nasslaufenden Kupplungseinrichtung angeordnet ist.