DE102011100868A1

DE102011100868A1 - Fliehkraftpendel

Info

Publication number: DE102011100868A1
Application number: DE201110100868
Authority: DE
Inventors: Uwe Grahl; Andreas Knoll; Markus Züfle; Frank Ferderer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2012-11-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse drehenden Flanschteil und mehreren, über den Umfang dieser verteilten und beidseitig dieser angeordneten Pendelmassen, wobei jeweils axial gegenüberliegende Pendelmassen miteinander verbunden sind, an Pendelmassen und Flanschteil komplementäre Ausschnitte mit Laufbahnen gebildet sind, auf denen jeweils ein Wälzkörper mit beidseitig des Ausschnitts des Flanschteils angeordneten Zentrierborden abwälzen. Um die effektive Massen der Pendelmassen zu erhöhen und ein Eintauchen der Zentrierborde in die Ausschnitte des Flanschteils zu verhindern, übergreifen die Pendelmassen die Zentrierborde axial und weisen in einem Bereich eines Bewegungsspielraums der Zentrierborde Ausnehmungen auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse drehenden Flanschteil und mehreren, über den Umfang dieser verteilten und beidseitig dieser angeordneten Pendelmassen, wobei jeweils axial gegenüberliegende Pendelmassen miteinander verbunden sind, an Pendelmassen und Flanschteil komplementäre Ausschnitte mit Laufbahnen gebildet sind, auf denen jeweils ein Wälzkörper mit beidseitig des Ausschnitts des Flanschteils angeordneten Zentrierborden abwälzen.
Die DE 10 2006 028 556 A1 zeigt eine Drehmomentübertragungseinrichtung in Form einer Kombination eines Zweimassenschwungrads mit einem Fliehkraftpendel mit über den Umfang eines Flanschteils verteilten und an beiden Seiten angeordneten Pendelmassen, wobei die gegenüberliegenden Pendelmassen mittels Ausschnitte des Flanschteils durchgreifenden Abstandselementen miteinander zu Pendelmassenpaaren verbunden sind. Das Flanschteil und die Pendelmassen weisen zur Ausbildung einer Schwenkbewegung der Pendelmassenpaare gegenüber dem Flanschteil komplementäre Ausschnitte mit Laufbahnen auf, auf denen jeweils ein die Ausschnitte der beiden gegenüberliegenden Pendelmassen und des Flanschteils durchgreifender Wälzkörper abwälzt. Unter anderem sind hierbei gattungsbildende Fliehkraftpendel mit Wälzkörpern offenbart, die an dem Flanschteil mittels zwei beidseitig des Ausschnitts des Flanschteils angeordneten Zentrierborden zentriert sind. Aufgrund des dabei gebildeten Axialspalts der Pendelmassen gegenüber den Flanschteilen wird die effektive Masse der Pendelmassen bei vorgegebenem Bauraum verringert, so dass die Möglichkeiten der Schwingungsisolation des Fliehkraftpendels eingeschränkt werden. Weiterhin können die Zentrierborde in die Ausschnitte des Flanschteils eintauchen, was zu einem Verklemmen der Pendelmassenpaare mit nachfolgender Unwucht des Fliehkraftpendels führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Fliehkraftpendel vorzuschlagen, das bei vorgegebenem Bauraum Pendelmassen mit größeren Massen ermöglicht und ein Verklammen der Pendelmassen verhindert.
Die Aufgabe wird durch ein Fliehkraftpendel mit einer um eine Drehachse drehenden Flanschteil und mehreren, über den Umfang dieser verteilten und beidseitig dieser angeordneten Pendelmassen gelöst, wobei jeweils axial gegenüberliegende Pendelmassen miteinander verbunden sind, an Pendelmassen und Flanschteil komplementäre Ausschnitte mit Laufbahnen gebildet sind, auf denen jeweils ein Wälzkörper mit beidseitig des Ausschnitts des Flanschteils angeordneten Zentrierborden abwälzt, die Pendelmassen die Zentrierborde axial übergreifen und in einem Bereich eines Bewegungsspielraums der Zentrierborde Ausnehmungen aufweisen.
Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel kann für sich allein oder in Kombination mit weiteren Schwingungsdämpfungseinrichtungen, beispielsweise Drehschwingungsdämpfern wie Zweimassenschwungrädern oder Drehschwingungstilgern zur Dämpfung von Drehschwingungen, wie sie beispielsweise in Antriebssträngen mit einer Brennkraftmaschine wie Verbrennungsmotor auftreten, eingesetzt werden. Bei einer Anwendung in Kombination mit einem Zweimassenschwungrad ist hierbei das Flanschteil in besonders vorteilhafter Weise einteilig mit dem die Energiespeicher des Zweimassenschwungrads beaufschlagenden Ausgangsteil des Zweimassenschwungrads ausgebildet oder diesem zugeordnet.
Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel enthält in bevorzugter Weise drei bis sechs über den Umfang des Flanschteils verteilte Pendelmassenpaare, wobei die einander axial gegenüberliegenden, ein Pendelmassenpaar bildenden Pendelmassen mittels Abstandshaltern wie Abstandsnieten, Abstandsbolzen oder dergleichen miteinander fest verbunden sind, wobei die Abstandshalter Ausschnitte des Flanschteils durchgreifen und die Ausschnitte so bemessen sind, dass die Verschwenkbewegungen der Pendelmassenpaare ohne harte Anschläge durchführbar sind. In die Abstandshalter können Puffer oder dergleichen integriert sein, die den Weg der Pendelmassenpaare gegenüber dem Flanschteil weich begrenzen.
Die Verschwenkbewegung wird durch die Ausbildung der in den Ausschnitten des Flanschteils und der Pendelmassen bevorzugt gegenläufig bogenförmig vorgesehenen Laufbahnen bestimmt. Je nach Ausbildung der Laufbahnen wird dabei eine einfache Pendelschwingung, eine bevorzugte bifilare Schwingung der Pendelmassenpaare oder eine ähnliche Schwingung in Freiform gegenüber dem Flanschteil ausgebildet. Hierbei werden die Pendelmassenpaare durch auftretende Fliehkraft bei ansteigenden Drehzahlen unter Abwälzung mittels der Wälzkörper auf ihre Laufbahnen gezwungen. Bei kleinen Drehzahlen kann mittels entsprechender Nocken an den Pendelmassen zwischen den beiden Schwenklagerungen eines Pendelmassenpaars und/oder an dem Flanschteil ein geräuschbildendes Verlagern der über der Drehachse des Flanschteils liegenden Pendelmassenpaare unter Schwerkraft vermieden werden.
Durch die axiale Überlagerung der Pendelmassen gegenüber den Zentrierborden können die durch die Zentrierborde zwischen den Pendelmassen und dem Flanschteil gebildeten Luftspalte mit zusätzlicher Masse versehen werden, die der Schwingungsisolation des Fliehkraftpendels zugute kommt. Weiterhin kann das Pendelmassenpaar sich nicht gegenüber dem Flanschteil neigen, was zu einem Eintauchen eines Zentrierbords in den Ausschnitt des Flanschteils und einem Verklemmen des Pendelmassenpaars führen könnte. Vielmehr wird mittels des auf ein Mindestmaß zur Aufrechterhaltung der Verschwenkbarkeit der Pendelmassenpaare gegenüber dem Flanschteil beschränkten Luftspalts ein Neigen der Pendelmassenpaare praktisch vermieden. Hierbei wird die Verschwenkbarkeit des Pendelmassenpaares gegenüber dem Flanschteil aufrechterhalten, indem ausreichende Ausnehmungen in den Pendelmassen vorgesehen werden, in denen die radial gegenüber dem Ausschnitt des Flanschteils erhabenen Zentrierborde ohne Anschlag verlagern können. Hierbei hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Ausnehmungen in den Pendelmassen entlang des Umfangs der Ausschnitte der Pendelmassen um die radiale Höhe der Zentrierborde gegenüber der Wälzfläche der Wälzkörper zuzüglich einer Toleranz größer ausgenommen sind.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Pendelmassen plan gestanzt und mit Zwischenblechen mit die Ausnehmungen bildenden Ausstanzungen versehen. Die einzelnen Pendelmassen sind hierbei aus dem Pendelmassenteil und dem Zwischenteil gebildet, so dass die entsprechenden Formen, insbesondere die gegenüber dem Ausschnitt der Pendelmassen vergrößerte Form der Ausnehmungen in einfacher Weise hergestellt werden kann. Zusätzlich kann das Zwischenteil wie Zwischenblech aus kostengünstigerem Material hergestellt werden als die Pendelmassen selbst, so dass insgesamt ein kostenneutraler Aufbau trotz zweiteiliger Ausbildung der Pendelmassen erzielt werden kann. Die Pendelmassen können mit den Zwischenblechen vernietet, verrastet, verklebt und/oder in anderer Weise verbunden sein.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Pendelmassen einteilig ausgebildet, wobei die Ausnehmungen in die Pendelmassen eingebracht, bevorzugt eingeprägt sind. Hierbei werden beispielsweise die Pendelmassen mittels eines Stanzverfahrens hergestellt, wobei die Ausschnitte mit den Laufbahnen axial mehrstufig ausgebildet werden. Der radial erweiterte Umfang der Ausschnitte bildet hierbei die Ausnehmungen zur Aufnahme der Zentrierborde während einer Verschwenkbewegung.
Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 einen Teilschnitt durch ein Fliehkraftpendel entlang einer Schwenklagerung mit verringertem Luftspalt zwischen Pendelmassen und Flanschteil,
2 einen Teilschnitt durch das Fliehkraftpendel der 1 entlang einer Befestigung der beiden gegenüberliegenden Pendelmassen und
3 eine Ansicht einer Pendelmasse des Fliehkraftpendels der 1 und 2.
1 zeigt einen Teilschnitt des um die nicht maßstabsgetreu dargestellte Drehachse x verdrehbar angeordneten Fliehkraftpendels 1 mit dem Flanschteil 2, das beispielsweise von einem Ausgangsteil eines Zweimassenschwungrads gebildet sein kann. Das Flanschteil 2 nimmt an beiden Seiten über den Umfang verteilte Pendelmassen 3, 4 auf, wobei gegenüberliegende Pendelmassen 3, 4 ein Pendelmassenpaar 5 bilden. Die Pendelmassenpaare 5 sind gegenüber dem Flanschteil 2 mittels zweier in Umfangsrichtung voneinander beabstandeter Schwenklagerungen 6 verschwenkbar angeordnet. Zur Einstellung des Schwenkweges sind an den Pendelmassen 3, 4 und an dem Flanschteil 2 komplementär zueinander vorzugsweise bogenförmig geformte Ausschnitte 7, 8 mit Laufbahnen 9, 10 vorgesehen, auf denen der Wälzkörper 11 abwälzt.
Der Wälzkörper 11 besitzt beidseitig des Ausschnitts 8 radial gegenüber der Wälzfläche 12 erhabene Zentrierborde 13, die eine vorgegebene axiale Breite aufweisen und an den Innenkanten der Ausschnitte 8 anliegen. Um den durch die Zentrierborde 13 bedingten Luftspalt 14 zu minimieren, enthalten die Pendelmassen 3, 4 Zwischenbleche 15, bevorzugt mit einer minimal geringeren Stärke als die Zentrierborde 13, die Ausnehmungen 16 aufweisen, die geringfügig größer als der von den Zentrierborden 13 während einer Verschwenkung der Pendelmassenpaare 5 gegenüber dem Flanschteil 2 beanspruchte Umfang sind.
2 zeigt einen Teilschnitt durch das Fliehkraftpendel 1 entlang einer geänderten Schnittlinie durch einen von mehreren Abstandshaltern in Form des Niets 18 einer Befestigung der Pendelmassen 3, 4 zu einem Pendelmassenpaar 5. Der Abstandshalter 17 verspannt neben den Pendelmassenpaaren 3, 4 die Zwischenbleche 15 und aus Blech oder Kunststoff hergestellte Abstandsplatten 19. Die Abstandsplatten 19 verlagern sich während der Schwenkbewegung des Pendelmassenpaars 5 gegenüber dem Flanschteil 2 in einem ausreichend dimensionierten Ausschnitt 21 des Flanschteils 2. An einer oder beiden Abstandsplatten 19 ist die bevorzugt aus Kunststoff hergestellte Klammer 20 vorgesehen, die bei geringen Drehzahlen bei nicht mehr ausreichender Fliehkraft zur Ausbildung der Schwenklagerung des Pendelmassenpaars 5 an dem Flanschteil 2 ein schwerkraftbedingtes, geräuschbildendes Verlagern der über der Drehachse angeordneten Pendelmassenpaare 5 verhindert oder zumindest dämpft.
3 zeigt eine Pendelmasse 3, 4 der 1 und 2 in Ansicht bei aufgesetztem Zwischenblech 15, Abstandsplatte 19 und Klammer 20. Wie aus der 3 hervorgeht, sind drei Niete 18 vorgesehen. Die Klammer 20 ist in den Abstandsplatten 19 verspannt.
Die beiden Schwenklagerungen 6 sind auf Seiten der Pendelmassen 3, 4 durch die Ausschnitte 7 mit den Laufbahnen 9 gebildet. Um die Verlagerbarkeit des Wälzkörpers 11 mit den Zentrierborden 13 (1) zu gewährleisten, sind die Ausnehmungen 16 der Zwischenbleche 15 auf einem größeren Umfang 22 als die Umfänge der Laufbahnen 9 ausgeschnitten.
Bezugszeichenliste

1: Fliehkraftpendel
2: Flanschteil
3: Pendelmasse
4: Pendelmasse
5: Pendelmassenpaar
6: Schwenklagerung
7: Ausschnitt
8: Ausschnitt
9: Laufbahn
10: Laufbahn
11: Wälzkörper
12: Wälzfläche
13: Zentrierbord
14: Luftspalt
15: Zwischenblech
16: Ausnehmung
17: Abstandshalter
18: Niet
19: Abstandsplatte
20: Klammer
21: Ausschnitt
22: Umfang

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006028556 A1 [0002]

Claims

Fliehkraftpendel (1) mit einem um eine Drehachse (x) drehenden Flanschteil (2) und mehreren, über den Umfang dieser verteilten und beidseitig dieser angeordneten Pendelmassen (3, 4), wobei jeweils axial gegenüberliegende Pendelmassen (3, 4) miteinander zu Pendelmassenpaaren (5) verbunden sind, an Pendelmassen (3, 4) und Flanschteil (2) komplementäre Ausschnitte (7, 8) mit Laufbahnen (9, 10) gebildet sind, auf denen jeweils ein Wälzkörper (11) mit beidseitig des Ausschnitts (8) des Flanschteils (2) angeordneten Zentrierborden (13), dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassen (3, 4) die Zentrierborde (13) axial übergreifen und in einem Bereich eines Bewegungsspielraums der Zentrierborde (13) Ausnehmungen (16) aufweisen.
Fliehkraftpendel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmassen (3, 4) plan gestanzt und mit Zwischenblechen (15) mit die Ausnehmungen (16) bildenden Ausstanzungen versehen sind.
Fliehkraftpendel (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenbleche (15) mit den Pendelmassen (3, 4) vernietet sind.
Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vernietung mittels Nieten (18) erfolgt, die zwei gegenüberliegenden Pendelmassen (3, 4) miteinander verbinden.
Fliehkraftpendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen in die Pendelmassen eingeprägt sind.
Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (16) in den Pendelmassen (3, 4) entlang eines Umfangs der Ausschnitte (7) der Pendelmassen (3, 4) zumindest um die radiale Höhe der Zentrierborde (13) gegenüber einer Wälzfläche (12) der Wälzkörper (11) größer ausgenommen sind.