DE102013220287A1 - centrifugal pendulum - Google Patents
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- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/14—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
- F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
- F16F15/145—Masses mounted with play with respect to driving means thus enabling free movement over a limited range
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Abstract
Ein Fliehkraftpendel zur Tilgung von Torsionsschwingungen umfasst einen Pendelflansch, der um eine Drehachse drehbar gelagert ist und der eine radial nach innen weisende erste Rollenbahn aufweist, sowie eine Pendelmasse, die eine radial nach außen weisende zweite Rollenbahn aufweist. Ferner ist eine Rolle zur Anlage an der ersten und der zweiten Rollenbahn vorgesehen, um die Pendelmasse auf einer vorbestimmten Pendelbahn am Pendelflansch zu halten. Dabei umfasst eine radial innere Begrenzung des Pendelflanschs die erste Rollenbahn.A centrifugal pendulum for the eradication of torsional vibrations comprises a pendulum, which is rotatably mounted about an axis of rotation and having a radially inwardly facing first roller conveyor, and a pendulum mass having a radially outwardly facing second roller conveyor. Further, a roller for engaging the first and the second roller conveyor is provided to hold the pendulum mass on a predetermined pendulum track on the pendulum. In this case, a radially inner boundary of the pendulum flange comprises the first roller conveyor.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Fliehkraftpendel zur Schwingungstilgung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit beschränktem Bauraum.The invention relates to a centrifugal pendulum. In particular, the invention relates to a centrifugal pendulum for vibration damping in a drive train of a motor vehicle with limited space.
In einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs wird eine Drehbewegung von einem Antriebsmotor in Richtung eines Antriebsrads übermittelt. Der Drehbewegung können Torsionsschwingungen überlagert sein, die beispielsweise dadurch bedingt sein können, dass der Antriebsmotor ein Hubkolben-Verbrennungsmotor mit ungleichförmiger Drehmomentabgabe ist. Um die Torsionsschwingungen zu tilgen, kann ein Fliehkraftpendel verwendet werden, das drehfest mit einer Welle des Antriebsstrangs verbunden ist, üblicherweise nahe am Antriebsmotor. Das Fliehkraftpendel umfasst einen Pendelflansch und eine Anzahl Pendelmassen, die jeweils in der Drehebene entlang vorbestimmter Pendelbahnen verschiebbar am Pendelflansch angebracht sind. Die Pendelbahn einer Pendelmasse ist üblicherweise so gestaltet, dass ein Massenschwerpunkt der Pendelmasse radial nach innen gezogen wird, wenn die Pendelmasse in Umfangsrichtung gegenüber dem Pendelflansch bewegt wird. Bei einem Trapez-Fliehkraftpendel ist die Verschiebebewegung einer Pendelmasse mit einer Drehbewegung gekoppelt, die die Pendelmasse um eine eigene Achse verdreht, die parallel zur Drehachse des Pendelflanschs verläuft. Wird die Pendelmasse durch die Torsionsschwingung gegenüber dem Pendelflansch in ihrer Bewegung um die Drehachse beschleunigt, so wird Drehenergie des Pendelflanschs dazu verwendet, die Pendelmasse radial nach innen zu ziehen, wodurch die Drehbewegung des Pendelflanschs verlangsamt wird. Umgekehrt wird der Pendelflansch beschleunigt, wenn die Pendelmasse in der entgegengesetzten Richtung in Umfangsrichtung beschleunigt wird, wobei sie sich radial nach außen bewegt.In a drive train of a motor vehicle, a rotational movement is transmitted by a drive motor in the direction of a drive wheel. The rotational movement may be superimposed torsional vibrations, which may be caused, for example, by the fact that the drive motor is a reciprocating internal combustion engine with non-uniform torque output. To eliminate the torsional vibrations, a centrifugal pendulum can be used, which is rotatably connected to a shaft of the drive train, usually close to the drive motor. The centrifugal pendulum pendulum comprises a pendulum and a number of pendulum masses, which are each mounted in the plane of rotation along predetermined pendulum tracks slidably on the pendulum. The pendulum track of a pendulum mass is usually designed so that a center of mass of the pendulum mass is pulled radially inward when the pendulum mass is moved in the circumferential direction relative to the pendulum. In a trapezoidal centrifugal pendulum, the displacement movement of a pendulum mass is coupled with a rotational movement that rotates the pendulum mass about its own axis, which is parallel to the axis of rotation of the pendulum. When the pendulum mass is accelerated by the torsional vibration with respect to the pendulum flange in its movement about the axis of rotation, rotational energy of the pendulum is used to pull the pendulum mass radially inward, whereby the rotational movement of the pendulum is slowed down. Conversely, the pendulum flange is accelerated when the pendulum mass is accelerated in the opposite direction in the circumferential direction, moving radially outward.
Die Pendelmasse ist üblicherweise mittels einer Kulissenführung am Pendelflansch geführt. Dabei läuft ein Bolzen in axialer Richtung durch eine Aussparung des Pendelflanschs und verbindet zwei Pendelelemente miteinander, die auf unterschiedlichen axialen Seiten des Pendelflanschs liegen. Die Form der Aussparung bestimmt dabei die Pendelbahn der Pendelmasse. Aus Gründen des Bauraums kann die Pendelbahn nicht beliebig gewählt werden. Soll eine Torsionsschwingung getilgt werden, die eine relativ hohe Amplitude aufweist, wie beispielsweise bei einem Antriebsmotor, der als Zweizylinder-Hubkolbenmotor ausgelegt ist, so muss das Fliehkraftpendel in radialer Richtung groß dimensioniert werden, um eine ausreichende Masse und eine ausreichend lange Pendelbahn der Pendelmasse sicherzustellen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein radial raumsparendes Fliehkraftpendel anzugeben, das insbesondere zur Tilgung von Torsionsschwingungen an einem Hubkolben-Verbrennungsmotor mit einer geringen Zylinderzahl einsetzbar ist. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Fliehkraftpendel mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.The pendulum mass is usually performed by means of a sliding guide on the pendulum flange. In this case, a bolt passes in the axial direction through a recess of the pendulum and connects two pendulum elements together, which lie on different axial sides of the pendulum. The shape of the recess determines the pendulum track of the pendulum mass. For reasons of space, the aerial tramway can not be chosen arbitrarily. If a torsional vibration to be eradicated, which has a relatively high amplitude, such as in a drive motor which is designed as a two-cylinder reciprocating engine, so the centrifugal pendulum must be large in the radial direction to ensure sufficient mass and a sufficiently long pendulum track of the pendulum mass , The invention has for its object to provide a radially space-saving centrifugal pendulum, which can be used in particular for the eradication of torsional vibrations on a reciprocating internal combustion engine with a small number of cylinders. The invention solves this problem by a centrifugal pendulum with the features of the independent claim. Subclaims give preferred embodiments again.
Ein erfindungsgemäßes Fliehkraftpendel zur Tilgung von Torsionsschwingungen umfasst einen Pendelflansch, der um ein Drehachse drehbar gelagert ist und der eine radial nach innen weisende erste Rollenbahn aufweist, sowie eine Pendelmasse, die eine radial nach außen weisende zweite Rollenbahn aufweist. Ferner ist eine Rolle zur Anlage an der ersten und der zweiten Rollenbahn vorgesehen, um die Pendelmasse auf einer vorbestimmten Pendelbahn am Pendelflansch zu halten. Dabei umfasst eine radial innere Begrenzung des Pendelflanschs die erste Rollenbahn.An inventive centrifugal pendulum for the eradication of torsional vibrations comprises a pendulum, which is rotatably mounted about a rotation axis and having a radially inwardly facing first roller conveyor, and a pendulum mass having a radially outwardly facing second roller conveyor. Further, a roller for engaging the first and the second roller conveyor is provided to hold the pendulum mass on a predetermined pendulum track on the pendulum. In this case, a radially inner boundary of the pendulum flange comprises the first roller conveyor.
Der Pendelflansch ist dabei radial nach innen geöffnet, seine Rollenbahn ist nicht Teil eines Durchbruchs im Material des Pendelflanschs und zwischen der ersten Rollenbahn und der Drehachse befindet sich üblicherweise kein Material des Pendelflanschs. Auf diese Weise kann der Pendelflansch einen großen radial inneren Freibereich aufweisen, der durch andere konstruktive Elemente des Fliehkraftpendels gefüllt werden kann. Der Pendelflansch kann insbesondere als relativ schmaler Reifen ausgebildet sein, dessen radial innerer Bereich vollständig ausgespart ist. Die radial innere Begrenzung kann sich im Anschluss an die erste Rollenbahn nur so weit radial nach innen erstrecken, wie es für die Stabilität des Pendelflanschs erforderlich ist. Durch den zusätzlich zur Verfügung stehenden Bauraum kann die Pendelmasse entsprechend größer und dadurch massereicher dimensioniert werden. Alternativ können andere Elemente im Bereich des Pendelflanschs, beispielsweise ein Element einer angrenzenden Kupplung, den freigewordenen radial inneren Bauraum des Pendelflanschs belegen. Das Fliehkraftpendel kann so insgesamt radial raumsparend aufgebaut sein und die gestiegene Pendelmasse kann zur Tilgung von Torsionsschwingungen eines Hubkolben-Verbrennungsmotors mit einer geringen Zylinderzahl besonders geeignet sein.The pendulum is opened radially inwardly, its roller conveyor is not part of a breakthrough in the material of the pendulum and between the first roller conveyor and the axis of rotation is usually no material of the pendulum. In this way, the pendulum can have a large radially inner free area, which can be filled by other structural elements of the centrifugal pendulum. The pendulum flange may in particular be formed as a relatively narrow tire, the radially inner region is completely recessed. The radially inner boundary may extend radially inward only after the first roller conveyor, as required for the stability of the pendulum flange. Due to the additionally available space, the pendulum mass can be correspondingly larger and thus massively dimensioned. Alternatively, other elements in the area of the pendulum flange, for example an element of an adjacent coupling, can occupy the released radially inner installation space of the pendulum flange. The centrifugal pendulum can be constructed as a total radially save space and the increased pendulum mass may be particularly suitable for the eradication of torsional vibrations of a reciprocating internal combustion engine with a small number of cylinders.
Insbesondere ist bevorzugt, dass sich die Pendelmasse weiter radial nach innen erstreckt als die radial innere Begrenzung des Pendelflanschs. Anders ausgedrückt liegt die radial innere Begrenzung des Pendelflanschs unabhängig von der Stellung der Pendelmasse stets weiter radial außen als die innere Begrenzung der Pendelmasse.In particular, it is preferred that the pendulum mass extends further radially inwards than the radially inner boundary of the pendulum flange. In other words, regardless of the position of the pendulum mass, the radially inner boundary of the pendulum flange is always located further radially outward than the inner boundary of the pendulum mass.
In einer ersten Variante ist die zweite Rollenbahn von der radial äußeren Begrenzung der Pendelmasse umfasst. Die Pendelmasse setzt sich auf der Außenseite der zweiten Rollenbahn also nicht mehr fort. Insbesondere ist die Rollenbahn nicht Teil einer Aussparung, die allseits von Material der Pendelmasse umlaufen ist. Vorteilhafterweise kann der Schwerpunkt der Pendelmasse so relativ weit außerhalb der Drehachse liegen. In a first variant, the second roller conveyor is comprised by the radially outer boundary of the pendulum mass. The pendulum mass is therefore no longer continued on the outside of the second roller conveyor. In particular, the roller conveyor is not part of a recess which is circulated on all sides by material of the pendulum mass. Advantageously, the center of gravity of the pendulum mass so relatively far outside the axis of rotation.
In einer anderen Variante umfasst die Pendelmasse eine Aussparung, die in der Drehebene von Material umlaufen ist, wobei die zweite Rollenbahn von einer Begrenzung der Aussparung umfasst ist. Dadurch kann die Rolle zwischen der zweiten Rollenbahn und einer weiteren, gegenüberliegenden Rollenbahn geführt werden, die ebenfalls von der Begrenzung der Aussparung umfasst ist. So kann es leichter sein, die Rolle unverlierbar zu halten und die Pendelbahn der Pendelmasse am Pendelflansch genauer zu definieren.In another variant, the pendulum mass comprises a recess which is revolved in the plane of rotation of material, wherein the second roller conveyor is covered by a boundary of the recess. As a result, the roller between the second roller conveyor and another, opposite roller conveyor can be performed, which is also covered by the boundary of the recess. So it can be easier to keep the roller captive and to define the pendulum track of the pendulum mass on the pendulum flange more accurately.
Beide Varianten sind noch mit weiteren Ausführungsformen kombinierbar. In einer Ausführungsform umfasst die Pendelmasse ein erstes und ein zweites Pendelelement, die auf unterschiedlichen axialen Seiten des Pendelflanschs liegen, wobei die Pendelelemente radial innerhalb der Begrenzung des Pendelflanschs axial miteinander verbunden sind. Ein axiales Verbindungselement kann so den Raum radial innerhalb der Begrenzung des Pendelflanschs nutzen.Both variants can still be combined with other embodiments. In one embodiment, the pendulum mass includes first and second pendulum members located on different axial sides of the pendulum flange, wherein the pendulum members are axially interconnected radially within the perimeter of the pendulum flange. An axial connecting element can thus use the space radially within the boundary of the pendulum flange.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Pendelmasse zusätzlich ein drittes Pendelelement, das axial zwischen dem ersten und dem zweiten Pendelelement liegt, wobei sich das dritte Pendelelement auf der radialen Innenseite des Pendelflanschs erstreckt. Das zusätzliche dritte Pendelelement kann die Masse der Pendelmasse erhöhen. Zusätzlich kann das dritte Pendelelement in einem Bereich angeordnet sein, der durch die oben beschriebene, radial auf einen äußeren Bereich beschränkte Form des Pendelflanschs zur Verfügung steht.In a further embodiment, the pendulum mass additionally comprises a third pendulum member located axially between the first and second pendulum members, the third pendulum member extending on the radially inner side of the pendulum flange. The additional third pendulum element can increase the mass of the pendulum mass. In addition, the third pendulum member may be disposed in an area provided by the above-described shape of the pendulum flange that is radially restricted to an outer portion.
In noch einer Ausführungsform ist die Pendelmasse mittels eines elastischen Elements gegenüber einer auf einem Umfang um die Drehachse benachbarten Pendelmasse vorgespannt. Durch diese Vorspannung kann zusätzlich eine kinematische Kopplung erreicht werden, die das Tilgen von Torsionsschwingungen des Pendelflanschs um die Drehachse unterstützen kann. Außerdem kann die Pendelmasse so radial nach außen gepresst werden, sodass die Rolle stets zwischen der ersten und der zweiten Rollenbahn anliegt und so unverlierbar festgehalten ist.In yet another embodiment, the pendulum mass is biased by means of an elastic member against a pendulum mass adjacent to a circumference about the axis of rotation. By this bias, a kinematic coupling can additionally be achieved, which can support the eradication of torsional vibrations of the pendulum flange about the axis of rotation. In addition, the pendulum mass can be pressed so radially outward, so that the role always rests between the first and the second roller conveyor and is held captive so.
Es kann eine Trägerscheibe vorgesehen sein, die radial außerhalb der ersten Rollenbahn mit dem Pendelflansch in Eingriff steht und zur Einleitung einer Drehbewegung um die Drehachse in dem Pendelflansch eingerichtet ist. Die Trägerscheibe kann beispielsweise mittels einer Verzahnung oder eines axialen Verbindungselements wie einem Bolzen oder einer Niete mit dem Pendelflansch verbunden sein. Dadurch wird der radial innerhalb der radial inneren Begrenzung des Pendelflanschs zur Verfügung stehende Bauraum nicht verringert.There may be provided a carrier disc which is radially outside the first roller conveyor with the pendulum in engagement and is adapted to initiate a rotational movement about the axis of rotation in the pendulum. The carrier disk can be connected to the pendulum flange, for example by means of a toothing or an axial connecting element such as a bolt or a rivet. As a result, the space available radially within the radially inner boundary of the pendulum flange is not reduced.
Radial innerhalb der zweiten Rollenbahn kann ein Anschlagelement liegen, welches drehsteif mit dem Pendelflansch verbunden ist. Dabei weist die Pendelmasse einen radial nach innen weisenden Anschlagdämpfer zum Dämpfen eines Aufpralls auf das Anschlagelement auf. Die Pendelmasse kann so insbesondere am Ende ihrer Pendelbahn verbessert sanft abgebremst werden, sodass Geräusche und ein vorzeitiger Verschleiß unterbunden werden können.Radially within the second roller conveyor may be a stop element, which is torsionally rigidly connected to the pendulum. In this case, the pendulum mass has a radially inwardly facing stop damper for damping an impact on the stop element. The pendulum mass can thus be gently braked, in particular at the end of its pendulum track, so that noises and premature wear can be prevented.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Anschlagelement an der Trägerscheibe ausgebildet. Dabei kann insbesondere eine einstückige Integration gewählt sein, wobei die Trägerscheibe in einem Bereich radial innerhalb der Pendelmasse so geformt ist, dass sie eine radial nach außen weisende Anschlagfläche umfasst, auf die der Anschlagdämpfer aufprallt, wenn die Pendelmasse sich dem Ende ihrer Pendelbahn nähert.In a particularly preferred embodiment, the stop element is formed on the carrier disk. In particular, a one-piece integration can be selected, wherein the support disk is formed in a region radially within the pendulum mass so that it comprises a radially outwardly facing stop surface on which the stop damper impacts when the pendulum mass approaches the end of its pendulum track.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures, in which:
Der Pendelflansch
In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Rollenbahn
Bevorzugterweise ist die Pendelmasse
In der dargestellten Ausführungsform umfasst die Pendelmasse
Während in
Die folgenden
Das elastische Element
Weiter optional ist der Pendelflansch
In der dargestellten Ausführungsform ist die Trägerscheibe
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner noch ein Beilageelement
Der Anschlagdämpfer
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 105105
- Drehachse axis of rotation
- 110110
- Pendelflansch pendulum
- 115115
- Pendelmasse pendulum mass
- 120120
- Rolle role
- 125125
- erste Rollenbahn first roller conveyor
- 130130
- zweite Rollenbahn second roller conveyor
- 135135
- elastisches Element elastic element
- 140140
- erstes Pendelelement first pendulum element
- 145145
- zweites Pendelelement second pendulum element
- 150150
- drittes Pendelelement third pendulum element
- 155 155
- Befestigungselement fastener
- 405405
- Aussparung recess
- 410410
- dritte Rollenbahn third roller conveyor
- 415415
- Dämpfer damper
- 420420
- Trägerplatte support plate
- 425425
- Verzahnung gearing
- 430430
- Anschlagelement stop element
- 435435
- Anschlagdämpfer stop damper
- 440440
- Beilageelement shim element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102022085106 [0003] DE 102022085106 [0003]
Claims (10)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=52693290
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- 2013-10-08 DE DE201310220287 patent/DE102013220287A1/en not_active Ceased
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |