DE102013221537A1

DE102013221537A1 - Fliehkraftpendel

Info

Publication number: DE102013221537A1
Application number: DE201310221537
Authority: DE
Inventors: Parviz Movlazada
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-10-23
Filing date: 2013-10-23
Publication date: 2015-04-23

Abstract

Fliehkraftpendel, zur zumindest teilweisen Tilgung von Drehschwingungen eines um ein Drehachse des Fliehkraftpendels wirkenden Drehmoments, mit wenigstens einer ersten Pendelmasse, einer ersten Kulissenführung, einem Koppelmittel, einer Anschlussseite und einem Pendelflansch, wobei der Pendelflansch mit der Anschlussseite mittels des Koppelmittels zur Drehmomentübertragung zwischen der Anschlussseite und dem Pendelflansch gekoppelt, wobei die erste Pendelmasse mittels der ersten Kulissenführung mit dem Pendelflansch gekoppelt, wobei die erste Kulissenführung ausgebildet ist, die erste Pendelmasse entlang einer ersten Pendelbahn zu führen, wobei die erste Pendelmasse ausgebildet ist, entlang der ersten Pendelbahn zu schwingen und ein Rückstellmoment zur Tilgung des schwankenden Drehmoment in den Pendelflansch einzuleiten, wobei das Koppelmittel ausgebildet eine Relativverdrehung des Pendelflanschs zu der Anschlussseite zu gestatten, wobei das Koppelmittel ausgebildet ist, das Rückstellmoment und/oder ein Trägheitsmoment des Pendelflanschs zwischen der Anschlussseite und dem Pendelflansch zu übertragen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Es sind Fliehkraftpendel bekannt, die beidseitig eines Pendelflanschs angeordnete Pendelmassen umfassen. Ferner ist eine Anschlussseite vorgesehen, die über eine Nietverbindung mit dem Pendelflansch verbunden ist. Die Pendelmassen werden mittels der Kulissenführung entlang einer Pendelbahn geführt, wobei die Pendelmassen ausgebildet sind, entlang der Pendelbahn zu schwingen und ein Rückstellmoment in den Pendelflansch einzuleiten. Durch das Rückstellmoment kann ein schwankendes Drehmoment zumindest teilweise getilgt werden. Dadurch kann ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gerade bei niedrigen Drehzahlen besonders leise betrieben werden, so dass ein Verbrauch des Kraftfahrzeugs durch die geringere Drehzahl im Antriebsstrang reduziert werden kann.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fliehkraftpendel bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels der Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbessertes Fliehkraftpendel zur zumindest teilweisen Tilgung eines um eine Drehachse des Fliehkraftpendels schwankenden Drehmoments dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Fliehkraftpendel wenigstens eine erste Pendelmasse, eine erste Kulissenführung, ein Koppelmittel, eine Anschlussseite und einen Pendelflansch umfasst. Der Pendelflansch ist mit der Anschlussseite mittels des Koppelmittels zur Drehmomentübertragung zwischen der Anschlussseite und dem Pendelflansch gekoppelt. Die erste Pendelmasse ist mittels der Kulissenführung mit dem Pendelflansch gekoppelt, wobei die Kulissenführung ausgebildet ist, die erste Pendelmasse entlang einer ersten Pendelbahn zu führen. Die erste Pendelmasse ist ausgebildet, entlang der ersten Pendelbahn zu schwingen und ein Rückstellmoment zur zumindest teilweisen Tilgung des schwankenden Drehmoments in den Pendelflansch einzuleiten. Ferner ist das Koppelmittel ausgebildet, eine Relativverdrehung des Pendelflanschs zu der Anschlussseite zu gestatten, wobei das Koppelmittel ausgebildet ist, das Rückstellmoment und ein Trägheitsmoment des Pendelflanschs zwischen der Anschlussseite und dem Pendelflansch zu übertragen.
Durch die Möglichkeit der Relativverdrehung zwischen Pendelflansch und Anschlussseite durch das Koppelmittel kann eine besonders starke Tilgung des schwankenden Drehmoments bei gleichzeitig besonders kompakter Bauweise des Fliehkraftpendels erreicht werden. Ferner kann dadurch, dass das Koppelmittel ausschließlich das Rückstellmoment und ein Trägheitsmoment des Pendelflanschs und ggf. ein mögliches Begrenzungsmoment der Pendelmassen zu übertragen hat, auf eine aufwendige Ausgestaltung des Koppelmittels verzichtet werden, um das Antriebsdrehmoment in das Fliehkraftpendel ein- und wieder auszuleiten. Dadurch kann das Fliehkraftpendel besonders kostengünstig und kompakt ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist in einem ersten Betriebszustand des Fliehkraftpendels die erste Pendelmasse ausgebildet, entlang der Pendelmasse zu schwingen. In einem zweiten Betriebszustand wird ein Pendelweg der ersten Pendelmasse begrenzt. Das Koppelmittel ist ausgebildet, im ersten Betriebszustand den Pendelflansch im Wesentlichen starr mit der Anschlussseite zu koppeln. In dem zweiten Betriebszustand ist das Koppelmittel ausgebildet, die Relativverdrehung des Pendelflanschs zu der Anschlussseite zu gestatten, um ein beim Begrenzen des Pendelwegs entstehendes Begrenzungsmoment zumindest teilweise zu reduzieren. Das Begrenzungsmoment trägt nicht zur Tilgung des schwankenden Drehmoments bei und ist somit nicht nützlich für den Antriebsstrang des Kraftfahrzeugs. Im Gegenteil kann dieses bei einem ungünstigen zeitlichen Verlauf des Begrenzungsmoments zu einer Amplitudensteigerung des schwankenden Drehmoments führen, so dass der Antriebsstrang durch das Fliehkraftpendel ggf. stärker als ohne Fliehkraftpendel mit einem schwankenden Drehmoment belastet wird.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die erste Kulissenführung wenigstens eine in der ersten Pendelmasse angeordnete nierenförmige erste Ausnehmung, eine in dem Pendelflansch angeordnete nierenförmige zweite Ausnehmung und ein Abrollelement. Das Abrollelement erstreckt sich durch die erste und die zweite Ausnehmung. Die erste und/oder die zweite Ausnehmung sind derart ausgebildet, dass der Pendelweg durch ein Anschlagen des Abrollelements an wenigstens einem Längsende der ersten und/oder der zweiten Ausnehmung begrenzt wird. Diese Ausgestaltung eignet sich für eine kostengünstige und einfache Begrenzung.
In einer weiteren Ausführungsform sind wenigstens eine zweite Pendelmasse und wenigstens eine zweite Kulissenführung vorgesehen, wobei die zweite Pendelmasse mittels der zweiten Kulissenführung mit dem Pendelflansch gekoppelt ist. Die zweite Kulissenführung ist ausgebildet, die zweite Pendelmasse entlang einer zweiten Pendelbahn zu führen. Die zweite Pendelmasse ist dabei derart am Pendelflansch angeordnet, dass die zweite Pendelmasse im zweiten Betriebszustand durch ein Anschlagen an der ersten Pendelmasse den Pendelweg der ersten und/oder der zweiten Pendelmasse begrenzt. Dadurch können die beiden Pendelmassen zum einen besonders in Umfangsrichtung breit ausgebildet werden und gleichzeitig kann durch das gegenseitige Anschlagen eine mögliche Beschädigung der Kulissenführungen vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Koppelmittel wenigstens einen Retainer und ein Federmittel. Der Retainer ist zumindest teilweise im Pendelflansch und in der Anschlussseite angeordnet. In dem Retainer ist das Federelement angeordnet. Das Federelement ist ausgebildet, das Rückstellmoment und/oder das Trägheitsmoment zwischen dem Pendelflansch und der Anschlussseite zu übertragen.
Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn das Federelement eine Längsachse aufweist, die parallel zur Drehachse des Fliehkraftpendels ausgerichtet ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Federelement mit einer Vorspannkraft vorgespannt in dem Retainer angeordnet, wobei die Vorspannkraft des Federelements korrespondierend zu einem Begrenzungsmoment zur Begrenzung des Federelements der ersten und/oder der zweiten Pendelmasse gewählt ist. Dadurch kann eine strenge Trennung zwischen dem ersten Betriebszustand, bei dem der Pendelflansch im Wesentlichen starr mit der Anschlussseite verbunden ist, und dem zweiten Betriebszustand, in dem sich der Pendelflansch relativ zu der Anschlussseite verdrehen kann, bereitgestellt werden. Ferner kann dadurch auf einfache Weise das Begrenzungsmoment abgefangen werden und nicht in den Antriebsstrang eingeleitet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Federelement als Hülsenfeder, insbesondere als mehrschichtig ausgebildete Hülsenfeder ausgestaltet. Alternativ kann das Federelement als Spiralfeder oder als Bandfeder ausgebildet sein. Diese Federtypen sind besonders kostengünstig und einfach herstellbar. Ferner kann mittels dieser Federelemente auch eine hohe Vorspannkraft des Pendelflanschs gegenüber der Anschlussseite eingestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Retainer eine Ausbuchtung auf, wobei die Ausbuchtung parallel zur Drehachse ausgerichtet ist. Die Ausbuchtung weist wenigstes eine Seitenfläche auf. Das Federelement weist wenigstens eine Abstützfläche auf. Die Abstützfläche ist der Seitenfläche zugewandt, wobei die Abstützfläche ausgebildet ist, an der Seitenfläche anzuschlagen und eine durch den Pendelflansch in das Federelement eingeleitete Kraft aus dem Federelement auszuleiten. Dadurch kann ein Überdrücken des Federelements, insbesondere der Hülsenfeder, durch das Anschlagen der Abstützfläche und der Ausleitung der Kraft über die Abstützfläche und die Seitenfläche in die Anschlussseite eine Beschädigung des Federelements vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Anschlussseite einen Anschlussseitenflansch und eine Gegenscheibe auf. In axialer Richtung ist zwischen dem Anschlussseitenflansch und der Gegenscheibe der Pendelflansch angeordnet. Die Gegenscheibe und der Anschlussseitenflansch sind mittels einer formschlüssigen Verbindung verbunden. Dadurch kann der Pendelflansch auf einfache Weise in axialer Richtung gesichert werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Retainer als Ausnehmung in der Anschlussseite und in dem Pendelflansch ausgebildet. Ein erstes Längsende des Retainers ist in der Gegenscheibe und ein zweites Längsende des Retainers ist in dem Anschlussseitenflansch angeordnet. Das Federelement erstreckt sich zwischen dem ersten und dem zweiten Längsende. Dadurch kann das Rückstellmoment auf einfache Weise in das Federelement eingebracht werden und gleichzeitig eine Verdrehung des Federelements in dem Retainer vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die formschlüssige Verbindung wenigstens einen in Längsrichtung sich erstreckenden Längsabschnitt, wobei der Längsabschnitt zumindest teilweise in dem Retainer angeordnet ist, wobei zumindest teilweise der Längsabschnitt umfangsseitig durch das Federelement umgriffen ist. Dadurch kann eine besonders kompakte Ausgestaltung des Koppelmittels bereitgestellt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 einen Längsschnitt durch ein Fliehkraftpendel gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine perspektivische Schnittansicht durch das in 1 gezeigte Fliehkraftpendel;
3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des in 2 gezeigten Fliehkraftpendels;
4 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht durch das in den 1 bis 3 gezeigte Fliehkraftpendel;
5 eine Draufsicht auf ein Fliehkraftpendel gemäß einer zweiten Ausführungsform;
6 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht durch das in 5 gezeigte Fliehkraftpendel;
7 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht durch ein Fliehkraftpendel gemäß einer Ausführungsform;
8 einen Längsschnitt durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einem in den 1 bis 4 gezeigten Fliehkraftpendel.
1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Fliehkraftpendel 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 zeigt eine perspektivische Schnittansicht durch das in 1 gezeigte Fliehkraftpendel 10. 3 zeigt einen Ausschnitt der in 2 gezeigten perspektivischen Schnittansicht. 4 zeigt eine Draufsicht auf das in 1 bis 3 gezeigte Fliehkraftpendel 10. 5 zeigt einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht durch ein Fliehkraftpendel 10. Nachfolgend sollen die 1 bis 5 gemeinsam erläutert werden.
Das Fliehkraftpendel 10 ist drehbar um eine Drehachse 15 in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs gelagert. Das Fliehkraftpendel 10 umfasst einen Pendelflansch 20, der radial außenseitig an einer Anschlussseite 25 des Fliehkraftpendels 10 angeordnet ist. Die Anschlussseite 25 ist in der Ausführungsform als Nabe ausgebildet. Sie kann aber auch scheibenartig ausgebildet sein und mit einer weitere Komponente einer Dämpfungseinrichtung verbunden sein. Der Pendelflansch 20 ist mit einem Koppelmittel 30 mit der Anschlussseite 25 verbunden. Radial außenseitig zu dem Koppelmittel 30 sind an dem Pendelflansch 20 beidseitig in axialer Richtung erste Pendelmassen 35 angeordnet, die über einen ersten Abstandsbolzen 40 miteinander verbunden sind und ein erstes Pendelmassenpaar 45 des Fliehkraftpendels 10 bilden. Das erste Pendelmassenpaar 45 ist über eine erste Kulissenführung 55 mit dem Pendelflansch 20 gekoppelt. Ferner umfasst das Fliehkraftpendel 10 ein zweites Pendelmassenpaar 60, das an dem Pendelflansch 20 angeordnet ist, wobei das zweite Pendelmassenpaar 60 zweite Pendelmassen 65 umfasst, die über zweite Abstandsbolzen 70 miteinander verbunden sind. Die zweiten Pendelmassen 65 sind ebenso wie die ersten Pendelmassen 35 beidseitig des Pendelflanschs 20 angeordnet. Die zweiten Pendelmassen 65 sind über eine zweite Kulissenführung 75 mit dem Pendelflansch 20 gekoppelt.
Die erste Kulissenführung 55 umfasst eine in der ersten Pendelmasse 35 angeordnete erste Ausnehmung 80, die eine nierenförmige Ausnehmungskontur aufweist. Ferner umfasst die erste Kulissenführung 55 eine zweite Ausnehmung 85, die in dem Pendelflansch 20 angeordnet ist. Die zweite Ausnehmung 85 weist eine nierenförmig ausgebildete Ausnehmungskontur auf. Durch die beiden Ausnehmungen 80, 85 erstreckt sich ein Abrollelement 90. Das Abrollelement 90 führt durch ein Abrollen an der ersten Ausnehmung 80 bzw. an der zweiten Ausnehmung 85 die erste Pendelmasse 35 entlang einer ersten Pendelbahn 95.
Analog zu der ersten Kulissenführung 55 ist die zweite Kulissenführung 75 ausgebildet. Die zweite Kulissenführung 75 umfasst eine dritte Ausnehmung 100, die in der zweiten Pendelmasse 65 angeordnet ist. Die dritte Ausnehmung 100 ist nierenförmig ausgestaltet und radial nach außen hin geöffnet. In dem Pendelflansch 20 ist eine vierte Ausnehmung 105 vorgesehen, die nierenförmig ausgebildet ist. Dabei ist die Nierenform der vierten Ausnehmung 105 radial nach innen hin geöffnet. Durch die dritte Ausnehmung 100 und die vierte Ausnehmung 105 erstreckt sich ein zweites Abrollelement 110. Das zweite Abrollelement 110 führt die zweite Pendelmasse 65 entlang einer zweiten Pendelbahn 115 durch ein Abrollen an der dritten Ausnehmung 100 bzw. an der vierten Ausnehmung 105.
Ferner umfasst das erste Pendelmassenpaar 45 ein erstes Dämpfungselement 120 und das zweite Pendelmassenpaar 60 ein zweites Dämpfungselement 125. Das erste Dämpfungselement 120 ist dabei an einer dem zweiten Pendelmassenpaar 60 zugewandten erdes ersten Pendelmassenpaars 45 angeordnet. Dabei ragt das erste Dämpfungselement 120 über die erste Seitenfläche 130 heraus. An der dem ersten Pendelmassenpaar 45 zugewandten zweiten Seitenfläche 135 ist das zweite Dämpfungselement 125 angeordnet, das über die zweite Seitenfläche 135 herausragt. Die zweite Seitenfläche 135 erstreckt sich ebenso radial nach außen hin. Die beiden Dämpfungselemente 120, 125 sind ringförmig ausgebildet und umschließen den jeweils zugehörigen Abstandsbolzen 40, 70. Beispielsweise kann das Dämpfungselement 120, 125 als Gummidämpfer ausgebildet sein. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass das Dämpfungselement 120, 125 andersartig ausgebildet ist. Die Dämpfungselemente 120, 125 dienen dazu, ein Anschlagen der beiden Pendelmassenpaare 45, 60 aneinander abzudämpfen, um so ein Begrenzungsmoment zu reduzieren.
Die Anschlussseite 25 umfasst einen ringförmig ausgebildeten Anschlussseitenabschnitt 136, der radial innenseitig ausgebildet ist, an einer inneren Umfangsfläche 137 eine Welle-Nabe-Verbindung zu beispielsweise einer Getriebeeingangswelle 140 bereitzustellen. Radial außenseitig erstreckt sich vom Anschlussseitenabschnitt 136 ein Anschlussseitenflansch 145. Gegenüberliegend in axialer Richtung bezogen auf den Pendelflansch 20 weist die Anschlussseite 25 eine Gegenscheibe 150 auf. Die Gegenscheibe 150 ist mittels einer formschlüssigen Verbindung, in 2 eine Nietverbindung 155, mit dem Anschlussseitenflansch 145 verbunden. Zwischen der Gegenscheibe 150 und dem Anschlussseitenflansch 145 ist somit der Pendelflansch 20 angeordnet. Der Pendelflansch 20 sitzt mit einer inneren Umfangsfläche 165 auf einer äußeren Umfangsfläche 160 des Anschlussseitenabschnitts 136 radial außenseitig auf. Somit ist der Pendelflansch 20 über die innere Umfangsfläche 165 drehbar gelagert.
Das Koppelmittel 30 umfasst einen Retainer 170 und ein Federelement 175. Das Federelement 175 ist als geschichtete Hülsenfeder ausgebildet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass andere Federtypen, insbesondere Spiralfedern, Bandfedern oder Hülsenfedern, die nur eine einzige Schicht aufweisen, in dem Retainer 170 angeordnet sind. Sowohl der Retainer 170 als auch das Federelement 175 weisen eine Längsachse 180 auf, die parallel zu der Drehachse 15 angeordnet ist. Der Retainer 170 erstreckt sich in axialer Richtung über die Gegenscheibe 150, den Pendelflansch 20 sowie den Anschlussseitenflansch 145. Der Retainer 170 weist in der Gegenscheibe 150 einen ersten Retainerabschnitt 185 auf. Der erste Retainerabschnitt 185 weist ein erstes Längsende des Retainers 170 auf. In dem Pendelflansch 20 weist der Retainer 170 einen zweiten Retainerabschnitt 190 auf. In dem Anschlussseitenflansch 145 weist der Retainer 170 einen dritten Retainerabschnitt 195 auf. Der dritte Retainerabschnitt 195 weist ein zweites Längsende des Retainers 170 auf. Angrenzend an den ersten Retainerabschnitt 185 ist in der Gegenscheibe 150 eine fünfte Ausnehmung 200 vorgesehen. Die fünfte Ausnehmung 200 weist dabei einen geringeren Querschnitt bzw. Durchmesser auf als der erste Retainerabschnitt 185. Gegenüberliegend bezogen auf den Pendelflansch 20 weist der Anschlussseitenflansch 145 eine sechste Ausnehmung 205 auf. Die sechste Ausnehmung 205 ist in der Ausführungsform identisch zu der fünften Ausnehmung 200 ausgebildet. Die sechste Ausnehmung 205 weist dabei einen geringeren Querschnitt bzw. einen geringeren Durchmesser auf als der dritte Retainerabschnitt 195. Es wird darauf hingewiesen, dass alternativ auch die fünfte Ausnehmung 200 und die sechste Ausnehmung 205 abweichend zueinander ausgebildet sein können. Auch ist denkbar, dass auf die fünfte Ausnehmung 200 und/oder die sechste Ausnehmung 205 verzichtet wird.
In dem zweiten Retainerabschnitt 190 weist der Retainer 170 eine Ausbuchtung 210 auf. Die Ausbuchtung 210 ist dabei radial innen an einer inneren Umfangsfläche 211 des Retainers 170 vorgesehen. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Ausbuchtung 210 radial außen oder an einer anderen Stelle des Retainers 170 angeordnet ist. Die Ausbuchtung 210 weist eine dritte Seitenfläche 215 auf.
Das Federelement 175 ist als Hülsenfeder teilringförmig ausgestaltet und weist eine Abstützfläche 220 auf, die der dritten Seitenfläche 215 der Ausbuchung 210 gegenüberliegend angeordnet ist. Im unbetätigten Zustand ist die Abstützfläche 220 beabstandet zu der Seitenfläche 215 der Ausbuchtung 210 angeordnet.
Der Pendelflansch 20 weist eine siebte Ausnehmung 225 auf, durch die sich ein Nietbolzen 230 der formschlüssigen Verbindung 155 erstreckt. Dabei ist die siebte Ausnehmung 225 derart gewählt, dass eine Ausnehmungskontur 235 der siebten Ausnehmung 225 beabstandet zu einer äußeren Umfangsfläche 240 des Nietbolzens 230 ist.
Die Getriebeeingangswelle 140 ist beispielsweise mit einer Kupplungseinrichtung verbunden. Alternativ ist auch denkbar, dass anstatt der Getriebeeingangswelle 140 die Anschlussseite 25 mit einer Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors verbunden ist. Über die Getriebeeingangswelle 140 wird ein Antriebsdrehmoment M von dem Verbrennungsmotor an ein Getriebe übertragen. Der Momentenfluss erfolgt dabei ausschließlich über die Getriebeeingangswelle 140. Das Antriebsdrehmoment M wird nicht über das Fliehkraftpendel 10 übertragen. Über die Anschlussseite 25 ist das Fliehkraftpendel 10 mit der Getriebeeingangswelle 140 drehmomentschlüssig verbunden, so dass das Fliehkraftpendel 10 im Betrieb um die Drehachse 15 rotiert. Dabei werden durch die Trägheit der Pendelmassenpaare 45, 60 und dem über die Getriebeeingangswelle 140 transportierenden schwankenden Drehmoment die Pendelmassenpaare 45, 60 zu einer Pendelbewegung entlang der Pendelbahnen 95, 115 angeregt. Die Pendelbewegung weist dabei die gleiche Frequenz wie die Drehmomentschwankungen des Drehmoments M auf, jedoch erfolgt die Pendelbewegung um etwa 90° phasenversetzt zu dem schwankenden Antriebsdrehmoment M. Dadurch erzeugen die Pendelmassenpaare 45, 60 ein Rückstellmoment M_R, das die Schwingungen im Antriebsdrehmoment M tilgt. Ferner weist der Pendelflansch 20 ein Trägheitsmoment M_T auf. Sowohl das Trägheitsmoment M_T als auch das Rückstellmoment M_R werden über das Koppelmittel 30 aus dem Pendelflansch 20 in die Anschlussseite 25 eingekoppelt und reduzieren die Drehmomentschwankungen des Antriebsdrehmoments M, so dass das Antriebsdrehmoment M durch das Fliehkraftpendel 10 einen gleichmäßigeren zeitlichen Verlauf aufweist.
Die Federelemente 175 sind in der Ausführungsform vorgespannt in dem Retainer 170 angeordnet und stellen eine Vorspannkraft bereit, so dass der Pendelflansch 20 während der Pendelbewegung der Pendelmassenpaare 45, 60 im Wesentlichen starr mit der Anschlussseite 25 verbunden ist. Dabei wird unter einer starren Verbindung eine maximale relative Verdrehung des Pendelflanschs 20 gegenüber der Anschlussseite 25 im Bereich von 0 bis 1°, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 0,5°, besonders vorteilhafterweise im Bereich von 0°, verstanden. Durch die starre Anbindung der Anschlussseite 25 an den Pendelflansch 20 über das Koppelmittel 30 können zuverlässig unterschiedliche Frequenzen von Drehmomentschwankungen des Antriebsdrehmoments M in den Pendelflansch 20 eingeleitet werden, um diese zu tilgen.
Das Fliehkraftpendel 10 weist einen ersten Betriebszustand und einen zweiten Betriebszustand auf. In dem ersten Betriebszustand pendeln die Pendelmassenpaare 45, 60 entlang der vorgegebenen Pendelbahnen 95, 115. Ein Anschlagen der Pendelmassenpaare 45, 60 aneinander oder in der Kulissenführung 55, 75 erfolgt hierbei nicht. Das Koppelmittel 30 überträgt im ersten Betriebszustand das Rückstellmoment M_R und das Trägheitsmoment M_T des Pendelflanschs zwischen der Anschlussseite 25 und dem Pendelflansch 20.
Wird der Pendelflansch 20 in dem zweiten Betriebszustand besonders schnell in seiner Drehzahl beschleunigt oder abgebremst, so wird die Pendelbewegung der Pendelmassenpaare 45, 60 durch ein in Umfangsrichtung gegenseitiges Anschlagen der Dämpfungselemente 120, 125 sowie ein Anschlagen des Abrollelements 90, 110 an einem Längsende der ersten bzw. zweiten Ausnehmung 80, 85 bzw. einem Längsende der dritten bzw. vierten Ausnehmung 100, 105 begrenzt. Durch das Anschlagen wird einerseits der Pendelweg der Pendelmassenpaare 45, 60 begrenzt, zum anderen erzeugen die Pendelmassenpaare 45, 60 zusätzlich zu dem Trägheitsmoment M_T und dem Rückstellmoment M_R ein Begrenzungsmoment M_A, das nicht nützlich für die Tilgung des schwankenden Drehmoments M ist und gegenteilig bei einem ungünstigen zeitlichen Verlauf eine Schwingungsamplitude des schwankenden Drehmoments M bei einer starren Anbindung der Anschlussseite 25 mit dem Pendelflansch 20 sogar erhöhen kann. Die Vorspannung des Federelements 175 im Retainer 170 ist dabei derart gewählt, dass beim Anschlagen der Pendelmassenpaare 45, 60 zur Begrenzung des Pendelwegs das Begrenzungsmoment M_A zu einer Verformung des Federelements 175 führt und somit das Begrenzungsmoment M_A bzw. dessen korrespondierende auf die das Federelement 175 wirkende Begrenzungskraft die Vorspannkraft der Federelement 175 überschreitet. Dabei wird bei einer Hülsenfeder die Hülsenfeder umfangsseitig durch den Pendelflansch 20 in dem Retainer 170 gegenüber dem ersten und dem dritten Retainerabschnitt 185, 195 gestaucht. Durch die Stauchung nimmt das Federelement 175 Energie auf und dient somit als Energiespeicher. Wird die Vorspannkraft des Federelements 175 korrespondierend zu dem Begrenzungsmoment M_A zur Begrenzung des Pendelwegs der ersten und/oder der zweiten Pendelmasse 45, 60 gewählt, kann das Federelement 170 einfach ausgelegt werden.
Durch die Stauchung verdreht sich der Pendelflansch 20 relativ zu der Anschlussseite 25 um einen Verdrehwinkel, der größer ist als die starre Verbindung im ersten Betriebszustand und kleiner als 10°, vorzugsweise kleiner als 5°, vorzugsweise kleiner als 3° ist. Dabei überträgt das Koppelmittel 30 das Rückstellmoment M_R und das Trägheitsmoment M_T des Pendelflanschs 20 zwischen der Anschlussseite 25 und dem Pendelflansch 20. Durch die Relativverdrehung des Pendelflanschs 20 gegenüber der Anschlussseite 25 wird das Begrenzungsmoment M_A teilweise und vorzugsweise vollständig durch die Federelemente 175 abgefangen und nicht in die Anschlussseite 25 eingeleitet. Dadurch kann eine Überbeanspruchung der Getriebeeingangswelle 140 oder weiterer Komponenten des Antriebsstrangs durch das Begrenzungsmoment M_A auf einfache Weise vermieden werden.
Überschreitet das Begrenzungsmoment M_A einen vordefinierten Schwellenwert, wird das Federelement 175 so weit durch die Verdrehung des Pendelflanschs 20 gegenüber der Anschlussseite 25 und somit durch eine effektive Verengung des Retainerquerschnitts 170 gestaucht, dass die Abstützfläche 220 an der Seitenfläche 215 der Ausbuchtung 210 anschlägt. Dadurch wird eine weitere Verformung des Federelements 175 verhindert und eine direkte Momenten-übertragung ohne weitere Relativverdrehung zwischen Pendelflansch 20 und Anschlussseite 25 blockiert. Das Federelement 175 fungiert nach dem Anschlagen der Abstützfläche 220 an der Seitenfläche 215 als Bolzen, der in Scherrichtung beansprucht wird und auf diese Weise das Begrenzungsmoment M_A vom Pendelflansch 20 auf die Anschlussseite 25 überträgt.
5 zeigt eine Draufsicht auf ein Fliehkraftpendel 300 gemäß einer zweiten Ausführungsform und 6 einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht durch das in 5 gezeigte Fliehkraftpendel 300. Das Fliehkraftpendel 300 ist im Wesentlichen identisch zudem in den 1 bis 4 gezeigtem Fliehkraftpendel 10 ausgebildet. Abweichend dazu weist der Retainer 170 radial außenseitig eine achte Ausnehmung 245 im ersten Retainerabschnitt 185 und einen neunte Ausnehmung 250 im dritten Retainerabschnitt 195 auf, wobei die achte Ausnehmung 245 bzw. die neunte Ausnehmung 250 ein Winkelsegment, bezogen auf die Längsachse des Retainers 170, einschließen, das kleiner 180° ist. Dadurch kann das Federelement 175 trotz des durch die Ausnehmungen 245, 250 geöffneten Retainers 170 zuverlässig in dem Retainer 170 fixiert werden. Die Pendelmassen 35, 65 sind in ihrer radialen Erstreckung nach innen hin zu dem Federelement 175 derart abgestimmt, dass, wie in 4 gezeigt, die Pendelmassen 35, 65 mit einer inneren Umfangsfläche 255 an einer äußeren Umfangsfläche 260 des Federelements 175 anschlagen.
Besonders vorteilhaft ist, wenn, wie in 4 gezeigt, die Kulissenführung 55, 75 sowie die Erstreckung der Pendelmassen 35, 65 in Umfangsrichtung bzw. die Anordnung der Dämpfungselemente 120, 125 sowie die Abstimmung der Anordnung der Federelemente 175 zu der inneren Umfangsfläche 255 der Pendelmassen 35, 65 so abgestimmt sind, dass gleichzeitig die Abrollelemente 90, 110 an den Längsenden der ersten bzw. zweiten Ausnehmung 80, 85 bzw. den Längsenden der dritten bzw. vierten Ausnehmung 100, 105, die Dämpfungselemente 120, 125 und die Federelemente 175 an der inneren Umfangsfläche 255 der Pendelmassen 35, 65 anschlagen, so dass das Begrenzungsmoment M_A besonders gut abgefedert bzw. gedämpft werden kann.
Durch die radiale Beabstandung der äußeren Umfangsfläche 24 des Nietbolzens 230 zu der inneren Umfangsfläche 235 der siebten Ausnehmung 225 wird gewährleistet, dass der Pendelflansch 20 trotz des durch die siebte Ausnehmung 225 geführten Nietbolzens 230 eine Verdrehbarkeit des Pendelflanschs 20 gegenüber der Anschlussseite 25 gewährleistet.
7 zeigt einen Ausschnitt einer perspektivischen Schnittansicht durch ein Fliehkraftpendel 400 einer dritten Ausführungsform. Das Fliehkraftpendel 400 ist im Wesentlichen identisch zu dem in den 1 bis 5 gezeigten Fliehkraftpendel 10 ausgebildet. Abweichend dazu ist die Nietverbindung 155 platzsparend im Bereich des Retainers 170 und des Federelements 175 angeordnet. Dabei erstreckt sich der Nietbolzen 230 radial innenseitig des Federelements 175 und fixiert die Gegenscheibe 150 bzw. den Anschlussseitenflansch 145 mit Nietköpfen 405 im Bereich der fünften und sechsten Ausnehmung 200, 205. Eine äußere Umfangsfläche 410 des Nietbolzens 230 ist im Bereich eines Längsabschnitts 406 radial umfangsseitig beabstandet zu einer inneren Umfangsfläche 415 des Federelements 175 angeordnet, um eine Verformung des Federelements 175 radial nach innen zur Längsachse 180 des Federelements 175 zu ermöglichen. Der Längsabschnitt 406 erstreckt sich dabei im Retainer 170.
Wird die Nietverbindung 155 im Bereich des Retainers 170 angeordnet, kann auf die Ausbuchtung 210 des Retainers 170 verzichtet werden, da ein Überdrücken durch das Anschlagen der inneren Umfangsfläche 415 an der äußeren Umfangsfläche 410 des Nietbolzens 230 blockiert wird und somit eine weitere elastische Verformung des Federelements 175 im Retainer 170 vermieden wird. Dadurch kann auf einfache Weise ein besonders kompaktes Koppelmittel 30 bereitgestellt werden. Durch die geringe Erstreckung in Umfangsrichtung kann bei sonstiger gleicher Gestaltung die doppelte Anzahl von Koppelmittel 30 in Umfangsrichtung zur Kopplung des Pendelflanschs 20 mit der Anschlussseite 25 gegenüber der in den 1 bis 5 gezeigten Ausgestaltung der Fliehkraftpendel 10 vorgesehen werden.
8 zeigt einen Längsschnitt durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung 600 mit einem in den 1 bis 4 gezeigten Fliehkraftpendel 10. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 600 weist einen Torsionsschwingungsdämpfer 605 auf, der eingangsseitig mit einer Kupplungseinrichtung 610 verbunden ist. Die Kupplungseinrichtung 610 kann beispielsweise als nasse Lamellenkupplung ausgebildet sein. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Kupplungseinrichtung 610 andersartig ausgebildet ist. Der Torsionsschwingungsdämpfer 605 weist wenigstens ein Federelement 615 auf, das als Energiespeicher ausgebildet ist. Das Federelement 615 des Torsionsschwingungsdämpfers 605 dient dazu, einen Momentenfluss von der Eingangsseite 606 des Torsionsschwingungsdämpfers 605 hin zu einer Ausgangsseite 620 zu gewährleisten, wobei an der Ausgangsseite 620 die Getriebeeingangswelle 140 vorgesehen ist. Die Ausgangsseite 620 kann beispielsweise über die Getriebeeingangswelle 140 mit der Anschlussseite 25 des Fliehkraftpendels 10 drehmomentschlüssig verbunden sein. Auch ist denkbar, dass die Ausgangsseite 620 des Torsionsschwingungsdämpfers 605 direkt, also ohne die Getriebeeingangswelle 140, mit der Anschlussseite 25 verbunden ist. Der Fluss des Antriebsdrehmoments M erfolgt somit über das Federelement 615 des Torsionsschwingungsdämpfers 605 in die Anschlussseite 25. Von dort wird das Antriebsdrehmoment in die Getriebeeingangswelle 140 eingeleitet. Über die Koppelmittel 30 erfolgt kein Fluss des Antriebsdrehmoments M in den Pendelflansch 20. Über die Koppelmittel 30 fließt somit ausschließlich das Rückstellmoment M_R und das Trägheitsmoment M_T des Pendelflanschs 20 und im Falle des Anschlagens der Pendelmassen 35, 65 das Begrenzungsmoment M_A. Dadurch, dass das Antriebsdrehmoment M nicht über die Koppelmittel 30 übertragen wird, kann das Koppelmittel 30 besonders kompakt und leicht ausgebildet sein, so dass ein besonders kostengünstiges Fliehkraftpendel 10 bereitgestellt werden kann.
In den 1 bis 8 ist die Längsachse 145 des Retainers 170 parallel zur Drehachse 15 angeordnet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass die Längsachse tangential zur Drehachse 15 bzw. in Drehrichtung ausgerichtet ist und/oder beispielsweise das Federelement 175 schraubenförmig ausgebildet ist, um die Anschlussseite 25 mit dem Pendelflansch 20 zu koppeln.
Bezugszeichenliste

10: Fliehkraftpendel
15: Drehachse
20: Pendelflansch
25: Anschlussseite
30: Koppelmittel
35: Erste Pendelmasse
40: Erster Abstandsbolzen
45: Erstes Pendelmassenpaar
55: Erste Kulissenführung
60: Zweites Pendelmassenpaar
65: Zweite Pendelmasse
70: Zweiter Abstandsbolzen
75: Zweite Kulissenführung
80: Erste Ausnehmung
85: zweite Ausnehmung
90: Erstes Abrollelement
95: Erste Pendelbahn
100: Dritte Ausnehmung
105: Vierte Ausnehmung
110: Zweites Abrollelement
115: Zweite Pendelbahn
120: Erstes Dämpfungselement
125: Zweites Dämpfungselement
130: Erste Seitenfläche
135: Zweite Seitenfläche
136: Anschlussseitenabschnitt
137: Innere Umfangsfläche der Anschlussseite
140: Getriebeeingangswelle
145: Anschlussseitenflansch
150: Gegenscheibe
155: Formschlüssige Verbindung
160: Äußere Umfangsfläche des Anschlussseitenabschnitts
165: Innere Umfangsfläche des Pendelflanschs
170: Retainer
175: Federelement
180: Längsachse
185: Erster Retainerabschnitt
190: Zweiter Retainerabschnitt
195: Dritter Retainerabschnitt
200: Fünfte Ausnehmung
205: Sechste Ausnehmung
210: Ausbuchtung
211: Innere Umfangsfläche des Retainers
215: Dritte Seitenfläche
220: Abstützfläche
225: Siebte Ausnehmung
230: Nietbolzen
235: Ausnehmungskontur
240: Äußere Umfangsfläche des Nietbolzens
245: Achte Ausnehmung
250: Neunte Ausnehmung
255: Innere Umfangsfläche
260: Äußere Umfangsfläche
300: Fliehkraftpendel
400: Fliehkraftpendel
405: Nietkopf
406: Längsabschnitt
410: Äußere Umfangsfläche
415: Innere Umfangsfläche
600: Drehmomentübertragungseinrichtung
605: Torsionsschwingungsdämpfer
606: Eingangsseite
610: Kupplungseinrichtung
615: Federelement
620: Ausgangsseite

Claims

Fliehkraftpendel (10; 300; 400), zur zumindest teilweisen Tilgung von Drehschwingungen eines um ein Drehachse (15) des Fliehkraftpendels (10; 300; 400) wirkenden Drehmoments, – mit wenigstens einer ersten Pendelmasse (35), einer ersten Kulissenführung (55), einem Koppelmittel (30), einer Anschlussseite (25) und einem Pendelflansch (20), – wobei der Pendelflansch (20) mit der Anschlussseite (25) mittels des Koppelmittels (30) zur Drehmomentübertragung zwischen der Anschlussseite (25) und dem Pendelflansch (20) gekoppelt, – wobei die erste Pendelmasse (35) mittels der ersten Kulissenführung (55) mit dem Pendelflansch (20) gekoppelt, wobei die erste Kulissenführung (55) ausgebildet ist, die erste Pendelmasse (35) entlang einer ersten Pendelbahn (95) zu führen, – wobei die erste Pendelmasse (35) ausgebildet ist, entlang der ersten Pendelbahn (95) zu schwingen und ein Rückstellmoment zur Tilgung des schwankenden Drehmoment in den Pendelflansch (20) einzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass – das Koppelmittel (30) ausgebildet eine Relativverdrehung des Pendelflanschs (20) zu der Anschlussseite (25) zu gestatten, – wobei das Koppelmittel (30) ausgebildet ist, das Rückstellmoment und/oder ein Trägheitsmoment des Pendelflanschs (20) zwischen der Anschlussseite (25) und dem Pendelflansch (20) zu übertragen.
Fliehkraftpendel (10; 300; 400) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebszustand die erste Pendelmasse (35) ausgebildet ist, entlang der ersten Pendelbahn (95) zu schwingen, – wobei ein einem zweiten Betriebszustand ein Pendelweg der ersten Pendelmasse (35) entlang der ersten Pendelbahn (95) begrenzt wird, – wobei das Koppelmittel (30) ausgebildet ist, im ersten Betriebszustand den Pendelflansch (20) im Wesentlich starr mit der Anschlussseite (25) zu koppeln, – wobei in dem zweiten Betriebszustand das Koppelmittel (30) ausgebildet ist, die Relativverdrehung des Pendelflanschs (20) zu der Anschlussseite (25) zu gestatten um ein beim Begrenzen des Pendelwegs entstehendes Begrenzungsmoment zumindest teilweise zu reduzieren.
Fliehkraftpendel (10; 300; 400) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kulissenführung (55) wenigstens eine in der ersten Pendelmasse (35) angeordnete erste nierenförmige Ausnehmung (80), eine in dem Pendelflansch (20) angeordnete nierenförmige zweite Ausnehmung (85) und ein Abrollelement umfasst, – wobei sich das Abrollelement durch die erste Ausnehmung (80) und die zweite Ausnehmung (85) erstreckt, – wobei die erste und/oder zweite Ausnehmung (80, 85) derart ausgebildet sind, den Pendelweg durch ein Anschlagen des Abrollelements an wenigstens einem Längsende der ersten und/oder der zweiten Ausnehmung (80, 85) zu begrenzen.
Fliehkraftpendel (10; 300; 400) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens eine zweite Pendelmasse (65) und wenigstens eine zweite Kulissenführung (75) vorgesehen ist, – wobei die zweite Pendelmasse (65) mittels der zweiten Kulissenführung (75) mit dem Pendelflansch (20) gekoppelt ist, – wobei die zweite Kulissenführung (75) ausgebildet ist, die zweite Pendelmasse (65) entlang einer zweiten Pendelbahn zu führen, – wobei die zweite Pendelmasse (65) derart am Pendelflansch (20) angeordnet ist, dass die zweite Pendelmasse (65) im zweiten Betriebszustand durch ein Anschlagen an der ersten Pendelmasse (35) einen Pendelweg der ersten und/oder der zweiten Pendelmasse (35, 65) entlang der ersten und/oder zweiten Pendelbahn (95, 115) begrenzt.
Fliehkraftpendel (10; 300; 400) nach einem der Ansprüche 1 bist 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelmittel (30) wenigstens einen Retainer (170) und ein Federmittel umfasst, wobei der Retainer (170) zumindest teilweise im Pendelflansch (20) und in der Anschlussseite (25) angeordnet ist, wobei in dem Retainer (170) das Federelement (175) angeordnet ist, wobei das Federelement (175) ausgebildet ist, ein das Rückstellmoment und/oder das Trägheitsmoment zwischen dem Pendelflansch (20) und der Anschlussseite (25) zu übertragen.
Fliehkraftpendel (10; 300; 400) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (175) eine Längsachse (180) aufweist, die parallel zur Drehachse (15) angeordnet ist.
Fliehkraftpendel (10; 300; 400) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (175) vorgespannt mit einer Vorspannkraft in dem Retainer (170) angeordnet ist, wobei die Vorspannkraft des Federelement (175) korrespondierend zu einem Begrenzungsmoment zur Begrenzung des Pendelwegs der ersten und/oder zweiten Pendelmasse (35, 65) gewählt ist.
Fliehkraftpendel (10; 300; 400) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement als Hülsenfeder (175), insbesondere als mehrschichtige Hülsenfeder, oder als Spiralfeder oder als Bandfeder ausgebildet ist.
Fliehkraftpendel (10; 300; 400) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Retainer (170) an der Anschlussseite (25) eine Ausbuchtung aufweist, wobei die Ausbuchtung parallel zur Drehachse (15) ausgerichtet ist, wobei die Ausbuchtung wenigstens eine Seitenfläche aufweist, wobei das Federelement (175) wenigstens eine Abstützfläche aufweist, wobei die Abstützfläche der Seitenfläche zugewandt ist, wobei die Abstützfläche ausgebildet ist, an der Seitenfläche anzuschlagen und eine durch den Pendelflansch (20) in das Federelement (175) eingeleitete Kraft aus dem Federelement (175) auszuleiten.
Fliehkraftpendel (10; 300; 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussseite (25) einen Anschlussseitenflansch (136) und eine Gegenscheibe (150) umfasst, wobei in axialer Richtung zwischen dem Anschlussseitenflansch (136) und der Gegenscheibe (150) der Pendelflansch (20) angeordnet ist, wobei die Gegenscheibe (150) und der Anschlussseitenflansch (136) mittels einer formschlüssigen Verbindung miteinander verbunden sind.
Fliehkraftpendel (10; 300; 400) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Retainer (170) als Ausnehmung in der Anschlussseite (25) und in dem Pendelflansch (20) ausgebildet ist, wobei ein erstes Längsende (185) des Retainers (170) in der Gegenscheibe (150) und ein zweites Längsende (195) des Retainers (170) in dem Anschlussseitenflansch (136) angeordnet ist, wobei sich das Federelement (175) zwischen dem ersten und dem zweiten Längsende (185, 195) erstreckt.
Fliehkraftpendel (10; 300; 400) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssige Verbindung (155) wenigstens einen in Längsrichtung sich erstreckenden Längsabschnitt (406) umfasst, wobei der Längsabschnitt (406) zumindest teilweise in dem Retainer (170) angeordnet ist, wobei zumindest teilweise der Längsabschnitt (406) umfangsseitig durch das Federelement (175) umgriffen ist.