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Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Eine solche Drehmomentübertragungseinrichtung kann beispielhaft im Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges zwischen einer Kraftabgabewelle einer Brennkraftmaschine und einem in der Momentenflussrichtung nachgeschalteten Getriebe angeordnet sein. Die Drehmomentübertragungseinrichtung kann beispielhaft in Kombination ein Zweimassenschwungrad und eine Fliehkraftpendeleinrichtung aufweisen, die eine Drehschwingungsdämpfung des Antriebssystems bewirken.
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Aus der
DE 10 2006 028 556 A1 oder aus der DE 10 2006 028 552 A1 ist eine gattungsgemäße Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer solchen Fliehkraftpendeleinrichtung bekannt. Diese weist einen mit einer Getriebeeingangswelle gekoppelten Pendelträger auf, an dem in Axialrichtung beidseitig Pendelmassen aufgehängt sind. Die Pendelmassen sind im Fahrbetrieb zur Drehschwingungsdämpfung in Radial- und Umfangsrichtung zwischen Endpositionen, zum Beispiel einer radial inneren Position und einer radial äußeren Position, verstellbar am Pendelträger aufgehängt. Die Pendelmassen sind exemplarisch in der Axialrichtung jeweils paarweise beidseitig des Pendelträgers angeordnet. Die Pendelmassen jedes Pendelmassen-Paares sind über Verbindungsbolzen miteinander verbunden.
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Zudem weist jedes Pendelmassen-Paar langlochartige Führungsbahnen auf, in der zur Aufhängung am Pendelträger eine Laufrolle abrollt, die am Pendelträger gelagert ist. Die langlochartigen Führungsbahnen der Pendelmassen sind so ausgelegt, dass die Pendelmassen zur Drehschwingungsdämpfung in der Umfangsrichtung pendeln können.
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Im normalen Fahrbetrieb, das heißt bei sehr hohen Drehzahlen, werden die Pendelmassen bei auftretenden Drehschwingungen in eine, in den Führungsbahnen der Pendelmassen geführte Pendelbewegung versetzt, mit der die Drehschwingungen gedämpft werden. Die Pendelbewegung erfolgt unter sehr hoher Fliehkraftwirkung, wobei die Schwerkraftwirkung auf die Pendelmassen vernachlässigbar ist. Demgegenüber reduziert sich beim Abstellen der Antriebseinheit die Drehzahl im Antriebsstrang und daher auch die Fliehkraftwirkung bis auf Null. Kurz vor dem Stillstand des Pendelträgers können die Pendelmassen nunmehr Schwerkraftwirkung – bei gleichzeitig stark reduzierter Fliehkraftwirkung – in Abhängigkeit von der Pendelträger-Drehstellung zwischen den oben definierten Endpositionen hin- und herfallen, wodurch Klappergeräusche erzeugt werden.
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Aus der
DE 10 2009 051 724 A1 ist eine weitere Fliehkraftpendeleinrichtung bekannt, bei die Pendelmassen zur Vermeidung von Klappergeräuschen mittels eines Federelementes radial nach außen vorgespannt sind, wobei die Vorspannung bei höheren Drehzahlen mechanisch bedingt aufgehoben wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer Fliehkraftpendeleinrichtung bereitzustellen, bei der insbesondere beim Abstellen der Antriebseinheit, Klappergeräusche, die durch die Pendelmassen erzeugt werden, reduzierbar sind.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 weist die Fliehkraftpendeleinrichtung zumindest ein Federelement auf, mit dem die Pendelmasse mit einer Vorspannkraft beaufschlagbar ist. Die Vorspannkraft ist entgegen einer, bei der Drehmomentübertragung wirkenden Fliehkraft radial nach innen gerichtet, wodurch die Pendelmasse in Richtung auf eine Endposition, etwa ihre radial innere Position, vorgespannt wird.
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Die Erfindung kann insbesondere zur Vermeidung von Klappergeräuschen eingesetzt werden, die beim Abstellen der Antriebseinheit in der Fliehkraftpendeleinrichtung durch die Pendelmassen erzeugt werden. Derartige Klappergeräusche ergeben sich unmittelbar vor dem Pendelträger-Stillstand dadurch, dass die Pendelmassen unter starker Reduzierung der Fliehkraftwirkung nunmehr in Abhängigkeit von ihrer Drehstellung unter Schwerkraftwirkung zwischen der radial inneren und radial äußeren Position hin- und herschlagen. Zur Vermeidung derartiger Klappergeräusche kann das Federelement so ausgelegt sein, dass bei Unterschreiten einer, im Vergleich zur Drehzahl im normalen Fahrbetrieb reduzierten Drehzahl im Antriebsstrang das Federelement gegen die Fliehkraft und gegen die Schwerkraft die Pendelmasse in ihre radial innere Position drückt. Demgegenüber kann im normalen Fahrbetrieb, das heißt bei Betriebsdrehzahlen, die größer als die obige reduzierte Drehzahl sind, das Federelement insbesondere unter Fliehkraftwirkung mit radialem Abstand nach außen außer Wirkverbindung mit der Pendelmasse gebracht werden. Im Unterschied zur
DE 10 2009 051 724 A1 ist somit das Federelement nicht mehr radial innerhalb der Pendelmasse angeordnet, sondern vielmehr bauraumgünstig radial außerhalb der Pendelmasse positioniert.
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Das Federelement kann beispielhaft eine Draht- oder Blattfeder sein und zwischen einem mittelbar oder unmittelbar am Pendelträger ausgebildeten Anbindungspunkt sowie einem an der Pendelmasse ausgebildeten Anbindungspunkt abgestützt sein. Bevorzugt kann das Federelement gehäusefest an einer mit dem Pendelträger drehgekoppelten Gehäusewand der Pendeleinrichtung montiert sein. Demgegenüber kann das Federelement an seinem gegenüberliegenden Pendelmasse-Anbindungspunkt bei ausreichend großer Fliehkraftwirkung, das heißt im normalen Fahrbetrieb, von der Pendelmasse gelöst sein und in Anlage mit der oben erwähnten Gehäusewandung gedrückt sein.
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Zur Ausführung einer Pendelbewegung kann die Pendelmasse langlochartige Führungsbahnen aufweisen, in denen jeweils eine am Pendelträger drehgelagerte Laufrolle abrollen kann. Die Laufrolle kann an ihrer pendelträgerseitigen Drehlagerstelle nicht drehfest gelagert sein, sondern ebenfalls in einer langlochartigen Führungsbahn in Radial- sowie in Umfangsrichtung verlagerbar angeordnet sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform können die am Pendelträger aufgehängten Pendelmassen jeweils paarweise in Axialrichtung beidseitig eines Pendelträgers angeordnet sein.
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Die Pendelmasse-Paare können jeweils über Verbindungsbolzen miteinander verbunden sein, die durch eine ebenfalls langlochartige, gekrümmte Durchführungsöffnung des Pendelträgers geführt sein.
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Wie oben erwähnt, kann das Federelement am Pendelmasse-Anbindungspunkt unter Fliehkraftwirkung lösbar in Druckanlage sein. Hierzu kann am Pendelmasse-Anbindungspunkt ein in Axialrichtung von der Pendelmasse abragender Axialsteg ausgebildet sein, auf dem das Federelement abstützbar ist. Im Hinblick auf eine Bauteilreduzierung ist es besonders von Vorteil, wenn zur Ausbildung des Axialstegs die Laufrolle um einen Überstand von der Pendelmasse vorragt und sich das Federelement unmittelbar auf der Laufrolle abstützt. Alternativ dazu kann zur Ausbildung des Axialstegs einer der Verbindungsbolzen um einen Überstand von der Pendelmasse vorragen, wodurch sich das Federelement unmittelbar auf den Verbindungsbolzen abstützen kann.
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Das Federelement kann so ausgelegt sein, dass es sich bei einer Drehzahl größer als beispielhaft 600 min–1 aufgrund der Fliehkraftwirkung von der Pendelmasse radial nach außen verlagert und bei Unterschreiten dieser Grenzdrehzahl wieder in Druckanlage mit der Pendelmasse kommt. Dadurch wird das oben erwähnte Hin- und Herfallen der Pendelmassen beim Abstellvorgang verhindert. Zudem wird durch die auf die Pendelmasse aufgebrachte Vorspannkraft die Bewegung der Laufrollen ebenfalls eingeschränkt, so dass auch diese Geräuschquelle unterbunden wird.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen. Es zeigen:
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1 und 2 jeweils in grob schematischen Halbschnitt-Ansichten eine Fliehkraftpendeleinrichtung gemäß dem Stand der Technik in unterschiedlichen Betriebszuständen;
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3 und 4 in Ansichten entsprechend der 1 und 2 jeweils die erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung;
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5 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene I-I aus der 4; und
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6 in einer Ansicht entsprechend der 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der Fliehkraftpendeleinrichtung.
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In den 1 und 2 ist zum einfacheren Verständnis der Erfindung jeweils in einem Halbschnitt eine aus dem Stand der Technik bekannte Fliehkraftpendeleinrichtung insoweit angedeutet, als es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Die Fliehkraftpendeleinrichtung weist einen scheibenförmigen Pendelträger 1 auf. Dieser ist in der Einbaulage an seinem Nabenabschnitt über eine Steckverzahnung 3 auf einer, in einem Antriebsstrang A (5) geschalteten Welle 5 angeordnet. Die Welle 5 kann beispielhaft eine Getriebeeingangswelle sein, die über ein nicht gezeigtes Zweimassenschwungrad mit einer nicht dargestellten Kraftabgabewelle einer Antriebseinheit drehgekoppelt ist. In diesem Fall bewirken sowohl das Zweimassenschwungrad als auch die Fliehkraftpendeleinrichtung eine Drehschwingungsdämpfung im Antriebsstrang A.
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An den in den 1 und 2 gezeigten scheibenförmigen Pendelträger 1 sind eine Vielzahl von Pendelmassen 7 aufgehängt, die zur Drehschwingungsdämpfung eine in der 1 angedeutete Pendelbewegung P in der Umfangsrichtung ausführen können. In den 1 und 2 sind die Pendelmassen 7 jeweils beidseitig des Pendelträgers 1 angeordnet (vergleiche 5), wobei jeweils zwei Pendelmassen 7 paarweise miteinander über Verbindungsbolzen 9 gekoppelt sind. Die Verbindungsbolzen 9 weisen einen mittleren, durchmessergrößeren Ringbund auf, der durch eine Durchführungsöffnung 11 des Pendelträgers 1 geführt ist. Zudem weist die in der 1 gezeigte Pendelmasse 7 zur Ausführung der Pendelbewegung P zwei langlochartige Führungsbahnen 13 auf. In den Führungsbahnen 13 sind zur Aufhängung der Pendelmassen 7 am Pendelträger 1 jeweils Laufrollen 15 abrollbar, die am Pendelträger 1 gelagert sind. Die Laufrollen 15 sind dabei nicht ortsfest am Pendelträger 1 drehgelagert, sondern vielmehr ebenfalls in Führungsbahnen 17 verstellbar geführt. Die Führungsbahnen 13, 17 des Pendelträgers 1 und der Pendelmassen 7 sind jeweils langlochartig sowie nierenförmig gekrümmt ausgebildet, wobei die Krümmung der Führungsbahnen 13, 17 zueinander gegenläufig ist. Zudem weist die Pendeleinrichtung eine den Pendelträger 1 mit Abstand umziehende Gehäusewand 19 auf, die mit dem Pendelträger 1 drehgekoppelt ist.
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In der 1 ist die Pendeleinrichtung im normalen Fahrbetrieb gezeigt, bei dem die Getriebeeingangswelle 5 (5) mit dem darauf angeordneten Pendelträger 1 mit einer Drehzahl nF dreht. In diesem Fall werden die Pendelmassen 7 unter Fliehkraftwirkung FF radial nach außen gedrückt, wohingegen die Schwerkraftwirkung FG auf die Pendelmassen vernachlässigbar ist. Bei Auftreten einer Drehschwingung werden die Laufrollen 15 in Richtung der in der 1 angedeuteten Pfeile innerhalb der Führungsbahnen 13, 17 der Pendelmassen 7 und des Pendelträgers 1 verlagert, und zwar in der Umfangs- und Radialrichtung zwischen zum Beispiel einer radial äußere Position I und einer radial inneren Position II (vgl. 2).
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In der 2 ist dagegen ein Betriebszustand angedeutet, bei dem die Antriebseinheit abgestellt ist und die Getriebeeingangswelle 5 eine Drehzahl nE von beispielhaft 600 min–1 unterschritten hat. In diesem Fall reduziert sich die auf die Pendelmassen 7 wirkende Fliehkraft FF,. Dadurch können die Pendelmassen 7, je nach Pendelträger-Drehlage, zwischen ihrer radial äußeren Position I und ihrer radial inneren Position II hin- und herfallen, was zu Klappergeräuschen führen kann.
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Zur Vermeidung solcher Klappergeräusche ist in den 2 bis 4 jedem Pendelmasse-Paar ein Federelement 21 zugeordnet. Das Federelement 21 ist in den 3 bis 5 beispielhaft eine Blattfeder. Diese ist zwischen einem gehäusefest an der Gehäusewand 19 ausgebildeten Anbindungspunkt 23 und einem Pendelmasse-Anbindungspunkt 25 abgestützt. In den 3 bis 5 ist der Pendelmasse-Anbindungspunkt 25 unmittelbar durch den Verbindungsbolzen 9 realisiert, der gemäß der 5 um einen Überstand b in Axialrichtung von der Pendelmasse 7 vorragt. Das Federelement 21 ist mit seinem, vom gehäusefesten Anbindungspunkt 23 abgewandten Ende 27 lösbar auf dem Verbindungsbolzen 9 abgestützt.
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Das Federelement 21 ist dabei so ausgelegt, dass bei Unterschreiten der im Vergleich zur Betriebs-Drehzahl nF stark reduzierten Drehzahl nE (das heißt zum Beispiel 600 min–1) eine radial nach innen gerichtete Vorspannkraft FV auf die Pendelmassen 7 ausgeübt wird. Bei reduzierter Drehzahl nE werden daher die Pendelmassen 7 in ihre radial innere Position II gedrückt, wodurch die ansonsten beim Abstellvorgang der Antriebseinheit auftretenden Klappergeräusche vermieden werden.
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Demgegenüber ist in der 3 die Fliehkraftpendeleinrichtung im normalen Fahrbetrieb gezeigt, das heißt bei einer Drehzahl nF, die wesentlich größer als die oben erwähnte Grenz-Drehzahl nE ist. In diesem Fall ist das Federelement 21 unter Fliehkraftwirkung FF mit radialem Abstand a (3) nach außen außer Wirkverbindung mit der Pendelmasse 7 verlagert und in Anlage mit der Gehäusewand 19 gedrückt, wodurch die Pendelbewegung P der Pendelmassen 7 zur Drehschwingungsdämpfung nicht durch die Federelemente 21 beeinträchtigt wird.
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In der 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das im Wesentlichen baugleich mit der in den 3 bis 5 gezeigten Fliehkraftpendeleinrichtung ist.
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Im Unterschied zu den 3 bis 5 ist jedoch der Pendelmasse-Anbindungspunkt des Federelementes 21 nicht mehr durch den Verbindungsbolzen 9 realisiert, sondern vielmehr durch eine der Laufrollen 13, die mit einem Überstand von der Pendelmasse 7 axial vorragt. In der 6 ist somit das freie Ende 27 des Federelementes 21 nicht mehr auf einem Verbindungsbolzen 9 abgestützt, sondern auf der Laufrolle 13.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028556 A1 [0003]
- DE 102009051724 A1 [0006, 0010]
