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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pendeldämpfungsvorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Eine derartige Vorrichtung, auch Pendeloszillator oder Pendel genannt, ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Kraftfahrzeugübersetzungsgetriebe auszustatten.
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Bei einem Kraftfahrzeugübersetzungsgetriebe wird in der Regel mindestens ein Torsionsdämpfungssytem einer Kupplung zugeordnet, die den Motor selektiv mit dem Getriebe verbinden kann.
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Ein Verbrennungsmotor erzeugt aufgrund der aufeinander folgenden Explosionen in den Motorzylindern Ungleichförmigkeiten, wobei diese Ungleichförmigkeiten insbesondere in Abhängigkeit von der Zylinderanzahl variieren.
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Das Dämpfungssystem weist herkömmlicherweise Federn und Reibelemente auf, deren Funktion darin besteht, die durch die Drehungsungleichförmigkeiten hervorgerufenen Vibrationen zu filtern, und wirkt vor der Übertragung des Motordrehmoments zum Getriebe. Dadurch ist es möglich zu verhindern, dass derartige Vibrationen zum Getriebe geleitet werden und dort unerwünschte Stöße, Geräusche und Lärmbelästigungen hervorrufen.
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Um das Filtern weiter zu verbessern, ist bekannt, zusätzlich zum herkömmlichen Dämpfungssystem eine Pendeldämpfungsvorrichtung zu verwenden.
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Die Patentanmeldung
FR 2 981 714 auf den Namen der Anmelderin offenbart eine Pendeldämpfungsvorrichtung mit einem ringförmigen Träger, der um seine Achse in Drehung versetzt werden soll, und mit Pendelmassen, die am Außenumfang des Trägers angebracht sind. Diese Masse wird im Betrieb in eine Pendelbewegung versetzt und weist zwei Abschnitte auf, die axial auf der einen und auf der anderen Seite des Trägers angebracht und über drei Zwischenelemente verbunden sind, die jeweils eine Öffnung des Trägers durchqueren.
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Eine Rolle ist zwischen einer in jedem Zwischenelement ausgebildeten Rollbahn und dem Rand der entsprechenden Öffnung des Trägers angeordnet. Die Zwischenelemente sind über eine Nietverbindung an beide Abschnitte der Masse befestigt. Die Köpfe der Nieten liegen an den radialen Außenflächen der Abschnitte der Masse an, d. h. an den Flächen, die dem ringförmigen Träger gegenüberliegen. Die Zwischenelemente und die Rollen liegen alle in ein und derselben radialen Ebene.
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In Reaktion auf die Rotationsunregelmäßigkeiten oder -ungleichförmigkeiten verlagert sich jede Masse derart, dass ihr Schwerpunkt pendelartig schwingt. Die Oszillationsfrequenz jeder Masse ist proportional zur Rotationsgeschwindigkeit der Motorwelle, wobei das entsprechende Vielfache beispielsweise einen Wert annehmen kann, der der maßgeblichen Oberschwingungsordnung der Vibrationen nahekommt, die für die starken Rotationsungleichmäßigkeiten nahe dem Leerlauf verantwortlich sind.
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Um die Effizienz einer derartigen Filtervorrichtung zu steigern, kann es erforderlich sein, den Ausschlag und/oder die Masse jeder Pendelmasse zu erhöhen. Der Nachteil einer Massenerhöhung ist jedoch die Erzeugung eines starken Verschleißes, insbesondere an den Kontaktbereichen zwischen den Rollen und den Rollbahnen des Trägers, da diese Kontaktbereiche relativ klein sind, was zu einem hohen Kontaktdruck führt.
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Die Patentanmeldung
WO 2011/100945 schlägt vor, einen Drehmomentwandler mit einer Doppelpendelvorrichtung, d. h. mit zwei aneinander befestigten Trägern, auszustatten, wobei an jedem der Träger Pendelmassen einzeln angebracht sind. Jede Pendelmasse weist insbesondere zwei Bereiche auf, die axial auf der einen und auf der anderen Seite des Trägers liegen. Da die Anzahl der Pendelmassen verdoppelt ist, wird die Effizienz einer derartigen Doppelpendelvorrichtung verbessert. Da darüber hinaus aufgrund der Verwendung von zwei Trägern auch die Kontaktbereiche verdoppelt werden, kann der Verschleiß jedes Trägers eingedämmt werden.
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Eine derartige Doppelpendelvorrichtung nimmt jedoch viel Platz ein und umfasst eine hohe Teileanzahl, was sich auf die Kosten der Baugruppe auswirkt.
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Die Anmeldung
DE 10 2010 049 556 offenbart eine Pendelvorrichtung mit zwei Trägern. Einer der Träger weist einen axialen Rand auf, der eine Rollbahn definiert. Dieser axiale Rand ist nicht fest zwischen den beiden Pendelträgern angebracht und bildet kein Zwischenelement.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine einfache, wirksame und wirtschaftliche Lösung zu diesen Problemen zu bieten.
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Zu diesem Zweck schlägt sie eine Pendeldämpfungsvorrichtung vor, mit mindestens einer Pendelmasse, die beweglich an einem Träger angebracht ist, der über Rollmittel in Drehung um eine Achse versetzt werden soll, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Träger einen ersten und einen zweiten Ringabschnitt aufweist, die sich radial und zumindest teilweise axial zueinander versetzt erstrecken, und ein Zwischenelement, das feststehend und axial zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Trägers angebracht ist, wobei der radial innere Umfang des Zwischenelements mindestens eine Rollbahn für die Rollmittel bildet und die Pendelmasse zumindest einen Mittelabschnitt aufweist, der axial zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Trägers angeordnet ist und dessen radial äußerer Umfang mindestens eine Rollbahn für die Rollmittel bildet.
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Das Zwischenelement ist ein von den Abschnitten des Trägers getrenntes Teil.
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Eine derartige Vorrichtung bietet einen starken Ausschlag der Pendelmasse in Bezug auf den Träger. Es ist außerdem möglich, die Dicke (und somit die Masse) des Mittelabschnitts der Pendelmasse auf einfache Weise zu erhöhen, wodurch auch die Größe der Anlageflächen der Rollmittel erhöht und somit der Verschleiß der Vorrichtung reduziert werden. Diese Vorrichtung bietet somit bei reduziertem Platzverbrauch und einer reduzierten Teileanzahl eine höhere Effizienz.
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Die Pendelmasse kann ferner mindestens zwei Seitenabschnitte aufweisen, die bezogen auf den Mittelabschnitt jeweils auf der anderen Seite des entsprechenden Abschnitts des Trägers liegen, wobei die Seitenabschnitte am Mittelabschnitt befestigt sind.
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Die Pendelmasse umfasst dann drei Abschnitte, so dass ihre Masse und somit die Effizienz des Filterns deutlich erhöht werden.
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Die Seitenabschnitte der Pendelmasse können über Befestigungsmittel, wie etwa Niete, die bogenförmige Langlöcher der Abschnitte des Trägers durchqueren, am entsprechenden Mittelabschnitt befestigt sein.
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In diesem Fall sind die Langlöcher vorzugsweise so bemessen, dass unabhängig von der Position der Pendelmasse zum Träger ein Halten der Rollmittel zwischen den Rollbahnen des Mittelabschnitts der Masse und den Rollbahnen des Zwischenelements des Trägers gewährleistet ist.
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Die Rollmittel können außerdem zwei Rollen umfassen, die umfangsartig zueinander versetzt sind und jeweils auf einer konkaven Rollbahn des inneren Umfangsrands des Zwischenelements des Trägers und auf einer konkaven Rollbahn des Außenrands des Mittelabschnitts der Pendelmasse rollen können.
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Die Pendelmasse kann in Bezug auf den Träger zwischen zwei Endstellungen beweglich sein, wobei der maximale Abstand zwischen den Rollbahnen des Zwischenelements des Trägers und den Rollbahnen des Mittelabschnitts der Pendelmasse an der Stelle der Umfangsenden der Rollbahnen kleiner ist als der Durchmesser der Rollen.
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Es wird somit verhindert, dass die Rollen aus den Zwischenräumen entfernt werden können, die zwischen den entsprechenden gegenüberliegenden Rollbahnen des Trägers und der Pendelmasse gebildet sind.
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Um die Reibungsflächen zu verringern, kann jede Rolle ringförmige Umfangsränder aufweisen, die axial auf der einen und auf der anderen Seite der Rolle hervorstehen und an den Abschnitten des Trägers in Anlage gelangen können.
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Diese hervorstehenden Ränder können Zapfen bilden, die in Löchern aufgenommen sein können, die im entsprechenden Abschnitt des Trägers ausgebildet sind. Durch die Zusammenwirkung zwischen den Ansätzen und den Löchern kann die Rolle auch bei maximalen Ausschlagwerten der Pendelmasse am Träger gehalten werden.
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Ebenso können die Abschnitte des Trägers axial hervorstehende Bereiche aufweisen, die an den Seitenabschnitten der Masse in Anlage gelangen können.
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Die hervorstehenden Bereiche sind beispielsweise durch Materialverformung gebildet.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Abschnitte des Trägers ringförmig und weisen jeweils einen sich radial erstreckenden radial inneren Bereich und einen sich radial erstreckenden radial äußeren Bereich auf, die axial zueinander versetzt und über einen kegelstumpfförmigen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind, wobei die inneren Bereiche der beiden Ringabschnitte aneinander gepresst und befestigt sind und die radial äußeren Bereiche der beiden Abschnitte axial voneinander beabstandet sind.
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Bei all dem Vorhergehenden kann jeder Ringabschnitt des Trägers scheibenförmig sein. Es ist möglich, dass mindestens einer dieser Ringabschnitte oder sogar jeder Ringabschnitt ohne sich axial erstreckenden Rand vorliegt.
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Die beiden Ringabschnitte des Trägers können im Wesentlichen identisch sein, da sie insbesondere die gleiche Form haben.
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Es ist möglich, dass sich das Zwischenelement lediglich auf einem gegebenen Winkelsektor um die Drehachse des Trägers und nicht um die gesamte Drehachse des Trägers erstreckt.
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Jedes Zwischenelement kann auf die Ringabschnitte des Trägers genietet sein.
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Es können mehrere Zwischenelemente vorgesehen sein, wobei jedes Zwischenelement feststehend und axial zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt des Trägers angebracht ist, wobei der radial innere Umfang jedes Zwischenelements mindestens eine Rollbahn für die Rollmittel bildet. Diese Zwischenelemente können dann um die Drehachse diskontinuierlich aufeinander folgen, wobei ein Leerraum zwei aufeinander folgende Zwischenelemente trennt.
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Die Erfindung wird beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung, die mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen als nicht einschränkendes Beispiel gegeben ist, besser verstanden und weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile klarer. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine perspektivische Explosionsteilansicht einer Pendeldämpfungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
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2 eine perspektivische Explosionsteilansicht dieser Vorrichtung,
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3 eine perspektivische Explosionsansicht, die den Mittelabschnitt einer Masse, zwei Rollen und ein Zwischenelement veranschaulicht,
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4 eine Vorderansicht der Vorrichtung,
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5 eine halbe Schnittansicht entlang der Linie V-V aus 4,
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6 eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI aus 4,
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7 eine 4 entsprechende Ansicht, bei der sich eine der Pendelmassen in einer ihrer Endstellungen befindet.
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Die 1 bis 6 zeigen eine Pendeldämpfungsvorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Die Vorrichtung weist einen Träger mit einem ersten und einem zweiten Ringabschnitt 2a, 2b auf. Jeder Ringabschnitt 2a, 2b weist einen sich radial erstreckenden radial inneren Bereich 3 und einen sich radial erstreckenden radial äußeren Bereich 4 auf, die axial zueinander versetzt und über einen kegelstumpfförmigen Verbindungsbereich 5 miteinander verbunden sind.
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Wie in 3 besser zu sehen, sind die inneren Bereiche 3 der beiden Ringabschnitte 2a, 2b aneinander gepresst und befestigt, während die radial äußeren Bereiche 4 der beiden Abschnitte 2a, 2b axial voneinander beabstandet sind.
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Die Pendelmassen 6, von denen hier drei vorhanden sind, sind beweglich an den beiden Abschnitten 2a, 2b des Trägers angebracht.
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Jede Masse 6 weist insbesondere einen Mittelabschnitt 6a und zwei Seitenabschnitte 6b auf, die sich jeweils radial und insgesamt kreisbogenförmig erstrecken. Jeder Seitenabschnitt 6b weist einen Außenrand 7, der sich gegenüber den Außenrändern 8 der beiden Abschnitte 2a, 2b des Trägers erstreckt, und einen Innenrand 9 auf, wobei die beiden Ränder 7, 9 über radiale Enden 10 verbunden sind. Der Mittelabschnitt 6a hat eine ähnliche Struktur, wobei der Außenrand 7 jedoch in Bezug auf den Außenrand 8 der Abschnitte 2a, 2b des Trägers radial nach innen versetzt ist.
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Der Mittelabschnitt 6a ist axial zwischen den radial äußeren Bereichen 4 der beiden Abschnitte 2a, 2b des Trägers angeordnet. Die beiden Seitenabschnitte 6b sind in Bezug auf den Mittelabschnitt 2a jeweils auf der anderen Seite des entsprechenden Abschnitts 2a, 2b des Trägers angeordnet.
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Der radial äußere Rand 10 des Mittelabschnitts 6a der Pendelmasse 6 weist zwei konkave Bereiche 11 auf, die umfangsmäßig zueinander versetzt sind und Rollbahnen für Rollen 12 bilden.
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Für jede Pendelmasse 6 sind die Seitenabschnitte 6b und der Mittelabschnitt 6a über drei Niete 13 aneinander befestigt, welche bogenförmige Langlöcher 14 durchqueren, die in den radial äußeren Bereichen 4 der Abschnitte 2a, 2b des Trägers ausgebildet sind. Die Konkavität der Löcher 14 ist nach innen gerichtet.
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Jede Masse 6 ist somit zwischen zwei Endstellungen beweglich, die durch Anlage der Niete 13 am Boden oder an den Umfangsenden der Langlöcher 14 definiert sind.
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Für jede Pendelmasse 6 ist ein Zwischenelement 15 zwischen den radial äußeren Bereichen 4 der Abschnitte 2a, 2b des Trägers angebracht. Jedes Zwischenelement 15 ist insgesamt kreisbogenförmig, liegt radial außerhalb des Mittelabschnitts 6a der Masse 6 und weist einen radial inneren Rand 16 sowie einen radial äußeren Rand 17 auf. Der radial äußere Rand 17 des Zwischenelements 15 erstreckt sich gegenüber den Außenrändern 8 der beiden Abschnitte 2a, 2b des Trägers. Der Innenrand 16 des Zwischenelements weist zwei konkave Bereiche 18 auf, die umfangsmäßig zueinander versetzt sind und Rollbahnen für die Rollen 12 bilden.
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Die beiden Ringabschnitte 2a, 2b und die Zwischenelemente 15 des Trägers sind über Niete 19 aneinander befestigt.
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Wie in 6 besser zu sehen ist, weist jede Rolle 12 zwei Ansätze 20 auf, die sich axial auf der einen und auf der anderen Seite der Rolle 12 erstrecken und in kreisbogenförmigen Langlöchern 21 der Abschnitte 2a, 2b des Trägers liegen. Die Konkavität der Langlöcher 21 ist radial nach innen gerichtet.
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Jede Rolle 12 weist außerdem zwei ringförmige Umfangsränder 22 auf, die axial zu den entsprechenden Abschnitten 2a, 2b des Trägers hervorstehen.
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Diese hervorstehenden Ränder 22 ermöglichen eine Reduzierung der Kontaktflächen und somit der Reibungen.
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Ebenso weisen die Abschnitte 2a, 2b des Trägers axial hervorstehende Bereiche 23 auf, die durch lokale Materialverformung erhalten werden und an den Seitenabschnitten 6b der Masse 6 in Anlage gelangen können (5). Die hervorstehenden Abschnitte sollen insbesondere bei axialen Bewegungen der Masse in Bezug auf den Träger an den Seitenabschnitten 6b der Masse 6 in Anlage gelangen. Diese Vorsprünge 23 ermöglichen eine Verringerung der Reibungsfläche der Masse am Träger.
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Die Form der Rollbahnen 11, 18 definiert den Weg der Pendelmassen 6 im Betrieb, wie dies an sich bekannt ist.
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Wie in 7 zu sehen ist, bei der sich eine der Pendelmassen 6 in einer ihrer Endstellungen befindet, sind die Rollbahnen 11, 18, die Rollen 12 und die Langlöcher 14, 21 so bemessen, dass unabhängig von der Position der Pendelmasse 6 zum Träger ein Halten der Rollen 12 zwischen den Rollbahnen 11 des Mittelabschnitts der Masse 6a und den Rollbahnen 18 des Zwischenelements 15 des Trägers gewährleistet ist.
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Der maximale Abstand zwischen den Rollbahnen 11, 18 des Zwischenelements 15 des Trägers und den Rollbahnen 11 des Mittelabschnitts 6a der Pendelmasse 6 ist insbesondere an der Stelle der Umfangsenden der Rollbahnen 11, 18 kleiner als der Durchmesser der Rollen 12, auch in der Endstellung der Pendelmasse 6.
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Im Betrieb wird der Träger insbesondere in Drehung um die Achse A versetzt, und die Massen 6 werden radial nach außen gerichteten Fliehkräften ausgesetzt. Die Achse A ist die Drehachse des Getriebes.
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Wie oben angegeben, ist es durch die Verwendung von Pendelmassen 6 aus drei Teilen 6a, 6b möglich, jeweils ihre Masse und somit die Wirksamkeit des Filterns deutlich zu erhöhen. Darüber hinaus ist es durch die Form der Mittelabschnitte 6a und der Zwischenelemente 15 möglich, über einen großen Ausschlag der Pendelmassen 6 in Bezug auf den Körper zu verfügen, was nochmals eine Verbesserung der Effizienz des Filterns ermöglicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 2981714 [0007]
- WO 2011/100945 [0011]
- DE 102010049556 [0013]
