DE102014208877A1 - centrifugal pendulum - Google Patents
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- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- 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
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- F16F15/1464—Masses connected to driveline by a kinematic mechanism or gear system
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse drehenden Pendelflansch und mehreren an diesem um eine Pendelachse über den Umfang um die Drehachse verteilt angeordneten und um eine Pendelachse schwingend aufgenommenen Pendeln. Um das Fliehkraftpendel insbesondere bei kleinen Drehzahlen schwingungstechnisch besser auszulegen, kontaktieren die Pendel zumindest in eine Pendelrichtung eine drehzahlabhängig einen Schwingwinkel dieser begrenzende Druckfeder.The invention relates to a centrifugal pendulum with a pendulum flange rotating about an axis of rotation and a plurality of pendulums thereon, distributed around a pendulum axis over the circumference around the axis of rotation and swinging about a pendulum axis. In order to better design the centrifugal pendulum in terms of vibration, particularly at low speeds, the pendulums contact, at least in one pendulum direction, a speed-dependent oscillation angle of this compression spring which limits it.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse drehenden Pendelflansch und mehreren an diesem um eine Pendelachse über den Umfang um die Drehachse verteilt angeordneten und um eine Pendelachse schwingend aufgenommenen Pendeln.The invention relates to a centrifugal pendulum with a pendulum flange rotating about an axis of rotation and a plurality of pendulums which are distributed about a pendulum axis about the circumference about the axis of rotation and oscillate around a pendulum axis.
Fliehkraftpendel sind beispielsweise als drehzahladaptive Drehschwingungstilger alleine oder in Verbindung mit Drehschwingungsdämpfern wie geteilten Schwungrädern und dergleichen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen insbesondere zur Isolation von Drehschwingungen von Brennkraftmaschinen bekannt. Hierbei ist ein koaxial zur Kurbelwelle um eine Drehachse verdrehbarer Pendelflansch vorgesehen, der mehrere über den Umfang angeordnete, gegenüber diesem auf entsprechenden Laufbahnen verschwenkbare Pendel aufnimmt. Hierzu ist beispielsweise aus der
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Fliehkraftpendel mit verbessertem Wirkungsgrad vorzuschlagen.The object of the invention is therefore to propose a centrifugal pendulum with improved efficiency.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands wieder.The object is solved by the subject matter of
Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel weist einen um eine Drehachse drehend angeordneten Pendelflansch auf. Die Drehachse entspricht dabei bevorzugt einer Drehachse einer Kurbelwelle einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine. Der Pendelflansch kann mit der Kurbelwelle direkt oder über weitere Antriebselemente verbunden oder in weitere Antriebsaggregate, beispielsweise einen Drehschwingungsdämpfer wie Zweimassenschwungrad, eine Reibungskupplung, eine Doppelkupplung, eine Kupplungsscheibe oder dergleichen integriert sein. An dem Pendelflansch sind über den Umfang verteilt beispielsweise zwei bis sechs gegenüber diesem im Fliehkraftfeld pendelnd aufgehängte Pendel vorgesehen. Die Pendel können im Sinne einer monofilaren oder bifilaren Aufhängung um eine gedachte Pendelachse pendeln und bilden bevorzugt Trapezpendel. Die Vorgabe der Pendelbahnen erfolgt durch Vorgabe entsprechend ausgebildeter Laufbahnen, die die Pendel auf vorgegebene, beispielsweise bogenförmige gegebenenfalls in Freiform ausgebildete Pendelbahnen zwingen. Hierbei stellt sich im nicht belasteten Zustand des Fliehkraftpendels und unter Fliehkrafteinwirkung an einem Maximum der Pendelbahn eine Ausrichtung der Pendel mit radial zu der resultierenden Pendelachse angeordnetem Schwerpunkt der Pendel ein, um die die Pendel unter Störungseinfluss wie beispielsweise Drehschwingungen in beide Pendelrichtungen ausschlagen können und bei ausreichendem Fließkrafteinfluss ein Rückstellmoment gegen die Drehschwingungen ausbilden. Das Rückstellmoment nimmt dabei mit zunehmender Drehzahl zu, so dass eine drehzahladaptive Tilgung von Drehschwingungen mittels des Fliehkraftpendels erfolgt. Dieser Effekt wird insbesondere bei kleinen Drehzahlen mit noch unzureichender Fliehkraftausbildung, beispielsweise bei Drehzahlen bis zu 1200 U/min unterstützt, indem die Pendel zumindest in eine Pendelrichtung eine drehzahlabhängig einen Schwingwinkel dieser begrenzende Druckfeder kontaktieren. Dies bedeutet, dass jeweils bei geringen Drehzahlen der Schwingwinkel der Pendel begrenzt wird, indem diese auf eine als Tilger wirkende Druckfeder auflaufen, wobei diese Druckfeder abhängig von der Drehzahl verlagert wird, so dass der Schwingwinkel drehzahlabhängig verändert wird. Bei geringen Drehzahlen stellt dabei die Druckfeder über einen weiten Winkelbereich des infolge zu geringer Fliehkraft noch instabilen Schwingwinkels ein im Wesentlichen konstantes Rückstellmoment bereit. Bevorzugt nimmt dabei der unabhängig von einer Kontaktierung der Druckfeder verbleibende Schwingwinkel mit zunehmender Drehzahl ab.The proposed centrifugal pendulum has a pendulum flange rotating around a rotation axis. The rotation axis preferably corresponds to an axis of rotation of a crankshaft of a torsionally vibrating internal combustion engine. The pendulum can be connected to the crankshaft directly or via other drive elements or integrated into other drive units, such as a torsional vibration damper such as dual mass flywheel, a friction clutch, a double clutch, a clutch disc or the like. On the pendulum flange distributed over the circumference, for example, two to six opposite this in the centrifugal force field pendulum suspended pendulum provided. The pendulum can swing in the sense of a monofilar or bifilar suspension around an imaginary pendulum axle and form preferably trapezoidal pendulum. The specification of the pendulum tracks is done by specifying appropriately trained raceways that force the pendulum on predetermined, for example, arcuate optionally trained in freeform shuttle tracks. Here, in the unloaded state of the centrifugal pendulum and under centrifugal force at a maximum of the pendulum track an alignment of the pendulum with radially arranged to the resulting pendulum axis center of gravity of the pendulum around which the pendulum under disturbance influence such as torsional vibrations can deflect in both pendulum directions and with sufficient Flow force influence forming a restoring moment against the torsional vibrations. The restoring torque increases with increasing speed, so that a speed-adaptive eradication of torsional vibrations by means of the centrifugal pendulum takes place. This effect is particularly at low speeds with insufficient centrifugal training, for example, supported at speeds up to 1200 U / min by the pendulum contact at least in a pendulum direction a speed-dependent a swing angle of this limiting compression spring. This means that in each case at low speeds, the oscillation angle of the pendulum is limited by these accumulate on a compression spring acting as a damper, said compression spring is displaced depending on the speed, so that the oscillation angle is changed speed-dependent. At low speeds while the compression spring over a wide angular range of the due to low centrifugal force still unstable swing angle provides a substantially constant restoring moment. Preference is given to the regardless of a contact of the compression spring remaining swing angle with increasing speed.
Zur Einstellung einer fliehkraftabhängigen Position einer Kontaktierung der Druckfeder durch die Pendel ist die Druckfeder in bevorzugter Weise mit einer in einem Fliehkraftfeld der Pendelmasse drehzahlabhängig verlagerten Masse gekoppelt. Hierbei wird eine eigene Verlagerung der Druckfeder unter Fliehkrafteinfluss unterstützt, so dass bei Verlagerung der Masse die Druckfeder beispielsweise entlang einer Laufbahn eines Pendels verlagert wird und damit der Schwingwinkel eines Pendels mit zunehmender Drehzahl bei zunehmender Fliehkraft verringert wird. Es versteht sich, dass eine Verringerung des Schwingwinkels derart begrenzt ist, dass in einem Wirkungsbereich bei höheren Drehzahlen, beispielsweise größer gleich 1200 U/min die Pendel einen durch die Druckfeder unbehinderten Schwingwinkel zur Tilgung der auftretenden Drehschwingungen einnehmen können. To set a centrifugal force-dependent position of a contacting of the compression spring by the pendulum, the compression spring is coupled in a preferred manner with a speed-dependent in a centrifugal force field of the pendulum mass displaced mass. In this case, a separate displacement of the compression spring is supported under the influence of centrifugal force, so that upon displacement of the mass, the compression spring is displaced, for example along a raceway of a pendulum and thus the swing angle of a pendulum with increasing speed with increasing centrifugal force is reduced. It is understood that a reduction of the oscillation angle is limited such that in an effective range at higher speeds, for example greater than or equal to 1200 rpm, the pendulums can assume an oscillation angle unhindered by the compression spring for the purpose of eliminating the torsional vibrations that occur.
In einer vorteilhaften Ausführungsform eines Fliehkraftpendels sind die Pendel mittels aus auf in dem Pendelflansch und in den Pendeln vorgesehenen, zueinander komplementär angeordneten, ersten in dem Pendelflansch angeordneten und zweiten, in den Pendeln vorgesehenen Laufbahnen abwälzenden Wälzkörpern unter Fliehkrafteinfluss gegenüber dem Pendelflansch pendelnd aufgenommen. Hierbei sind die ersten Laufbahnen gegenüber der Drehachse konkav und die zweiten Laufbahnen aus entsprechenden ersten Ausschnitten im Pendelflansch und zweiten Ausschnitten in den Pendeln gebildet, wobei ein Pendel jeweils aus zwei axial gegenüberliegenden, miteinander mittels dritte, im Pendelflansch vorgesehene Ausschnitte durchgreifender Verbindungsmittel verbundenen Pendelmassen mit den zweiten Ausschnitten gebildet ist. Die Wälzkörper durchgreifen die ersten Ausschnitte des Pendelflanschs und greifen endseitig jeweils in die zweiten Ausschnitte der Pendelmassen ein. Hierbei ist an zumindest einer umfangsseitigen Begrenzung eines ersten Ausschnitts die abhängig von einer Drehzahl des Pendelflanschs in Richtung Maximum des ersten Ausschnitts verlagerte Druckfeder aufgenommen. Durch die Überdeckung der ersten Ausschnitte durch die Pendelmasse eines jeweiligen Pendels ist die Druckfeder verliersicher in einem ersten Ausschnitt aufgenommen. Hierbei erfolgt eine Kontaktierung der Druckfeder gegenüber dem Pendel an dem an der ersten Laufbahn des ersten Ausschnitts abwälzenden Wälzkörper. In an advantageous embodiment of a centrifugal pendulum pendulum by means of provided for in the pendulum and in the pendulum, arranged complementary to each other, first arranged in the pendulum and second, provided in the pendulum care races rolling rolling under centrifugal force against the pendulum flange commutated. Here, the first raceways with respect to the axis of rotation are concave and the second raceways formed from corresponding first cutouts in the pendulum and second cutouts in the pendulums, a pendulum each of two axially opposite, each other by means of third, provided in the pendulum flange cut-through connecting means pendulum masses connected to the second cutouts is formed. The rolling elements pass through the first cutouts of the pendulum flange and engage each end in the second cutouts of the pendulum masses. In this case, the pressure spring, which is displaced depending on a rotational speed of the pendulum flange in the direction of the maximum of the first cutout, is received on at least one circumferential boundary of a first cutout. Due to the overlap of the first cutouts by the pendulum mass of a respective pendulum, the compression spring is captively received in a first section. In this case, contacting of the compression spring relative to the pendulum takes place on the rolling elements rolling on the first raceway of the first section.
Zur ungehinderten Ausübung eines maximal eizustellenden Schwingwinkels ohne Einfluss der Druckfeder kann der erste Ausschnitt nach radial innen zumindest um eine Baulänge der Druckfeder gegenüber einem bei einem maximalen Schwingwinkel des Pendels erforderlichen Bauraum erweitert sein.For unimpeded exercise of a maximum eizustellenden swing angle without influence of the compression spring, the first cutout can be radially inwardly extended at least by a length of the compression spring against a space required for a maximum swing angle of the pendulum space.
Die an die Druckfeder gekoppelte Masse kann in einem vierten Ausschnitt des Pendelflanschs aufgenommen sein und ebenfalls durch beidseitig an dem Pendelflansch angeordnete Pendelmassen eines Pendels überdeckt sein. Der vierte Abschnitt kann dabei bezüglich seiner Form an die Masse angepasst sein und den Verlauf der Druckfeder in dem ersten Ausschnitt nachbilden. Durch Begrenzung des vierten Ausschnitts kann außerdem der Weg der Druckfeder begrenzt sein, indem für die Masse in dem vierten Abschnitt entsprechende Anschläge vorgesehen sind. Die Masse kann in dem vierten Abschnitt gleit- oder wälzgelagert aufgenommen sein. Beispielsweise kann der vierte Ausschnitt bogenförmig innerhalb eines Ausschnittsegments des ersten Ausschnitts zwischen einem Endpunkt und einem radialen Maximum nach radial außen verlaufend ausgebildet und radial außerhalb des ersten Abschnitts vorgesehen sein.The coupled to the compression spring mass may be included in a fourth section of the pendulum and also be covered by arranged on both sides of the pendulum pendulum masses of a pendulum. The fourth section may be adapted to the mass with respect to its shape and emulate the course of the compression spring in the first section. By limiting the fourth cutout, moreover, the travel of the compression spring can be limited by providing corresponding stops for the mass in the fourth section. The mass may be received in the fourth section sliding or roller bearings. For example, the fourth cut-out can be designed to extend radially outward within a cutout segment of the first cutout between an end point and a radial maximum and to be provided radially outside the first section.
Bei Drehzahlen des Pendelflansches größer als oder gleich einer vorgegebenen Drehzahl beispielsweise 1200 U/min kann die Druckfeder maximal verlagert sein. Hierbei kann die Druckfeder jedoch an eine Position außerhalb eines typischen Schwingwinkels der Pendelmasse bei Drehzahlen größer als der vorgegebenen Drehzahl sein. Dementsprechend kann bei Drehzahlen unterhalb der vorgegebenen Drehzahl ein Rückstellmoment in einem vorgegebenen Schwingwinkelbereich der Pendel mittels der Druckfeder begrenzt sein.At speeds of the pendulum flange greater than or equal to a predetermined speed, for example, 1200 U / min, the compression spring can be displaced maximum. In this case, however, the compression spring may be at a position outside of a typical swing angle of the pendulum mass at speeds greater than the predetermined speed. Accordingly, at speeds below the predetermined speed, a restoring torque may be limited in a predetermined swing angle range of the pendulum by means of the compression spring.
Die Erfindung wird anhand des in den
Die
Das Fliehkraftpendel
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
- 22
- Pendelflansch pendulum
- 33
- Pendel pendulum
- 44
- Pendelmasse pendulum mass
- 55
- Wälzkörper rolling elements
- 66
- Ausschnitt neckline
- 77
- Ausschnitt neckline
- 88th
- Laufbahn career
- 99
- Laufbahn career
- 1010
- Druckfeder compression spring
- 1111
- Abschnitt section
- 1212
- Abschnitt section
- 1313
- Ausschnitt neckline
- 1414
- Masse Dimensions
- 1515
- Verbindungsmittel connecting means
- 1616
- Diagramm diagram
- 1717
- Kurve Curve
- 1818
- Kurve Curve
- 1919
- Kurve Curve
- 2020
- Kurve Curve
- b b
- Bereich Area
- a1a1
- Ausdehnung expansion
- a2a2
- Ausdehnung expansion
- mm
- Rückstellmoment Restoring moment
- m1m1
- Rückstellmoment Restoring moment
- m2m2
- Rückstellmoment Restoring moment
- maxMax
- Maximum maximum
- αα
- Schwingwinkel swing angle
- α1α1
- Schwingwinkel swing angle
- α2α2
- Schwingwinkel swing angle
- ΔαΔα
- Winkelbereich angle range
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102004011830 A1 [0002] DE 102004011830 A1 [0002]
- DE 102008057648 A1 [0002] DE 102008057648 A1 [0002]
- DE 102009021355 A1 [0002, 0014] DE 102009021355 A1 [0002, 0014]
- DE 102009042836 A1 [0002] DE 102009042836 A1 [0002]
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