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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Fliehkraftpendel, das an einer rotierenden Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dieser Trägerscheibe ausführen kann, um hierbei einen variablen Abstand zur Rotationsachse der Trägerscheibe einzunehmen.
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Eine Fliehkraftpendeleinrichtung der betreffenden Art dient der Reduzierung von Schwingungen und Geräuschen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Eine solche Fliehkraftpendeleinrichtung umfasst wenigstens eine Pendelmasse, die bspw. mittels von Trägerrollen oder dergleichen, an einer rotierenden Trägerscheibe aufgehängt ist und entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu dieser Trägerscheibe ausführen kann, um hierbei einen variablen Abstand zur Rotationsachse der Trägerscheibe einzunehmen. Der Aufbau und die Funktion einer solchen Fliehkraftpendeleinrichtung ist beispielsweise in der
DE 10 2006 028 552 A1 beschrieben. Fliehkraftpendeleinrichtungen sind des Weiteren beispielsweise aus der
DE 10 2007 024 115 A1 und der
DE 10 2008 005 138 A1 bekannt.
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Ein häufiges Problem ist, dass die den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bildenden Baugruppen und Baukomponenten kleinbauend ausgebildet sein sollen, um z. B. mehr Nutzraum am Kraftfahrzeug zur Verfügung zu haben. Dies führt dazu, dass für eine bedarfsgerecht ausgelegte Fliehkraftpendeleinrichtung häufig nicht genügend Bauraum zur Verfügung steht.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fliehkraftpendeleinrichtung anzugeben, die sich flexibel auslegen und auch an kleine Bauraumvorgaben anpassen lässt.
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Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Fliehkraftpendel, das an einer rotierenden Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dieser Trägerscheibe ausführen kann, um hierbei einen variablen Abstand zur Rotationsachse der Trägerscheibe einzunehmen, wobei wenigstens ein Fliehkraftpendel Bauteile mit einer Dichte größer als Stahl umfasst. Durch die gegenüber dem Stand der Technik höhere Dichte einiger Bauteile des Pendels bzw. der pendelnd gelagerten Teile der Fliehkraftpendeleinrichtung kann die Tilgerwirkung der Fliehkraftpendeleinrichtung ohne die Teile zu vergrößern erhöht werden, da diese bei unveränderter Baugröße durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Materials größerer Dichte eine größere Masse aufweisen. Die Pendelmassen sind in einer Ausführungsform der Erfindung identisch gestaltet, können aber auch unterschiedlich gestaltet sein.
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Jedes Fliehkraftpendel umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung zwei Pendelmassen, die beiderseits der Trägerscheibe angeordnet sind, wobei zwischen den Pendelmassen mindestens eine Zusatzmasse mit einer Dichte größer als Stahl angeordnet ist. Bei dieser Bauweise können die Pendelmassen aus einem anderen Material als die Zusatzmassen bestehen. Die Zusatzmassen sind erfindungsgemäß aus einem Material mit einer Dichte größer als Stahl gefertigt, während die Pendelmassen weiterhin aus einsatzhärtbarem Stahl bestehen können. Dies hat den Vorteil, dass die Öffnungen bzw. Langlöcher, die die Kulissenführung für die Pendelmassen bilden weiterhin einsatzhärtbar sind.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Zusatzmassen zwischen den Pendelmassen angeordnet sind. Alternativ kann die Zusatzmasse mehrteilig sein, also aus mehreren Einzelteilen bestehen. Dabei können identische oder unterschiedliche flache Scheiben so gestapelt sein, dass diese die gewünschte der Auslegung der Fliehkraftpendeleinrichtung entsprechende Masse aufweisen. Auf diese Weise ist es auch möglich, ein Baukastensystem zur Auslegung der Fliehkraftpendeleinrichtung zu schaffen, bei der durch Variieren der Anzahl der Zusatzmassen die Masse und damit die Tilgerwirkung der Pendelmassen an die gewünschte Auslegung angepasst werden kann. Vorzugsweise wird ein zwischen Zusatzmasse und Pendelmassen vorhandener Spalt durch Abstandhalter überbrückt, sodass die Zusatzmasse bzw. Zusatzmassen axial fixiert sind.
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Die Zusatzmasse ist in einer Ausführungsform der Erfindung in einem Ausschnitt der Trägerscheibe angeordnet. Auf diese Weise kann genügend Bauraum für die Zusatzmasse geschaffen werden.
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Zwischen der Zusatzmasse und mindestens einer der Pendelmassen ist in einer Ausführungsform der Erfindung ein Führungsblech angeordnet. Das Führungsblech hat ist in einer Ausführungsform der Erfindung eine Dichte größer als Stahl. Vorzugsweise ist zwischen jeder der beiden Pendelmassen und der Trägerscheibe ein Führungsblech angeordnet. Das Führungsblech kann an der der Trägerscheibe zugewandten Seite eine Oberflächenbearbeitung oder Oberflächenveredlung aufweisen um die Reibung gegenüber der Trägerplatte zu vermindern. Die Führungsbleche können in einer Weiterbildung der Erfindung Anschlagmittel aufweisen, die den Pendelausschlag der Pendelmassen begrenzen.
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Die Bauteile mit einer Dichte größer als Stahl haben vorzugsweise eine Dichte von 14,4 bis 18,0 g/cm3. Die Dichte ist dadurch deutlich größer als die Dichte von Stahlbauteilen, die eine Dichte von etwa 7,85 g/cm3 haben. Somit kann die Masse der Pendel bei unveränderter Geometrie deutlich erhöht werden.
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Die Bauteile mit einer Dichte größer als Stahl sind vorzugsweise aus einem Sinterwerkstoff auf der Basis von Wolframlegierungen hergestellt. Derartige Sinterwerkstoffe sind leicht z. B. durch Pressen herzustellen und daher vergleichsweise kostengünstig herstellbar.
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Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Führungsblech zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei das Führungsblech aus einem Sinterwerkstoff auf der Basis von Wolframlegierungen hergestellt ist.
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Das Eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Zusatzmasse zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung, wobei die Zusatzmasse aus einem Sinterwerkstoff auf der Basis von Wolframlegierungen hergestellt ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fliehkraftpendels in einer Explosionsdarstellung;
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2 Teile des Ausführungsbeispiels der 1 in einer Explosionsdarstellung.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer räumlichen Darstellung. Teile der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind nach Art einer Explosionsdarstellung gezeigt, andere Teile der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind in Einbaulage, wenn also die Fliehkraftpendeleinrichtung fertig montiert ist, dargestellt. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 wird zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einer Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, und einer Kupplung, die mit einem Getriebe gekoppelt ist, angeordnet. Die Kupplung ist durch eine Ausrückeinrichtung betätigbar. Die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine ist über Schraubverbindungen fest mit einem Flansch und dieser einstückig mit einem Schwungrad verbunden. Das Schwungrad bildet eine Gegendruckplatte der Kupplungseinrichtung.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst eine Trägerscheibe 2, die beispielsweise mit einer nicht dargestellten Getriebeeingangswelle eines Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Die Verbindung kann beispielsweise durch eine Verschraubung erfolgen, wozu eine Vielzahl von Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt angeordnet sind. Die Umfangsrichtung ist eine Drehung um die Rotationsachse R. Unter der axialen Richtung wird die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden. Neben den Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben für die Befestigung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind über den Umfang verteilt auch Bohrungen 4 zur Aufnahme von Stiften, die der Zentrierung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gegenüber der Getriebeeingangswelle dienen, angeordnet.
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Über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei, Fliehkraftpendel 5 angeordnet. Die Fliehkraftpendel 5 umfassen jeweils eine kupplungsseitige Pendelmasse 6a und eine getriebeseitige Pendelmasse 6b umfassen. Die kupplungsseitige Pendelmasse 6a und die getriebeseitige Pendelmasse 6b sind beiderseits der Trägerscheibe 2 angeordnet und fest miteinander verbunden. In 1 ist eines der Fliehkraftpendel 5 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die kupplungsseitige Pendelmasse 6a und die getriebeseitige Pendelmasse 6b werden durch mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei, Nietbolzen 7 fest miteinander verbunden. Die Nietbolzen sind vorzugsweise Niete, die an einer Seite mit einem vorgeformten Nietkopf versehen sind und an der anderen Seite zur Herstellung der Nietverbindung plastisch verformt und so mit einem weiteren Nietkopf versehen werden.
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Sowohl in der kupplungsseitigen Pendelmasse 6a als auch der getriebeseitigen Pendelmasse 6b sind mehrere Bohrungen 19 eingebracht, die der Aufnahme der Nietbolzen 7 dienen. Die Nietbolzen 7 werden nach Art von Nieten beiderseits mit Köpfen versehen und verbinden die kupplungsseitige Pendelmasse 6a und die getriebeseitige Pendelmasse 6b sowie weitere zwischen den beiden Pendelmassen angeordnete Bauteile fest miteinander.
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In Bohrungen 8 der Trägerscheibe 2 sind Bolzen 9 mittels Lagerringen 10 drehbar aufgenommen. Alternativ kann die Drehung auch behindert sein, sodass die Bolzen starr an der Trägerscheibe 2 gelagert sind. Die Lagerringe 10 können beispielsweise aus Kunststoff oder Messing oder dergleichen gefertigt sein, die in die Bohrungen 10 eingepresst sind. Dazu können die Lagerringe 10 einstückig oder zweistückig ausgebildet sein, wobei bei einer einstückigen Ausbildung Teller beiderseits der Trägerscheibe 2 nach Art eines Nietes durch plastische Verformung ausgebildet werden können und bei einer zweistufigen Ausbildung diese Teller durch Verpressen von beiden Seiten aus beiderseits in die Scheibe 2 eingebrachten Teilen erzeugt werden können. Die Lagerringe 10 umfassen jeweils ein rohrförmiges Mittelteil 11, welches an beiden axialen Enden mit Endtellern 12 versehen ist.
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Die Endteller 12 dienen der axialen formschlüssigen Arretierung der Lagerringe 10 in den Bohrungen 8. Über die jeweiligen Endteller 12 axial hinausragende Führungsteile 13 der Bolzen 9 ragen jeweils in Rollenbahnen 14 in den Pendelmassen 6a bzw. 6b. Die Rollenbahnen 14 sind nach Art eines Langlochs als Kulissen ausgebildet und ermöglichen, wie an sich aus dem Eingangs zitierten Stand der Technik bekannt, eine Pendelbewegung der Pendelmassen 6 gegenüber der Trägerscheibe 2. Dazu sind die Rollenbahnen nierenförmig gestaltet und bilden zusammen eine Kulissenführung für die Pendelmassen 6.
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Die Laufbahnen der Bolzen 9 der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in den Rollenbahnen 14 sind so ausgelegt, dass der Schwerpunkt der Fliehkraftpendel 5 mit einem Radius um den Abstand zu einem Mittelpunkt, der durch die Rotationsachse R gegeben ist, pendelt. Diese Bewegung erzeugt einen variablen Abstand des Schwerpunkts der Pendelmassen zum Mittelpunkt. Die Geometrie der Pendelbahn ist ein Maß für die Ordnung, mit der die Fliehkraftpendel 5 zum Schwingen angeregt werden. Bei Abstimmung nah oder direkt auf die Haupterregerordnung erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude des Antriebsstrangs über dem gesamten Drehzahlbereich.
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Zwischen den jeweils einem Fliehkraftpendel 5 zugeordneten Bohrungen 8 zur Aufnahme der Bolzen 9 ist jeweils ein Ausschnitt 15 angeordnet. Durch den Ausschnitt 15 ragen die Nietbolzen 7. In dem Ausschnitt 15 sind des Weiteren auf den Nietbolzen 7 gelagert Zusatzmassen 16 angeordnet. Die Zusatzmassen 16 ragen in den Ausschnitt 15 in der Trägerscheibe 2 und berühren diese selbst nicht, sind also frei oder fliegend dieser gegenüber gelagert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei gleichartige Zusatzmassen zwischen der kupplungsseitigen Pendelmasse 6a und der getriebeseitigen Pendelmasse 6b angeordnet, diese Zusatzmasse kann aber auch einteilig ausgeführt sein.
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Zwischen der Zusatzmasse 16 und der kupplungsseitigen Pendelmasse 6a bzw. der Zusatzmasse 16 und der getriebeseitigen Pendelmasse 6b ist jeweils ein Führungsblech 17 angeordnet. Die Führungsbleche 17 sind mit mehreren Bohrungen 18 an dem Nietbolzen 7 befestigt. Ein Abstandhalter 22, der die Nietbolzen 7 ähnlich einer Klammer umgreift, überbrückt einen in axialer Richtung zwischen den Zusatzmassen 16 und den Führungsblechen 17 verbleibenden Spalt, sodass das axiale Spiel der Zusatzmassen begrenzt ist.
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Die Führungsbleche 17 verfügen an ihren umfangsseitigen Enden über Ausnehmungen 20 und 21, die jeweils Anschläge für die Bolzen 9 bilden, sodass die Rollenbahnen 14 nicht die Anschlagsfunktion selbst übernehmen müssen. Die kupplungsseitige Pendelmasse 6a sowie die getriebeseitige Pendelmasse 6b sind, wie aus dem Stand der Technik bekannt, auch bei dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel aus einsatzhärtbaren Werkstoffen gefertigt, also bei beispielsweise aus einsatzhärtbarem Stahl. Die Rollenbahnen 14 werden gehärtet, da auf diesen die Bolzen 9 rollen bzw. gleiten. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, die Zusatzmassen 16 und die Führungsbleche 17 aus hochdichten Werkstoffen zu fertigen. Diese hochdichten Werkstoffe sind insbesondere Sinterwerkstoffe aus Wolframlegierungen. Beispiele für solche Werkstoffe sind die Firmenbezeichnungen D180 der Firma Plansee mit einer Dichte von 18 g/cm3 und der Werkstoff CTS20L der Firma Ceratizit mit einer Dichte von 14,4 g/cm3. Demgegenüber haben typische einsatzhärtbare Stähle eine Dichte von 7,85 g/cm3.
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Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Fliehkraftpendels kann die Masse jedes einzelnen Fliehkraftpendels 5 deutlich erhöht werden und gegebenenfalls gegenüber der Verwendung von einsatzhärtbaren Stählen für alle Komponenten nahe verdoppelt werden. Durch die höhere Pendelmasse wird auch die Tilgerwirkung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 größer.
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In 2 sind die Einzelteile eines Ausführungsbeispiels einer Pendelmasse 6 einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung einzeln in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Zwischen der kupplungsseitigen Pendelmasse 6a und der getriebeseitigen Pendelmasse 6b ist je ein einer der Pendelmassen 6a, 6b zugeordnetes Führungsblech 17 angeordnet.
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Zwischen den Führungsblechen 17 sind zwei gleichartige Zusatzmassen 16 angeordnet. Ein verbleibender Spalt zwischen den Zusatzmassen 16 und den Führungsblechen 17 wird durch den Abstandhalter 22 überbrückt. Sämtliche Bauteile sind durch die Nietbolzen 7 nach Art von Nietbolzen miteinander verbunden. In Einbaulage des Fliehkraftpendels 5 ragen die Bolzen 9 mit jeweils einem Führungsteil 13 in eine der Rollenbahnen 14.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Trägerscheibe
- 3
- Bohrung
- 4
- Bohrung
- 5
- Fliehkraftpendel
- 6
- Pendelmasse
- 6a
- kupplungsseitige Pendelmasse
- 6b
- getriebeseitige Pendelmasse
- 7
- Nietbolzen
- 8
- Bohrung zur Aufnahme der Bolzen 9
- 9
- Bolzen
- 10
- Lagerring
- 11
- Mittelteil
- 12
- Endteller
- 13
- Führungsteil
- 14
- Rollenbahn
- 15
- Ausschnitt
- 16
- Zusatzmasse
- 17
- Führungsblech
- 18
- Bohrung
- 19
- Bohrungen
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Abstandhalter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028552 A1 [0002]
- DE 102007024115 A1 [0002]
- DE 102008005138 A1 [0002]
