DE102014220730A1

DE102014220730A1 - torsional vibration dampers

Info

Publication number: DE102014220730A1
Application number: DE102014220730.4A
Authority: DE
Inventors: Robert Herrmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2016-04-14

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Flansch (22), welcher mit dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist, wobei an dem Flansch (22) Fliehgewichte (23) verlagerbar angeordnet sind, wobei die Fliehgewichte (23) und der Flansch (22) Führungsbahnen (25) aufweisen, in welche Rollenelemente (27) eingreifen zur Führung der Fliehgewichte (23) relativ zum Flansch (22), wobei zumindest ein Masseelement (28) vorgesehen ist, welches mit den Fliehgewichten (23) verbunden ist.The invention relates to a torsional vibration damper with a flange (22) which is connectable to the drive train of a motor vehicle, flyweights (23) being displaceably arranged on the flange (22), the flyweights (23) and the flange (22) having guide tracks (22). 25), in which roller elements (27) engage for guiding the centrifugal weights (23) relative to the flange (22), wherein at least one mass element (28) is provided which is connected to the flyweights (23).

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. The invention relates to a torsional vibration damper, in particular for the drive train of a motor vehicle.

Drehschwingungsdämpfer, auch Torsionsschwingungsdämpfer genannt, insbesondere mit einer Fliehkraftpendelvorrichtung ausgerüstet, sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Dabei ist das Fliehkraftpendel an einem Element des Antriebsstrangs befestigt, um Drehschwingungen dämpfen zu können, in dem in gewissen Phasen der Drehschwingung die Fliehgewichte des Fliehkraftpendels in Schwingungen versetzt werden, welche ihre kinetische Energie in anderen Phasen der Schwingung wieder an den Antriebsstrang abgeben. Dadurch wird in einigen Phasen der Schwingung dem Antriebsstrang Energie entzogen, die in anderen Phasen der Schwingung dem Antriebsstrang wieder zugeführt wird, was insgesamt schwingungsdämpfend wirkt.Torsional vibration dampers, also called Torsionsschwingungsdämpfer, especially equipped with a centrifugal pendulum device, are well known in the art. Here, the centrifugal pendulum is attached to an element of the drive train to dampen torsional vibrations in which the centrifugal weights of the centrifugal pendulum are vibrated in certain phases of torsional vibration, which return their kinetic energy in other phases of the vibration back to the drive train. As a result, the power train is deprived of energy in some phases of the vibration, which is fed back into the drive train in other phases of the vibration, which acts as a total vibration damping.

Bei bekannten Antriebssträngen mit einem Verbrennungsmotor werden zur Beruhigung des Antriebsstranges Fliehkraftpendel primär-, oder sekundärseitig angebracht, also insbesondere an einem Zweimassenschwungrad an einer Primärschwungmasse oder an einer Sekundärschwungmasse. Das Fliehkraftpendel nach bisher bekanntem Aufbau weist beispielsweise einen Flansch auf, der mit dem Antriebsstrang verbunden ist, wobei an dem Flansch verlagerbar angeordnete Fliehgewichte vorgesehen sind. Der Flansch ist dabei entweder primärseitig, also kurbelwellenseitig, oder sekundärseitig, also getriebeeingangswellenseitig, angeordnet. Die an dem Umfang des Flanschs verteilt angeordneten Fliehgewichte, auch Pendelmassen genannt, werden mittels Rollenelementen im Flansch verlagerbar gelagert. Das jeweilige Fliehgewicht führt dabei bei seiner Auslenkung aus der Ruhelage eine Eigenrotation um die eigene Schwerpunktsachse aus. In known drive trains with an internal combustion engine to calm the drive train centrifugal pendulum primary or secondary side mounted, so in particular on a dual mass flywheel on a primary flywheel or on a secondary flywheel. The centrifugal pendulum according to the previously known structure, for example, has a flange which is connected to the drive train, wherein on the flange displaceably arranged flyweights are provided. The flange is either primary side, ie crankshaft side, or secondary side, so gear input shaft side, arranged. The distributed on the circumference of the flange arranged flyweights, also called pendulum masses are mounted by means of roller elements in the flange displaced. The respective centrifugal weight performs during its deflection from the rest position of a self-rotation around its own center of gravity axis.

Die Fliehgewichte werden durch die Ungleichförmigkeit des Motors zum Schwingen angeregt. Aus der Auslenkung der Fliehgewichte resultiert eine Änderung der potentiellen Energie der einzelnen Fliehgewichte durch radiale Verschiebung des Schwerpunkts des Fliehgewichts. Diese Änderung der potentiellen Energie und der Anteil der kinetischen Energie aus der Eigenrotation der Fliehgewichte um ihren Schwerpunkt erzeugen ein Rückstellmoment, welches den Drehmomentschwankungen des Motors entgegensteht und diese dämpfen oder ausgleichen soll. The flyweights are excited by the non-uniformity of the engine to vibrate. The deflection of the centrifugal weights results in a change in the potential energy of the individual flyweights by radial displacement of the center of gravity of the flyweight. This change in the potential energy and the kinetic energy from the self-rotation of the centrifugal weights around their center of gravity generate a restoring moment, which opposes the torque fluctuations of the engine and should dampen or compensate for this.

Dabei sind die Rollenelemente in gekrümmten Führungsbahnen des Flanschs und der Fliehgewichte angeordnet, um die Fliehgewichte in ihrer Bewegung zu führen. Ist die Krümmung der Führungsbahnen nur gering ausgeprägt, kann dies zu Problemen im Betrieb des Fliehkraftpendels führen. Zum einen ist eine eigenständige Zentrierung der Fliehgewichte unter Umständen nicht mehr uneingeschränkt möglich, da die sich ergebende rückstellende Kraftkomponente aufgrund der potentiellen Energie dann eher klein ist und das Fliehgewicht dadurch weniger stark in seine Ruhelage zurück beaufschlagt wird. Zum anderen steigt die Gefahr des Verklemmens der Fliehgewichte aufgrund der flachen Führungsbahnen und somit kleinen Winkeln zwischen ihnen. Aufgrund der nur starken sinnvoll verwendbaren Krümmungen können dadurch sinnvollerweise nur Schwingungen höherer Ordnungen mit einem solchen Fliehkraftpendel gedämpft werden.The roller elements are arranged in curved guideways of the flange and the centrifugal weights to guide the flyweights in their movement. If the curvature of the guideways is only slightly pronounced, this can lead to problems in the operation of the centrifugal pendulum. On the one hand, an independent centering of the flyweights under certain circumstances is no longer possible without restriction, since the resulting restoring force component due to the potential energy is then rather small and the flyweight is thus less strongly applied to its rest position back. On the other hand, the risk of jamming of the flyweights due to the flat guideways and thus small angles between them increases. Due to the strong only usefully usable curvatures can reasonably be damped only higher-order vibrations with such a centrifugal pendulum.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehschwingungsdämpfer zu schaffen, welcher als Fliehkraftpendel ausgebildet ist und auch bei kleineren Ordnungen kontrolliert zu betreiben ist. It is the object of the present invention to provide a torsional vibration damper, which is designed as a centrifugal pendulum and is to operate in a controlled manner even with smaller orders.

Die Aufgabe der Erfindung zum Drehschwingungsdämpfer wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The object of the invention to the torsional vibration damper is achieved with the features of claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Drehschwingungsdämpfer mit einem Flansch, welcher mit dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbindbar ist, wobei an dem Flansch Fliehgewichte verlagerbar angeordnet sind, wobei die Fliehgewichte und der Flansch Führungsbahnen aufweisen, in welche Rollenelemente eingreifen zur Führung der Fliehgewichte relativ zum Flansch, wobei zumindest ein Masseelement vorgesehen ist, welches mit den Fliehgewichten verbunden ist. Dadurch kann die träge Masse der Fliehgewichte erhöht werden, was dazu führt, dass aktiv auf die Form und Gestalt der Führungsbahnen der Rollenelemente bei einer vorgegebenen Ordnung der gedämpften Schwingungen Einfluss zu nehmen. Dadurch kann auch erreicht werden, dass das maximal erreichbare Drehmoment gesteigert wird, und die Geräuschproblematik durch eine gleichmäßigere Bewegung der Fliehgewichte verbessert wird. Auch erreicht die Einflussnahme auf das Aussehen der Rollbahngestalt, dass die Bewegung der Fliehgewichte in eine gewünschte Form gebracht werden kann, so dass gegebenenfalls auch vorhandene Bauräume besser ausgenutzt werden können. Mit dem Masseelement wird auch eine Synchronisierung der Fliehgewichte erreicht, was insbesondere auch Geräuschvorteile hat.An embodiment of the invention relates to a torsional vibration damper with a flange which is connectable to the drive train of a motor vehicle, wherein centrifugal weights are arranged displaceably on the flange, wherein the flyweights and the flange guide tracks, in which engage roller elements for guiding the flyweights relative to the flange, wherein at least one mass element is provided, which is connected to the centrifugal weights. As a result, the inertial mass of the centrifugal weights can be increased, which leads to actively influence the shape and shape of the guideways of the roller elements at a predetermined order of the damped oscillations. This can also be achieved that the maximum achievable torque is increased, and the noise problem is improved by a more uniform movement of the centrifugal weights. Also, the influence on the appearance of the runway shape achieved that the movement of the flyweights can be brought into a desired shape, so that, where appropriate, existing space can be better utilized. With the mass element and a synchronization of the centrifugal weights is achieved, which in particular also has noise advantages.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Masseelement als Ringelement ein Massering ist. So können die Fliehgewichte auf eine einfache Weise miteinander gekoppelt werden, die am Umfang des Flanschs verteilt angeordnet sind.It is advantageous if the mass element is a mass ring as a ring element. Thus, the centrifugal weights can be coupled to one another in a simple manner, which are arranged distributed on the circumference of the flange.

So ist es vorteilhaft, wenn das Masseelement den Flansch und/oder die Fliehgewichte radial außen umgreift oder von dem Flansch und/oder von den Fliehgewichten radial außen umgriffen wird. Dadurch kann eine einfache Kopplung bei axial schmaler Gestaltung bzw. bei radial kleiner Gestaltungerreicht werden. Thus, it is advantageous if the mass element surrounds the flange and / or the centrifugal weights radially on the outside or from the flange and / or from The centrifugal weights are encompassed radially outward. As a result, a simple coupling can be achieved with an axially narrow design or with a radially smaller design.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Masseelement in einer Ebene angeordnet ist, die benachbart zu einer Ebene angeordnet ist, in welcher der Flansch und/oder die Fliehgewichte angeordnet sind oder das Masseelement in einer Ebene angeordnet ist, welche die Ebene ist, in welcher der Flansch und/oder die Fliehgewichte angeordnet sind. Auch dadurch kann ebenso eine bauraumsparende Bauweise erreicht werden.Also, it is advantageous if the mass element is arranged in a plane which is arranged adjacent to a plane in which the flange and / or the flyweights are arranged or the mass element is arranged in a plane which is the plane in which the Flange and / or flyweights are arranged. This also allows a space-saving design can be achieved.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Masseelement mittels Verbindungsarmen mit den Fliehgewichten verbunden ist. Dadurch kann das Masseelement beabstandet und gegebenenfalls mit Übersetzung mit den Fliehgewichten verbunden sein.It is particularly advantageous if the mass element is connected to the centrifugal weights by means of connecting arms. As a result, the mass element can be spaced apart and optionally connected with translation with the centrifugal weights.

Auch ist es vorteilhaft, wenn zumindest einzelne Fliehgewichte oder alle Fliehgewichte mittels jeweils zumindest eines Verbindungsarms mit dem Masseelement verbunden ist. Die Verwendung jeweils eines Verbindungsarms bewirkt eine Anbindung mit definierter Übersetzung von 1. Bei jeweils mehreren Verbindungsarmen kann eine größere Übersetzung und gegebenenfalls eine veränderliche Übersetzung erreicht werden.It is also advantageous if at least individual centrifugal weights or all centrifugal weights by means of at least one connecting arm is connected to the mass element. The use of one connecting arm in each case brings about a connection with a defined ratio of 1. For each of a plurality of connecting arms, a larger ratio and possibly a variable ratio can be achieved.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen den Fliehgewichten und dem Masseelement mit einer Übersetzung von 1 erfolgt und ein Drehwinkel eines Fliehgewichts einem Drehwinkel des Masseelements entspricht.It is also advantageous if the connection between the centrifugal weights and the mass element takes place with a ratio of 1 and a rotational angle of a centrifugal weight corresponds to a rotational angle of the mass element.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zumindest einzelne Fliehgewichte oder alle Fliehgewichte mittels jeweils zumindest einer Anordnung mehrerer Verbindungsarme mit dem Masseelement verbunden ist. Dadurch kann eine Verbindung mit Übersetzung erreicht werden.It is particularly advantageous if at least individual centrifugal weights or all centrifugal weights are connected to the mass element by means of at least one arrangement of a plurality of connecting arms. This allows a connection to be achieved with translation.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen den Fliehgewichten und dem Masseelement mit einer Übersetzung von ungleich 1 erfolgt und ein Drehwinkel eines Fliehgewichts zu einem Drehwinkel des Masseelements unterschiedlich ist. So kann eine Verbesserung erzielt werden, weil die zu speichernde kinetische Energie mit der höheren Übersetzung bei etwa gleichem Bauraum zunimmt. It is also advantageous if the connection between the centrifugal weights and the mass element takes place with a ratio of unequal to 1 and a rotational angle of a centrifugal weight is different to a rotational angle of the mass element. Thus, an improvement can be achieved because the kinetic energy to be stored increases with the higher gear ratio with approximately the same installation space.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen den Fliehgewichten und dem Masseelement mit einer veränderlichen Übersetzung ausgebildet ist. So kann die Übersetzung mit steigendem Drehwinkel zunehmen, was die zu speichernde kinetische Energie steigert.It is also advantageous if the connection between the centrifugal weights and the mass element is formed with a variable ratio. Thus, the translation can increase with increasing angle of rotation, which increases the kinetic energy to be stored.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert: The present invention will be explained in more detail below with reference to preferred exemplary embodiments in conjunction with the associated figures:

Dabei zeigt:Showing:

1 eine schematische Darstellung eines Fliehkraftpendels nach dem Stand der Technik, abgestimmt auf eine 1,5te Ordnung, 1 a schematic representation of a centrifugal pendulum according to the prior art, tuned to a 1.5th order,

2 eine schematische Darstellung eines Fliehkraftpendels nach dem Stand der Technik, abgestimmt auf eine 0,75te Ordnung, 2 a schematic representation of a centrifugal pendulum according to the prior art, tuned to a 0.75th order,

3 eine Teildarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers, 3 a partial view of a first embodiment of a torsional vibration damper according to the invention,

4 eine Teildarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers, und 4 a partial view of a second embodiment of a torsional vibration damper according to the invention, and

5 eine Teildarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Drehschwingungsdämpfers. 5 a partial view of a third embodiment of a torsional vibration damper according to the invention.

Die 1 und 2 zeigen jeweils ein Fliehkraftpendel 1 bzw. 11 nach dem Stand der Technik in einer Seitenansicht, welche auf die Dämpfung einer 1,5ten bzw. einer 0,75ten Ordnung abgestimmt sind. The 1 and 2 each show a centrifugal pendulum 1 respectively. 11 in the prior art in a side view, which are tuned to the attenuation of a 1.5th or a 0.75th order.

Das Fliehkraftpendel 1 gemäß 1 weist einen Flansch 2 auf, an welchem über den Umfang verteilt drei Fliehgewichte 3 verlagerbar angeordnet sind. Der Flansch 2 ist im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet und weist radial innen eine Anordnung von Bohrungen 4 auf, mittels welchen der Flansch 2 mit einem Element des Antriebsstrangs verbindbar ist. Der Flansch 2 ist um die Achse 6 verdrehbar angeordnet, wobei bezüglich der Achse 6 auch die radiale Richtung, die axiale Richtung und die Umfangsrichtung definiert sind. The centrifugal pendulum 1 according to 1 has a flange 2 on, on which distributed over the circumference three flyweights 3 are arranged displaceably. The flange 2 is formed substantially annular disk-shaped and has radially inside an array of holes 4 on, by means of which the flange 2 can be connected to an element of the drive train. The flange 2 is around the axis 6 rotatably arranged, with respect to the axis 6 also the radial direction, the axial direction and the circumferential direction are defined.

Die Fliehgewichte 3 sind kreisringsegmentförmig ausgebildet und weisen jeweils zwei gekrümmte Führungsbahnen 5 auf, in welche jeweils ein Rollenelement 7 eingreift, welches auch in eine Führungsbahn 8 des Flanschs 2 eingreift. The flyweights 3 are formed annular segment-shaped and each have two curved guideways 5 in which in each case a roller element 7 which also engages in a guideway 8th of the flange 2 intervenes.

Vorteilhaft ist es, wenn die Fliehgewichte 3 beiderseits des Flanschs 2 angeordnet sind, die über die Rollenelemente 7 an dem Flansch 2 verlagerbar angeordnet sind.It is advantageous if the flyweights 3 on both sides of the flange 2 are arranged over the roller elements 7 on the flange 2 are arranged displaceably.

Dabei sind die beiderseits des Flanschs angeordneten Fliehgewichte miteinander verbunden, so dass sie gemeinsam verlagerbar sind. Die in den Fliehgewichten 3 als auch in dem Flansch 2 vorgesehenen Führungsbahnen 5, 8 erlauben eine Verlagerung der Fliehgewichte 3 sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung relativ zum Flansch 2. Dadurch wird bei Drehschwingungen Energie phasenweise aus dem Antriebsstrang entzogen und zu einer anderen versetzten Phase wieder dem Antriebsstrang zugeführt, so dass insgesamt eine Dämpfung der Drehschwingung erfolgt. In this case, the centrifugal weights arranged on both sides of the flange are connected to one another, so that they are displaceable together. The in the flyweights 3 as well as in the flange 2 provided guideways 5 . 8th allow a shift of flyweights 3 as well in Circumferential direction as well as in the radial direction relative to the flange 2 , As a result, energy is extracted in phases from the drive train during torsional vibrations and fed back to the drive train at a different offset phase, so that the overall torsional vibration is damped.

Die Krümmung der Führungsbahn 5 ist nach radial außen geöffnet ausgerichtet und ist eher stärker ausgebildet. Die Krümmung der Führungsbahn 5 ist einer 1,5ten Ordnung entsprechend ausgebildet. Die Krümmung der Führungsbahn 8 des Flanschs 2 ist nach radial innen geöffnet ausgerichtet, was jedoch nicht gezeigt ist.The curvature of the guideway 5 is aligned open radially outward and is rather stronger. The curvature of the guideway 5 is formed according to a 1.5th order. The curvature of the guideway 8th of the flange 2 is aligned open radially inward, but this is not shown.

Das Fliehkraftpendel 11 gemäß 2 weist einen Flansch 12 auf, an welchem über den Umfang verteilt ebenso drei Fliehgewichte 13 verlagerbar angeordnet sind. Der Flansch 12 ist im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet. Der Flansch 2 ist um die Achse 16 verdrehbar angeordnet, wobei bezüglich der Achse 16 auch die radiale Richtung, die axiale Richtung und die Umfangsrichtung definiert sind. Die Fliehgewichte 13 sind ebenso etwa kreisringsegmentförmig ausgebildet und weisen jeweils zwei gekrümmte Führungsbahnen 15 auf, in welche jeweils ein Rollenelement 17 eingreift, welches auch in eine Führungsbahn des Flanschs 12 eingreift. Wiederum vorteilhaft aber nicht dargestellt ist es, wenn die Fliehgewichte 13 beiderseits des Flanschs 12 angeordnet sind, die über die Rollenelemente 17 an dem Flansch 12 verlagerbar angeordnet sind. The centrifugal pendulum 11 according to 2 has a flange 12 on, on which distributed over the circumference also three flyweights 13 are arranged displaceably. The flange 12 is formed substantially annular disk-shaped. The flange 2 is around the axis 16 rotatably arranged, with respect to the axis 16 also the radial direction, the axial direction and the circumferential direction are defined. The flyweights 13 are also approximately circular ring segment-shaped and each have two curved guideways 15 in which in each case a roller element 17 which also engages in a guideway of the flange 12 intervenes. Again advantageous but not shown is when the flyweights 13 on both sides of the flange 12 are arranged over the roller elements 17 on the flange 12 are arranged displaceably.

Die in den Fliehgewichten 13 als auch in dem Flansch 12 vorgesehenen Führungsbahnen 5 erlauben eine Verlagerung der Fliehgewichte 13 sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung relativ zum Flansch 12 zur Dämpfung der Drehschwingung. The in the flyweights 13 as well as in the flange 12 provided guideways 5 allow a shift of flyweights 13 both in the circumferential direction and in the radial direction relative to the flange 12 for damping the torsional vibration.

Die Krümmung der Führungsbahn 15 ist nach radial außen geöffnet ausgerichtet und ist eher weniger stark ausgebildet, im Vergleich zu der Krümmung der Führungsbahnen 5 der 1. Die Krümmung der Führungsbahn 15 ist einer 0,75ten Ordnung entsprechend ausgebildet. Die nur leichte Krümmung kann zu den oben beschriebenen Nachteilen des Verklemmens und der nicht zwingend erfolgenden Rückstellwirkung führen.The curvature of the guideway 15 is aligned open radially outward and is rather less strong, compared to the curvature of the guideways 5 of the 1 , The curvature of the guideway 15 is formed according to a 0.75th order. The only slight curvature can lead to the above-described disadvantages of jamming and the non-mandatory restoring action.

Die 3 bis 5 zeigen Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeln, bei welchen zusätzlich zu den Fliehgewichten ein Masseelement vorgesehen ist, welches als träge Masse dient und an die Fliehgewichte gekoppelt ist. The 3 to 5 show embodiments of centrifugal pendulum according to the invention, in which in addition to the centrifugal weights, a mass element is provided which serves as an inertial mass and is coupled to the centrifugal weights.

Durch das zusätzliche Masseelement, das an die Fliehgewichte angekoppelt ist, wird die zu beschleunigende Masse erhöht, weil nicht nur die Fliehgewichte zu beschleunigen sind, sondern auch das mit diesen Fliehgewichten gekoppelte Masseelement. Dadurch erhöht sich die aufgewendete kinetische Energie des Fliehkraftpendels bzw. des Gesamtsystems, welche ohne das Masseelement nur aus der translatorischen Energie aus der Bewegung des Fliehgewichts entlang seiner Schwerpunktsbahn und der rotatorischen Energie des Fliehgewichts aus der Rotation um seinen Massenschwerpunkt resultiert. Durch die Kopplung des Masseelements insbesondere als Ringmasseelement an die Fliehgewichte erhöht sich die kinetische Energie um den Anteil der rotatorischen Energie des Masseelements um die Drehachse bzw. um die Kurbelwellenachse, wenn diese die Drehachse darstellt. Due to the additional mass element, which is coupled to the flyweights, the mass to be accelerated is increased because not only the centrifugal weights are to be accelerated, but also coupled with these flyweights mass element. This increases the kinetic energy of the centrifugal pendulum or of the entire system, which without the mass element only results from the translatory energy from the movement of the centrifugal weight along its center of gravity and the rotational energy of the centrifugal weight from the rotation about its center of mass. By coupling the mass element in particular as a ring mass element to the flyweights, the kinetic energy increases by the proportion of the rotational energy of the mass element about the axis of rotation or about the crankshaft axis, if this represents the axis of rotation.

Zum einen kann die Kopplung des zusätzlichen Masseelements unmittelbar an die Fliehgewichte erfolgen, also mit einer Übersetzung von 1 oder alternativ kann eine Kopplung mit einem von 1 verschiedenen Übersetzungsverhältnis vorgesehen sein. Mittels des von 1 verschiedenen Übersetzungsverhältnisses zwischen Fliehgewichten und dem zusätzlichen Masseelement kann die zusätzliche Energiekomponente noch weiter erhöht werden. Die erhöhte kinetische Energie ist gemäß Energieerhaltungssatz durch eine größere potentielle Energie zu kompensieren. Die potentielle Energie des Systems resultiert jedoch nur aus dem radialen Wandern der Fliehgewichte im Fliehkraftfeld. Eine größere potentielle Energie wird demnach nur durch eine größere radiale Differenz des Massenschwerpunkts von dem Fliehgewicht zur Drehachse erreicht, die Schwerpunktsbahn des Fliehgewichts wird stärker gekrümmt und die weiter oben im Text genannten Probleme können umgangen werden. On the one hand, the coupling of the additional mass element can take place directly on the centrifugal weights, that is to say with a ratio of 1 or, alternatively, a coupling with a transmission ratio different from 1 can be provided. By means of the transmission ratio between centrifugal weights and the additional mass element, which is different from 1, the additional energy component can be increased even further. The increased kinetic energy is to be compensated according to energy conservation law by a larger potential energy. However, the potential energy of the system results only from the radial migration of flyweights in the centrifugal force field. A greater potential energy is thus achieved only by a larger radial difference of the center of gravity of the centrifugal weight to the axis of rotation, the center of gravity of the centrifugal weight is curved more and the problems mentioned above in the text can be bypassed.

Wenn das zusätzliche Masseelement mit allen Fliehgewichten gekoppelt ist, wird gleichzeitig eine Synchronisierung der Fliehgewichte durchgeführt, was auch zu einer Verringerung der Geräuschentwicklung aufgrund der Bewegung der Fliehgewichte und zu einer Entlastung der Bauteile führt.If the additional mass element is coupled with all centrifugal weights, a synchronization of the centrifugal weights is carried out at the same time, which also leads to a reduction of the noise due to the movement of the centrifugal weights and to a discharge of the components.

Der oben beschriebene Gedanke der Verwendung eines zusätzlichen Masseelements unter Ankopplung an die Fliehgewichte wird in den 3 bis 5 anhand von Ausführungsbeispielen konkretisiert, wobei auch anderweitige Ausführungsbeispiele denkbar sind.The above-described idea of using an additional mass element coupled to the flyweights is in the 3 to 5 Concretized on the basis of exemplary embodiments, wherein also other embodiments are conceivable.

Die 3 zeigt einen Ausschnitt eines Fliehkraftpendels 21, wobei nur ein Teil mit einem Fliehgewicht gezeigt ist. Grundsätzlich weist das Fliehkraftpendel 21 jedoch eine Gestaltung nach 2 oder ähnlich 2 auf, bei welcher mehrere Fliehgewichte 23 am Umfang des Flanschs 22 verteilt angeordnet sind. Das Fliehkraftpendel 21 gemäß 3 weist entsprechend einen im Wesentlichen scheibenförmigen oder ringscheibenförmigen Flansch 22 auf, an welchem über den Umfang verteilt Fliehgewichte 23 verlagerbar angeordnet sind. Der Flansch 22 ist um die Achse 26 verdrehbar angeordnet, wobei bezüglich der Achse 26 auch die radiale Richtung, die axiale Richtung und die Umfangsrichtung definiert sind. Der Flansch 22 ist mit einem Element des Antriebsstrangs verbindbar, so dass das Fliehkraftpendel 21 Drehschwingungen des Antriebsstrangs dämpft.The 3 shows a section of a centrifugal pendulum 21 , where only a part with a flyweight is shown. Basically, the centrifugal pendulum 21 but a design after 2 or similar 2 on, at which several flyweights 23 on the circumference of the flange 22 are arranged distributed. The centrifugal pendulum 21 according to 3 correspondingly has a substantially disc-shaped or annular disk-shaped flange 22 on, on which distributed over the circumference flyweights 23 are arranged displaceably. The flange 22 is over the axis 26 rotatably arranged, with respect to the axis 26 also the radial direction, the axial direction and the circumferential direction are defined. The flange 22 is connectable to an element of the powertrain so that the centrifugal pendulum 21 Torsional vibrations of the drive train dampens.

Die Fliehgewichte 23 sind etwa kreisringsegmentförmig ausgebildet und weisen jeweils zwei gekrümmte Führungsbahnen 25 auf, in welche jeweils ein Rollenelement 27 eingreift, welches auch in eine Führungsbahn des Flanschs 22 eingreift. Vorteilhaft, aber nicht dargestellt, ist es, wenn die Fliehgewichte 23 beiderseits des Flanschs 22 angeordnet sind, die über die Rollenelemente 27 an dem Flansch 22 verlagerbar angeordnet sind. Dabei sind die Fliehgewichte 23, die beiderseits des Flanschs 22 angeordnet sind, miteinander verbunden, so dass die beiden beiderseits des Flanschs 22 angeordneten Fliehgewichte 23 miteinander verlagerbar sind. Alternativ dazu können auch zwei parallel zueinander angeordnete Flansche vorgesehen sein, zwischen welchen die jeweiligen Fliehgewichte angeordnet sind. The flyweights 23 are approximately circular segment-shaped and each have two curved guideways 25 in which in each case a roller element 27 which also engages in a guideway of the flange 22 intervenes. Advantageous, but not shown, is when the flyweights 23 on both sides of the flange 22 are arranged over the roller elements 27 on the flange 22 are arranged displaceably. Here are the flyweights 23 on both sides of the flange 22 are arranged, connected to each other, so that the two sides of the flange 22 arranged flyweights 23 are mutually displaceable. Alternatively, two mutually parallel flanges may be provided, between which the respective flyweights are arranged.

Die in den Fliehgewichten 23 als auch in dem Flansch 22 vorgesehenen Führungsbahnen 25 erlauben eine Verlagerung der Fliehgewichte 23 sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung relativ zum Flansch 22 zur Dämpfung der Drehschwingung. Die Krümmung der Führungsbahn 25 ist nach radial außen geöffnet ausgerichtet. Die Krümmung der Führungsbahn 25 ist beispielswiese für eine niedrige Ordnung ausgebildet, die beispielsweise eine 0,75te Ordnung ist. The in the flyweights 23 as well as in the flange 22 provided guideways 25 allow a shift of flyweights 23 both in the circumferential direction and in the radial direction relative to the flange 22 for damping the torsional vibration. The curvature of the guideway 25 is aligned open radially outward. The curvature of the guideway 25 For example, it is designed for a low order, which is, for example, a 0.75th order.

Der Drehschwingungsdämpfer der 3 weist weiterhin ein zusätzliches Masseelement 28 auf, das als Massenring ausgebildet ist und radial außerhalb des Flanschs 22 und der Fliehgewichte 23 angeordnet ist und den Flansch und die Fliehgewichte radial außen umfasst. Das als Massering ausgebildete Masseelement 28 ist mittels Kopplungselementen 29 mit den Fliehgewichten 23 verbunden. Dazu sind die Kopplungselemente als Verbindungsarme 30 ausgebildet, die an ihren Enden mittels Verbindungen 31, 32 mit dem Masseelement 28 bzw. mit dem Fliehgewicht 23 verbunden sind. Pro Fliehgewicht 23 ist vorzugsweise ein solches Kopplungselement 29 vorgesehen. The torsional vibration damper of 3 also has an additional mass element 28 on, which is designed as a mass ring and radially outside of the flange 22 and the flyweights 23 is arranged and includes the flange and the centrifugal weights radially outward. The trained as Massering mass element 28 is by means of coupling elements 29 with the flyweights 23 connected. These are the coupling elements as connecting arms 30 formed by means of connections at their ends 31 . 32 with the mass element 28 or with the flyweight 23 are connected. Per flyweight 23 is preferably such a coupling element 29 intended.

Der Verbindungsarm 30 ist radial innen bevorzugt im Bereich des Schwerpunkts des Fliehgewichts 23 oder in der Nähe des Schwerpunkts des Fliehgewichts 23 angelenkt. Dazu ist der Verbindungsarm etwa mittig des Fliehgewichts 23 angelenkt. Radial außen ist der Verbindungsarm 30 im radial inneren Bereich des Masseelements 28 gelenkig angebunden. The connecting arm 30 is radially inward preferably in the region of the center of gravity of the centrifugal weight 23 or near the center of gravity of the flyweight 23 hinged. For this purpose, the connecting arm is approximately in the middle of the centrifugal weight 23 hinged. Radially outside is the connecting arm 30 in the radially inner region of the mass element 28 articulated.

Nicht zu erkennen ist, dass das Masseelement 28 mit zwei beiderseits des Flanschs 22 bzw. der Fliehgewichte 23 sich erstreckenden Verbindungsarmen 30 an dem Fliehgewicht 23 angelenkt und mit diesem gekoppelt ist. Alternativ dazu kann auch eine Anordnung der Verbindungsarme nur auf einer Seite des Flanschs 22 vorteilhaft sein. Auch kann eine abwechselnde beiderseitige Anordnung vorteilhaft sein. Der Verbindungsarm 30 ist gemäß 3 als Hebel ausgeführt. Der Hebel kann dabei im Wesentlichen starr ausgebildet sein oder elastisch. Auch sind Varianten mit Federn o.ä. möglich. It can not be seen that the mass element 28 with two on each side of the flange 22 or flyweights 23 extending connecting arms 30 at the flyweight 23 hinged and coupled with this. Alternatively, an arrangement of the connecting arms only on one side of the flange 22 be beneficial. Also, an alternating mutual arrangement may be advantageous. The connecting arm 30 is according to 3 designed as a lever. The lever may be substantially rigid or elastic. Also variants with feathers or similar are. possible.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die radial innere Verbindung 31 rotationsfest ausgebildet ist und die radial äußere Verbindung 32 eine Verbindung mit Drehachse ist, welche eine Rotation zulässt. Bei einer Auslenkung des Fliehgewichts 23 wird in gleichem Maße die Ringmasse 28 mit beschleunigt. Das Übersetzungsverhältnis ist in diesem Ausführungsbeispiel gleich 1 und die Winkelgeschwindigkeit ist für das Fliehgewicht 23 und die Ringmasse 28 gleich.It is advantageous if the radially inner connection 31 is formed rotationally fixed and the radially outer connection 32 is a connection with a rotation axis, which allows a rotation. At a deflection of the centrifugal weight 23 is the same extent the ring mass 28 with accelerated. The gear ratio is 1 in this embodiment and the angular velocity is for the flyweight 23 and the ring mass 28 equal.

Das Ausführungsbeispiel der 4 zeigt ein Fliehkraftpendel 51 analog zum Fliehkraftpendel 21 der 3. Entsprechend werden für die gleichen Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Im Ausführungsbeispiel der 4 ist eine variable Anbindung des Masseelements an die Fliehgewichte dargestellt. The embodiment of 4 shows a centrifugal pendulum 51 analogous to the centrifugal pendulum 21 of the 3 , Accordingly, the same reference numerals are used for the same components. In the embodiment of 4 is shown a variable connection of the mass element to the flyweights.

Zur Kopplung der Fliehgewichte 23 an das Masseelement 28 sind Verbindungsarme 30 vorgesehen, welche über die Verbindungen 31, 32 mit dem Masseelement 28 bzw. mit dem Fliehgewicht 23 verbunden sind. Die Verbindung 31 ist im Ausführungsbeispiel der 4 gelenkig ausgeführt als Drehachsenverbindung, wie ebenso die Verbindung 32. Entsprechend ist das Fliehgewicht 23 gelenkig mit dem Verbindungsarm 30 verbunden, so dass eine Rotation des Masseelements 28 relativ zu dem Flansch bzw. zum Fliehgewicht 23 zugelassen ist. For coupling the centrifugal weights 23 to the mass element 28 are connecting arms 30 provided, which over the connections 31 . 32 with the mass element 28 or with the flyweight 23 are connected. The connection 31 is in the embodiment of 4 articulated executed as a rotary axis connection, as well as the connection 32 , Accordingly, the flyweight 23 articulated with the connecting arm 30 connected, allowing a rotation of the mass element 28 relative to the flange or flyweight 23 is allowed.

Über den Verbindungsarm 33 ist das Fliehgewicht 23 mit einem weiteren Verbindungsarm 34 gekoppelt. Der Verbindungarm 33 ist an der Verbindung 31 gelenkig angelenkt. Auch ist der Verbindungsarm 33 an der Verbindung 35 mit dem Verbindungsarm 34 gelenkig gekoppelt. Der Verbindungsarm 34 ist seinerseits radial innen an der Verbindung 36 am Flansch 22 angelenkt und radial außen über die Gelenkverbindung 37 an einem weiteren Verbindungsarm 38 angelenkt, welcher wiederum an der Verbindung 39 mit dem Masseelement 28 gelenkig verbunden ist. Dadurch ist eine variable Anbindung des Masseelements 28 an die Fliehgewichte 23 realisiert. Der Verbindungsarm 38 dient dabei dem Ausgleich des radialen Wegs des Verbindungsarms 34. Die Verbindung 37 ist als starre und rotationsfreie Verbindung ausgeführt. Dadurch wird eine Übersetzung zwischen dem Fliehgewicht und dem Masseelement erreicht. Die Übersetzung kann dabei derart gewählt werden, wie die Längenverhältnisse der Hebelarme des Verbindungsarms 34 zwischen den Verbindungen 36 und 35 bzw. 37 und 35.About the connecting arm 33 is the flyweight 23 with another connecting arm 34 coupled. The connecting arm 33 is at the connection 31 hinged articulated. Also is the connecting arm 33 at the connection 35 with the connecting arm 34 articulated coupled. The connecting arm 34 is in turn radially inward at the connection 36 on the flange 22 hinged and radially outward on the hinge connection 37 on another connecting arm 38 hinged, which in turn at the connection 39 with the mass element 28 articulated is connected. This is a variable connection of the mass element 28 to the flyweights 23 realized. The connecting arm 38 serves to compensate for the radial path of the connecting arm 34 , The connection 37 is designed as a rigid and rotation-free connection. As a result, a translation between the flyweight and the mass element is achieved. The translation can be chosen such as the length ratios of the lever arms of the connecting arm 34 between the connections 36 and 35 respectively. 37 and 35 ,

Das Ausführungsbeispiel der 5 zeigt ein Fliehkraftpendel 71 analog zum Fliehkraftpendel 21 der 3. Entsprechend werden für die gleichen Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Im Ausführungsbeispiel der 5 ist eine variable Anbindung des Masseelements 28 an die Fliehgewichte 23 dargestellt. The embodiment of 5 shows a centrifugal pendulum 71 analogous to the centrifugal pendulum 21 of the 3 , Accordingly, the same reference numerals are used for the same components. In the embodiment of 5 is a variable connection of the mass element 28 to the flyweights 23 shown.

Zur Kopplung der Fliehgewichte 23 an das Masseelement 28 sind Verbindungsarme 33, 34 vorgesehen, welche über die Verbindungen 31, 35, 36 und 37 mit dem Masseelement 28 bzw. mit dem Fliehgewicht 23 verbunden sind. Dabei ist der Verbindungsarm 33 an der Verbindung 31 an dem Fliehgewicht 23 gelenkig angelenkt. Der Verbindungsarm 33 ist andererseits mit der Verbindung 35 an dem Verbindungsarm 34 gelenkig angelenkt. Der Verbindungsarm 34 ist seinerseits radial innen am Flansch 22 gelenkig über die Verbindung 36 angelenkt. Radial außen ist der Verbindungsarm 34 über eine Verbindung 37 mit Langlochführung verbunden. Dadurch ist eine variable Anbindung des Masseelements 28 an die Fliehgewichte 23 realisiert. Die Langlochführung der Verbindung 37 dient dabei dem Ausgleich des radialen Wegs des Verbindungsarms 34. Dadurch wird eine Übersetzung zwischen dem Fliehgewicht 23 und dem Masseelement 28 erreicht. Die Übersetzung kann dabei derart gewählt werden, wie die Längenverhältnisse der Hebelarme des Verbindungsarms 34 zwischen den Verbindungen 36 und 35 bzw. 37 und 35 gewählt sind.For coupling the centrifugal weights 23 to the mass element 28 are connecting arms 33 . 34 provided, which over the connections 31 . 35 . 36 and 37 with the mass element 28 or with the flyweight 23 are connected. Here is the connecting arm 33 at the connection 31 at the flyweight 23 hinged articulated. The connecting arm 33 on the other hand is with the compound 35 on the connecting arm 34 hinged articulated. The connecting arm 34 is in turn radially inward on the flange 22 articulated about the connection 36 hinged. Radially outside is the connecting arm 34 over a connection 37 connected with slot guide. This is a variable connection of the mass element 28 to the flyweights 23 realized. The slot guide of the connection 37 serves to compensate for the radial path of the connecting arm 34 , This will translate between the flyweight 23 and the mass element 28 reached. The translation can be chosen such as the length ratios of the lever arms of the connecting arm 34 between the connections 36 and 35 respectively. 37 and 35 are selected.

Außer den aufgeführten Varianten sind weitere Varianten mit anderen Verbindungsarten und verschiedenen Verbindungselementen gemäß des Erfindungsgedankens möglich. Als Beispiele für Verbindungselemente sind neben starren Verbindungsarmen ebenso etwa Blattfedern, Druckfedern, Stäbe, Seile, Drähte etc. möglich. Verbindungsarten können neben Bolzen- und Lagerverbindungen gegebenenfalls teilweise auch entfallen und beispielsweise durch Blattfedern oder ähnliches ersetzt werden. In addition to the variants listed, other variants with other types of connection and different connecting elements according to the inventive idea are possible. As examples of connecting elements as well as rigid connecting arms as well as leaf springs, compression springs, rods, cables, wires, etc. are possible. In addition to bolt and bearing connections, connection types can optionally also be partially omitted and replaced, for example, by leaf springs or the like.

Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen ist es auch vorteilhaft, wenn das Übersetzungsverhältnis nicht konstant ist und die Winkelgeschwindigkeit für das Fliehgewicht und das Masseelement nicht gleich ist. Über das Übersetzungsverhältnis kann jedoch Einfluss auf die Bewegung des Masseelements genommen werden, so dass ein Optimum existiert, in welchem die maximale Energie für die gegebenen Eingangsgrößen der Pendel und Ringmasse gefunden werden kann. In the embodiments shown, it is also advantageous if the gear ratio is not constant and the angular velocity for the flyweight and the mass element is not equal. However, the transmission ratio can be used to influence the movement of the mass element, so that there is an optimum in which the maximum energy can be found for the given input variables of the pendulum and ring mass.

Die Verbindung 37 kann als eine rotatorisch freie Verbindung ausgebildet sein, welche den unteren Lagerpunkt des Verbindungsarms 34 an dem Flansch 22 des Fliehkraftpendels 71 fixiert.The connection 37 may be formed as a rotationally free connection, which is the lower bearing point of the connecting arm 34 on the flange 22 of the centrifugal pendulum 71 fixed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
22: Flansch flange
33: Fliehgewicht flyweight
44: Bohrung drilling
55: Führungsbahn guideway
66: Achse axis
77: Rollenelement roller element
88th: Führungsbahn guideway
1111: Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
1212: Flansch flange
1313: Fliehgewicht flyweight
1515: Führungsbahn guideway
1616: Achse axis
1717: Rollenelement roller element
2121: Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
2222: Flansch flange
2323: Fliehgewicht flyweight
2525: Führungsbahn guideway
2626: Achse axis
2727: Rollenelement roller element
2828: Masseelement mass element
2929: Verbindungselement connecting element
3030: Verbindungsarm connecting arm
3131: Verbindung connection
3232: Verbindung connection
3333: Verbindungsarm connecting arm
3434: Verbindungsarm connecting arm
3535: Verbindung connection
3636: Verbindung connection
3737: Verbindung connection
3838: Verbindungsarm connecting arm
3939: Verbindung connection
5151: Fliehkraftpendel centrifugal pendulum
7171: Fliehkraftpendel centrifugal pendulum

Claims

Torsional vibration damper with a flange ( 22 ), which is connectable to the drive train of a motor vehicle, wherein on the flange ( 22 ) Flyweights ( 23 ) are arranged displaceably, wherein the centrifugal weights ( 23 ) and the flange ( 22 ) Guideways ( 25 ) into which roller elements ( 27 ) intervene to guide the flyweights ( 23 ) relative to the flange ( 22 ), characterized in that at least one mass element ( 28 ) is provided, which with the centrifugal weights ( 23 ) connected is.

Torsional vibration damper according to claim 1, characterized in that the mass element ( 28 ) is a mass ring as a ring element.

Torsional vibration damper according to claim 1 or 2, characterized in that the mass element ( 28 ) the flange ( 22 ) and / or the flyweights ( 23 ) radially on the outside or from the flange ( 22 ) and / or flyweights ( 23 ) is encompassed radially outward.

Torsional vibration damper according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the mass element ( 28 ) is arranged in a plane which is arranged adjacent to a plane in which the flange ( 22 ) and / or the flyweights ( 23 ) or the mass element ( 28 ) is arranged in a plane which is the plane in which the flange ( 22 ) and / or the flyweights ( 23 ) are arranged.

Torsional vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the mass element ( 28 ) by means of connecting arms ( 30 . 33 . 34 . 38 ) with the flyweights ( 23 ) connected is.

Torsional vibration damper according to claim 5, characterized in that at least individual centrifugal weights ( 23 ) or all flyweights ( 23 ) by means of at least one connecting arm ( 30 ) with the mass element ( 28 ) connected is.

Torsional vibration damper according to claim 5 or 6, characterized in that the connection between the centrifugal weights ( 23 ) and the mass element ( 28 ) with a ratio of 1 and a rotation angle of a centrifugal weight corresponds to a rotational angle of the mass element.

Torsional vibration damper according to claim 5, characterized in that at least individual centrifugal weights ( 23 ) or all flyweights ( 23 ) by means of at least one arrangement of a plurality of connecting arms ( 30 . 33 . 34 . 38 ) with the mass element ( 28 ) connected is.

Torsional vibration damper according to claim 5 or 8, characterized in that the connection between the centrifugal weights ( 23 ) and the mass element ( 28 ) with a translation of unequal 1 takes place and a rotation angle of a centrifugal weight is different to a rotational angle of the mass element.

Torsional vibration damper according to claim 9, characterized in that the connection between the centrifugal weights ( 23 ) and the mass element ( 28 ) is formed with a variable translation.