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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Pendelmasse, die an einer Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann.
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Zur Reduktion von Torsionsschwingungen werden auf einem rotierenden Teil des Torsionsschwingungssystems zusätzliche bewegliche Massen als sogenannte Pendelmassen angebracht. Diese Massen führen im Feld der Zentrifugalbeschleunigung Schwingungen auf vorgegebenen Bahnen aus, wenn sie durch Drehzahlungleichförmigkeiten angeregt werden. Durch diese Schwingungen wird der Erregerschwingung zu passenden Zeiten Energie entzogen und wieder zugeführt, sodass es zu einer Dämpfung der Erregerschwingung kommt, die Pendelmasse also als Schwingungstilger wirkt. Da sowohl die Eigenfrequenz der Fliehkraftpendelschwingung als auch die Erregerfrequenz proportional zur Drehzahl sind, kann eine Tilgerwirkung eines Fliehkraftpendels über den ganzen Frequenzbereich der durch Drehzahlungleichheiten angeregten Schwingungen erzielt werden. Eine Fliehkraftpendeleinrichtung der betreffenden Art dient der Reduzierung von Schwingungen und Geräuschen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Eine solche Fliehkraftpendeleinrichtung umfasst wenigstens eine Pendelmasse, die beispielsweise mittels Trägerrollen oder dergleichen an einer rotierenden Trägerscheibe aufgehängt ist und entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu der 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.
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Derartige Fliehkraftpendeleinrichtungen neigen durch anschlagende Führungsrollebeim Start/Stopp zu als problematisch empfundener Geräuschentwicklung.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fliehkraftpendeleinrichtung anzugeben, die die Geräuschentwicklung verringert.
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Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen, Ausführungsformen oder 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 einer Pendelmasse, die an einer Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann, wobei die Pendelmasse ein Anschlagelement umfasst, welches zusammen mit einem an der Trägerscheibe befestigten Anschlagmittel einen Endanschlag für die Pendelbewegung der Pendelmasse bildet.
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Die Pendelmasse umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung zwei beiderseits der Trägerscheibe angeordnete Pendelteilmassen, wobei das Anschlagelement Teile umfasst, die jeweils zwischen Pendelteilmasse und Trägerscheibe angeordnet sind. Die zwischen Pendelteilmasse und Trägerscheibe angeordneten Teile des Anschlagelementes definieren zum Einen den Abstand zwischen Trägerscheibe und Pendelteilmasse, zum Anderen dienen diese als Gleitelement zwischen Trägerscheibe und Pendelteilmasse. Dazu kann die Oberfläche der zwischen Pendelteilmasse und Trägerscheibe angeordneten Teile des Anschlagelementes reibungsvermindern ausgeführt sein, beispielsweise durch eine Oberflächenvergütung oder Beschichtung. Die zwischen Pendelteilmasse und Trägerscheibe angeordneten Elemente sind in einer Ausführungsform der Erfindung Käfigelemente eines Pendelkäfigs. Die Käfigelemente des Pendelkäfigs sind vorzugsweise mit Verbindungselementen fest miteinander verbunden. Die Verbindungselemente ragen in Einbaulage durch korrespondierende Ausnehmungen in der Trägerscheibe und sind Teil des Anschlagelementes. Die Verbindungselemente schlagen in der Endstellung also an dem korrespondierenden Anschlagmittel der Trägerscheibe an. Der Pendelkäfig weist dabei zwei Seitenelemente auf, die fest oder starr miteinander verbunden sind. Die Seitenelemente sind im Wesentlichen flache Scheiben, die jeweils zwischen einer der Pendelteilmassen und der Trägerscheibe angeordnet sind. Der Pendelkäfig kann einstückig beispielsweise als Guss- oder Spritzgussbauteil gefertigt sein. Dies erlaubt eine kostengünstige Fertigung.
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Die Käfigelemente umfassen in einer Ausführungsform der Erfindung Ausnehmungen, in die die Anschlagmittel der Trägerscheibe ragen. Diese sind in einer Ausführungsform der Erfindung federelastisch ausgeführt. Die Ausnehmungen können am Rand der Käfigelemente angeordnet sein, sodass diese bei der Montage auf die bereits montierten Anschlagmittel aufgesetzt werden können, was die Fertigung gegenüber einem Einführen der Anschlagelemente in Öffnungen mit einem geschlossenen Rand, beispielsweise Bohrungen, vereinfacht.
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Die Anschlagmittel sind in einer Ausführungsform der Erfindung aus elastischem Kunststoff, insbesondere Gummi oder Kautschuk gefertigt. Alternativ können die Anschlagmittel auch aus Metall gefertigt sein, beispielsweise indem die Anschlagmittel Federn sind. Die Anschlagmittel weisen eine axiale Dicke auf, die kleiner oder gleich der der Trägerscheibe ist. In den jeweiligen Endstellungen der Pendelmassen berühren die Anschlagmittel die Pendelmassen. Weisen die Käfigelemente die zuvor genannten Ausnehmungen auf, so können die Anschlagmittel dicker ausgeführt sein und in diese hineinragen.
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Der Pendelkäfig ist in einer Ausführungsform der Erfindung aus Kunststoff gefertigt. Dadurch weist der Pendelkäfig eine ausreichende Nachgiebigkeit und Dämpfung für die Anschlagsmittel auf, sodass dieser einstückig ohne zusätzliche Dämpfungselemente gefertigt werden kann.
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Der Pendelkäfig ist in einer Ausführungsform der Erfindung formschlüssig in radialer Richtung und in Umfangsrichtung mit Führungsrollen verbunden. Die Befestigung des Pendelkäfigs an dem Fliehkraftpendel erfolgt dabei durch die Führungsrollen, mit denen das Fliehkraftpendel an der Trägerscheibe gelagert ist. Der Pendelkäfig verbindet die Führungsrollen miteinander und bewegt sich mit diesen auch relativ zu dem Fliehkraftpendel. Der Pendelkäfig ist dabei so geformt, dass dieser an die Anschlagmittel anstößt, bevor die Führungsrollen in ihren Langlöchern an Bahnenden anstoßen. Dadurch wird ein Anschlagen der Führungsrollen an den Bahnenden vermieden. Dabei stützt sich der Pendelkäfig beispielsweise an Rollenzentrierborden, mit denen die axiale Lage der Rollenzentrierborde gegenüber der Trägerscheibe festgelegt ist, der Führungsrollen ab.
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Die Führungsrollen der Fliehkraftpendel sind durch den als Kunststoffkäfig ausgeführten Pendelkäfig miteinander gekoppelt. Zusätzlich zu dieser Kopplung kann ein gedämpfter Anschlag vom Käfig zum Flansch vorgesehen sein. Dieser so gedämpfte Anschlag vermindert beim Starten oder Stoppen des Motors, dass die Führungsrollenunkontrolliert in die Bahn-Enden „knallen“. Zusätzlich erfüllt der Käfig eine Schutzfunktion der Rollen, da er als Abstandshalter und Gleitfläche zwischen Pendelmasse und Flansch fungiert. Dadurch verhindert der Kunststoffkäfig zusätzlich das „metallisch-kratzende“ Geräusch der Nieten von den Pendelmassen, da diese nicht mehr benötigt werden. Seine zusätzliche Funktion als Gleitfläche verhindert so jede Metall-Metall-Reibung zwischen Flansch und Pendelmasse.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung in einer Schnittdarstellung,
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2 eine Einzelansicht der erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung,
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3 einen Ausschnitt aus der Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich einer der Pendelmassen,
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4 einen erfindungsgemäßen Pendelkäfig in einer Draufsicht,
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5 einen erfindungsgemäßen Pendelkäfig in einer räumlichen Darstellung,
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6 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich einer Führungsrolle,
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7 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung in einer ersten Endstellung des Fliehkraftpendels,
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8 eine Draufsicht auf den Ausschnitt der 7 bei abgenommener Pendelteilmasse in einer zweiten Endstellung des Fliehkraftpendels.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 2 in einer Schnittdarstellung. Eine Rotationsachse der Anordnung ist in 1 mit R bezeichnet. Die Rotationsachse R ist zugleich die Rotationsachse einer Kurbelwelle eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors. Im Folgenden wird unter der axialen Richtung die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden. Die Umfangsrichtung ist eine Drehung um die Rotationsachse R.
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Die in 1 gezeigte Anordnung umfasst ein Zweimassenschwungrad 1, das sekundärseitig mit einer Fliehpendeleinrichtung 2 sowie einer Gegendruckplatte 3 einer nicht weiter dargestellten Fahrzeugkupplung verbunden ist. Das Zweimassenschwungrad 1 umfasst eine Primärmasse 4, die einen motorseitigen Primärmassenflansch 5 und einen kupplungsseitigen Primärmassendeckel 6 umfasst. Der Primärmassenflansch 5 und der Primärmassendeckel 6 sind miteinander verschweißt. Der Primärmassenflansch 5 und der Primärmassendeckel 6 umschließen einen Federaufnahmeraum 7, der ein in Umfangsrichtung verlaufender torusartiger Hohlraum ist.
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In dem Federaufnahmeraum 7 sind mehrere Bogenfedern 8 angeordnet. Die Bogenfedern 8 könnenkoaxial angeordnete äußere Bogenfedern und innere Bogenfedern umfassen. Die äußeren Bogenfedern und inneren Bogenfedern können unterschiedliche Längen in Umfangsrichtung aufweisen, wodurch sich in Umfangsrichtung unterschiedliche Federsteifigkeiten der Bogenfedern 8 über dem Federweg ergeben. Die Bogenfedern 8 stützen sich an einem in Umfangsrichtung gelegenen Federende an Vorsprüngen 9, die fest mit Primärmassenflansch 5 bzw. Primärmassendeckel 6 verbunden sind, ab. An dem jeweiligen anderen Federende stützen sich die Bogenfedern 8 an einem Sekundärflansch 10 ab, der Teil einer Sekundärmasse 11 ist. Die Sekundärmasse 11 kann gegen die Kraft der Bogenfedern 8 relativ zur Primärmasse 4 verdreht werden.
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Die Sekundärmasse 11 umfasst im vorliegenden Fall neben dem Sekundärflansch 10 des Weiteren die Fliehkraftpendeleinrichtung 2, die Gegendruckplatte 3 der Fahrzeugkupplung sowie weitere drehfest mit der Gegendruckplatte 3 der Fahrzeugkupplung verbundene Bauteile. Diese weiteren Bauteile sind beispielsweise unter anderem eine Druckplatte, ein Kupplungsgehäuse, eine Tellerfeder und weitere Bauteile. Die Fahrzeugkupplung selbst ist hier nicht dargestellt, da es auf deren Ausgestaltung zum Verständnis der Erfindung nicht ankommt. Weitere Teile des Zweimassenschwungrades wie Dichtungsscheiben oder Reibscheiben sind ebenfalls nicht dargestellt, da es auf deren Ausgestaltung zum Verständnis der Erfindung ebenfalls nicht ankommt.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung 2 umfasst ein Trägerelement 12, welches eine Trägerscheibe 13 umfasst, an deren radial äußerem Rand ein Befestigungsrohr 14 angeformt ist. Das Befestigungsrohr 14 ist mit der Gegendruckplatte 3 fest verbunden, beispielsweise durch eine Pressverbindung.
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An der Trägerscheibe 13 sind über den Umfang verteilt mehrere Pendelmassen 15 angeordnet, siehe dazu 2. Die Pendelmassen 15 umfassen jeweils zwei Pendelteilmassen 16a, 16b, die jeweils beiderseits der Trägerscheibe 13 angeordnet sind. Die Pendelteilmassen 16a, 16b der Pendelmasse 15 sind jeweils durch Verbindungsbolzen 21 fest miteinander verbunden.
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In Langlöchern 17 in den Pendelteilmassen 16 sowie in Langlöchern 18, siehe dazu 6, in der Trägerscheibe 13 sind Führungsrollen 19 angeordnet. Die Führungsrollen 19 bilden in Verbindung mit den Langlöchern 17 in den Pendelteilmassen 16 und den Langlöchern 18 in der Trägerscheibe 13 eine Kulissenführung für die Pendelmasse 15, die eine Bewegung der Pendelmasse 15 entlang einer vorgegebenen Bahn relativ zur Trägerscheibe 13 ermöglichen. Die Laufbahnen der Führungsrollen 19 gegenüber der Trägerscheibe 13 bzw. den Pendelmassen 15 sind so ausgelegt, dass der Schwerpunkt der Pendelmasse 15 mit einem konstanten Radius um einen Mittelpunkt pendelt, wobei der Mittelpunkt von der Rotationsachse R beabstandet ist. Diese Bewegung erzeugt einen variablen Abstand des Schwerpunkts zur Rotationsachse R. Das Verhältnis Radius zu Abstand ist ein Maß für die Ordnung, mit der die Pendelmasse 15 zum Schwingen angeregt wird. Bei Abstimmung nahe oder direkt auf die Haupterregeranordnung des Antriebsstrangs erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude über dem gesamten Drehzahlbereich. Da die Pendelmassen 15 relativ zu der Trägerscheibe 13 sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung entlang ihrer Kulissenführung verschiebbar angeordnet sind, sind in der Trägerscheibe 13 jeweils Ausschnitte 20 eingebracht, in denen die Verbindungsbolzen 21 spielbehaftet gegenüber der Trägerscheibe 13 angeordnet sind, siehe dazu 7. 2 zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 2 in einer Einzeldarstellung in räumlicher Ansicht. Wie zu erkennen ist, umfasst die Fliehkraftpendeleinrichtung 2 vier über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassen 15. 3 zeigt einen Ausschnitt aus der Fliehkraftpendeleinrichtung 2 im Bereich einer der Pendelmassen 15 in einer Draufsicht. Mit gestrichelten Linien eingezeichnet ist ein Pendelkäfig 22, der zwischen den Pendelteilmassen 16a, 16b angeordnet ist. Der Pendelkäfig 22 ist zwischen den Pendelteilmassen 16a, 16b der Pendelmasse 15 angeordnet und fasst die Trägerscheibe 13 beiderseits ein.
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Der Pendelkäfig 22 in 4 in einer Draufsicht und in 5 in einer räumlichen Ansicht dargestellt. Der Pendelkäfig 22 umfasst 2 Käfigelemente 23a und 23b, die durch zwei Verbindungselemente 24a, 24b verbunden sind. Die Käfigelemente 23a, 23b sind flache, scheibenförmige Elemente, die durch die Verbindungselemente 24a, 24b starr miteinander verbunden sind, so dass diese einen Abstand a zueinander einnehmen. In den Käfigelementen 23a, 23b sind jeweils Bohrungen 25a, 25b zur Aufnahme der Führungsrollen 19 sowie eine ovale Ausnehmung 26, durch die die Verbindungsbolzen 21 hindurchragen, angeordnet. Die Käfigelemente 23a, 23b sind in Einbaulage beiderseits der Trägerscheibe 13 gelegen und werden außen jeweils von einer Pendelteilmasse 16a, 16b eingefasst.
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6 zeigt einen Schnitt durch die Fliehkraftpendeleinrichtung 2 im Bereich einer Führungsrolle 19. Das Käfigelement 23a ist zwischen der Pendelteilmasse 16a und der Trägerscheibe 13 angeordnet, entsprechend ist das Käfigelement 23b zwischen der Pendelteilmasse 16b und der Trägerscheibe 13 angeordnet. Die Bohrungen 25a, 25b weisen einen Durchmesser auf, der dem Außendurchmesser von Rollenzentrierborden 27 der Führungsrollen 19 entspricht. In radialer Richtung sowie in Umfangsrichtung wird der Pendelkäfig 22 dadurch formschlüssig mit der Pendelmasse 15 verbunden und pendelt mit dieser relativ zur Trägerscheibe 13 mit.
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7 zeigt eine Draufsicht auf einen Ausschnitt aus der Fliehkraftpendeleinrichtung 2, wobei die Pendelteilmasse 16a nicht dargestellt ist, dies entspricht einen Schnitt A-A in 6. An seinem Innenumfang weist die Trägerscheibe 13 zwei Anschlagpuffer 28a, 28b auf, die in axialer Richtung dicker als die Trägerscheibe sein können und dann in Ausnehmungen 29a, 29b der Käfigelemente 23a, 23b ragen. Die Anschlagpuffer 28a, 28b sind beispielsweise aus Kunststoff gefertigt und an der Trägerscheibe 13 befestigt. In 7 ist eine Endstellung der Pendelmasse 15 dargestellt, in 8 ist die andere Endstellung der Pendelmasse 15 dargestellt. In der in 7 dargestellten ersten Endstellung der Pendelmasse 15 schlägt ein innerer Rand 30b des Verbindungselementes 24b an dem Anschlagpuffer 28b an.
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8 zeigt die andere (zweite) Endstellung der Pendelmasse 15, wobei zusätzlich das Käfigelement 23a nicht dargestellt ist. Zu erkennen sind Ausnehmungen 30a, 30b in der Trägerscheibe 13, durch die in Einbaulage die Verbindungselemente 24a, 24b ragen. In den Endstellungen der Pendelmassen 15 schlägt eines der Verbindungselemente 24a, 24b an einen der Anschlagpuffer 28a, 28b an. In der in 8 dargestellten zweiten Endstellung der Pendelmasse 15 schlägt ein innerer Rand 30a des Verbindungselementes 24a an dem Anschlagpuffer 28a an.
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Wenn die Anschlagpuffer 28a, 28b die Trägerscheibe 13 axial überragen können auch die den Verbindungselementen 24a, 24b jeweils gegenüberliegenden äußeren Ränder 31a, 31b an den Anschlagpuffern 28a, 28b anschlagen, da diese dann in die Ausnehmungen 29a, 29b der Käfigelemente 23a, 23b ragen.
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Statt Anschlagpuffer 28a, 28b aus Kunststoff können auch Druckfedern, beispielsweise Schraubenfedern, Kegelfedern oder dergleichen, oder Zugfedern wie Schraubenzugfeder oder dergleichen verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zweimassenschwungrad
- 2
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 3
- Gegendruckplatte
- 4
- Primärmasse
- 5
- Primärmassenflansch
- 6
- Primärmassendeckel
- 7
- Federaufnahmeraum
- 8
- Bogenfedern
- 9
- Vorsprung
- 10
- Sekundärflansch
- 11
- Sekundärmasse
- 12
- Trägerelement
- 13
- Trägerscheibe
- 14
- Befestigungsrohr
- 15
- Pendelmasse
- 16a, 16b
- Pendelteilmasse
- 17
- Langloch in Pendelteilmasse
- 18
- Langloch in Trägerscheibe
- 19
- Führungsrolle
- 20
- Ausschnitt
- 21
- Verbindungsbolzen
- 22
- Pendelkäfig
- 23a, 23b
- Käfigelemente
- 24a, 24b
- Verbindungselemente
- 25a, 25b
- Bohrungen zur Aufnahme der Führungsrollen
- 26
- ovale Ausnehmung
- 27
- Rollenzentrierbord
- 28a, 28b
- Anschlagpuffer
- 29a, 29b
- Ausnehmung in Käfigelement
- 30a, 30b
- Ausnehmung in Trägerscheibe für Verbindungselemente
- 31a, 31b
- äußerer Rand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028552 A1 [0002]
