DE102015202524A1

DE102015202524A1 - Fliehkraftpendeleinrichtung mit Blattfeder als Anschlagdämpfer

Info

Publication number: DE102015202524A1
Application number: DE102015202524.1A
Authority: DE
Inventors: Pascal Strasser
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2016-09-01

Abstract

Fliehkraftpendeleinrichtung umfassend mindestens zwei Pendelmassen, die an mindestens einem Fliehkraftpendelflansch in einer radialen Ebene beweglich gelagert sind, wobei mindestens ein in Umfangsrichtung gelegenes Stirnende einer der Pendelmassen ein Anschlagelement umfasst, das in Kontakt mit einem gegenüberliegenden Stirnende der benachbarten Pendelmasse treten kann und unter elastischer Verformung ein Anschlagen der beiden Pendelmassen dämpft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung umfassend mindestens zwei Pendelmassen, die an mindestens einem Fliehkraftpendelflansch in einer radialen Ebene beweglich gelagert sind.
In Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen, Baumaschinen und dergleichen sind Verbrennungsmotoren als Antriebsmaschinen angeordnet, die mit in Brennräumen wie Zylindern ablaufenden Verbrennungsvorgängen bauartbedingt ein nicht kontinuierliches Drehmoment auf die den Antriebsstrang antreibende Kurbelwelle übertragen. Daher treten Dreh- oder Torsionsschwingungen auf, zu deren Dämpfung Drehschwingungsdämpfer oder Drehschwingungstilger eingesetzt werden.
Als Drehschwingungsdämpfer sind sogenannte Zweimassenschwungräder (ZMS) beispielsweise aus der DE 39 31 429 A1 bekannt, bei denen das an der Kurbelwelle angeordnete Schwungrad ein Primärteil mit einer zugeordneten Primärmasse und ein Sekundärteil mit einer zugeordneten Sekundärmasse umfasst und Primärteil und Sekundärteil begrenzt entgegen der Wirkung von Energiespeichern verdrehbar angeordnet sind.
Fliehkraftpendel sind als Drehschwingungstilger insbesondere bei Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen beispielsweise aus der DE 10 2004 011 830 A1 bekannt. Hier werden Tilgermassen begrenzt verschwenkbar an einem Pendelflansch angeordnet, der von einer mit Drehschwingungen behafteten Antriebseinheit wie einem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Infolge der durch unterschiedliche Drehbeschleunigung des Pendelflansches bewirkten Pendelbewegung der Tilgermassen gegenüber dem Pendelflansch tritt ein Tilgungseffekt der Drehschwingungen ein. Beidseitig des Pendelflansches können dabei Tilgermassen angeordnet sein, wobei axial gegenüber liegende Tilgermassen mittels Stegen miteinander zu Tilgermassenpaaren verbunden sind. Die Stege bewegen sich in Öffnungen, deren Form dem Pendelweg der Tilgermassenpaare angepasst ist.
Ein Zweimassenschwungrad (ZMS), das sekundärseitig mit einer Fliehkraftpendeleinrichtung (FKP, Fliehkraftpendel) gekoppelt ist, ist ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt.
Zur Vermeidung von Geräuschbildung beim Start und insbesondere beim Stopp sind die Pendelmassen im Stand der Technik mit Gummidämpfern versehen, die beispielsweise als Gummitüllen um Bolzen, die Pendelteilmassen miteinander verbinden, angeordnet sind. Trotz dieser Gummidämpfer treten Geräusche beim Aufprall der Pendelmassen auf die Rolle und auf den Fliehkraftpendelflansch auf. Aus dem Stand der Technik bekannte Gummianschläge als Dämpfer sind somit nicht immer ausreichend wirksam.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit wirkungsvollerer Anschlagdämpfung bereitzustellen.
Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung umfassend mindestens zwei Pendelmassen, die an mindestens einem Fliehkraftpendelflansch in einer radialen Ebene beweglich gelagert sind, wobei mindestens ein in Umfangsrichtung gelegenes Stirnende einer der Pendelmassen ein Anschlagelement umfasst, das in Kontakt mit einem gegenüberliegenden Stirnende der benachbarten Pendelmasse treten kann und unter elastischer Verformung ein Anschlagen der beiden Pendelmassen dämpft. Die Fliehkraftpendeleinrichtung kann sowohl einen zentralen Fliehkraftpendelflansch mit beiderseits angeordneten Pendelteilmassen als auch einen Doppelflansch mit zwischen zwei Fliehkraftpendelflansch angeordneten Fliehkraftpendelmassen umfassen. In einer Ausführungsform der Erfindung sind gegenüberliegende Stirnenden der Pendelmassen jeweils mit einem Anschlagelement versehen. Die Anschlagelemente sind in diesem Fall vorzugsweise gleich. Die Stirnenden sind in Umfangsrichtung gesehen die Stirnseiten oder Stirnflächen der Pendelmassen oder Pendelteilmassen.
Mindestens ein Anschlagelement umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens eine Blattfeder. Die Blattfeder kann einen Befestigungsbereich umfassen, der formschlüssig in einer entsprechend geformten Aufnahme der Pendelmasse angeordnet ist. Dazu ist die Blattfeder entsprechend gebogen. Ist die Pendelmasse aus mehreren axial bezüglich der Drehachse der Fliehkraftpendeleinrichtung gestapelten Blechen gefertigt, so weist zumindest ein Teil der Bleche entsprechende stirnseitige Ausnehmungen mit mindestens einer Hinterschneidung zur Befestigung der Blattfeder oder Blattfederbaugruppe auf.
Gegenüberliegende Anschlagelemente umfassen in einer Ausführungsform der Erfindung gleiche Blattfedern, wodurch die Anzahl der Teile reduziert wird.
Die Blattfedern weisen in einer Ausführungsform der Erfindung eine mehrstufige Federcharakteristik auf. Unter einer mehrstufigen Federcharakteristik wird hier insbesondere verstanden, dass über den Feder Weg Bereiche mit unterschiedlicher Federsteifigkeit vorhanden sind. Die Bereiche unterschiedlicher Federstaatlichkeit werden insbesondere gebildet, indem Teile der Blattfeder an einem Widerlager, beispielsweise der gegenüberliegenden Blattfeder, anliegen und dadurch nicht weiter als Feder wirksam sind. Über den Federweg der Blattfeder wird also der Teil der Blattfeder, der als Feder wirksam ist, verändert.
Die mehrstufige Federcharakteristik wird in einer Ausführungsform der Erfindung bewirkt durch Bereiche der Blattfeder, die bei Erreichen eines bestimmten Federweges mit der gegenüberliegenden Pendelmasse, insbesondere der gegenüberliegenden Blattfeder, in Kontakt treten.
Die Blattfedern sind in einer Ausführungsform der Erfindung an einer Blattfederbaugruppe mit einem T-förmigen Befestigungsbereich angeordnet, wobei der Befestigungsbereich von einer korrespondierenden Vertiefung in der Stirnseite der Pendelmasse aufgenommen ist und eine formschlüssige Befestigung der Blattfederbaugruppe an der Pendelmasse bewirkt.
Die Blattfederbaugruppe weist in einer Ausführungsform der Erfindung ein Federende auf, das von dem Befestigungsbereich absteht und eine Blattfeder bildet. Die Blattfeder weist in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens einen Knick auf. Der Knickteil die Blattfeder in Bereiche, die bei unterschiedlichen Federwegen wirksam sind.
Die der Federaufnahme bzw. Befestigung an der der Pendelmasse zugewandten Seite der Blattfeder schließt dabei einen Winkel kleiner 180 Grad ein, das Federende ist also auf die Pendelmasse hin, an der die Blattfeder befestigt ist, gebogen. Alternativ ist auch eine Biegung weg von der Pendelmasse, an der die Blattfeder befestigt ist, möglich.
Die Blattfederbaugruppe weist in einer Ausführungsform der Erfindung zwei Federenden auf, die jeweils von dem Befestigungsbereich abstehen, und jeweils eine Blattfeder bilden. Die beiden Blattfedern weisen in einer Ausführungsform der Erfindung unterschiedliche Längen auf und/oder nehmen unterschiedliche Winkel zu einer Bezugsgeraden ein, sodass Kontaktbereiche erster gegenüberliegende Blattfedern zuerst in Kontakt treten können und zweite gegenüberliegende Blattfedern erst nach weiterer aufeinander zu Bewegung der Pendelmassen in Kontakt treten können. Die Bezugsgerade ist vorzugsweise eine Tangente an die Umfangsrichtung im Bereich der Befestigung der Blattfederbaugruppe an der Pendelmasse.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer Drehmomentübertragungseinrichtung in Form eines Zweimassenschwungrades mit einer sekundärseitigen erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung in einer Schnittdarstellung
2 eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit starrem Schwungrad und Fliehkraftpendel mit zentralem Fliehkraftpendelflansch,
3 eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit starrem Schwungrad und Fliehkraftpendel mit Doppelflansch,
4 eine Draufsicht auf die Fliehkraftpendeleinrichtung der 3,
5 eine erste Ausführungsform eines Gummianschlages,
6 eine zweite Ausführungsform eines Gummianschlages,
7 Teile einer Pendelmasse in Explosionsdarstellung,
8 eine räumliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich zweier benachbarter Pendelmassen,
9 eine Draufsicht auf die Fliehkraftpendeleinrichtung der 8,
10 eine erste Pendelstellung zweier Pendelmaßen der Fliehkraftpendeleinrichtung nach 8,
11 eine zweite Pendelstellung zweier Pendelmaßen der Fliehkraftpendeleinrichtung nach 8,
12 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich zweier benachbarter Pendelmassen in einer räumlichen Ansicht,
13 eine Draufsicht auf die Fliehkraftpendeleinrichtung der 12,
14 eine erste Pendelstellung zweier Pendelmaßen der Fliehkraftpendeleinrichtung nach 12,
15 eine zweite Pendelstellung zweier Pendelmaßen der Fliehkraftpendeleinrichtung nach 12,
16 eine dritte Pendelstellung zweier Pendelmaßen der Fliehkraftpendeleinrichtung nach 12
17 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich zweier benachbarter Pendelmassen in einer ersten Stellung zweier Fliehkraftpendel,
18 das Ausführungsbeispiel der 17 in einer zweiten Stellung der Fliehkraftpendel,
19 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich zweier benachbarter Pendelmassen in einer ersten Stellung zweier Fliehkraftpendel,
20 das Ausführungsbeispiel der 19 in einer zweiten Stellung der Fliehkraftpendel,
21 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich zweier benachbarter Pendelmassen in einer ersten Stellung zweier Fliehkraftpendel,
22 das Ausführungsbeispiel der 19 in einer zweiten Stellung der Fliehkraftpendel,
23 eine Ergänzung des ersten Ausführungsbeispiels.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Zweimassenschwungrades 1 mit einer sekundärseitigen erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 11 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 senkecht zur Rotationsachse R verstanden. Die Umfangsrichtung ist eine Drehung um die Rotationsachse R. Gleiche oder funktionsgleiche Bauteile sind soweit nicht anders angegeben in den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Anordnung der 1 umfasst ein Zweimassenschwungrad 1, dessen Primärseite oder Primärmasse 2 mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und dessen Sekundärseite oder Sekundärmasse 3 mit einer nicht dargestellten Fahrzeugkupplung eines Fahrzeuges verbunden und daher Teil eines Antriebsstranges des Kraftfahrzeuges ist. Der Antriebsstrang umfasst einen Verbrennungsmotor, das Zweimassenschwungrad mit Fliehkraftpendeleinrichtung, die Fahrzeugkupplung, ein Getriebe, Antriebsräder und die jeweiligen Komponenten verbindende Drehmomentübertragungsmittel wie Achsen, Wellen, Differenzialgetriebe und dergleichen. Die Primärmasse 2 umfasst einen motorseitigen Primärmassenflansch 4 und einen mit diesem verschweißten kupplungsseitigen Primärmassendeckel 5. Der Primärmassendeckel 5 und der Primärmassenflansch 4 umschließen einen Federaufnahmeraum 6, der ein in Umfangsrichtung verlaufender torusartiger Hohlraum ist.
Durch Bohrungen 7 in dem Primärmassenflansch 4 kann dieser mit der hier nicht dargestellten Kurbelwelle mittels Schrauben 8 verbunden werden. In dem Federaufnahmeraum 6 sind mehrere Bogenfedern 9 angeordnet, die sich einerseits jeweils mit einem in Umfangsrichtung gelegenen Federende an hier nicht dargestellten Vorsprüngen oder Fahnen, die fest mit dem Primärmassenflansch 4 oder Primärmassendeckel 5 verbunden sind, und an dem jeweiligen anderen Federende an einem Sekundärflansch 10, der Teil der Sekundärmasse 3 ist, abstützen. Die Sekundärmasse 3 kann gegen die Kraft der Bogenfedern 9 relativ zur Primärmasse 2 verdreht werden.
Die Sekundärmasse 3 umfasst im vorliegenden Fall neben dem Sekundärflansch 10 des Weiteren eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1. Der Sekundärflansch 10 ist mittels Nieten 12 mit einem Fliehkraftpendelflansch 13, einem Stützflansch 14, sowie einem Staubschutzblech 15 verbunden. Der Stützflansch 14 stützt sich über ein nicht dargestelltes Wälzlager an einer Getriebeeingangswelle 16 ab.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 11 umfasst Pendelmassen 17, die jeweils aus Pendelteilmassen 18 und 19 bestehen, die beiderseits des Fliehkraftpendelflansches 13 angeordnet sind und durch Pendelbolzen 20 fest miteinander verbunden sind. Die Pendelbolzen 20 sind jeweils von Anschlaggummis 21 umgeben und sind in Aussparungen 22 des Fliehkraftpendelflansches 13 frei beweglich gelagert.
Die Pendelmassen 17 sind durch jeweils zwei Pendelrollen, die in Langlöchern in dem Fliehkraftpendelflansch 13 und Langlöchern in den Pendelmassen 17 angeordnet sind, gegenüber dem Fliehkraftpendelflansch 13 in Umfangsrichtung und radialer Richtung entlang einer linienförmigen Führung beweglich gelagert. Mit linienförmig ist hier gemeint, dass die Bewegung nur einen Freiheitsgrad hat, die Auslenkung der Pendelmassen aus ihrer Ruhelage entlang einer gekrümmten oder geraden linienförmigen Bahn erfolgt. Die Pendelmassen 17 sind dadurch gleichzeitig in Umfangsrichtung und in radialer Richtung relativ zur Rotationsachse R verschiebbar und können so eine Pendelbewegung ausführen. An dem Primärmassenflansch 4 ist ein Anlasserzahnkranz 23 angeordnet. Der Anlasserzahnkranz 23 weist eine Verzahnung auf, in die ein Ritzel eines nicht dargestellten elektrischen Anlassers eingespurt werden kann, um den hier ebenfalls nicht dargestellten Verbrennungsmotor zu starten. An dem Sekundärflansch 10 sind Reibringe 24 und 25 angeordnet, die durch eine Tellerfeder 26 axial vorgespannt sind.
Der Fliehkraftpendelflansch 13 weist einen radial inneren ringscheibenförmigen Bereich 13a sowie einen radial äußeren ringscheibenförmigen Bereich 13b auf, die durch einen in Querschnitt schräg verlaufenden Bereich 13c miteinander verbunden sind. Der im Querschnitt schräg verlaufende Bereich 13c verbindet den radial inneren Bereich 13a und den radial äußeren Bereich 13b nach Art einer Kröpfung, sodass beide in axialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind.
Der radial äußere ringscheibenförmige Bereich 13b dient der Aufnahme der Pendelmassen 17 und weist die Langlöcher sowie die Aussparungen 22 zur Aufnahme der Pendelbolzen 20 auf.
Die 2 und 3 zeigen alternative Ausführungsbeispiele von Drehmomentübertragungseinrichtungen. Diese umfassen jeweils ein starres Schwungrad 101, an dem jeweils eine Fliehkraftpendeleinrichtung 111 oder 211 angeordnet ist. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 111 im Ausführungsbeispiel der 2 entspricht in ihrem Aufbau dem Ausführungsbeispiel der 1, diese umfasst also beiderseits eines Fliehkraftpendelflansches 123 angeordnete Pendelmassen 17. Der Aufbau und die Funktionsweise der Fliehkraftpendeleinrichtung 111 in 2 entspricht weitgehend dem Aufbau der Fliehkraftpendeleinrichtung 11 in 1, wobei bei dem Ausführungsbeispiel der 2 der Fliehkraftpendelflansch 13 eben und scheibenförmig ausgeführt ist, insbesondere also auch keinen schräg verlaufenden Bereich aufweist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 umfasst die Fliehkraftpendeleinrichtung 211 einen Doppelflansch, dieser umfasst zwei Fliehkraftpendelflansche 213 und 313, die eine Pendelmasse 117 axial beiderseits einfassen. Während also bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 die Pendelmassen 17 jeweils Pendelteilmassen 18 und 19 umfassen, die beiderseits des Fliehkraftpendelflansches 13 bzw. 113 angeordnet sind, umfasst die Fliehkraftpendeleinrichtung 211 in dem Ausführungsbeispiel der 3 kompakte Pendelmassen 17, die, wie weiter unten dargestellt, aus mehreren Blechen bestehen, welche miteinander verbunden sind, und von zwei Fliehkraftpendelflanschen 213, 213 eingefasst sind.
4 zeigt eine Draufsicht auf die Fliehkraftpendeleinrichtung 211 der 3 in Blickrichtung des Pfeiles X, wobei der Fliehkraftpendelflansch 123 teilweise geschnitten ist um den Blick frei zu geben auf eine Pendelmasse 117. Die Pendelmassen 117 sind jeweils mit zwei Pendelrollen 27, die in Langlöchern 28 in den Fliehkraftpendelflanschen 213, 313 und Langlöchern 29 in den Pendelmassen 117 angeordnet sind, gegenüber den Fliehkraftpendelflanschen 213, 313 in Umfangsrichtung und radialer Richtung entlang einer linienförmigen Führung beweglich gelagert. Die Pendelrollen 27 bilden in Verbindung mit den Langlöchern 29 in den Pendelmassen 117 und Langlöchern 28 in den Fliehkraftpendelflanschen 213, 313 eine Kulissenführung für die Pendelmassen 117, die eine Bewegung der Pendelmassen 117 entlang vorgegebener Bahnen relativ zu den Fliehkraftpendelflanschen 213, 313 ermöglichen. Die Laufbahnen der Pendelrollen 27 gegenüber den Fliehkraftpendelflanschen 213, 313 bzw. den Pendelmassen 117 sind so ausgelegt, dass sich der Schwerpunkt der Pendelmassen 117 auf einer Kreisbahn mit einem Radius l bewegt, wobei der Radius l der Kreisbahn einen Abstand e zur Rotationsachse R aufweist. Diese Bewegung erzeugt einen variablen Abstand des Schwerpunkts zur Rotationsachse R. Die Quadratwurzel aus dem Verhältnis Abstand e zu Radius l ist ein Maß für die Eigenkreisfrequenz des Fliehkraftpendels relativ zur Kreisfrequenz der Rotation um die Rotationsachse R. Die Eigenkreisfrequenz bzw. Tilgerfrequenz des Fliehkraftpendels ist daher proportional zur Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung. Bei Abstimmung nahe oder direkt auf die Haupterregeranordnung des Antriebsstrangs erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude über dem gesamten Drehzahlbereich. Die Lagerung der Pendelmassen 17 bzw. der Pendelteilmassen 18 und 19 gegenüber den Fliehkraftpendelflanschen 13, 113 bei den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 ist sinngemäß gleich der Lagerung in dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4, in dem Fliehkraftpendelflansch 13 bzw. 213 sind Langlöcher 28 angeordnet und in den Pendelteilmassen 18, 19 sind Langlöcher 29 angeordnet.
Die Pendelteilmassen 18, 19 bei den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 sind durch Pendelbolzen 20 miteinander verbunden, wobei zwischen den Pendelteilmassen 18, 19 ein Freiraum bleibt, in dem in Einbaulage der Pendelmassen 17 bzw. der Pendelteilmassen 18, 19 der Fliehkraftpendelflansch 13 bzw. 123 gelegen ist. Die Pendelbolzen 20 ragen durch entsprechende Ausnehmungen in dem Fliehkraftpendelflansch 13 bzw. 123 und können Gummianschläge, wie diese in 5 und 6 gezeigt sind, umfassen.
Die 5 und 6 zeigen jeweils Pendelteilmassen 19 mit Pendelbolzen 20, die jeweils mit einem Gummianschlag versehen sind, als Vergleichsbeispiele für bekannte Anschläge. Im Ausführungsbeispiel der 6 sind Gummitüllen 30 als Gummianschlag auf die Pendelbolzen 20 aufgeschoben. Die Gummitüllen 30 sind in entsprechend großen Ausnehmungen im Fliehkraftpendelflansch 13 bzw. 113 angeordnet und schlagen in der Endstellung der Pendelbewegung an den Fliehkraftpendelflansch 13 bzw. 113 an.
5 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Gummianschlages, bei der ein aus Gummi gefertigter Gummianschlag 31 in entsprechend großen Ausnehmungen in dem Fliehkraftpendelflansch 13 bzw. 113 angeordnet ist und in den Endstellungen der Fliehkraftpendel an den Fliehkraftpendelflansch 13 bzw. 113 anschlägt. In den 5 und 6 sind jeweils die Pendelteilmassen 18 nicht dargestellt, ebenso sind die Pendelrollen 27 und weitere Bauteile nicht dargestellt. Wie aus 4 zu erkennen ist sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier, Pendelmassen 117 über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 211 verteilt angeordnet. Die Anzahl der Pendelmassen 117 bzw. 17 kann aber grundsätzlich beliebig gewählt sein, es können beispielsweise 2, 3, 4, 5, 6 oder mehr Pendelmassen über den Umfang gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt angeordnet sein.
Anhand der 1 bis 6 wurde zuvor der prinzipielle Aufbau einer Fliehkraftpendeleinrichtung mit einem mittleren zentralen Pendelflansch sowie mit einem Doppelflansch und dazwischen angeordneten Pendelmassen beschrieben.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer in Umfangsrichtung außen an den Pendelmassen 17, 117 angeordneter Anschlagdämpfer am Beispiel von Pendelmassen 117 für eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit Doppelflansch beschrieben, dies entspricht also dem Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung 211 wie in den 3 und 4 dargestellt, bei dem Pendelmassen 117 zwischen zwei axial beiderseits angeordneten Fliehkraftpendelflanschen 213, 313 angeordnet sind. Die nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele lassen sich jedoch leicht auf Fliehkraftpendel mit zwei Pendelteilmassen 18, 19, die beiderseits des Fliehkraftpendelflansches 13, 113 angeordnet sind, übertragen. In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sind jeweils Pendelmassen 117 dargestellt, die aus einem Paket von mehreren Pendelmasseblechen bestehen. Dabei ist jeweils ein mittleres Pendelmasseblech 32 beiderseits von äußeren Pendelmasseblechen 33 eingefasst. Dargestellt ist jeweils nur das mittlere Pendelmasseblech 32 und die beiden direkt an diesem anliegenden äußeren Pendelmassebleche 33, die in axialer Richtung also motorseitig und kupplungsseitig direkt an das mittlere Pendelmasseblech 32 anschließen. In beide Richtungen axial können sich weitere äußere Pendelmassebleche 33 anschließen, sodass sich Stapel von einem Pendelmasseblech 32 oder mehreren mittleren Pendelmasseblechen 32 und zwei oder vier oder sechs oder acht und sofort äußeren Pendelmasseblechen 33 bilden. Ein Stapel umfassend ein mittleres Pendelmasseblech 32 und zwei äußere Pendelmassebleche 33 wie beispielsweise in 7 dargestellt kann auch als Pendelteilmasse 18 bzw. 19 verwendet werden und somit in einer Fliehkraftpendeleinrichtung nach den 1 und 2 verwendet werden.
Wie aus 7 zu erkennen ist, weisen die Langlöcher 29 in dem mittleren Pendelmasseblech 32 eine größere lichte Weite auf als die Langlöcher 29 in den äußeren Pendelmasseblechen 33. Entsprechend weisen die Pendelrollen 27 einen Teller auf, der einen größeren Durchmesser als die lichte Weite der Langlöcher 29 in den äußeren Pendelmasseblechen 33 hat, sodass die äußeren Pendelmassebleche 33 einen Anschlag in axialer Richtung für diesen Teller bilden und die Pendelrollen 27 auf diese Weise in axialer Richtung an den Pendelmassen 117 fixiert sind. Das mittlere Pendelmasseblech 32 und die äußeren Pendelmassebleche 33 weisen jeweils Bohrungen 34 auf, in die zur Montage der Pendelmassen 117 bzw. der Pendelteilmassen 18, 19 Pendelbolzen 20 eingepresst werden. Die mittleren Pendelmassebleche 32 weisen an beiden in Umfangsrichtung gelegenen Stirnflächen 39 jeweils Vertiefungen 36 mit in Umfangsrichtung tropfenförmiger oder in etwa T-förmiger Hinterschneidung 37 auf. Die Vertiefungen 36 mit den Hinterschneidungen 37 dienen der Aufnahme von Dämpfungselementen 38, die anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert werden.
8 und 9 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer Blattfederbaugruppe als Anschlagelement. In 8 ist eine räumliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung im Bereich zweier benachbarter Pendelmassen dargestellt, in 9 ist eine Draufsicht auf die Fliehkraftpendeleinrichtung der 8 dargestellt. Zur leichteren Unterscheidbarkeit sind die beiden dargestellten Pendelmassen mit den Bezugszeichen 117a und 117b bezeichnet.
Die Pendelmassen 117a, 117b weisen jeweils Stirnflächen 39a, 39b auf, die einander zugewandt sind. Die Stirnflächen 39 bilden jeweils Stirnseiten 40a, 40b. Die Indizes a und b sind nachfolgend soweit sinnvoll unterdrückt. An den Stirnseiten 40 sind jeweils Anschlagelemente 41 angeordnet. Die Anschlagelemente 41 bestehen hier aus Blattfederbaugruppen 54, welche aus einem gebogenen Streifen Metall bestehen und einen Befestigungsbereich 42 bilden, von dem eine Blattfeder 43 absteht. Der Befestigungsbereich 42 ist im wesentlichen ein T-förmig gebogener Bereich des Metallstreifens, aus dem die Blattfederbaugruppe gefertigt ist. Der T-förmige Bereich weist Abrundung auf, sodass dieser bildlich dargestellt auch als pilzförmiger Bereich bezeichnet werden könnte. Der T-förmige Befestigungsbereich 42 umfasst einen im wesentlichen in radialer Richtung verlaufenden Basisbereich 44, der über einen ersten S-förmigen Bereich 45 in ein Federende 47 übergeht und über einen zweiten S-förmigen Bereich 46 in die Blattfeder 43 übergeht. Die Blattfeder 43 weist einen sich radial nach innen erstreckenden Bereich 48 auf, der über einen Bogen 49 in einen Blattfederteil 50 übergeht. Das Blattfederteil 50 weist einen ersten Blattfederteilbereich 51 auf, der sich unmittelbar an den Bogen 49 anschließt und über einen Knick 52 in einen zweiten Blattfederteilbereich 53 übergeht. Das Ende des zweiten Blattfederteilbereichs 53 ist auf die gegenüberliegende Pendelmasse hin gebogen.
Die Anschlagelemente 41 bzw. Blattfederbaugruppen 54 sind bei gegenüberliegenden Stirnflächen 39a, 39b spiegelbildlich zueinander angeordnet.
8 und 9 zeigen eine Pendelstellung der Pendelmassen 117, bei denen die Blattfedern 43 noch nicht miteinander in Kontakt sind. 10 zeigt eine Pendelstellung der Pendelmaßen 117, bei der die zweiten Blattfederteilbereiche 53 miteinander in Kontakt kommen. Durch die Krümmung der Enden der zweiten Blattfederteilbereiche 53 sind nur die Enden der Blattfedern 43 sowie die beiden Knicke 52 in Kontakt. Werden die beiden benachbarten Pendelmassen 117 weiter aufeinander zu bewegt, so werden die beiden Blattfedern 43 weiter verformt, wobei schließlich die in 11 dargestellte Endstellung erreicht ist, bei der die ersten Blattfederteilbereiche 51 flächig aneinander anliegend. Die Federenden der zweiten Blattfederteilbereiche 53 liegen dabei jeweils an der Pendelmasse 117 an. Eine Bewegung der beiden Pendelmassen 117 über die in 11 gezeigte Endstellung aufeinander zu ist nur unter Aufbringung einer größeren Kraft möglich, da nunmehr nur ein relativ kurzes Teilstück der Blattfedern 43, insbesondere die beiden Bögen 49, verformt werden müssen. Das Ausführungsbeispiel der 8–11 weist somit eine Blattfeder 43 mit einem ersten Federkennlinienbereich auf, in dem die Federkennlinie nach einem Erstkontakt im wesentlichen linear bis zu einem Grenzwert ansteigt, und danach in einem zweiten Federkennlinienbereich mit einer höheren Federsteifigkeit weiter ansteigt, wobei in der Endstellung wie in 11 gezeigt die äußeren Pendelmassebleche 33 aneinander anschlagen.
Die 12 bis 16 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer Blattfederbaugruppe 54 als Anschlagelement. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 8–11 weist das zweite Ausführungsbeispiel eine Blattfederbaugruppe mit einer ersten Blattfeder 143 und einer zweiten Blattfeder 243 auf. Die beiden Blattfedern 143, 243 stehen in beide Richtungen von dem Befestigungsbereich 42 ab, statt dem Federende 47 ist also die zweite Blattfeder 243 an dem Basisbereich 44 angeordnet. Die erste und zweite Blattfeder 143, 243 sind gegenüber einer Tangente T an die Umfangsrichtung um einen Winkel α bzw. β (griechisch alpha, beta) geneigt angeordnet und an ihren jeweiligen Federenden zu der Pendelmasse 117 hin gebogen. Die Winkel α und β sowie die Länge der Blattfedern 143, 243 sind so bemessen, dass diese einen unterschiedlichen Abstand a1 bzw. a2 zur Stirnfläche 39 aufweisen. Die beiden Blattfedern 143, 243 stehen dadurch in der unverformten Grundstellung jeweils unterschiedlich weit über die Stirnfläche 39 der jeweiligen Pendelmasse 117, an der diese angeordnet sind, hervor. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel steht die zweite Blattfeder 243 weiter über die Stirnfläche 39 der Pendelmasse 117 hervor als die erste Blattfeder 143. Dies hat zur Folge, dass zunächst die zweiten Blattfedern 243 in Kontakt treten, wenn zwei benachbarte Pendelmassen aufeinander zu bewegt werden. Sobald die zweiten Blattfedern 243 miteinander in Kontakt sind, kann eine weitere Bewegung der beiden benachbarten Pendelmassen 117 aufeinander zu nur gegen die durch die Blattfedern 243 aufgebrachte entgegengesetzt gerichtete Federkraft bewirkt werden. Wird ein bestimmter Teilweg bei der Bewegung aufeinander zu überschritten, so kommen auch die ersten Blattfedern 143 miteinander in Kontakt, sodass eine weitere Bewegung aufeinander zu nur unter Überwindung der Federkraft beider Blattfedern 143, 243 möglich ist. 16 zeigt die Entstellung, bei der beide Pendelmassen 117 miteinander in Kontakt treten und die Blattfedern vollständig gespannt sind. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Blattfederbaugruppen 54 als Anschlagselemente 41 eine Federkennlinie mit zwei Bereichen, einem ersten Federkennlinienbereich und einem zweiten Federkennlinienbereich, auf.
Die 17 und 18 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer Blattfederbaugruppe 54 als Anschlagelement. Diese umfasst zwei Blattfedern 143, 243, wobei die erste Blattfeder 143 in etwa der des ersten Ausführungsbeispiels entspricht, der Knick 52 zwischen erstem Blattfederteilbereich 51 und zweitem Blattfederteilbereich 53 aber in die entgegengesetzte Richtung verläuft. Die zweite Blattfeder 243 ist hier nach Art eines Hakens gebogen und bildet einen Anschlag für die erste Blattfeder 143 im Bereich des Knicks 52. Werden die Pendelmassen 117 aufeinander zu bewegt, so treten bei diesem Ausführungsbeispiel zunächst die Federenden der zweiten Blattfederteilbereiche 53 miteinander in Kontakt. Bei einer weiteren Bewegung der Pendelmassen 117 aufeinander zu werden die beiden zweiten Blattfederteilbereiche 53 elastisch verformt, bis beide im Bereich des Knicks 52 miteinander in Kontakt sind. Die zweiten Blattfedern 243 weisen nun bei weiterer Verformung eine hohe Federkonstante auf. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Blattfederbaugruppen 54 als Anschlagselemente 41 eine Federkennlinie mit zwei Bereichen, einem ersten Federkennlinienbereich und einem zweiten Federkennlinienbereich, auf.
Die 19 und 20 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer Blattfederbaugruppe 154 als Anschlagelement. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist bei zwei benachbarten Pendelmassen 117a, 117b an sich gegenüberliegenden Stirnflächen 39a, 39b nur eine Blattfederbaugruppe 154 angeordnet. Die Blattfederbaugruppe 154 umfasst einen Befestigungsbereich 155, der im Bereich deren Außenumfangs mit der Pendelmasse 117 vermietet ist. Radial nach innen erstreckt sich von den Befestigungsbereich 155 eine Blattfeder 43, welche einen nach innen gerichteten Blattfederschenkel 156 umfasst, der über einen Bogen 157 in einen nach außen gerichteten Blattfederschenkel 158 übergeht. Der erste Blattfederschenkel 156 umfasst ein Absatz 159, wodurch der Blattfederschenkel 156 in der unverformten Grundstellung wie in 19 gezeigt auch im Bereich des Bogens 157 von der Pendelmasse 117 beanstandet ist. Wenn zwei benachbarte Pendelmassen 117a, 117b aufeinander zu bewegt, so kommt zunächst das Federende des Blattfederschenkels 158 in Kontakt mit der benachbarten Pendelmasse 117. Bei einer weiteren Bewegung der benachbarten Pendelmassen 117 aufeinander zu wird die Blattfeder 43 der Blattfederbaugruppe 154 über einen ersten Federkennlinienbereich verformt, bis der Blattfederschenkel 156 in dessen Übergang auf den Bogen 157 an der Pendelmasse 117 anliegt und über einen zweiten Kennlinienbereich die Endstellung wie in 20 gezeigt erreicht. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Blattfederbaugruppen 54 als Anschlagselemente 41 eine Federkennlinie mit zwei Bereichen, einem ersten Federkennlinienbereich und einem zweiten Federkennlinienbereich, auf.
Die 21 und 22 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer Blattfederbaugruppe als Anschlagelement. Eine Blattfederbaugruppe 254 umfasst einen ersten Befestigungsbereich 142, der einer Pendelmasse 117a zugeordnet ist, und ein zweiter Befestigungsbereich 242, der einer zweiten Pendelmasse 117b zugeordnet ist. Die Befestigung der Blattfederbaugruppe 254 bzw. der beiden Befestigungsbereiche 142, 242 an den Pendelmassen 117 erfolgt wie in dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel dargestellt. Von den beiden Befestigungsbereichen 142, 242 ragt jeweils eine erste Blattfeder 143a, 143b in Richtung auf die Stirnseite 40 bzw. Stirnfläche 39 der gegenüberliegenden Pendelmasse 117. Die beiden Befestigungsbereiche 142, 242 sind durch eine gemeinsame zweite Blattfeder 243 miteinander verbunden. Die benachbarten Pendelmassen 117a, 117b sind somit durch die zweite Blattfeder 243 in ihrer Bewegung federelastisch miteinander gekoppelt. Werden die beiden benachbarten Pendelmassen 117a, 117b auf einander zu bewegt, so wird die diese verbindende zweite Blattfeder 243 verformt, bis die beiden ersten Blattfedern 143a, 143b miteinander in Kontakt kommen und bei weiterer Bewegung verformt werden, bis die Endstellung wie in 22 gezeigt erreicht ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die Blattfederbaugruppen 54 als Anschlagselemente 41 eine Federkennlinie mit zwei Bereichen, einem ersten Federkennlinienbereich und einem zweiten Federkennlinienbereich, auf.
23 zeigt eine Ergänzung des ersten Ausführungsbeispiels, welche bei allen anderen Ausführungsbeispielen ebenfalls angewandt werden kann. Die Aufnahme für die Blattfederbaugruppe 54 nimmt hier zusätzlich ein Anschlagdämpfer 200 auf, der als zusätzlicher Endanschlag für die beiden Pendelmassen 117 dient. Der Anschlagdämpfer 200 kann beispielsweise aus Gummi gefertigt sein und weist einen Befestigungsbereich 201 auf, der zu der Vertiefung 36 korrespondiert und in dieser formschlüssig aufgenommen ist. Ein Anschlagbereich 202 des Anschlagdämpfers 200 ragt über die Stirnfläche 39 der jeweiligen Pendelmasse 117 hinaus und bildet einen Anschlag für die Bogenfeder 43.
Bezugszeichenliste

1: Zweimassenschwungrad
101: starres Schwungrad
2: Primärmasse
3: Sekundärmasse
4: Primärmassenflansch
5: Primärmassendeckel
6: Federaufnahmeraum
7: Bohrungen
8: Schrauben
9: Bogenfedern
10: Sekundärflansch
11: Fliehkraftpendeleinrichtung
111: Fliehkraftpendeleinrichtung
211: Fliehkraftpendeleinrichtung
12: Niet
13: Fliehkraftpendelflansch
113: Fliehkraftpendelflansch
213: Fliehkraftpendelflansch
313: Fliehkraftpendelflansch
13a, 13b, 13c: Bereiche des Fliehkraftpendelflansches
14: Stützflansch
15: Staubschutzblech
16: Getriebeeingangswelle
17: Pendelmasse
117: Pendelmasse
18: Pendelteilmasse
19: Pendelteilmasse
20: Pendelbolzen
21: Anschlaggummi
22: Aussparungen
23: Anlasserzahnkranz
24: Reibring
25: Reibring
26: Tellerfeder
27: Pendelrolle
28: Langloch in Fliehkraftpendelflansch
29: Langloch in Pendelmasse
30: Gummitülle
31: Gummianschlag
32: mittlere Pendelmasseblech
33: äußeres Pendelmasseblech
34: Bohrung
36: Vertiefung mit in Umfangsrichtung T-förmiger Hinterschneidung
37: Hinterschneidung
38: Anschlagelement
39: Stirnfläche
40: Stirnseite
41: Anschlagelement
42: Befestigungsbereich
142: Befestigungsbereich
242: Befestigungsbereich
43: Blattfeder
143: erste Blattfeder
243: zweite Blattfeder
44: Basisbereich
45: erster S-förmiger Bereich
46: zweiter S-förmiger Bereich
47: Federende
48: radial nach innen sich erstreckender Bereich der Blattfeder
49: Bogen
50: Blattfederteil
51: erster Blattfederteilbereich
52: Knick
53: zweiter Blattfederteilbereich
54: Blattfederbaugruppe
154: Blattfederbaugruppe
254: Blattfederbaugruppe
155: Befestigungsbereich
156: Blattfederschenkel
157: Bogen
158: Blattfederschenkel
159: Absatz
200: Anschlagsdämpfer
201: Befestigungsbereich
202: Anschlagbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3931429 A1 [0003]
DE 102004011830 A1 [0004]

Claims

Fliehkraftpendeleinrichtung (11, 111, 211) umfassend mindestens zwei Pendelmassen (17, 117, 117a, 117b, 18, 19), die an mindestens einem Fliehkraftpendelflansch (13, 113, 213, 313) in einer radialen Ebene beweglich gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in Umfangsrichtung gelegenes Stirnende (39, 39a, 39b, 40) einer der Pendelmassen (17, 117, 117a, 117b) ein Anschlagelement (41, 54, 154, 254) umfasst, das in Kontakt mit einem gegenüberliegenden Stirnende (39, 39a, 39b, 40) der benachbarten Pendelmasse (17, 117, 117a, 117b, 18, 19) treten kann und unter elastischer Verformung ein Anschlagen der beiden Pendelmassen (17, 117, 117a, 117b, 18, 19) dämpft.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüberliegende Stirnenden (39a, 39b, 40) der Pendelmassen (17, 117, 117a, 117b, 18, 19) jeweils mit einem Anschlagelement (41, 54, 154, 254) versehen sind.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Anschlagelement (41, 54, 154, 254) mindestens eine Blattfeder (43, 143, 243) umfasst.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (43, 143, 243) eine mehrstufige Federcharakteristik aufweist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrstufige Federcharakteristik bewirkt wird durch Bereiche der Blattfeder (43, 143, 243), die bei Erreichen eines bestimmten Federweges mit der gegenüberliegenden Pendelmasse (17, 117, 117a, 117b, 18, 19) in Kontakt treten.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfedern (43, 143, 243) an einer Blattfederbaugruppe (54, 154, 254) mit einem T-förmigen Befestigungsbereich (42, 142, 242) angeordnet sind, wobei der Befestigungsbereich (42, 142, 242) von einer korrespondierenden Vertiefung in der Stirnseite der Pendelmasse aufgenommen ist und eine formschlüssige Befestigung der Blattfederbaugruppe (54, 154, 254) an der Pendelmasse (17, 117, 117a, 117b, 18, 19) bewirkt.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfederbaugruppe (54, 154, 254) ein Federende aufweist, das von dem Befestigungsbereich (42, 142, 242, 155) absteht und eine Blattfeder (43, 143, 243) bildet.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (43, 143, 243) mindestens einen Knick (52) aufweist.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfederbaugruppe (54, 154, 254) zwei Federenden aufweist, die jeweils von dem Befestigungsbereich (54, 154, 254) abstehen, und jeweils eine Blattfeder (143, 243) bilden.
Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Blattfedern Blattfeder (143, 243) unterschiedliche Längen aufweisen und/oder unterschiedliche Winkel zu einer Bezugsgeraden (T) einnehmen, sodass Kontaktbereiche erster gegenüberliegende Blattfedern Blattfeder (143, 243) zuerst in Kontakt treten können und zweite gegenüberliegende Blattfedern Blattfeder (143, 243) erst nach weiterer Bewegung der Pendelmassen (17, 117, 117a, 117b, 18, 19) aufeinander zu in Kontakt treten können.