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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten, mit deren Hilfe ein der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment erzeugt werden kann.
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Beispielsweise aus
DE 10 2008 059 297 A1 ist ein Fliehkraftpendel bekannt, bei dem eine über in entsprechenden Laufbahnen geführte Laufrollen relativ zu einem Trägerflansch verlagerbare Pendelmasse vorgesehen ist, die bei einer Drehzahlschwankung ein der Drehzahlschwankung entgegen gerichtetes Rückstellmoment zur Dämpfung der Drehzahlschwankung erzeugen kann. Der Trägerflansch weist zwei über Abstandsbolzen miteinander verbundene Flanschteile auf, zwischen denen die Pendelmasse pendeln kann. Die Pendelmasse weist an ihren in tangentialer Richtung weisenden Endseiten jeweils ein Pufferelement aus einem elastischen Gummimaterial auf, das bei Erreichung eines maximalen Schwingwinkels der Pendelmasse an dem jeweils zugeordneten Abstandsbolzen des Trägerflanschs anschlagen kann.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis Geräuschentwicklungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bei einer hohen Lebensdauer zu reduzieren.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen geräuscharmen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer hohen Lebensdauer ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Fliehkraftpendel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten vorgesehen mit einem mit der Antriebswelle verbindbaren Trägerflansch, einer relativ zu dem Trägerflansch, insbesondere über Pendelbahnen, pendelbaren ersten Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments und einer relativ zu dem Trägerflansch, insbesondere über Pendelbahnen, pendelbaren zweiten Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments, wobei die erste Pendelmasse und die zweite Pendelmasse in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei ein in Umfangsrichtung zwischen der ersten Pendelmasse und der zweiten Pendelmasse komprimierbarer Endanschlagdämpfer zum Dämpfen von Anschlaggeräuschen vorgesehen ist, wobei der Endanschlagdämpfer ein von der ersten Pendelmasse und/oder von der zweiten Pendelmasse elastisch verbiegbares Stahlkabel aufweist.
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Bei einem Ausschalten des Kraftfahrzeugmotors, insbesondere in einer Start/Stopp-Situation, ist es möglich, dass die Pendelmassen entlang ihrer Pendelbahnen in Schwerkraftrichtung herunterfallen. Durch den Endanschlagdämpfer kann vermieden werden, dass die Pendelmassen in Umfangsrichtung aneinander anschlagen und Anschlaggeräusche erzeugen. Im Vergleich zu einem aus einem Elastomer hergestellten Endanschlagdämpfer weist das Stahlkabel des Endanschlagdämpfers eine erheblich bessere Temperaturbeständigkeit und entsprechend längere Lebensdauer auf. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass das Stahlkabel bei einer mit einem Anteil quer zur Längserstreckung angreifenden Druckkraft einen elastischen Widerstand bereitstellen kann. Insbesondere kann das Stahlkabel eine Mehrzahl miteinander verdrillter Drähte aufweisen, die bei einer elastischen Verformung des Stahlkabels aneinander reiben können und dadurch einen Dämpfungsanteil zum Abbremsen der sich aufeinander zu bewegenden Pendelmassen bereitstellen können. Durch das robuste und langlebige Stahlkabel des Endanschlagdämpfers ist ein geräuscharmer Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer hohen Lebensdauer ermöglicht.
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Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die „Nulllage“ ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die auf die Pendelmasse wirkende Fliehkraft wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in ihre „Nulllage“ bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement, insbesondere eine mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors verbundene Schwungscheibe, einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Die in dem Trägerflansch und/oder in der Pendelmasse vorgesehenen Bahnen weisen hierzu geeignete Krümmungen auf. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Insbesondere können mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Die träge Masse der Pendelmasse und/oder die Relativbewegung der Pendelmasse zum Trägerflansch ist insbesondere zur Dämpfung eines bestimmten Frequenzbereichs von Drehungleichförmigkeiten, insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse und/oder mehr als ein Trägerflansch vorgesehen. Beispielsweise ist der Trägerflansch zwischen zwei Pendelmassen angeordnet. Alternativ kann die Pendelmasse zwischen zwei Flanschteilen des Trägerflanschs aufgenommen sein, wobei die Flanschteile beispielsweise Y-förmig miteinander verbunden sind.
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Insbesondere ist das Stahlkabel an einer zur ersten Pendelmasse weisenden Seite des Endanschlagdämpfers zur ersten Pendelmasse hin und/oder an einer zur zweiten Pendelmasse weisenden Seite des Endanschlagdämpfers zur zweiten Pendelmasse hin ausgebeult. Bei einem Anschlagen der jeweiligen Pendelmasse an den ausgebeulten Bereich kann das Stahlkabel leicht eine entgegen gerichtete Federkraft bereitstellen, um die Pendelmasse abzubremsen und zu dämpfen. Vorzugsweise ist die Federkennlinie des Stahlkabels nach dem erstmaligen Anschlagen der Pendelmasse progressiv. Besonders bevorzugt ist die Federkennlinie des Stahlkabels zweistufig und weist insbesondere einen steilen ersten Teil und einen flacheren zweiten Teil auf. Der erste Teil und der zweite Teil können durch den Punkt, an dem der ausgebeulte Teil des Stahlkabels durchgedrückt wird, voneinander getrennt sein.
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Vorzugsweise bildet das Stahlkabel einen geschlossenen Ring aus, wobei insbesondere der Endanschlagdämpfer nur genau ein Stahlkabel aufweist. Beispielsweise können die Enden des Stahlkabels mit Hilfe eines beispielsweise als Befestigungsschelle oder Verbindungshülse ausgestalteten Verbindungsmittels miteinander verbunden sein. Das Stahlkabel kann insbesondere im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltet sein, so dass sich automatisch nach radial außen gebogene zu den Pendelmassen hin weisende Ausbeulungen ergeben.
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Besonders bevorzugt weist der Endanschlagdämpfer ein erstes Montagemittel und ein zweites Montagemittel auf, wobei das Stahlkabel von dem ersten Montagemittel und dem zweiten Montagemittel vorgespannt ist. Beispielsweise kann das Stahlkabel zwischen den Montagemitteln gestaucht oder gedehnt sein, wodurch sich eine entsprechende Vorspannung und eine Ausbeulung zu der Pendelmasse hin ergeben kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine schematische Schnittansicht eines Schwungrads,
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2: eine schematische Explosionsdarstellung eines Fliehkraftpendels des Schwungrads aus 1,
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3: eine schematische Draufsicht auf einen Teil des Fliehkraftpendels aus 2,
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4: eine schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Endanschlagdämpfers für das Fliehkraftpendel aus 2,
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5: eine schematische perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Endanschlagdämpfers für das Fliehkraftpendel aus 2 und
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6: eine schematische perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform eines Endanschlagdämpfers für das Fliehkraftpendel aus 2.
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Das in 1 dargestellte Schwungrad 10 weist einen Eingangsflansch 12 auf, der beispielsweise unmittelbar oder mittelbar mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors gekoppelt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist mit dem Eingangsflansch 12 ein Starterkranz 14 zum Einleiten eines Startdrehmoments zum Starten des Kraftfahrzeugmotors verbunden. Zudem kann der Eingangsflansch 12 eine Reibfläche 16 für eine nachfolgende Reibungskupplung zum Kuppeln der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes ausbilden.
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Mit dem Eingangsflansch 12 ist ein Fliehkraftpendel 18 verbunden. Das Fliehkraftkraftpendel 18 weist hierzu einen mit dem Eingangsflansch 12 vernieteten Trägerflansch 20 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Trägerflansch 20 ein erstes Flanschteil 22 und ein zum ersten Flanschteil 22 spiegelbildliches zweites Flanschteil 24 auf, zwischen denen eine erste Pendelmasse 26 relativ beweglich geführt ist.
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Wie in 2 dargestellt ist die erste Pendelmasse 26 aus mehreren in axialer Richtung hintereinander angeordneten scheibenförmigen ersten Masseelementen 28 zusammengesetzt. In Umfangsrichtung benachbart hinter der ersten Pendelmasse 26 ist eine zweite Pendelmasse 30 an dem ersten Flanschteil 22 und dem zweiten Flanschteil 24 des Trägerflanschs 20 geführt, wobei die zweite Pendelmasse 30 analog zur ersten Pendelmasse 26 aus mehreren in axialer Richtung hintereinander angeordneten scheibenförmigen zweiten Masseelementen 32 zusammengesetzt ist. Die jeweiligen Pendelmassen 26, 30 weisen Pendelbahnen 34 auf, in denen jeweils eine Laufrolle 36 eingesetzt ist, die zusätzlich in Laufbahnen 38 des Trägerflanschs geführt ist.
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Zwischen der ersten Pendelmasse 26 und der zweiten Pendelmasse 30 ist ein Endanschlagdämpfer 40 vorgesehen, der in 3 im Detail dargestellt ist. Der Endanschlagdämpfer 40 weist ein beispielsweise ummanteltes Stahlkabel 42 auf, deren Enden im dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Befestigungsschelle 44 miteinander verbunden sind, um einen im Wesentlichen kreisförmigen Ring auszubilden. Das ringförmige Stahlkabel 42 kann von einem ersten Montagemittel 46 und einem zweiten Montagemittel 48 unter Vorspannung gehalten werden, um das Stahlkabel 42 vorzuspannen. Über das erste Montagemittel 46 und/oder das zweite Montagemittel 48 kann der Endanschlagdämpfer 40 beispielsweise mit dem Trägerflansch 20 oder nur mit der ersten Pendelmasse 26 oder nur mit der zweiten Pendelmasse 30 verbunden sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich das erste Montagemittel 46 und/oder das zweite Montagemittel 48 mit einem gummielastischen Dämpfungsring 50 umgeben, wodurch ein zusätzlicher Dämpfungseffekt bereitgestellt werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich das Stahlkabel 42 jeweils zwischen zwei Masseelementen 28, 32 der jeweiligen Pendelmassen 26, 30 in die entsprechende Pendelmasse 26, 30 eingetaucht, wodurch ein Ausweichen des Stahlkabels 42 in axialer Richtung bei einer anschlagenden Pendelmasse 26, 30 vermieden werden kann.
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Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform des Endanschlagdämpfers 40 ist im Vergleich zu der in 3 dargestellten Ausführungsform des Endanschlagdämpfers 40 mehr als ein Stahlkabel 42 vorgesehen. Beispielsweise sind die Enden der Stahlkabel 42 mit dem ersten Montagemittel 46 und dem zweiten Montagemittel 48 verschweißt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Montagemittel 46, 48 als Befestigungsbolzen ausgestaltet. Wie in 5 dargestellt können die Montagemittel 46, 48 auch als Schraube ausgestaltet sein.
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Bei der in 6 dargestellten Ausführungsform des Endanschlagdämpfers 40 weisen die Montagemittel 46, 48 jeweils zwei Durchgangskanäle 52 auf, durch die das als geschlossener Ring ausgestaltete Stahlkabel 42 abwechselnd hindurchgeführt ist. Die Ausrichtung der Durchgangskanäle 52 des ersten Montagemittels 46 ist zu der Ausrichtung der Durchgangskanäle 52 des zweiten Montagemittels 48 um ca. 90° verdreht vorgesehen, so dass das Stahlkabel 42 jeweils zwei zu der ersten Pendelmasse 26 und zu der zweiten Pendelmasse 30 hin ausgebeulte Teilstrecken aufweist, an denen die jeweilige Pendelmasse 26, 30 anschlagen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schwungrad
- 12
- Eingangsflansch
- 14
- Starterkranz
- 16
- Reibfläche
- 18
- Fliehkraftpendel
- 20
- Trägerflansch
- 22
- erstes Flanschteil
- 24
- zweites Flanschteil
- 26
- erste Pendelmasse
- 28
- erstes Masseelement
- 30
- zweite Pendelmasse
- 32
- zweites Masseelement
- 34
- Pendelbahn
- 36
- Laufrolle
- 38
- Laufbahn
- 40
- Endanschlagdämpfer
- 42
- Stahlkabel
- 44
- Befestigungsschelle
- 46
- erstes Montagemittel
- 48
- zweites Montagemittel
- 50
- Dämpfungsring
- 52
- Durchgangskanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008059297 A1 [0002]
