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Die Erfindung betrifft ein Rollenelement für eine Fliehkraftpendeleinrichtung, insbesondere als Drehschwingungsdämpfer für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Auch betrifft die Erfindung eine solche Fliehkraftpendeleinrichtung.
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Drehschwingungsdämpfer, auch Torsionsschwingungsdämpfer genannt, sind im Stand der Technik vielfältig bekannt. Dabei sind beispielsweise solche Drehschwingungsdämpfer als Fliehkraftpendeleinrichtung bekannt geworden, die beispielsweise an einem Flansch verlagerbar angeordnete Fliehgewichte als Pendelmassen aufweisen, wobei sowohl der Flansch als auch die Fliehgewichte Führungsbahnen aufweisen, in welche Rollenelemente eingreifen zum geführten Verlagern der Fliehgewichte an dem Flansch. Dadurch wird erreicht, dass die Fliehgewichte bei Drehmomentschwankungen und damit einhergehenden Drehschwingungen in bestimmten Phasen der Drehschwingung Energie aufnehmen, welche sie in anderen Phasen der Drehschwingung wieder abgeben, um so eine Dämpfung, gelegentlich auch Tilgung genannt, der Drehschwingung zu erreichen.
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Dabei gibt es Ausführungsformen mit einem mittig angeordneten Flansch und beiderseits seitlich davon angeordneten Fliehgewichten. Diese Ausführungsformen weisen Rollenelemente auf, die drei benachbart zueinander angeordnete Laufflächen aufweisen, zwei jeweils randseitige Laufflächen und eine mittige Lauffläche. Solche Rollenelemente sind beispielsweise durch die
DE 10 2013 210 043 A1 , die
WO 2015/058766 A1 oder die
WO 20013/189705 A1 bekannt geworden. Dabei weisen die inneren Laufflächen einen deutlich größeren Durchmesser auf, als die beiden randseitigen Laufflächen. Dies bewirkt, dass das Rollenelement zwischen den Fliehgewichten zentriert wird.
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Andere Ausführungsformen sehen Rollenelemente mit Laufbahnen mit gleichen Durchmessern vor. Solche Rollenelemente sind beispielsweise durch die
DE 10 2013 214 829 A1 bekannt geworden.
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Die im Stand der Technik bekannten Rollenelemente bedingen relativ große Aussparungen als Führungsbahnen im Flansch und in den Fliehgewichten, was die Masse der Fliehgewichte reduziert, so dass die Wirkung der Fliehgewichte reduziert ist.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung befindet sich üblicherweise auf der Getriebeeingangswelle oder ist mit dieser verbunden und wird bei jedem Schaltvorgang von der Synchronisationseinrichtung des Getriebes beschleunigt oder abgebremst. Das Massenträgheitsmoment des Gesamtsystems ist auf Grund der Beanspruchung der Synchronisierungseinheit des Getriebes begrenzt. Daher soll das Massenträgheitsmoment des Gesamtsystems minimal sein. Bei einem Rollenelement mit einem kleineren Durchmesser der randseitigen Laufflächen, die sich auf zwei Flansche abstützen, ist die Hertzsche Pressung des Rollkontaktes an der Kontaktstelle Rollenelement-Flansch deutlich größer als an der Kontaktstelle Rollenelement-Fliehgewicht. Eine weitere Vergrößerung des Rollendurchmessers im Flansch ist nicht zulässig, da dies zu größeren Führungsbahnöffnungen in den Fliehgewichten führt, was die Wirkung mindert. Um die Pressung in Grenzen halten zu können, könnte die Blechstärke des Flanschs vergrößert werden, was allerdings wieder das Massenträgheitsmoment erhöhen würde.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rollenelement und eine Fliehkraftpendeleinrichtung zu schaffen, welche gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist und eine reduzierte Masse bei geeigneter Dauerfestigkeit erreicht.
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Die Aufgabe der Erfindung zu dem Rollenelement wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Rollenelement, insbesondere für eine Fliehkraftpendelvorrichtung, mit einem im Wesentlichen zylindrischen Körper mit radial außen angeordneten zylindrischen Laufflächen, wobei zumindest drei Laufflächen in axialer Richtung des zylindrischen Körpers benachbart zueinander angeordnet sind, wobei zumindest eine innere Lauffläche und zwei randseitige Laufflächen angeordnet sind, wobei jede der angeordneten Laufflächen einen Laufflächendurchmesser aufweist, wobei die zumindest eine innere Lauffläche einen ersten Durchmesser (Di) aufweist und die randseitigen Laufflächen einen Durchmesser (Da) aufweisen, wobei gilt: Di < Da. Dadurch kann die Führungsbahn des Fliehgewichts in ihrer Ausdehnung gering gehalten werden, was die Masse des Fliehgewichts steigen lässt und die Flächenpressung des Rollenelements an dem jeweiligen Flansch ist gering, was es erlaubt, die Dicke der Flansche zu reduzieren. Ist der jeweilige Flansch aus Blech, so kann die Blechstärke reduziert werden.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die zumindest eine innere Lauffläche als Laufbahn für ein Fliehgewicht einer Fliehkraftpendeleinrichtung dient und die randseitigen Laufflächen als Laufbahnen für jeweils einen Flansch einer Fliehkraftpendeleinrichtung dienen. So kann eine günstige Anordnung unter Erreichung vorgegebener Randbedingungen erzielt werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn axial zwischen zwei benachbarten Laufflächen ein nach radial außen vorstehendes Zentrierbord angeordnet ist. Dieses jeweilige Zentrierbord zentriert dann das Rollenelement zu dem jeweiligen Flansch bzw. zu dem Fliehgewicht. Dadurch kann eine leichtere Führung des Fliehgewichts zu den Flanschen erreicht werden.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn die zumindest eine innere Lauffläche an ihren beiden axialen Endbereichen einen Einstich aufweist. Dadurch wird die Kerbwirkung beim Übergang der inneren Lauffläche zu dem jeweiligen Zentrierbord reduziert.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn die innere Lauffläche axial länger ist als die beiden randseitigen Laufflächen. Dadurch kann ein breiteres Fliehgewicht verwendet werden, so dass damit eine größere Masse des Fliehgewichts ermöglicht wird.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Zentrierbord zwei seitliche Flanken aufweist, wobei die eine Flanke benachbart zu der inneren Lauffläche steiler ausgebildet ist als die andere Flanke benachbart zu einer randseitigen Lauffläche. So kann das Rollenelement sich sowohl relativ zum Flansch als auch zu dem Fliehgewicht zentrieren bzw. das Fliehgewicht relativ zu den Flanschen zentrieren.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Rollenelement mehrteilig ausgebildet ist, wie insbesondere zweiteilig ausgebildet ist, wobei das Rollenelement aus zumindest einem ersten und einem zweiten Rollenelementbauteil zusammengesetzt ist, die mittels Verbindungsmitteln miteinander verbunden sind. Dadurch kann eine einfache und kostengünstige Herstellung des Rollenelements erreicht und dessen Montage evtl. erleichtert werden.
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Dabei ist es auch vorteilhaft, wenn die Rollenelementbauteile, wie Rollenelementhälften, mittels eines Nietelements miteinander verbunden sind. Dies bewirkt eine sichere aber dennoch günstige Verbindung der jeweiligen Rollenelementbauteile.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn als Zentrierbord eine Scheibe angeordnet ist. Diese jeweilige Scheibe kann mit dem Rollenelement verbunden werden, wie auch zwischen Rollenelementbauteile eingeschoben sein.
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Die Aufgabe der Erfindung zu der Fliehkraftpendeleinrichtung wird mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung, insbesondere zur Drehschwingungsdämpfung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem scheibenförmigen ersten Flansch und mit an dem zumindest einen Flansch verlagerbar angeordneten Fliehgewichten, wobei in dem Flansch und in den Fliehgewichten jeweils Führungsbahnen vorgesehen sind, in welche Rollenelemente eingreifen zur Führung der Verlagerung der Fliehgewichte an dem ersten Flansch, wobei das zumindest eine Rollenelement erfindungsgemäß ausgebildet ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert:
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Dabei zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Rollenelements,
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2 eine perspektivische Ansicht des Rollenelements nach 1,
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3 eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiel eines Rollenelements,
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4 eine Seitenansicht des Rollenelements nach 3,
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5 eine Teilansicht einer Fliehkraftpendeleinrichtung,
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6 eine perspektivische Ansicht einer Fliehkraftpendeleinrichtung,
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7 eine weitere Teilansicht einer Fliehkraftpendeleinrichtung,
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8 eine Schnittansicht der Fliehkraftpendeleinrichtung, und
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9 eine weitere Schnittansicht der Fliehkraftpendeleinrichtung.
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Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rollenelements 1, welches insbesondere für eine Fliehkraftpendeleinrichtung für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges geeignet ist.
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Das Rollenelement 1 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Körper 2 auf, welcher radial außen angeordnete zylindrische Laufflächen 3, 4, 5 aufweist, die in axialer Richtung des zylindrischen Körpers 2 benachbart zueinander angeordnet sind.
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Dabei ist zumindest eine innere Lauffläche 5 vorgesehen, wobei auch zwei randseitige Laufflächen 3, 4 angeordnet sind, wobei die innere Lauffläche 5 zwischen den beiden randseitigen Laufflächen 3, 4 in axialer Richtung angeordnet ist.
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Dabei weist jede Lauffläche 3, 4, 5 einen Laufflächendurchmesser auf, wobei die innere Lauffläche 5 einen ersten Durchmesser Di aufweist und die beiden randseitigen Laufflächen 3, 4 jeweils einen Durchmesser Da aufweisen. Wie in 1 zu erkennen ist, gilt: Di < Da. Dabei ist Di/Da im Bereich von etwa 0,7 bis 0,85, insbesondere etwa im Bereich von 0,78 bis 0,82. Auch können vorteilhaft andere Verhältnisse zwischen Di und Da vorgesehen sein, so kann Di/Da auch kleiner als 0,7 sein, wie beispielsweise 0,65, 0,6 oder kleiner.
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Das Rollenelement 1 ist derart ausgebildet, dass die zumindest eine innere Lauffläche 5 als Lauffläche für ein Fliehgewicht einer Fliehkraftpendeleinrichtung dient und die beiden randseitigen Laufflächen 3, 4 als Laufflächen für jeweils einen Flansch einer Fliehkraftpendeleinrichtung dienen.
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Die Ausführungsform des Rollenelements 1 bzw. wie es auch in 2 zu erkennen ist, ist als massives Rollenelement ausgebildet. Die Laufflächen 3, 4, 5 sind in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse 6 benachbart zueinander angeordnet, wobei zwischen einer randseitigen Lauffläche 3, 4 und der inneren Lauffläche 5 jeweils ein in radialer Richtung nach außen vorstehendes Zentrierbord 7, 8 angeordnet ist. Das jeweilige Zentrierbord 7, 8 steht gegenüber den Laufflächen 3, 5 bzw. 4, 5 nach radial außen vor und weist einen Durchmesser auf, der größer ist als Da.
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Wie in 1 zu erkennen ist, weist das jeweilige Zentrierbord 7, 8 jeweils zwei seitliche Flanken 9, 10 auf, welche als Übergang zwischen der jeweiligen Lauffläche 3, 4, 5 und dem Zentrierbord 7, 8 vorgesehen sind. Dabei ist eine Flanke 10 benachbart zu der inneren Lauffläche 5 steiler ausgebildet als die andere Flanke 9, welche benachbart zu einer randseitigen Lauffläche 3, 4 angeordnet ist. Dies bewirkt, dass das Fliehgewicht zwischen den steilen Flanken 10 der jeweiligen Zentrierborde 7, 8 zentriert ist und das Rollenelement mittels der Flanken 9 im jeweiligen Flansch zentriert wird.
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Auch ist zu erkennen, dass die innere Lauffläche 5 an ihren beiden axialen Endbereichen 11 jeweils einen Einstich 12 aufweist, in welchen der Durchmesser der inneren Lauffläche 5 hin zur Flanke 10 noch einmal bogenartig reduziert ist.
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Die Längenverhältnisse der Laufflächen 3, 4, 5 ist ebenfalls in 1 bzw. in 2 zu erkennen. Die innere Lauffläche 5 ist axial länger als die jeweilige randseitige Lauffläche 3, 4, was bewirkt, dass ein axial längeres Fliehgewicht verwendbar ist, während die Flansche, die zum Einsatz kommen, deutlich dünner sein können.
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Die 3, 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines alternativen Rollenelements 51, welches in seiner äußeren Kontur im Wesentlichen dem Rollenelement 1 entspricht. Es sind randseitige Laufflächen 53, 54 und eine mittlere innere Lauffläche 55 vorgesehen, deren Durchmesser Di, Da den Durchmessern Di, Da gemäß 1 entsprechen. Dies bedeutet, dass die randseitigen Laufflächen 53, 54 einen Durchmesser Da aufweisen, der größer ist als der Durchmesser Di der inneren Lauffläche 55. Das Rollenelement weist dabei wiederum einen zylindrischen Körper 52 auf, der jedoch gemäß Ausführungsbeispiel der 3 und 4 hohl ausgebildet ist und ein Nietelement als Verbindungsmittel aufweist, da der zylindrische Körper 52 zweiteilig und hohl ausgebildet ist. Die beiden Rollenelementbauteile 60 werden auf Stoß aneinander gesetzt und mittels des Nietelements miteinander verbunden, wie es in 3 zu erkennen ist. Auch sind wiederum zwischen benachbarten Laufflächen Zentrierborde 57, 58 vorgesehen. Die Ausgestaltung der Zentrierborde 57, 58 entspricht im Wesentlichen den Gestaltungen der Zentrierborde 7, 8 der 1.
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Auch kann das erfindungsgemäße Rollenelement aus mehr als zwei Rollenelementbauteilen bestehen, die beispielsweise mittels eines Nietelements als Verbindungselement miteinander verbunden sind. So ist beispielsweise vorstellbar, dass die jeweiligen Laufflächen als einzelne Ringelemente ausgebildet sind, die mit dem Nietelement zusammengefasst sind. Dabei kann es beispielsweise auch vorteilhaft sein, wenn die Zentrierborde als Scheiben ausgebildet sind, die mit den anderen Rollenelementbauteilen zusammen montiert werden. Auch kann das Zentrierbord als Scheibe ausgebildet sein und auf einen zylindrischen Körper aufgeschoben werden.
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Die 5 bis 9 zeigen Darstellungen einer Fliehkraftpendeleinrichtung 101 mit ringförmigen Flanschen 102, die voneinander beabstandet angeordnet sind.
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Axial zwischen den Flanschen 102 sind kreisringsegmentartige Fliehgewichte 103 über den Umfang verteilt angeordnet, wobei sowohl in den Flanschen 102 als auch in den Fliehgewichten 103 Führungsbahnen 104, 105 vorgesehen sind, in welche Rollenelemente 107 eingreifen, um die Fliehgewichte 103 relativ zum Flansch 102 zu lagern.
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Wie in den Figuren zu erkennen ist, sind die Flansche 102 als Blechteile ausgebildet, wobei ein Flansch 102 im Wesentlichen als ebene Scheibe ausgebildet ist und der andere Flansch 102 im Schnitt s-förmig ausgebildet ist, um radial innen miteinander verbunden, wie insbesondere vernietet zu sein, siehe diesbezüglich die 8 und 9.
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Die Flansche 102 weisen Aussparungen 110 auf, so dass im Wesentlichen nur eine tragwerksartige Struktur des Flansches 102 resultiert, und die Fliehgewichte 103 weisen eine Ausnehmung auf, die in die Führungsbahnen 105 übergeht, wobei zwischen zwei Führungsbahnen 105 ein Einfädelbereich 106 vorgesehen ist, in welchem die Aussparung soweit vergrößert ist, dass ein Rollenelement 107 in das Fliehgewicht 103 eingeführt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rollenelement
- 2
- im Wesentlichen zylindrischer Körper
- 3
- radial außen angeordnete zylindrische Lauffläche
- 4
- radial außen angeordnete zylindrische Lauffläche
- 5
- radial außen angeordnete zylindrische Lauffläche
- 6
- Drehachse
- 7
- Zentrierbord
- 8
- Zentrierbord
- 9
- Flanke
- 10
- Flanke
- 11
- Endbereich
- 12
- Einstich
- 51
- Rollenelement
- 52
- zylindrische Körper
- 53
- randseitige Lauffläche
- 54
- randseitige Lauffläche
- 55
- mittlere innere Lauffläche
- 57
- Zentrierbord
- 58
- Zentrierbord
- 60
- Rollenelementbauteile
- 61
- Nietelement
- 101
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 102
- Flansch
- 103
- Fliehgewicht
- 104
- Führungsbahn
- 105
- Führungsbahn
- 106
- Einfädelbereich
- 107
- Rollenelement
- 110
- Ausnehmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013210043 A1 [0003]
- WO 2015/058766 A1 [0003]
- WO 20013/189705 A1 [0003]
- DE 102013214829 A1 [0004]
