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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
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Fliehkraftpendeleinrichtungen sind im Stand der Technik als Drehschwingungsdämpfer bekannt geworden. Dabei weist eine Fliehkraftpendeleinrichtung ein um eine Drehachse verdrehbares Trägerelement und an diesem Trägerelement mittels Pendellagern über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassen auf. Die Pendelmassen sind gegenüber dem Trägerelement mittels der Pendellager, die jeweils aus auf Laufbahnen des Trägerelements und der Pendelmassen abwälzenden Pendelrollen gebildet sind, im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Trägerelements um eine Nulllage mit einem vorgegebenen Schwingwinkel pendelfähig, wobei die Pendelmassen während einer Pendelbewegung auch um deren Schwerpunkt gegebenenfalls auch verdrehbar aufgehängt sind und wobei die Pendel- und Rotationsbewegung der Pendelmassen durch entsprechende Ausbildung der Laufbahnen im Trägerelement und in der jeweiligen Pendelmasse vorgegeben ist.
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Dabei dienen Fliehkraftpendeleinrichtungen der drehzahladaptiven Drehschwingungsdämpfung, weil sie in ausgewählten Schwingungsbereichen Energie beispielsweise aus einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs aufnehmen können, welche sie phasenversetzt wieder abgeben können, was eine Drehungleichförmigkeit dämpft. Die Drehschwingungsdämpfung erfolgt dabei, indem die im Fliehkraftfeld pendelnd an dem Trägerelement aufgehängten Pendelmassen zwischenzeitlich von Drehmomentspitzen eingetragene Energie als potentielle Energie speichern und phasenversetzt wieder abgeben. Dies wird dadurch erreicht, dass beim Schwingen der Pendelmasse in der Laufbahn ein Rückstellmoment erzeugt wird, welches gegenphasig zur Schwingungsanregung verläuft und die Schwingungsanregung entsprechend tilgt bzw. dämpft. Dieser Dämpfungseffekt tritt erst ab einer gewissen Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung auf, wenn die Fliehkraft ausreichend groß ist, damit sich die Pendelmassen sauber über die Pendelrollen in den Laufbahnen abstützen. Unterhalb dieser Drehzahl wird keine Schwingungsanregung durch die Fliehkraftpendeleinrichtung getilgt, weil eine definierte Schwingung nicht angeregt werden kann und darüber hin- aus kann es zu Klappergeräuschen kommen, wenn die Pendelmassen am Trägerflansch der Fliehkraftpendeleinrichtung anschlagen.
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Im Stand der Technik gibt es Ansätze die zu geringe Fliehkraft bei niedrigen Drehzahlen durch eine Feder zu ersetzen, welche unterhalb der Pendelmasse angeordnet ist und sich an der Pendelmasse und an dem Trägerflansch im Drehpunkt der Pendelmasse abstützt. Dadurch wird die Pendelmasse in die Laufbahn beaufschlagt und Klappergeräusche können vermieden werden. Allerdings wird ein zusätzliches Drehmoment erzeugt, welches die Dämpfung bei niedrigen Drehzahlen verhindert.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fliehkraftpendeleinrichtung zu schaffen, bei welcher die Schwingungsdämpfung bereits im niedrigen Drehzahlbereich verbessert ist. Die Einrichtung soll dahin gehend verbessert werden, dass nicht nur die Klappergeräusche der Fliehkraftpendeleinrichtung bei niedrigen Drehzahlen zumindest reduziert oder vermieden werden, sondern auch ein zusätzliches, definiertes Rückstellmoment erzeugt wird, welches die Schwingungsanregung auch bei niedrigen Drehzahlen effektiv dämpft.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit einem um eine Drehachse verdrehbaren Trägerelement und mit an dem Trägerelement über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen, wobei die Pendelmassen mittels Laufbahnen in dem Trägerelement und in den Pendelmassen und mittels Pendelrollen, welche in die Laufbahnen eingreifen, an dem Trägerelement verlagerbar gelagert angeordnet sind, wobei ein relativ zum Trägerelement frei drehbar angeordnetes Ringelement vorgesehen ist und weiterhin Federelemente vorgesehen sind, welche sich einerseits an dem Ringelement und andererseits jeweils an einer Pendelmasse abstützen. Durch die Anordnung des frei drehbaren Ringelements, an welchem sich die Federelemente abstützen, wobei sich die Federelemente auch an den Pendelmassen abstützen, entsteht ein zusätzliches Rückstellmoment, welches die Isolation der Einrichtung schon bei geringen Drehzahlen verbessert. Dadurch wird die Effektivität bzw. Wirksamkeit der Einrichtung bei Drehzahlen erreicht, bei welchen üblicherweise noch keine geeignete Schwingungsisolation aufgrund mangelnder Fliehkraft vorliegt.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ringelement drehbar an dem Trägerelement oder an einem damit verbundenen Element gehalten oder frei von diesem angeordnet ist. Dadurch kann die Verdrehung des Ringelements relativ zu den Pendelmassen geeignet realisiert werden, ohne die Funktionalität zu beeinflussen.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Ringelement mittels eines Lagerelements an dem Trägerelement oder an dem damit verbundenen Element gelagert ist. Dadurch kann die Verdrehbarkeit des Ringelements bei geringem Verschleiß erreicht werden. Das Lagerelement ist bevorzugt ein Gleitlagerelement, wie ein Kunststoffring, oder ein Wälzlagerelement.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Lagerelement radial außen auf einem Absatz des Trägerelements oder des damit verbundenen Elements aufgenommen ist und das Ringelement mit einem radial innen liegenden Absatz radial außen auf dem Lagerelement aufgenommen ist. Dadurch wird erreicht, dass die Lagerung des Ringelements sicher und bauraumsparend erfolgen kann.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Ringelement aus einem Scheibenelement oder aus mehreren Scheibenelementen gebildet ist, insbesondere aus zwei Scheibenelementen. Dadurch kann eine einfache Bauweise gewählt werden. Bei Verwendung mehrerer Scheibenelemente können diese einfach ausgebildet und miteinander verbunden sein.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Ringelement oder das Scheibenelement eine Aufnahme für die Federelemente aufweist, in welche die Federelemente aufgenommen sind. Dadurch kann eine einfache und definierte Aufnahme der Federelemente erfolgen, die die Federelemente beispielsweise auch in ihrer Lage relativ zur Pendelmasse festlegt.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Ringelement und/oder das Scheibenelement im Schnitt u-förmig ausgebildet ist bzw. sind. Dadurch kann eine Aufnahme für das jeweilige Federelement gebildet werden, wenn zwischen die Schenkel der u-förmigen Aufnahme das Federelement angeordnet ist.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Ringelement und/oder das Scheibenelement im Bereich der Aufnahme im Schnitt u-förmig ausgebildet ist bzw. sind. So kann ebenfalls eine jeweilige Aufnahme für das Federelement gebildet sein, die lokal einen u-förmigen Schnitt aufweist.
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Dabei ist es auch vorteilhaft, wenn die Federelemente im Wesentlichen in radialer Richtung ausgerichtet angeordnet sind. Dadurch kann eine optimale Kraftwirkung auf die Pendelmassen ausgeübt werden.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn das Trägerelement als ein Scheibenelement ausgebildet ist oder aus mehreren benachbarten Scheibenelementen ausgebildet ist, wobei die Pendelmassen beiderseits eines Trägerelements oder eines Scheibenelements oder zwischen den Scheibenelementen angeordnet sind. So kann vorteilhaft eine Fliehkraftpendeleinrichtung ausgebildet sein.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert:
Dabei zeigen:
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1 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Fliehkraftpendeleinrichtung, und
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2 eine schematische Teilschnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Fliehkraftpendeleinrichtung.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Teilschnittdarstellung einer Fliehkraftpendeleinrichtung 1, bei welcher an einem Trägerelement 2 Pendelmassen 3 verlagerbar gelagert angeordnet sind. Das Trägerelement 2 ist durch zwei Scheibenelemente 4, 5 ausgebildet, die mit einer Schwungmasse 6 verbunden sind. Die Scheibenelemente 4, 5 sind mit der Schwungmasse 6 drehfest verbunden.
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Axial zwischen den beiden Scheibenelementen 4, 5 des Trägerelements 2 sind die Pendelmassen 3 angeordnet, die beispielsweise auch aus Scheibenelementen zusammengesetzt sind, wie es 1 zeigt. Die Pendelmassen 3 sind relativ zum Trägerelement 2 schwingend gelagert. Die Lagerung der Pendelmassen 3 am Trägerelement 2 erfolgt mittels der Rollenelemente als Pendelrollen 7, die jeweils in Laufbahnen 8, 9 von Ausnehmungen 10, 11 der Pendelmassen 3 und des Trägerelements 2 eingreifen. Das Trägerelement 2 ist bezüglich der Drehachse x-x verdrehbar anordenbar. Die Schwungmasse 6 ist dabei mittels der Schrauben 12 beispielsweise an einer Kurbelwelle 13 eines Verbrennungsmotors verschraubbar. An der Schwungmasse 6 ist beispielsweise eine Kupplung 14, wie eine Reibungskupplung, befestigbar.
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Das Scheibenelement 5 ist mittels des Niets 15 mit der Schwungmasse 6 verbunden. Das Scheibenelement 4 ist über die Verschraubung mit der Schraube 12 mit der Schwungmasse 6 verbunden, wobei das Scheibenelement 4 mit dem Niet 16 mit einem Scheibenelement 17 verbunden, wobei das Scheibenelement 17 mittels der Schraube 12 mit der Schwungmasse 6 verbunden ist. Das Scheibenelement 4 ist radial außen abgebogen und weist einen radial außen liegenden Schenkel 18 auf, der radial außen mit einem Masseelement 19 verbunden ist, welches mit der Schwungmasse 6 verbunden ist. An dem radial außen liegenden Schenkel 18 ist ein Anlasserzahnkranz 20 verbunden.
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Die 1 zeigt ein relativ zu dem Trägerelement 2 frei drehbar angeordnetes Ringelement 21. Dieses Ringelement 21 ist radial innerhalb der Pendelmassen 3 angeordnet. Das Ringelement 21 ist aus zwei miteinander verbundenen Scheibenelementen 22, 23 ausgebildet, die etwa u-förmig zueinander angeordnet sind. Radial innen ist das Ringelement 21 an einem Absatz 24 der Schwungmasse 6 oder alternativ an einem Absatz des Trägerelements abgestützt. Dazu ist das Scheibenelement 23 des Ringelements 21 radial innen in axialer Richtung abgewinkelt. Zwischen dem Ringelement 21 und dem Absatz 24 ist vorzugsweise ein Lagerelement 25 zur Lagerung des Ringelements 21 angeordnet.
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Radial außen sind zwischen dem Ringelement 21 und den Pendelmassen 3 Federelemente 26 angeordnet, welche sich radial innen an dem Ringelement 21 und radial außen an einer jeweiligen Pendelmasse 3 abstützen. Die Federelemente 26 sind als Druckfedern, wie als Schraubendruckfedern, ausgebildet. Die Federelemente 26 können alternativ auch anderweitig ausgebildet sein.
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Das Ringelement 21 ist drehbar an dem Trägerelement 2 oder an einem damit verbundenen Element gehalten. Dabei ist das Ringelement 21 mittels eines Lagerelements 25 an dem Trägerelement oder an einem damit verbundenen Element gelagert.
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Die 1 zeigt, dass das Lagerelement 25 radial außen auf einem Absatz 24 der Schwungmasse 6 oder des Trägerelements 2 aufgenommen ist und das Ringelement 21 mit einem radial innen liegenden Absatz 24 radial außen auf dem Lagerelement 25 aufgenommen ist.
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Dabei ist das Ringelement 21 aus einem Scheibenelement oder aus mehreren Scheibenelementen 22, 23 ausgebildet, insbesondere aus zwei Scheibenelementen 22, 23. Das Ringelement 21 ist dabei bevorzugt aus Metall bzw. aus Blech ausgebildet.
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Das Ringelement 21 oder das Scheibenelement 22, 23 weist eine Aufnahme 27 für die Federelemente 26 auf, in welche die Federelemente 26 aufgenommen sind.
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In 1 ist auch zu erkennen, dass das Ringelement 21 und/oder das Scheibenelement 22, 23 im Schnitt u-förmig ausgebildet ist. Dabei kann das Ringelement 21 über den gesamten Umfang derart ausgebildet sein oder das Ringelement 21 und/oder das Scheibenelement 22, 23 kann beispielsweise nur im Bereich der Aufnahme 27 im Schnitt u-förmig ausgebildet sein.
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Die Federelemente 26 sind in den Aufnahmen 27 aufgenommen und vorteilhaft im Wesentlichen in radialer Richtung ausgerichtet angeordnet.
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Das Ringelement 21 des Ausführungsbeispiels der 1 ist als Blechumformteil ausgebildet. Es kann auch anderweitig ausgebildet sein.
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Die 2 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei welchem das Ringelement 51 frei drehbar angeordnet ist und durch die Aufnahme der Federelemente 52, die über den Umfang verteilt angeordnet sind, zentriert ist. Das Ringelement 51 ist als im Schnitt u-förmiges Kunststoffelement ausgebildet. Die übrigen Merkmale des Ausführungsbeispiels der 2 entsprechen den Merkmalen des Ausführungsbeispiels der 1, weshalb diesbezüglich auch auf die Beschreibung der 1 verwiesen wird.
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In den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 ist das Trägerelement durch zwei beabstandete Scheibenelemente ausgebildet, wobei die Pendelmassen axial zwischen den Trägerelementen angeordnet sind. Alternativ kann es auch vorteilhaft sein, wenn das Trägerelement als ein Scheibenelement ausgebildet ist oder aus mehreren benachbarten Scheibenelementen ausgebildet ist, wobei die Pendelmassen beiderseits eines Trägerelements angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Trägerelement
- 3
- Pendelmassen
- 4
- Scheibenelement
- 5
- Scheibenelement
- 6
- Schwungmasse
- 7
- Pendelrolle
- 8
- Laufbahn
- 9
- Laufbahn
- 10
- Ausnehmung
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Schrauben
- 13
- Kurbelwelle
- 14
- Kupplung
- 15
- Niet
- 16
- Niet
- 17
- Scheibenelement
- 18
- radial außen liegender Schenkel
- 19
- Masseelement
- 20
- Anlasserzahnkranz
- 21
- Ringelement
- 22
- Scheibenelement
- 23
- Scheibenelement
- 24
- Absatz
- 25
- Lagerelement
- 26
- Federelement
- 27
- Aufnahme
- 51
- Ringelement
- 52
- Federelement
