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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Pendelmasse, die an einem Pendelflansch angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dem Pendelflansch ausführen kann, wobei die Pendelmasse zwischen Flanschhälften des Pendelflansches angeordnet ist und sich an Pendelrollen abstützt, welche in Langlöchern der Pendelmasse und Langlöchern der Flanschhälften gelagert sind.
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Derartige Fliehkraftpendeleinrichtungen werden im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Schwingungsisolation, auch Schwingungstilgung genannt, angeordnet und umfassen entweder einen Pendelflansch, an dem beiderseits Pendelteilmassen, die zusammen jeweils eine Pendelmasse bilden, mittels in Langlöchern geführten Pendelrollen aufgehängt sind oder einen Doppelflansch als Pendelflansch, der zwei beabstandet angeordnete Flanschhälften umfasst, zwischen denen Pendelmassen mittels in Langlöchern geführten Pendelrollen aufgehängt sind. Die Pendelmassen führen im Feld der Zentrifugalbeschleunigung Schwingungen auf vorgegebenen Bahnen aus, wenn sie durch Drehzahlungleichförmigkeiten angeregt werden. Durch die Schwingungen wird der Erregerschwingung zu passenden Zeiten Energie entzogen und wieder zugeführt, sodass es zu einer Beruhigung der Erregerschwingung kommt, die Pendelmasse also als Tilger 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.
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Um eine ausreichende Wirkung zu erzielen sind oft große Massen, Massenträgheiten und Schwingwinkel erforderlich. Diese Anforderung steht häufig im Widerspruch zu einem in der Regel begrenzten Bauraum.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Massenträgheitsmoment der Pendelmassen zu erhöhen. Dabei soll der Fertigungsaufwand oder sollen die Fertigungskosten nicht oder nur geringfügig erhöht werden.
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Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen 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 einem Pendelflansch angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dem Pendelflansch ausführen kann, wobei die Pendelmasse zwischen Flanschhälften des Pendelflansches angeordnet ist und sich an Pendelrollen abstützt, welche in Langlöchern der Pendelmasse und Langlöchern der Flanschhälften gelagert sind, wobei die Pendelmasse mindestens ein Pendelmassenblech umfasst, das an einem radialen Rand zumindest bereichsweise einen umgelegten Bereich aufweist. Der umgelegte Bereich erstreckt sich von der im Wesentlichen radial verlaufenden Oberfläche des Pendelmassenbleches in Einbaulage der Fliehkraftpendeleinrichtung in axiale Richtung. Der umgelegte Bereich erhöht die Masse des Pendelmassenbleches und damit die Masse der Pendelmasse. Erfindungsgemäß soll der Schwerpunkt einer Pendelmasse so weit außen wie möglich liegen. Daher muss möglichst viel Material im Außenbereich angeordnet werden. Diese Anhäufung von Material wird erfindungsgemäß erreicht, in dem der Außenrand der Pendelmasse umgelegt wird. Ein Vorteil ist, dass im gleichen Bauraum mehr schwingende Pendelmasse angebracht werden kann. Simulationsrechnungen zeigen, dass bei der erfindungsgemäßen Lösung bis zu ca. 20% mehr Pendelwirkung gegeben ist. Im gleichen reduziert sich der Materialeinsatz des Flansches, bzw. reduziert sich die Coilbreite des Bleches zur Herstellung des Flansches.
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Die Pendelmasse umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung mehrere, vorzugsweise axial gestapelte, Pendelmassenbleche, von denen zumindest eines an einem radialen Rand zumindest bereichsweise den umgelegten Bereich aufweist. Die Pendelmassenbleche können aus ebenen Blechen gestanzt und ggf. gebogen werden und durch stapeln zu einer beliebig dicken Pendelmassen werden. Die einzelnen Pendelmassenbleche werden beispielsweise miteinander vernietet.
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Zumindest die axial äußeren Pendelmassenbleche weisen in einer Ausführungsform der Erfindung jeweils zumindest bereichsweise einen umgelegten Bereich auf. Der umgelegte Bereich ist dabei vorzugsweise jeweils nach außen umgelegt, sodass ein Teil der Pendelmasse in der Ebene der Flanschhälften gelegen ist und diese überdeckt.
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Die Pendelmassenbleche sind in einer Ausführungsform der Erfindung durchgehend an einem radialen Rand umgelegt. Auf diese Weise wird möglichst viel Masse an dem radialen Rand konzentriert.
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Der umgelegte Bereich überdeckt den Pendelflansch in einer Ausführungsform der Erfindung axial zumindest teilweise und schließt in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bündig mit der Außenseite einer der Flanschhälften ab. Diese Maßnahme sorgt für eine optimale Bauraumausnutzung, da viel freier Bauraum durch die umgelegten Bereiche der Pendelmassen eingenommen wird.
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Der umgelegte radiale Rand ist in einer Ausführungsform der Erfindung an einer radial äußeren Seite der Pendelmasse angeordnet. Dadurch ist die Massenkonzentration radial außen, wodurch sich das Massenträgheitsmoment der Pendelmassen bezüglich ihrer Pendelbewegung erhöht.
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Die Pendelmasse umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung zumindest zwei äußere Pendelmassenbleche, die jeweils einen umgelegten Bereich umfassen, wobei die umgelegten Bereiche jeweils axial nach außen verlaufen. Dadurch werden beide Flanschhälften jeweils von umgelegten Bereichen der Pendelmassenbleche überdeckt und so eine größtmögliche Massenkonzentration außen erzielt.
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Zwischen den zwei äußere Pendelmassenblechen ist in einer Ausführungsform der Erfindung zumindest ein mittleres Pendelmassenblech angeordnet. Das mittlere Pendelmassenblech kann eine andere Dicke als die äußeren Pendelmassenbleche aufweisen. Statt einem mittleren Pendelmassenblech können auch mehrere mittlere Pendelmassenbleche verwendet werden. sodass die Gesamtdicke der Pendelmasse beliebig gestaltet werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung mit Doppelflansch an einem Einmassenschwungrad in einer räumlichen Darstellung in einem radialen Schnitt in einer Mittelstellung der Pendelmassen,
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2 die Fliehkraftpendeleinrichtung der 1 in einer Schnittdarstellung in der Draufsicht,
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3 das Ausführungsbeispiel der 1 in einer Endstellung der Pendelmassen,
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4 die Fliehkraftpendeleinrichtung der 3 in einer Schnittdarstellung in der Draufsicht.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung 1 mit Doppelflansch, welches angeordnet ist an einem Schwungrad 12, in einer räumlichen Darstellung. 2 zeigt die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 mit Schwungrad 12 gemäß der 1 in einer Schnittdarstellung. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Die Umfangsrichtung ist im Folgenden eine Drehung um die Rotationsachse R. Unter der axialen Richtung wird die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst einen Pendelflansch 2 mit einer ersten Flanschhälfte 3 und einer zweiten Flanschhälfte 4, welche zusammen einen so genannten Doppelflansch bilden. Die Flanschhälften 3, 4 weisen jeweils einen inneren Bereich 5 auf, die flächig aufeinanderliegen, und jeweils einen äußeren Bereich 6, zwischen denen ein Freiraum 7 zur Aufnahme von Pendelmassen 8 verbleibt.
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In Langlöchern 9 in den Flanschhälften 3, 4 sowie Langlöchern 10 in den Pendelmassen 8 sind jeweils Pendelrollen 11 gelagert. Die Langlöcher 9, 10 bilden zusammen mit den Pendelrollen 11 eine Kulissenführung für die Pendelmassen 8 gegenüber dem Pendelflansch 2, welche eine Pendelbewegung der Pendelmassen 8 gegenüber dem Pendelflansch 2 ermöglicht. Die beiden Flanschhälften 3, 4 sind fest miteinander verbunden, beispielsweise miteinander vernietet oder verschweißt.
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Die erste Flanschhälfte 3 und die zweite Flanschhälfte 4 sind symmetrisch zueinander bezüglich einer gedachten Fläche A. Dadurch liegen sich die Langlöcher 9 in den Flanschhälften 3, 4 jeweils spiegelbildlich gegenüber, sodass die Pendelrollen 11 auf beiden Seiten gleich geführt werden. Die Pendelrollen 11 weisen von außen nach innen größere Durchmesser auf, wobei der mit der Pendelmasse 8 in Kontakt stehende axial in der Mitte gelegene größere Durchmesser größer ist als die lichte Weite der Langlöcher 9 in den Flanschhälften 3, 4, wodurch die Pendelrollen 11 in axialer Richtung gegenüber der Pendelflansch 2 bzw. den Flanschhälften 3, 4 geführt sind. Ein mittig an der Pendelrolle 11 angeordneter umlaufender Zentrierbord zentriert die Pendelrolle 11 gegenüber der Pendelmasse 8.
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In dem inneren Bereich 5 des Pendelflansches 2 sind Bohrungen zur Befestigung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 an dem Schwungrad 12 mittels weiterer Niete 13 angeordnet. Das Schwungrad 12 ist hier ein Einmassenschwungrad im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges zwischen einer Kurbelwelle des das Kraftfahrzeug antreibenden Verbrennungsmotors und einem Kupplungsgehäuse einer Fahrzeugkupplung, der im Antriebsstrang ein Schaltgetriebe und weitere Drehmomentübertragungsmittel zur Übertragung des durch den Verbrennungsmotor erzeugten Antriebsmomentes auf angetriebene Räder des Kraftfahrzeuges nachgeordnet sind. Alternativ kann das Schwungrad auch ein Zweimassenschwungrad (ZMS) sein. Die Pendelmassen 8 umfassen jeweils mehrere in axialer Richtung gestapelte Pendelmassenbleche. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst jede Pendelmasse 8 ein mittleres Pendelmassenblech 14, an dem beiderseits jeweils ein äußeres Pendelmassenblechen 15, nämlich ein motorseitiges äußeres Pendelmassenblech 15a und ein kupplungsseitiges äußeres Pendelmassenblech 15b angeordnet ist. Die Langlöcher 10 in dem mittleren Pendelmassenblech 14 weisen eine größere lichte Weite auf als die Langlöcher 10 in den äußeren Pendelmassenblechen 15a, 15b und nehmen den Zentrierbord der Pendelrollen 11 auf. Die Pendelmasse 8 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Stapel von drei Pendelmassenblechen 14, 15a, 15b, nämlich dem mittleren Pendelmassenblech 14, dem motorseitigen äußeren Pendelmassenblech 15a auf der einen Seite des mittleren Pendelmassenbleches 14 und dem kupplungsseitigen äußeren Pendelmassenblech 15b auf der einen Seite des mittleren Pendelmassenbleches 14.
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Die äußeren Pendelmassenbleche 15a, 15b weisen an ihrer in Einbaulage radialen Außenseite jeweils axial verlaufende umgelegte Bereiche 16a, 16b auf. Die umgelegten Bereiche 16a, 16b sind jeweils Bereiche der Pendelmassenbleche, die eine größere axiale Dicke als der restliche Bereich der Pendelmassenbleche aufweist. Die Pendelmassenbleche 15a, 15b werden üblicherweise durch Stanzen aus einem ebenen Blechzuschnitt konstanter Dicke gefertigt. Die umgelegten Bereiche 16a, 16b sind Materialansammlungen, deren axiale Dicke größer ist als die Dicke des Bleches, aus dem die Pendelmassenbleche 15a, 15b gestanzt werden. Die umgelegten Bereiche 16a, 16b werden dabei vorzugsweise durch umlegen eines äußeren Randes der Pendelmassenbleche 15a, 15b hergestellt. Die äußeren Bereiche der Pendelmassenbleche 15a, 15b werden dabei nach Art einer Abkantung in (in Einbaulage gesehen) axialer Richtung umgebogen und dabei plastisch verformt, sodass in der Schnittdarstellung der 2 und 4 ein L-förmiges Profil entsteht.
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Die umgelegten Bereiche 16a, 16b können über die gesamte Umfangslänge an der Außenseite der Pendelmassenbleche 15a, 15b verlaufen, wobei in Umfangsrichtung gesehen die umgelegten Bereiche 16a, 16b vor den äußeren Stirnbereichen der Pendelmassenbleche 15a, 15b enden um ein Anschlagen der umgelegten Bereiche 16a, 16b an den Flanschhälften 4 bzw. 5 bei maximalem Pendelausschlag der Pendelmassen 8 zu verhindern. Ebenso können die umgelegten Bereiche 16a, 16b auch unterbrochen sein und nur über einen Teil des Außenumfangs der Pendelmassenbleche 15a, 15b verlaufen.
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Der umgelegte Bereich 16a des motorseitigen äußeren Pendelmassenblechs 15a ist in Richtung auf (in Einbaulage der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gesehen) den Verbrennungsmotor umgelegt und überdeckt so Teile der ersten Flanschhälfte 3, entsprechend ist der umgelegte Bereich 16b des kupplungsseitigen äußeren Pendelmassenblechs 15 ist in Richtung auf (in Einbaulage der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gesehen) die Kupplung umgelegt und überdeckt so Teile der ersten Flanschhälfte 4.
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Die umgelegten Bereiche 16a, 16b erheben sich in axialer Richtung von einem ebenen Grundkörper 17a bzw. 17b der Pendelmassenbleche 15a bzw. 15b. Durch die Herstellung in einem Stanz-Biegeverfahren entspricht die radiale Dicke der umgelegten Bereiche der axialen Dicke der Grundkörper 17a bzw. 17b und damit der Dicke der Blechzuschnitte, aus denen die Pendelmassenbleche gefertigt sind. Stirnflächen 18a, 18b der umgelegten Bereiche 16a, 16b schließen bündig mit der durch die außen gelegenen Oberflächen der Flanschhälften gebildeten Ebenen ab. Je nach Einbausituation können die umgelegten Bereiche auch über die jeweiligen Flanschhälften 3, 4 hinausragen, wodurch sich die Masse im radial äußeren Bereich der Pendelmassen weiter erhöhen lässt.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst jede Pendelmasse 8 drei Pendelmassenbleche 14, 15a und 15b. Die pendelmassenbleche können dabei gleiche axiale Dicke aufweisen, können aber auch unterschiedlich dick sein. Alternativ kann auf das mittlere Pendelmassenblech 14 verzichtet werden oder es können mehrere mittlere Pendelmassenbleche 14 verwendet werden, sodass die Pendelmassen 8 mehr als drei Pendelmassenblechen 14, 15a, 15b umfassen. Auch ist es möglich, mehrere äußere Pendelmassenbleche 15a, 15b auf jeder Seite des mittleren Pendelmassenbleches 14 oder der mittleren Pendelmassenbleche 14 anzuordnen, wobei die umgelegten Bereiche der äußeren Pendelmassenbleche dann radial gestapelt sind. Durch diese Maßnahme kann die Blechdicke der einzelnen Pendelmassenbleche 15a, 15b reduziert werden.
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Die 3 und 4 zeigen Darstellungen vergleichbar der 1 und 2 bei maximal ausgelenkten Pendelmassen 8. Auch bei maximalem Pendelausschlag verbleibt ein Spalt 18 zwischen den umgelegten Bereichen 16a, 16b und den jeweiligen Flanschhälften 3, 4.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Pendelflansch
- 3
- erste Flanschhälfte
- 4
- zweite Flanschhälfte
- 5
- innerer Bereich
- 6
- äußerer Bereich
- 7
- Freiraum
- 8
- Pendelmasse
- 9
- Langlöcher in Flanschhälften
- 10
- Langlöcher in Pendelmasse
- 11
- Pendelrollen
- 12
- Schwungrad
- 13
- Niete
- 14
- mittleres Pendelmassenblech
- 15a
- motorseitiges äußeres Pendelmassenblech
- 15b
- kupplungsseitiges äußeres Pendelmassenblech
- 16a
- umgelegter Bereich motorseitiges äußeres Pendelmassenblech
- 16b
- umgelegter Bereich kupplungsseitiges äußeres Pendelmassenblech
- 17a, 17b
- Grundkörper der Pendelmassenbleche
- 18
- Spalt
