-
Die Erfindung betrifft eine Drehschwingungsisolationseinrichtung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit zwei Fliehkraftpendeln, nämlich einen in einem Drehmomentfluss eines in die Drehschwingungsisolationseinrichtung eingetragenen Drehmoments zuerst angeordneten, ersten Fliehkraftpendel und einen im Drehmomentfluss diesem nachfolgend angeordneten, zweiten Fliehkraftpendel mit jeweils einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelträger und an dem Pendelträger über den Umfang verteilt pendelfähig aufgenommenen Pendeln mit jeweils einem Parametersatz aus mehreren Parametern zur Abstimmung der Fliehkraftpendel auf vorgegebene Betriebsbedingungen.
-
Fliehkraftpendel dienen der Isolation von Drehschwingungen in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen und sind als drehzahladaptive Drehschwingungstilger hinreichend bekannt. Fliehkraftpendel weisen einen um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelträger mit über den Umfang verteilt angeordneten Pendeln auf, die an dem Pendelträger pendelfähig beispielsweise mittels Pendellagern aufgenommen sind und im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelträgers radial ausgerichtet sind. Bei einem Eintrag von Drehschwingungen bewegen sich diese auf vorgegebenen Pendelbahnen relativ gegenüber dem Pendelträger und nivellieren damit das drehschwingungsbehaftete Drehmoment. Die Fliehkraftpendel sind dabei auf eine vorgegebene Schwingungsordnung der Erregerquelle beispielsweise einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine abgestimmt. Abhängig von der Betriebsweise beispielsweise in Folge von Zylinderabschaltung und dergleichen kann sich die Schwingungsordnung ändern. Desweiteren kann die Anordnung eines einzigen Fliehkraftpendels nicht ausreichend für eine optimale Drehschwingungsisolation sein. Es wird daher in der
WO2016/012022 A1 vorgeschlagen, zwei Fliehkraftpendel in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler vorzusehen.
-
Aufgabe der Erfindung ist die vorteilhafte Weiterbildung einer Drehschwingungsisolationseinrichtung. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, die Leistungsfähigkeit einer Drehschwingungsisolationseinrichtung durch Abstimmung der Fliehkraftpendel aufeinander zu erhöhen.
-
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
-
Die vorgeschlagene Drehschwingungsisolationseinrichtung ist für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zur Drehschwingungsisolation von Drehschwingungen einer Erregerquelle, beispielsweise einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Hierzu enthält die Drehschwingungsisolationseinrichtung gegebenenfalls neben weiteren Vorrichtungen zur Drehschwingungsisolation und/oder Übertragung von Drehmoment zwei Fliehkraftpendel. Bevorzugt ist ein erstes, in einem Drehmomentfluss eines beispielsweise von der Brennkraftmaschine in die Drehschwingungsisolationseinrichtung eingetragenen Drehmoments zuerst angeordnetes Fliehkraftpendel und ein im Drehmomentfluss diesem nachfolgend angeordnetes zweites Fliehkraftpendel vorgesehen. Beide Fliehkraftpendel weisen einen gemeinsamen oder separaten um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelträger auf, an dem über den Umfang verteilt pendelfähig aufgenommene Pendel mit jeweils einem Parametersatz aus mehreren Parametern zur Abstimmung der Fliehkraftpendel auf vorgegebene Betriebsbedingungen vorgesehen sind. Dies bedeutet, dass jedes Fliehkraftpendel beziehungsweise deren Pendel auf die spezielle Einbausituation in der Drehschwingungsisolationseinrichtung abgestimmt sind. In bevorzugter Weise ist hierbei ein Verhältnis zumindest eines Parameters des ersten Fliehkraftpendels zu dem entsprechenden Parameter des zweiten Fliehkraftpendels größer eins. Dies bedeutet, dass die Pendel der beiden Fliehkraftpendel insgesamt durch entsprechende Auswahl der Parameter bevorzugt auf die Anordnung im Drehmomentfluss abgestimmt sind. Hierbei ist das erste Fliehkraftpendel robuster ausgelegt als das zweite und an die größeren Drehmomentschwankungen angepasst als das zweite. In bevorzugter Weise kann das Verhältnis der Ausbildung des oder der Parameter weiter zugunsten des ersten Fliehkraftpendels ausgelegt sein. Beispielsweise kann das Verhältnis größer gleich 1,5, bevorzugt größer gleich 2,3 und besonders bevorzugt größer gleich vier sein.
-
Der oder die Parameter des Parametersatzes können beispielsweise die Pendelmasse der Pendel, ein Abstand des Schwerpunkts der Pendel zu der Drehachse, ein Schwingwinkel der Pendel, ein effektives Trägheitsmoment der Pendel und/oder ein polares Trägheitsmoment der Pendel um ihren Schwerpunkt sein.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann eines der Fliehkraftpendel oder beide einen Pendelträger aufweisen, welcher als Pendelflansch ausgebildet ist, an dem beidseitig Pendelteile angeordnet sind, wobei axial gegenüberliegende Pendelteile jeweils miteinander mittels Verbindungsmitteln, beispielsweise Bolzen, Zwischenscheiben oder dergleichen verbunden sind und dabei jeweils ein Pendel bilden. Zur Sicherstellung des vorgegebenen Schwingwinkels der Pendel durchgreifen die Verbindungsmittel Ausnehmungen des Pendelflanschs in entsprechenden Ausmaßen. Die Pendel sind dabei mittels bevorzugt zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Pendellagern aufgenommen. Die Pendellager können durch jeweils axial fluchtende Öffnungen wie Ausnehmungen in den Pendelteilen und komplementär zu diesen ausgebildeten Ausnehmungen im Pendelflansch ausgebildet sein, wobei an diesen Ausnehmungen jeweils bogenförmige Laufbahnen angearbeitet sind, auf denen ein die Ausnehmungen axial durchgreifender Wälzkörper, beispielsweise eine Pendelrolle abwälzt. Alternativ können eines der beiden Fliehkraftpendel oder beide einen Pendelträger aufweisen, der aus zwei Blechteilen gebildet ist, wobei die Blechteile an einem Aufnahmebereich der Pendel axial erweitert sind und die Pendel zwischen sich aufnehmen. Die entsprechenden Pendellager sind hierbei zwischen den Seitenteilen und den Pendeln ausgebildet.
-
Die Form der Laufbahnen gibt dabei die Pendelbewegung der Pendel vor. Die Pendelbewegung kann einem bifilar aufgehängten Pendel oder einer Freiform der Pendelbewegung über deren Schwingwinkel nachempfunden sein. Bei einer bifilaren Aufhängung können entsprechend einer parallelen Anordnung der Pendelfäden Pendelbewegungen ohne eine Eigenrotation der Pendel um deren Schwerpunkt oder entsprechend einer trapezförmigen Anordnungen der Pendelfäden Pendelbewegungen mit einer Eigenrotation der Pendel um ihren Schwerpunkt vorgesehen sein. Der Schwingwinkel kann durch harte oder elastische Anschläge beispielsweise der Verbindungsmittel gegenüber Wandungen der zugehörigen Ausnehmungen, zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Pendeln angeordneten Federelementen und/oder dergleichen begrenzt sein.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Drehschwingungsisolationseinrichtung können die Fliehkraftpendel insbesondere unmittelbar axial nebeneinander angeordnet sein. Beispielsweise kann ein axialer Abstand der Pendel minimal sein. Desweiteren kann es von Vorteil sein, wenn die Pendel beider Fliehkraftpendel auf radial gleicher Höhe angeordnet sind.
-
Je nach Ausbildung des Antriebsstrangs und insbesondere dessen Brennkraftmaschine können die Fliehkraftpendel auf dieselbe oder unterschiedliche Schwingungsordnungen abgestimmt sein. Beispielsweise kann eines der Fliehkraftpendel, insbesondere das zweite Fliehkraftpendel bei einer Brennkraftmaschine mit einer Teilabschaltung von Zylindern auf einen Betrieb mit allen Zylindern und das andere, insbesondere das erste Fliehkraftpendel auf einen Betrieb der Brennkraftmaschine mit teilabgeschalteten Zylindern abgestimmt sein.
-
In einer vorteilhaften Ausführungsform einer Drehschwingungsisolationseinrichtung kann in der Drehschwingungsisolationseinrichtung ein Drehschwingungsdämpfer mit einem Eingangsteil und einem gegenüber diesem entgegen der Wirkung einer Federeinrichtung relativ um die Drehachse verdrehbaren Ausgangsteil vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Drehschwingungsdämpfer das Eingangsteil und das Ausgangsteil der Drehschwingungsisolationseinrichtung bilden, wobei die beiden Fliehkraftpendel in den Drehschwingungsdämpfer integriert sind. Beispielsweise können das erste Fliehkraftpendel an dem Eingangsteil und das zweite Fliehkraftpendel an dem Ausgangsteil aufgenommen sein. Beispielsweise kann der Pendelträger eines Fliehkraftpendels mit einem Flanschteil zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung verbunden wie beispielsweise vernietet sein oder einteilig mit diesem ausgebildet sein.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Drehschwingungsisolationseinrichtung kann in der Drehschwingungsisolationseinrichtung ein sogenannter zweistufiger Drehschwingungsdämpfer vorgesehen sein. Dieser Drehschwingungsdämpfer weist ein Eingangsteil, ein Zwischenteil und ein Ausgangsteil auf, wobei das Zwischenteil gegenüber dem Eingangsteil entgegen der Wirkung einer ersten Federeinrichtung um die Drehachse relativ verdrehbar angeordnet ist und das Ausgangsteil gegenüber dem Zwischenteil entgegen der Wirkung einer zweiten Federeinrichtung um die Drehachse relativ verdrehbar angeordnet ist. Hierdurch entstehen zwei Dämpferstufen zwischen dem Eingangsteil und dem Zwischenteil einerseits und dem Zwischenteil und dem Ausgangsteil andererseits, wobei die beiden Fliehkraftpendel einer Dämpferstufe oder jeweils ein Fliehkraftpendel einer Dämpferstufe zugeordnet sind. Die Fliehkraftpendel können dabei jeweils eingangs- und/oder ausgangsseitig den Dämpferstufen zugeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Fliehkraftpendel an dem Zwischenteil und das zweite Fliehkraftpendel an dem Ausgangsteil aufgenommen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann das zweite Fliehkraftpendel dem Eingangsteil und damit der Brennkraftmaschine axial näher zugewandt sein als das erste Fliehkraftpendel. Dies bedeutet, dass das zweite Fliehkraftpendel axial zwischen der ersten Federeinrichtung und dem ersten Fliehkraftpendel angeordnet sein kann. Die erste Federeinrichtung kann radial auf gleicher Höhe wie die Pendel der Fliehkraftpendel angeordnet sein, wobei die zweite Federeinrichtung radial innerhalb der Pendel vorgesehen sein kann. Das Zwischenteil kann aus zwei axial beabstandeten, miteinander verbundenen Scheibenteilen gebildet sein, die die zweite Federeinrichtung eingangsseitig beaufschlagen. Der Pendelflansch des ersten Fliehkraftpendels kann einteilig aus einem Scheibenteil dieser, bevorzugt aus dem der nachfolgenden Vorrichtung des Antriebsstrangs zugewandten Scheibenteil gebildet sein. Axial zwischen den Scheibenteilen kann ein Flanschteil zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der zweiten Federeinrichtung vorgesehen sein, welches einteilig den Pendelflansch des zweiten Fliehkraftpendels bildet.
-
Die Drehschwingungsisolationseinrichtung kann trocken oder nass betrieben sein. Bei einem trockenen Betrieb kann die Drehschwingungsisolationseinrichtung beispielsweise an der Kurbelwelle aufgenommen und mit einer im Drehmomentfluss nachfolgenden Vorrichtung, beispielsweise einer Reibungskupplung, Doppelkupplung mit zwei Reibungskupplungen, einer Kupplungsscheibe oder vor einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder einer nass betriebenen Reibungskupplung oder Doppelkupplung angeordnet sein. Bei einem nassen Betrieb kann die Drehschwingungsisolationseinrichtung in ein Gehäuse eines Drehmomentwandlers oder eine nass betriebene Reibungskupplung oder Doppelkupplung integriert sein.
-
Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt den oberen Teil einer um eine Drehachse angeordneten Drehschwingungsisolationseinrichtung im Schnitt.
-
Die Figur zeigt die obere Hälfte der um die Drehachse d angeordneten Drehschwingungsisolationseinrichtung 1 mit dem Eingangsteil 2 und dem Ausgangsteil 3. Die Drehschwingungsisolationseinrichtung 1 des gezeigten Ausführungsbeispiels enthält den Drehschwingungsdämpfer 4, das erste Fliehkraftpendel 5 und das zweite Fliehkraftpendel 6. Der Drehschwingungsdämpfer 4 weist die beiden Dämpferstufen 7, 8 mit der ersten Federeinrichtung 9 und der zweiten Federeinrichtung 10 mit jeweils aus über den Umfang verteilt angeordneten Federelementen wie beispielsweise im Falle der ersten Federeinrichtung 9 ausgebildeten Bogenfedern 11 und im Falle der zweiten Federeinrichtung 10 ausgebildeten Schraubendruckfedern 12 auf.
-
Das Eingangsteil 2 ist aus der verzahnten Hülse 13 gebildet, welche das Eingangsdrehmoment ME in die Drehschwingungsisolationseinrichtung 1 in Richtung des Pfeils 14 in die erste Dämpferstufe 7 einleitet. Das Ausgangsteil 3 ist auf der Nabe 15 gebildet, welche die Komponenten der Drehschwingungsisolationseinrichtung 1 zentriert aufnimmt und das Ausgangsdrehmoment MA in Richtung des Pfeils 16 ausleitet, beispielsweise mittels der Innenverzahnung 17 auf eine Getriebeeingangswelle überträgt. Die Hülse 13 ist mit dem Flanschteil 18 verbunden, hier vernietet und überträgt das Eingangsdrehmoment ME über das Flanschteil 18 in Richtung des Pfeils 19 auf die erste Federeinrichtung 9. Die erste Federeinrichtung 9 ist in der Ringkammer 20 untergebracht. Die Ringkammer 20 ist aus dem auf der Nabe 15 zentrierten und axial festgelegten Scheibenteil 21 gebildet. Das Scheibenteil 22 bildet die ausgangsseitige Beaufschlagung der ersten Federeinrichtung 9 und das Ausgangsteil der ersten Dämpferstufe 7 und das Eingangsteil der zweiten Dämpferstufe 8. Das Scheibenteil 22 ist axial beabstandet zu dem auf der Nabe 15 zentrierten Scheibenteil 23 angeordnet und mittels der Bolzen 24 mit diesem verbunden. Die beiden Scheibenteile 22, 23 bilden das Zwischenteil 37 zwischen den beiden Dämpferstufen 7, 8 und beaufschlagen die zweite Federeinrichtung 10 eingangsseitig und leiten das Moment in Richtung der Pfeile 25, 26 auf die zweite Federeinrichtung 10. Axial zwischen den Scheibenteilen 22, 23 ist das auf der Nabe 15 zentrierte und drehfest mit dieser verbundene Flanschteil 27 angeordnet, welches die zweite Federeinrichtung 10 ausgangsseitig beaufschlagt und das Ausgangsdrehmoment MA über die Nabe 15 entlang der Pfeile 28, 16 ausleitet.
-
Das erste Fliehkraftpendel 5 ist geometrisch an der Ausgangsseite der Drehschwingungsisolationseinrichtung 1 angeordnet und dem Ausgangsteil der ersten Dämpferstufe 7 zugeordnet. Hierzu dient das Scheibenteil 23 als Pendelträger 29, hier als Pendelflansch 30, an dem beidseitig die über den Umfang verteilt angeordneten Pendelteile 32 pendelfähig aufgehängt sind. Axial gegenüberliegende Pendelteile 32 sind mittels nicht dargestellter, Ausnehmungen des Pendelflanschs 30 durchgreifender Verbindungsmittel miteinander zu Pendeln 31 verbunden.
-
Das zweite Fliehkraftpendel 6 ist axial zwischen der ersten Federeinrichtung 9 und dem ersten Fliehkraftpendel 5 angeordnet und dem Ausgangsteil der zweiten Dämpferstufe 8 zugeordnet. Hierzu bildet das Flanschteil 27 einteilig den Pendelträger 33 hier als Pendelflansch 34, an dem in entsprechender Weise des ersten Fliehkraftpendels 5 die die Pendel 35 bildenden Pendelteile 36 über den Umfang verteilt angeordnet sind. Die Fliehkraftpendel 5, 6 können auf dieselbe oder unterschiedliche Schwingungsordnungen abgestimmt sein. Die Pendel 31, 35 und die Bogenfedern 11 der ersten Federeinrichtung 9 sind in vorteilhafter Weise radial auf einer ähnlichen Höhe angeordnet.
-
Abhängig von ihrer Anordnung der Fliehkraftpendel 5, 6 im Drehmomentfluss sind die Fliehkraftpendel 5, 6 unterschiedlich ausgelegt. Das Fliehkraftpendel 5 ist dabei robuster ausgelegt als das Fliehkraftpendel 6. Beispielsweise können die Pendel 31 eine größere Masse wie Pendelmasse m, einen größeren Abstand r der Pendelmasse beziehungsweise des Schwerpunkts der Pendel von der Drehachse d und/oder einen größeren Schwingwinkel als die Pendel 35 aufweisen. Dementsprechend kann das effektive Massenträgheitsmoment Jeff nach der Gleichung Jeff = m·r2 + Jp mit dem polaren Trägheitsmoment der Pendel 31 um ihren Schwerpunkt größer sein. Hierbei kann jeder einzelne Parameter oder die Summe mehrerer oder aller Parameter zur entsprechenden robusteren Auslegung des Fliehkraftpendels 5 gegenüber dem Fliehkraftpendel 6 entsprechend einem vorgegebenen Verhältnis ausgelegt werden. Dabei können die einzelnen Parameter oder entsprechende Summen mehrerer oder aller Parameter entsprechend den Verhältnissen größer 50:50, bevorzugt größer 60:40, besonders bevorzugt größer 70:30 und insbesondere größer 80:20 des ersten Fliehkraftpendels 5 gegenüber dem zweiten Fliehkraftpendel 6 ausgelegt sein. In besonderen Ausnahmefällen können die Fliehkraftpendel 5, 6 identisch ausgelegt sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Drehschwingungsisolationseinrichtung
- 2
- Eingangsteil
- 3
- Ausgangsteil
- 4
- Drehschwingungsdämpfer
- 5
- Fliehkraftpendel
- 6
- Fliehkraftpendel
- 7
- Dämpferstufe
- 8
- Dämpferstufe
- 9
- Federeinrichtung
- 10
- Federeinrichtung
- 11
- Bogenfeder
- 12
- Schraubendruckfeder
- 13
- Hülse
- 14
- Pfeil
- 15
- Nabe
- 16
- Pfeil
- 17
- Innenverzahnung
- 18
- Flanschteil
- 19
- Pfeil
- 20
- Ringkammer
- 21
- Scheibenteil
- 22
- Scheibenteil
- 23
- Scheibenteil
- 24
- Bolzen
- 25
- Pfeil
- 26
- Pfeil
- 27
- Flanschteil
- 28
- Pfeil
- 29
- Pendelträger
- 30
- Pendelflansch
- 31
- Pendel
- 32
- Pendelteil
- 33
- Pendelträger
- 34
- Pendelflansch
- 35
- Pendel
- 36
- Pendelteil
- 37
- Zwischenteil
- d
- Drehachse
- MA
- Ausgangsdrehmoment
- ME
- Eingangsdrehmoment
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
