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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens zwei Pendelmassen, die an mindestens einem Pendelflansch angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dem Pendelflansch ausführen können sowie eine Drehmomentübertragungseinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges umfassend eine Fliehkraftpendeleinrichtung.
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Gattungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtungen (FKP) sind beispielsweise aus der
DE 10 2006 028 536 A1 mit Pendelteilmassen beiderseits eines zentralen Pendelflansches oder der
DE 102010 054 556 A1 als Doppelflansch mit Pendelmassen zwischen zwei Pendelflanschen bekannt. Aus der
DE 10 2015 205 754 A1 ist schließlich ein mehrteiliges Fliehkraftpendel bekannt.
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Derartige Fliehkraftpendeleinrichtungen stellen eine wichtige Komponente zur Schwingungsisolierung im Antriebsstrang von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor dar. Die Fliehkraftpendeleinrichtung ist beispielsweise an Torsionsdämpfern (z. B. Zweimassenschwungrad, ZMS) angeordnet oder ist Teil eines Einmassenschwungrades und kann auch an Kupplungsdeckeln, Kupplungsscheiben und dergleichen angeordnet sein.
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Ein Ansatz zur Erhöhung der Tilgerwirkung einer Fliehkraftpendeleinrichtung ist die Synchronisierung der Pendelbewegung der einzelnen Pendelmassen. Vor allem bei niedrigen Drehzahlen und kleinen Abstimmungsordnungen kann der Einfluss der Erdanziehungskraft zu einer ungleichmäßigen Schwingbewegung der einzelnen Pendelmassen führen. Um dies zu verringern ist es bekannt, zwischen den einzelnen Pendelmassen Druckfedern anzuordnen, die jede Pendelmasse mit seiner Nachbarmasse oder seinen Nachbarmassen elastisch koppelt.
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Herkömmliche Druckfedern beanspruchen einen nicht zu vernachlässigenden Bauraumbedarf. Um nicht unter Druckbelastung und überlagerter Fliehkraft auszuknicken ist ein entsprechend großer Federdurchmesser notwendig, was zu geringerer Pendelmasse führt. Zudem müssen die beiden Rollenbahnen in der Pendelmasse enger zusammengerückt werden, was zu reduzierter Schwingstabilität der Pendelmassen führen kann.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kopplung der Pendelmassen anzugeben, die die oben genannten Nachteile umgeht.
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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 zwei Pendelmassen, die an mindestens einem Pendelflansch angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dem Pendelflansch ausführen können, wobei zwischen den Pendelmassen mindestens ein Kopplungsmittel angeordnet ist, das zumindest über einen Teilbereich der Pendelbewegung der Pendelmassen eine Kraft zwischen den Pendelmassen übertragen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsmittel zwei Federelemente mit jeweils einer Kontaktfläche umfasst, die zumindest über einen Teilbereich der Pendelbewegung der Pendelmassen in Kontakt miteinander sind. Die Kraft zwischen den Pendelmassen wird in Bewegungsrichtung der Pendelmassen übertragen, es erfolgt also eine Kopplung der Pendelbewegung benachbarter Pendelmassen. Die Kontaktflächen sind zumindest über einen Teilbereich der Pendelbewegung der Pendelmassen miteinander in Kontakt. Dies schließt Geometrien ein, bei denen die Kontaktflächen beispielsweise bei maximalen Abständen der Pendelmassen voneinander den Kontakt verlieren dürfen, die Vorspannung und der Federweg der Federelemente also nicht ausreichen um einen dauerhaften Kontakt der Kontaktflächen zu gewährleisten. Die erfindungsgemäße Lösung kann bei Fliehkraftpendeleinrichtungen mit zentralem Pendelflansch oder bei Fliehkraftpendeleinrichtungen mit Doppelflansch angewandt werden.
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Die miteinander in Kontakt stehenden Kontaktflächen können in einer Ausführungsform der Erfindung bei einer Auslenkung der Federelemente aufeinander abrollen und/oder gegeneinander gleiten.
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Die Federelemente sind in einer Ausführungsform der Erfindung Blattfedern mit einem an einer der Pendelmassen fest eingespannten proximalen Ende und einem die Kontaktfläche umfassenden distalen Ende. Zwei Federelemente bzw. Blattfedern zweier benachbarter Pendelmassen stehen mit ihren Kontaktflächen in Kontakt und bilden so das Kopplungsmittel zwischen den Pendelmassen.
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Die Kontaktfläche weist in einer Ausführungsform der Erfindung eine konvexe Krümmung auf. Vorzugsweise erlaubt es die Krümmung, dass bei einer Auslenkung der Blattfedern ein Abrollen der Kontaktflächen aufeinander gegeben ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch trockene oder viskose Reibung zur Erhöhung der Dämpfung gegeben sein. Dazu können die Kontaktflächen so geformt sein, dass neben Abrollen aufeinander auch oder stattdessen Gleiten der Oberflächen gegeben ist.
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Das Federelement verläuft in einer Ausführungsform der Erfindung zwischen der Kontaktfläche und einem Befestigungsbereich im unbelasteten Zustand im Wesentlichen gradlinig. Bei Betätigung des Federelementes bzw. der Blattfeder wird diese an der Einspannstelle (dem proximalen Ende) beginnend an die Oberfläche der Pendelmasse, an der das Federelement bzw. die Blattfeder befestigt ist, angelegt, bis auch das proximale Ende zur Anlage kommt.
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Das Federelement ist in einer Ausführungsform der Erfindung mit der Pendelmasse vernietet. Die Vernietung erfolgt in einer Ausführungsform der Erfindung durch von der Pendelmasse abstehende weiche (nicht gehärtete) Nietfinger, auf die das Federelement mit einer Bohrung oder einer sonstigen Aussparung aufgesteckt wird und sodann durch plastisches Verformen des Nietfingers ein Nietkopf geformt wird. Das Federelement ist in einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Clipsverbindung an der Pendelmasse befestigt. Die Clipsverbindung wird vorzugsweise mit einem an dem Federelement ausgestellten Bereich, der auf einen nach Art eines Hakens ausgebildeten Bereich der Pendelmasse aufgeschoben wird und federnd in diesen einhakt, gebildet.
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Zwei einer Pendelmasse zugeordnete Federelemente sind in einer Ausführungsform der Erfindung einstückig ausgeführt. Dadurch wird die Fertigung vereinfacht, da nur ein Bauteil an der Pendelmasse befestigt werden muss.
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Die Federelemente weisen in einer Ausführungsform der Erfindung Bereiche auf, die zusammen mit Elementen an den Pendelflanschen einen Endanschlag bilden. Statt zusätzlicher Anschlagpuffer wird deren Funktion durch die Federelemente übernommen, sodass die Gummi-Anschlagpuffer entfallen können. Der Endanschlag ist vorzugsweise so gestaltet, dass bei Betätigung gezielt Anschlagenergie durch relative Gleitbewegung zwischen Federelement und Pendelmasse und / oder zwischen Federelement und Betätigungselement (z. B. Abstandshülse) abgebaut wird.
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Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch eine Drehmomentübertragungseinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges umfassen ein Ein- oder Zweimassenschwungrad sowie eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung.
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Die erfindungsgemäße Lösung umfasst zwei symmetrisch aneinander liegende Einzelblattfedern (Blattfederhälften) als Federelemente, welche sich gegenseitig unter Betätigung aneinander abstützen. Diese können in nicht-ausgelenkter Pendelmassenlage vorgespannt gegeneinander drücken. Darüber hinaus können diese Bereiche auch Reibelemente, Reibbeläge, Gummierung etc. aufweisen.
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Schwingt eine Pendelmasse zu ihren Nachbarmassen phasenversetzt (asynchron), so kommt es bei diesen beiden Blattfederhälften zu Relativbewegung, die dann durch Reibung eingedämmt bzw. unterbunden wird. Die beiden einzelnen Blattfederhälften können so gestaltet sein, dass sie unter Fliehkrafteinfluss von einander abheben. Asynchrone Pendelmassenbewegungen treten hauptsächlich bei niedrigen Drehzahlen auf.
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Die Bereiche, in denen sich die benachbarten, spiegelsymmetrisch angeordneten Blattfedern gegenseitig berühren, sind vorzufsweise konvex ausgeführt. Dadurch wird eine geeignete Abrollkotur bereitgestellt. Der konvexe Bereich ist in seiner Erstreckung bevorzugt kleiner gestaltet als der gerade verlaufende Schenkelbereich. In einfachster Weise kann die Form des konvexen Bereiches durch ein Kreissegment beschrieben werden. Es sind aber auch komplexere Konturen möglich. Da mit dem Maß der Betätigung der Berührpunkt(-linie) ständig in Richtung geradem Schenkelbereich wandert, wird so ein stetig kürzer werdender Hebelarm zu Blattfederbetätigung bewirkt. Mit der Formfestlegung (Krümmungsverlauf und Erstreckung) des konvexen Bereiches kann ein progressiver Verlauf der Kennlinie gezielt beeinflusst werden.
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Zur Erzielung größerer Arbeitswege kann es außerdem vorteilhaft sein, wenn der konvexe Bereich eine Erhöhung (Topfung) gegenüber dem geraden Bereich aufweist, ähnlich einer durchgestellten Sicke. Ausgangspunkt bei der Auslegung einer solchen Blattfeder ist der vorgegebene, notwendige Betätigungsweg. Dabei ist eine hohe Federsteifigkeit wünschenswert. Dies wird durch ein dickeres Federband erzielt – jedoch muss dafür dann auch der Krümmungsradius vergrößert werden, damit die maximal auftretenden Bauteilspannungen gleich bleiben.
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Zur weiteren Erhöhung der Federsteifigkeit kann es von Vorteil sein, die Blattfeder mehrlagig zu gestalten, so, dass z. B. ein Blattfederpaket aus mindestens zwei Einzelfedern besteht, die dann bevorzugt im Bereich der Einspannstelle zu einem Paket vernietet sind. Zwei dünnere über einander liegende Blattfedern werden dabei bei gleicher Federsteifigkeit geringeren Spannungen ausgesetzt.
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Zur Erhöhung der Betriebsfestigkeit werden die Kanten bevorzugt zumindest im Biegebereich der Blattfederschenkel abgerundet. Aufgrund der einfacheren Geometrie besteht aus fertigungstechnischer Sicht die Möglichkeit, die Blattfederform durch Stanzen zu erzielen. Die erreichbaren Fertigungstoleranzen fallen hierbei wesentlich kleiner aus, als etwa komplexere Blattfederformen (mit Puzzlekopf und mittiger Umkehrschlaufe), die auf einer Biegemaschine hergestellt werden müssen.
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Des Weiteren sind Ausführungsformen möglich, bei denen die Blattfedern Teil des Zwischenbleches sind. So kann das Zwischenblech auch aus zwei einzelnen Zwischenblechen bestehen, welche spiegelsymmetrisch gegeneinander angeordnet sind.
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Die Fixierung der Blattfedern mit der Pendelmasse kann durch Vernieten, Verstiften (Klemmen), Clipsen (Puzzlekopf), Verschrauben oder Schweißen erfolgen.
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Darüber hinaus sind Varianten der Blattfeder möglich, bei denen die Blattfederplatine Erweiterungen aufweist. Diese Erweiterungen können seitlich abstehende, um ca. 90° abgewinkelte Laschen sein, die z. B. Nietbohrungen zur Aufnahme eines Befestigungsnietes aufweisen. Derartige umgelegte Laschen, können aber auch geeignet sein, um z. B. als Halterung (Aufnahme) für einen Anschlagpuffer durch Formschluss zu dienen. Auch kann die Blattfeder an ihren beiden Enden Verlängerungen aufweisen. So kann z. B. die Blattfeder über ihrer Einspannstelle hinaus so verlängert sein, dass sie ein in geeigneter Weise geformtes, federndes Anschlagelement bereitstellt, welches dazu dient die Anschlagenergie der Pendelmasse abzufangen. Eventuell kann durch diese Maßnahme ein sonst üblicherweise notwendiger Gummipuffer sogar komplett ersetzt werden. Zumindest ist die genannte Verlängerung in der Lage die Anschlagkraft, welche durch die Anschlagbolzen eingeleitet werden, gleichmäßig auf einen dahinter platzierten Anschlagpuffer zu verteilen und so eine Schutzfunktion für diesen darstellt.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass anstelle einer bloßen Verlängerung die linke und die rechte Blattfeder einer Pendelmasse aus einem einzigen durchgehenden Bandstahl gefertigt sein können. Vorzugsweise verläuft das durchgehende Federband dann entlang der Unterseite der Pendelmasse, damit dieser Bereich auch unter Fliehkrafteinwirkung stabil aufliegt. In diesem Abschnitt kann auch das einteilige Federband federnde Bereiche aufweisen um die Anschlagenergie der Pendelmasse geräuscharm abzufangen. Bei einem solchen einteiligen Design ist es günstig das Federband etwa in Mitte der Pendelunterseite zu befestigen.
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Auch kann am anderen Ende der Blattfeder – also über den oben beschriebenen konvexen Abrollbereich hinaus, eine Erweiterung (Verlängerung) vorgesehen sein, die dann vorzugsweise etwa um 180° in Richtung Pendelmasse umgelegt wird und so als zusätzliches federndes Endanschlagelement dient. Die sich durch die genannte 180°-Umlegung bildende Schlaufe kann auch als geeignete Aufnahme dienen, um darin einen Gummipuffer einzubetten.
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Zusätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten überschüssige Anschlagenergie durch Reibung abzubauen indem es entweder zur Reibungsbehafteten Relativbewegung zwischen Blattfederende und Pendelmasse und / oder zwischen Blattfeder und Anschlagbolzen kommt. Durch den Abbau der Anschlagenergie wird erreicht, dass die Pendelmasse nach einem Endanschlag nicht wie bei einem voll elastischen Stoß ungehindert wieder mit gleicher Energie zurückgeschleudert wird. Diese Maßnahme lässt reduzierte Pendelgeräusche nach einem Anschlag erwarten.
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Um die Federkennlinie zu beeinflussen, sei es die Hauptkennlinie und oder die zusätzlichen Laschen-Federkennlinie im Anschlagbereich, kann die Blattfeder bereichsweise in ihrer Breite verjüngt sein. Auch können örtliche Fenster / Aussparungen den gleichen Effekt erzielen. Es ist außerdem möglich durch diese Maßnahmen die Spannungen im Bauteil gutmütig zu verteilen bzw. auslaufen zu lassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer Explosionsdarstellung,
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2 eine räumliche Darstellung benachbarter Pendelmassen,
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3 einen Ausschnitt zweier benachbarter Pendelmassen mit zwischen diesen angeordneten Federelementen in der Draufsicht,
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4 zwei Federelemente aus unterschiedlichen Perspektiven in räumlicher Darstellung,
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5 bis 7 eine alternative Befestigung der Federelemente 16 an den Pendelmassen,
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8 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung,
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9 das Federelement der 8 in einer Einzeldarstellung
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10 bis 12 ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel eines Federelementes,
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13 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Pendelmasse mit Federelement,
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14 zeigt ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 13 abgewandtes Ausführungsbeispiel,
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15 die beiden Federelemente sowie das mittlere Federelement der 14 in einer räumlichen Einzeldarstellung,
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16 und 17 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem die distalen Enden umgeschlagen sind,
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18 und 19 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit umgeschlagenen distalen Enden der Federelemente,
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20 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit umgeschlagenen distalen Enden,
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21 und 22 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, bei dem die distalen Enden mit Reibmitteln versehen sind,
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23 bis 25 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Clipsverbindung zwischen Federelement und Pendelmasse,
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26 und 27 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit Endanschlag für das Federelement,
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28 bis 30 verschiedene erfindungsgemäße Beispiele der Anschlagdämpfung durch die Federelemente,
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31 und 32 Federelemente mit bereichsweise unterschiedlicher Steifigkeit,
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33 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel mit außen liegendem Federelement.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer Explosionsdarstellung. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 wird in Einbaulage mit einem Ein- oder Zweimassenschwungrad zu einer Drehmomentübertragungseinrichtung verbunden und als Teil eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeuges zwischen einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors und einer Fahrzeugkupplung angeordnet. Das von dem Verbrennungsmotor erzeugte Drehmoment wird über die Drehmomentübertragungseinrichtung und die Fahrzeugkupplung auf ein Schaltgetriebe und von diesem über ein Differenzial und weitere Antriebswellen auf angetriebene Räder eines Kraftfahrzeugs übertragen. Die Drehmomentübertragungseinrichtung überträgt das Antriebsmoment des Verbrennungsmotors somit über weitere Übertragungsmittel auf die Antriebsräder. Mittels der Fahrzeugkupplung kann das Antriebsmoment wahlweise unterbrochen werden und mittels des Schaltgetriebes können unterschiedliche Untersetzungen eingestellt werden.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Die Rotationsachse R ist auch die Rotationsachse der Kurbelwelle des nicht dargestellten Verbrennungsmotors, mit der die Drehmomentübertragungseinrichtung und damit die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in Einbaulage gekoppelt ist. Im Folgenden wird unter der axialen Richtung eine Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung eine Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden und die Umfangsrichtung ist eine Drehung um die Rotationsachse R.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst im Wesentlichen einen motorseitigen Pendelflansch 2 sowie einen kupplungsseitigen Pendelflansch 3, zwischen denen mehrere, im hier dargestellten Ausführungsbeispiel vier, Pendelmassen 4 pendelbeweglich angeordnet sind. Die Anzahl der Pendelmassen 4 ist dabei weitgehend beliebig. Zwischen dem motorseitigen Pendelflansch 2 und dem kupplungsseitigen Pendelflansch 3 sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel acht, Abstandshülsen 5 angeordnet, die mit den beiden Pendelflanschen mit Schrauben 6 verschraubt sind. Die Hülsen 5 weisen an ihren beiden Stirnenden jeweils umlaufende Absätze auf, die in Bohrungen in den beiden Pendelflanschen ragen, sodass nach der Verschraubung mittels der Schrauben 6 eine in alle Richtungen formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Pendelflanschen 2, 3 gegeben ist. Zur Verschraubung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 mit dem Ein- oder Zweimassenschwungrad sind am Außenumfang des kupplungsseitigen Pendelflansches 3 Befestigungshülsen 7 angeordnet, mit denen die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 mit einem Schwungrad mittels weiterer Befestigungsschrauben verschraubt werden kann.
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Die pendelnde Lagerung der Pendelmasse erfolgt über Pendelrollen 8, die in Langlöchern 9 der Pendelmassen 4 sowie in Langlöchern 10 der Pendelflansche 2, 3 wälzen können. Die Langlöcher 9, 10 sind jeweils in etwa nierenförmig, wobei der so beschriebene Bogen aus Sicht der Rotationsachse R bei den Langlöchern 9 in den Pendelmassen 4 konvex und bei den Langlöchern 10 in den Pendelflanschen 2, 3 konkav sind. Auf diese Art und Weise können die Pendelmasse 4 durch Abrollen der Pendelrollen 8 in den Langlöchern 9, 10 eine Pendelbewegung gegenüber den beiden Pendelflanschen 2, 3 ausführen. Die Langlöcher 10 in den Pendelflanschen 2, 3 sind in axialer Richtung gesehen jeweils deckungsgleich. Die Pendelrollen 8 umfassen jeweils Rollenborde 11, die die jeweilige Pendelmasse 4 einfassen und so eine axiale Festlegung bzw. Führung der Pendelrollen 8 bewirken.
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Die Pendelmasse 4 sind jeweils aus mehreren Schichten aufgebaut, im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus drei Schichten. Zwischen zwei äußeren, harten (ggf. gehärteten) Pendelmassenelementen 41 ist ein inneres, weicheres Pendelmassenelement 42 angeordnet. Die Pendelmassenelemente 41, 42 sind mit Kunststoffkappen 12 sowie Pendelmassenschrauben 13, die über die Pendelmassen 4 verteilt angeordnet sind, fest miteinander verbunden. An der Innenseite der Pendelmassen 4 sind in einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung jeweils zwei Anschlagpuffer 14 angeordnet, diese können aber auch entfallen. Erfindungsgemäß sind zwischen den Pendelmassen 4 jeweils Kopplungsmittel 15 angeordnet, welche benachbarte Pendelmassen 4 bei einer Pendelbewegung der Pendelmassen elastisch miteinander koppeln.
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2 zeigt eine räumliche Darstellung benachbarter Pendelmassen 4. Zwischen den Pendelmassen 4 sind jeweils Kopplungsmittel 15 angeordnet. Die Kopplungsmittel 15 umfassen jeweils zwei Federelemente 16, die jeweils einer der Pendelmassen 4 zugeordnet und mit diesen fest verbunden sind. Die Federelemente 16 weisen ein proximales Ende 161, welches an der jeweiligen Pendelmasse 4 befestigt sind, sowie ein distales Ende 162, das als freies Federende eine Kontaktfläche 17 umfasst, auf. Die Kontaktflächen 17 zweier benachbarter Federelemente 16 liegen flächig aneinander an und können so eine Druckkraft als Normalkraft zwischen den beiden Oberflächen übertragen. Werden die proximalen Enden 161 bzw. die Flächen 17 gegeneinander gepresst und die Federelemente 16 dabei verformt, so rollen die Kontaktflächen 17 aufeinander ab. Werden zwei benachbarte Pendelmassen 4 in ihrer Pendelbewegung ausreichend weit voneinander entfernt, so kann die Vorspannung der Federelemente 16 so ausgelegt sein, dass die Kontaktflächen 17 weiterhin in Kontakt bleiben, alternativ können diese so vorgespannt sein, dass der Kontakt zwischen den Kontaktflächen 17 verloren gehen kann.
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3 zeigt einen Ausschnitt zweier benachbarter Pendelmassen 4 mit zwischen beiden angeordneten Federelementen 16 in der Draufsicht entlang der Rotationsachse R, die Rotationsachse R ragt also aus der Zeichenebene heraus. Wie zu erkennen ist, verbleibt zwischen den beiden Pendelmassen 4 ein Spalt. In dem Spalt sind die Federelemente 16 als Kopplungsmittel 15 angeordnet. Wie aus 3 zu erkennen ist, umfassen die Federelemente 16 jeweils einen Befestigungsbereich 163, der sich an das proximale Ende 161 anschließt und in einen im Wesentlichen geradlinigen Federbereich 164 übergeht, welcher wiederum in einem konvexen Bogen 165 in den konkav geformten Kontaktbereich 17 übergeht. Der Federbereich 164 legt sich bei Auslenkung des Federelements 16 an einen gebogenen Bereich 19 an der jeweiligen Pendelmasse 4 an. Je weiter das Federelement 16 auf die Pendelmasse 4, an der das Federelement 16 befestigt ist, herangedrückt wird, desto kürzer wird der Federbereich 164 und desto steifer wird wiederum das Federelement 16, so dass sich insgesamt daraus eine nicht proportionale Federkennlinie ergibt.
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4 zeigt zwei Federelemente 16 aus unterschiedlichen Perspektiven in räumlicher Darstellung. Der Befestigungsbereich 163 umfasst zwei Bohrungen 166, mit denen die Federelemente mit den jeweiligen Pendelmassen 4 verbunden werden können. Dazu werden durch die Bohrungen 166 entweder Schrauben gesteckt, die in entsprechende Bohrungen der Pendelmassen 4 eingeschraubt werden, oder die Bohrungen 166 werden auf entsprechend an die Pendelmasse 4 angeformte Nietschafte gesteckt, die sodann zu einem Nietkopf verformt werden, so dass die Federelemente 16 fest mit den Pendelmassen 4 vernietet sind.
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Die 5 bis 7 zeigen eine alternative Befestigung der Federelemente 16 an den Pendelmassen 4. Bei dieser Ausführungsform weist das innere Pendelmassenelement 240 jeweils Nietfinger 20 auf, die in entsprechend geformte Durchbrüche 167 der Federelemente 16 ragen. Nach Aufstecken der Federelemente 16 auf die Nietfinger 20 werden diese zu Nietköpfen 201 verformt.
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8 zeigt eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1, bei der das Federelement 16 ein über den Befestigungsbereich 163 hinaus verlängertes proximales Ende 168 aufweist, welches in seiner Kontur an die Anschlagpuffer 14 angepasst ist und sich an diesen anschmiegt. 9 zeigt das Federelement 16 in einer Einzeldarstellung. Die Verlängerung des Federelementes über die Einspannstelle hinaus ermöglicht es, dass das verlängerte proximale Ende 168 zusätzliche Anschlagenergie oder auch die gesamte Anschlagenergie aufnehmen kann und eine Lastverteilung für den Gummipuffer bewirkt. Die Funktion und die Kontur des Federelementes 16 von dem Befestigungsbereich 163 zu dem distalen Ende 162 hin ist gleich dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Die 10 bis 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federelementes 20. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die an beiden Enden einer Pendelmasse 4 angeordneten Federelemente zu einem einzigen Federelement 116 zusammengefasst. Von zwei Befestigungsbereichen 1163 in Richtung der distalen Enden 162 hin sind Form und Funktion des Federelementes 116 identisch zu den zuvor dargestellten Ausführungsbeispielen. Zwischen den beiden Befestigungsbereichen 1163 ist das Federelement 116 einstückig ausgebildet. Statt zweier verlängerter proximaler Enden 168 umfasst das Federelement 116 zwischen den beiden Befestigungsbereichen 1163 einen durchgehenden Verbindungsbereich 1168, dessen Kontur an die der Pendelmasse sowie der Anschlagpuffer 14 angepasst ist. Die Befestigung erfolgt wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel mittels Nietfingern 120, die jeweils zu Nietköpfen umgeformt werden.
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13 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, bei dem auf die Anschlagpuffer 14 verzichtet wird. Stattdessen weist der radial innere Bereich der Pendelmasse 4 eine entsprechende Kontur mit zwei Einbuchtungen 28 auf, die mit einem Spalt 21 versehen an die Kontur des durchgehenden Verbindungsbereichs 1168 angepasst ist. Die Abstandshülse 5 dient jeweils als Anschlagelement für die Pendelmassen 4 bei Erreichen der Pendelendstellung, diese sind für verschiedene Pendelstellungen der Pendelmasse 4 in 13 eingezeichnet (siehe dazu auch 14, bei der vier verschiedene Stellungen durch Pfeile dargestellt sind). Die Pendelmasse 4 bzw. der durchgehende Verbindungsbereich 1168 schlagen jeweils mit den Ausbuchtungen 28 an einer der Abstandshülsen 5 an, so dass der durchgehende Verbindungsbereich 1168 radial nach außen hin verformt wird, so dass der Spalt 21 kleiner wird und gegebenenfalls überbrückt wird. Durch die elastische Verformung des Verbindungsbereichs 1168 wird der Anschlag der Pendelmasse 4 an der Abstandshülse 5 gedämpft.
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14 zeigt ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 13 abgewandtes Ausführungsbeispiel, bei dem statt eines durchgehenden Verbindungsbereichs 1168 jeweils wieder zwei Federelemente 16 verwendet werden, die ein verlängertes proximales Ende 168 mit einer entsprechenden Form aufweisen, so dass der Spalt 21 gegenüber dem radial inneren Bereich der Pendelmasse 4 verbleibt. In dem mittleren Bereich ist ein eigenständiges mittleres Federelement 216 angeordnet. 15 zeigt die beiden Federelemente 16 sowie das mittlere Federelement 216 in einer einzelnen räumlichen Darstellung. Die Funktion ist vergleichbar der des Ausführungsbeispiels der 13. Bei Anschlagen eines der verlängerten proximalen Enden oder des mittleren Federelementes 216 an eine der Abstandshülsen 5 wird durch die elastische Verformung eine Anschlagdämpfung erzielt.
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Die 16 und 17 zeigen eine Weiterbildung der Erfindung, die auf alle der zuvor dargestellten Ausführungsbeispiele angewandt werden kann. Bei dieser Weiterbildung sind die distalen Enden 162 der Federelemente 16 jeweils auf die Pendelmasse 4 hin umgeschlagen, so dass auf der der Kontaktfläche 17 abgewandten Seite ein federnder Umschlag 169 entsteht. Bei einer maximalen Auslenkung des distalen Endes 162 des Federelementes 16 schlägt der Umschlag 169 an der Pendelmasse 4 an, wobei der Umschlag eine zusätzliche deutlich erhöhte Federsteifigkeit bewirkt. Der Umschlag 169 kann, wie in den 18 und 19 dargestellt, zusätzlich in dem Laschenhohlraum mit einem Gummielement 22 versehen sein. Das Gummielement 22 dient der Erhöhung des Anschlagschutzes. Alternativ kann das distale Ende 162 des jeweiligen Federelementes 162 einen wie in 20 dargestellten nach außen gerichteten Umschlag 171 aufweisen, wobei der Umschlag 171 die Kontaktfläche 17 bildet.
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Bei dem in 20 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die distalen Enden 162 der Federelemente 16 jeweils gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 16 und 17 in die andere Richtung, somit von der Pendelmasse 4 weg, umgeschlagen.
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Die 21 und 22 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei denen das distale Ende des Federelementes 16 jeweils mit einem Reibelement 23 versehen ist. Bei dem Ausführungsbeispiel der 21 ist das Reibelement auf den Umschlag 171 aufgeschoben, bei dem Ausführungsbeispiel der 22 ist das distale Ende 162 des Federelementes 16 geradlinig ausgeführt und das Reibelement 23 ist aufgeklebt. Das Reibelement 23 bildet dabei jeweils bei den Ausführungsbeispielen der 21 und 22 die Kontaktfläche 17. Ein Reibelement ist insbesondere sinnvoll in Verbindung mit einer Kontur der Reibfläche, die eine Gleitbewegung der Kontaktflächen 17 bei Auslenkung der Federelemente 16 bewirkt, bei der also keine oder nicht nur eine Rollbewegung stattfindet.
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Die 23 bis 25 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem statt einer Nietverbindung oder einer Schraubverbindung der Federelemente 16 mit der Pendelmasse 4 eine Clipsverbindung verwendet wird. Dazu umfasst das proximale Ende 161 des Federelementes 16 einen ausgestellten Bereich 1631 mit einem Schnappfinger 1632, die zusammen den Befestigungsbereich 163 bilden, und die auf einen Vorsprung 1633 mit einem Haken 1634 geschoben werden, bis der Schnappfinger 1632 den Haken 1634 hintergreift, wie dies in 25 dargestellt ist. Die 26 und 27 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser sind die distalen Enden 162 der Federelemente 16 mit einem Endanschlag 1621 in Form einer auf die Pendelmasse 4 hin gebogene und im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Fahne des distalen Endes 162 versehen. Wird das Federelement 16 auf die Pendelmasse 4 gedrückt, wie in 27 gezeigt, so tritt der Endanschlag 1621 ab einem gewissen Federausschlag in Kontakt mit einem abgeschrägten Bereich 24 im radial äußeren Bereich der Pendelmasse 4. Dadurch wird der Endanschlag 1621 radial nach außen gebogen, wobei eine hohe Kraft aufzuwenden ist, die als Endanschlag wirkt.
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28 zeigt eine weitere Variante der Erfindung. Bei dieser umfasst das Federelement 16 einen Endanschlag mit zusätzlicher Reibung in seinem Innenbereich, dazu ist das verlängerte proximale Ende 168 so ausgestaltet, dass dieses ein offenes Ende aufweist, das entlang eines im Wesentlichen radial verlaufenden Anschlagbereichs 25 bei Endanschlag an den Abstandshülsen 5 deformiert werden kann, so dass das freie Ende des verlängerten proximalen Endes 168 an dem Anschlagsbereich 25 entlang gleiten kann und so trockene Reibung erzeugen kann. Der Reibkontakt ist in 28 durch zwei Blitzsymbole 26 verdeutlicht.
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29 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Endanschlagsreibung. Bei dieser werden im Endanschlag das verlängerte proximale Ende 168 so verformt, dass dieses flächig an der radial inneren Oberfläche der Pendelmasse 4 entlang gleitet, dies ist wie in 28 durch ein Blitzsymbol 26 verdeutlicht.
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30 zeigt im Wesentlichen eine geometrische Umkehr der Reibungsverhältnisse, hier gleitet das verlängerte proximale Ende 168 als Endanschlag an den Abstandshülsen 5 entlang und erzeugt so trockene Reibung.
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31 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Breite der Federelemente 16 in Richtung der Rotationsachse R in Einbaulage über die Länge der Federelemente 16 veränderlich ist, beispielsweise indem Bereiche mittels eines Ausschnitts 26 oder eines trapezförmigen Bereichs 27 in ihrer Querschnittsfläche reduziert sind, so dass in diesem Bereich eine geringere Federsteifigkeit gegeben ist. Derartige Bereiche können auch in anderen Bereichen über die Länge eines Federelementes 16 angeordnet sein und dienen im Ausführungsbeispiel der 31 jeweils nur zur Verdeutlichung des Grundprinzips. 32 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels der 31, bei dem statt eines Ausschnitts 26 eine Taillierung des Federelementes vorhanden ist.
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33 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Federelemente 16 im radial äußeren Bereich der Pendelmassen 4 angeordnet sind, wobei die distalen Enden 162 radial nach innen ragen, es handelt sich gewissermaßen um eine geometrische Umkehr der vorherigen Ausführungsbeispiele.
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Verschiedenen Maßnahmen, die anhand der zuvor dargestellten Ausführungsbeispiele unabhängig voneinander erörtert worden sind, lassen sich selbstverständlich miteinander kombinieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- motorseitiger Pendelflansch
- 3
- kupplungsseitiger Pendelflansch
- 4
- Pendelmasse
- 41
- äußere beiden Pendelmassenelemente
- 42
- inneres Pendelmassenelement
- 5
- Abstandshülsen
- 6
- Schrauben
- 7
- Befestigungshülsen
- 8
- Pendelrollen
- 9
- Langloch Fliehkraftpendel
- 10
- Langloch Pendelflansch
- 11
- Rollenbord
- 12
- Kunststoffkappen
- 13
- Pendelmassenschrauben
- 14
- Anschlagpuffer
- 15
- Kopplungsmittel
- 16
- Federelement
- 161
- proximales Ende
- 162
- distales Ende
- 1621
- Endanschlag
- 163
- Befestigungsbereich
- 1631
- ausgestellter Bereich
- 1632
- Schnappfinger
- 1633
- Vorsprung
- 1634
- Haken
- 164
- Federbereich
- 165
- konkaver Bogen
- 166
- Bohrungen
- 167
- Durchbruch
- 168
- verlängertes proximales Ende
- 169
- Umschlag
- 116
- Federelement
- 216
- mittleres Federelement
- 1163
- Befestigungsbereich
- 1168
- durchgehender Verbindungsbereich
- 17
- Kontaktfläche
- 171
- Umschlag nach außen
- 18
- Spalt
- 19
- gebogener Bereich
- 20
- Nietfinger
- 120
- Nietfinger
- 201
- Nietkopf
- 21
- Spalt
- 22
- Gummielement
- 23
- Reibelement
- 24
- abgeschrägter Bereich
- 25
- radial verlaufender Anschlagsbereich
- 26
- Ausschnitt
- 27
- trapezförmiger Bereich
- 28
- Einbuchtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028536 A1 [0002]
- DE 102010054556 A1 [0002]
- DE 102015205754 A1 [0002]
