-
Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Pendelmasse, die an mindestens einer Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann.
-
Zur Reduktion von Torsionsschwingungen werden auf einem rotierenden Teil des Torsionsschwingungssystems zusätzliche bewegliche Massen als sogenannte Pendelmassen angebracht. Diese Massen führen im Feld der Zentrifugalbeschleunigung Schwingungen auf vorgegebenen Bahnen aus, wenn sie durch Drehzahlungleichförmigkeiten angeregt werden. Durch diese Schwingungen wird der Erregerschwingung zu passenden Zeiten Energie entzogen und wieder zugeführt, sodass es zu einer Dämpfung der Erregerschwingung kommt, die Pendelmasse also als Schwingungstilger 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. Eine Fliehkraftpendeleinrichtung (FKP) der betreffenden Art dient der Reduzierung von Schwingungen und Geräuschen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Eine solche Fliehkraftpendeleinrichtung umfasst wenigstens eine Pendelmasse, die beispielsweise mittels Trägerrollen oder dergleichen an einer rotierenden Trägerscheibe aufgehängt ist und entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann, um hierbei ggf. einen variablen Abstand zur Rotationsachse der Trägerscheibe einzunehmen. Der Aufbau und die Funktion einer solchen Fliehkraftpendeleinrichtung ist beispielsweise in der
DE 10 2006 028 552 A1 beschrieben. Die Pendelmassen sind mittels Laufrollen an der Trägerscheibe gelagert. Die Laufrollen laufen in Langlöchern der Trägerscheibe sowie Langlöchern der Pendelteilmassen.
-
Neben einer Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer Trägerscheibe, an der beiderseits Pendelteilmassen einer Pendelmasse angeordnet sind, sind auch Fliehkraftpendeleinrichtungen bekannt, bei denen die Pendelmassen zwischen zwei axial zueinander beabstandeten Trägerscheiben angeordnet sind.
-
Zur axialen Lagerung und Führung sind mehrere Lösungen bekannt. Rollenzentrierborde an den Laufrollen, wie beispielsweise in der
DE 10 2006 028 556 A1 offenbart, halten die Pendelteilmassen in einem definierten Abstand zur Trägerscheibe. Die Laufrollen besitzen dazu Borde oder Durchmesserstufen als Rollenzentrierborde. Durch den Kontakt der Seitenflächen der Rollenzentrierborde, die zusätzlich auch konisch oder anderweitig profiliert sein können, zu den jeweils gegenüberliegenden Pendelteilen bzw. Flanschteilen wird eine axiale Lagerung erreicht. Auf diese sind die Pendel gegenüber den Laufrollen und diese wiederum gegenüber dem Flansch abgestützt. Indirekt sind so auch die Pendel gegenüber dem Flansch geführt. Problematisch ist die Dimensionierung der Bauteile und der Öffnungen in den Pendelmassen und der Trägerscheibe, beispielsweise um ein Eintauchen der Rollenzentrierborde zu verhindern, sowie die Haltbarkeit der Bauteile.
-
Die Laufrollen können alternativ durch seitliche Anlaufbereiche gegenüber den außenliegenden Pendelteilmassen axial geführt sein. Durch Ausformungen der Pendelteilmassen oder der Trägerscheibe in Form beispielsweise herausgestellter erhabener Bereiche können definierte Abstandshalter oder Kontaktstellen (Reibstellen) realisiert werden. Ebenso ist es möglich, zusätzliche Bauteile nur für diesen Zweck zu montieren. Die Führungsteile weisen geeignete Gleiteigenschaften wie einen geringen Reibwert und hohe Verschleißfestigkeit auf.
-
Problematisch ist, dass diese Bauteile aus der Oberfläche des jeweiligen Teiles, z. B. dem Pendelblech, hervorragen. Bei der Bewegung der Pendelmassen muss daher verhindert werden, dass diese Überstände in Öffnungen des gegenüberliegenden Bauteiles einhaken. Die Dimensionierung und Positionierung ist entsprechend stark eingeschränkt. Durch die folglich kleine Kontaktfläche ist nur ein relativ geringes Verschleißvolumen realisierbar.
-
Als weitere Lösung wurde der Einsatz von zusätzlichen Wälzkörpern axial zwischen den beweglichen Teilen vorgeschlagen. Die Wälzkörper sind in Rillen der jeweiligen Oberflächen angeordnet. Nachteilig ist hier zumindest der erhöhte Fertigungsaufwand.
-
Es wurde auch vorgeschlagen, Bereiche des Trägers beidseitig mit einer Stützscheibe auszustatten. Die Laufrolle ist dabei durch seitliche Anlaufbereiche gegenüber den außenliegenden Pendelteilmassen axial geführt. Die Stützscheiben sollen die Laufrollen beidseitig axial gegenüber dem Träger führen und so eine indirekte Lagerung der Pendel gegenüber dem Träger bewirken. Zusätzlich könnten diese Stützscheiben genutzt werden, um aus Segmenten der Trägerscheibe einen geschlossenen Verbund zu erstellen, wobei der Trägerring aus Einzelsegmenten vormontiert ist. Dem Vorteil der günstigen Trägersegmentfertigung steht u. a. der Nachteil einer aufwendigeren Montage gegenüber.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lösung anzugeben, welche die zuvor geschilderten Nachteile vermeidet.
-
Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Pendelmasse, die an mindestens einer Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann, wobei zumindest zwischen einer der Pendelmassen und einer der Trägerscheiben ein flaches Gleitelement angeordnet ist. Umfasst die Fliehkraftpendeleinrichtung eine Trägerscheibe, an der beiderseits Pendelteilmassen angeordnet sind, so wird das oben genannte Problem insbesondere auch gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens zwei Pendelmassen, die an einer Trägerscheibe angeordnet sind und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen können, wobei die Pendelmassen jeweils zwei Pendelteilmassen umfassen, die beiderseits der Trägerscheibe angeordnet sind, und wobei zumindest zwischen einer der Pendelteilmassen und der Trägerscheibe ein flaches Gleitelement angeordnet ist.
-
Unter einem flachen Gleitelement wird ein Gleitelement verstanden, dessen radiale Ausdehnung und Ausdehnung in Umfangsrichtung deutlich größer ist als dessen axiale Höhe. Ein Vorteil der Verwendung eines solchen flachen Gleitelementes liegt darin, dass in die Oberfläche der Pendelteilmasse oder der Trägerscheibe keine Bohrungen, Vertiefungen, Erhöhungen oder dergleichen eingebracht bzw. herausgearbeitet werden müssen. Zudem wird sowohl die der Befestigung zwischen Gleitelement und Pendelteilmasse bzw. Trägerscheibe dienende Kontaktfläche sehr groß als auch die Gleitfläche mit dem jeweiligen Gegenpart. Ersteres erhöht die Haltbarkeit und Belastbarkeit der flächigen Verbindung, beispielsweise einer Klebeverbindung, Zweiteres vermindert die Reibungswirkung.
-
Das flache Gleitelement deckt einen Großteil des Spaltes zwischen Pendelmasse bzw. Pendelteilmasse und Trägerscheibe in radialer Richtung und in Umfangsrichtung ab. Vorzugsweise ist das flache Gleitelement so gestaltet, dass dieses bei einem Anlaufen der Pendelteilmasse mit einem überwiegenden Flächenanteil der Pendelmasse in Kontakt kommt, sodass nur eine geringe Flächenpressung auftritt. In einer Ausführungsform der Erfindung überdeckt das Gleitelement mehr als die Hälfte der Oberfläche der Pendelmasse. Das Gleitelement überdeckt in einer Ausführungsform der Erfindung also den Großteil der der Trägerscheibe zugewandten Fläche der Pendelmasse. Das Gleitelement kann auch die der Trägerscheibe zugewandten Fläche der Pendelmasse nahezu vollständig überdecken.
-
Das Gleitelement ist entweder an der Trägerscheibe oder an der Pendelmasse bzw. Pendelteilmasse befestigt. Das Gleitelement ist dazu in einer Ausführungsform der Erfindung an der Trägerscheibe bzw. der Pendelmasse aufgeklebt. Alternativ ist das Gleitelement an der Trägerscheibe bzw. der Pendelmasse mit einem Kunststoffbereich angespritzt. Die jeweilige Pendelmasse oder Pendelteilmasse kann z. B. als Einlegeteil in einem Spritzgusswerkzeug in den notwendigen Bereichen mit Kunststoff umspritzt werden. Alternativ kann anstelle eines Kunststoffführungsteiles jeweils ein separates Blechteil mit Beschichtung verwendet werden. Dieses Zusatzteil kann dann jeweils an der Innenseite der Pendelbleche (der Trägerscheibe zugewandt) montiert werden.
-
Alternativ zu Kunststoffführungsteilen können andere geeignete Werkstoffe wie Keramikverbundmaterialien verwendet werden.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Gleitelement mit der Trägerscheibe, der Pendelmasse oder Pendelteilmasse mittels einer Clipsverbindung verbunden, was eine besonders leichte Montage ermöglicht.
-
Das Gleitelement sowie die Pendelmasse bzw. Pendelteilmasse weisen in einer Ausführungsform der Erfindung Bohrungen zur Aufnahme von zylindrischen Stufenbolzen auf, wobei die Bohrungen in dem Gleitelement einen größeren Durchmesser als die Bohrungen in der Pendelteilmasse aufweisen und so zur Befestigung des Gleitelementes gegenüber der Pendelteilmasse beitragen.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung sind zwischen allen Pendelmasse bzw. Pendelteilmassen und der oder den Trägerscheibe(n) jeweils ein flaches Gleitelement angeordnet. Bei Befestigung an der Trägerscheibe kann es sich dabei auch um jeweils ein einzelnes Gleitelement auf jeder Seite der Trägerscheibe bzw. gegenüberliegenden Seiten der Trägerscheiben handeln, das jeweils alle Pendelmassen überdeckt.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein fast vollflächiges Führungselement als Gleitelement jeweils an der Pendelinnenseite bzw. an beiden Seiten der Pendelmasse angeordnet. Da alle Pendel mit diesem Führungselement ausgestattet sind ist eine relativ einfache und sichere Fertigung und Montage realisierbar. Durch die großflächige Ausführung ist ein großes Verschleißvolumen und damit eine hohe Verschleißfestigkeit gesichert. Da keine Bereiche aus der Pendelinnenseite herausstehen, ist ein Einhaken in die Konturen oder Öffnungen der innen liegenden Trägerscheibe unmöglich.
-
Die Führungsteile können z. B. aus einem Kunststoff mit vorteilhaften Gleiteigenschaften und hoher Verschleißfestigkeit erstellt werden. Die Führungsteile können als flache Einzelteil gefertigt werden und z. B. durch Kleben jeweils auf den Pendelmassen fixiert werden. Alternativ bzw. zusätzlich kann eine Lagefixierung durch die Bundform der Nietbolzen zur Verbindung von je zwei Pendelteilmassen erfolgen.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung in räumlicher Darstellung,
-
2 den Ausschnitt der 1 ohne Pendelteilmasse,
-
3 einen Schnitt I-I durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung,
-
4 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung,
-
5 eine Pendelteilmasse mit daran angeordnetem Gleitelement.
-
1 und
2 zeigen einen Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung
1 in räumlicher Darstellung. Die Fliehkraftpendeleinrichtung
1 umfasst eine Trägerscheibe
2 mit einer Öffnung
3. Die Trägerscheibe
2 ist in Einbaulage mit einem nicht dargestellten Sekundärflansch oder Primärflansch eines Zweimassenschwungrades, einem Kupplungsgehäuse oder einer Kupplungsgegendruckplatte oder dergleichen verschraubt oder vernietet. Derartige Anordnungen eines Fliehkraftpendels im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges sind beispielsweise in der
DE 10 2006 028 556 A1 beschrieben.
-
Am Außenumfang der Trägerscheibe 2 sind mehrere Pendelmassen 4 angeordnet. Die Pendelmassen 4 umfassen jeweils zwei Pendelteilmassen 5a und 5b, die jeweils beiderseits der Trägerscheibe 2 angeordnet sind. Die Pendelmassen 5a und 5b der Pendelmasse 4 sind jeweils fest miteinander verbunden und verschiebbar oder beweglich gegenüber der Trägerscheibe 2 gelagert.
-
Die zwei Pendelteilmassen 5a und 5b eines jeden Fliehkraftpendels 4 sind mit mehreren Verbindungsbolzen 6, die über die Pendelmassen 4 verteilt angeordnet sind, miteinander verbunden. Da die Pendelmassen 4 relativ zu der Trägerscheibe 2 sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung entlang einer Kulissenführung verschiebbar angeordnet sind, sind in der Trägerscheibe 2 jeweils Ausschnitte 7 eingebracht, in denen die Verbindungsbolzen 6 spielbehaftet gegenüber der Trägerscheibe 2 angeordnet sind. Einige oder alle der Verbindungsbolzen 6 sind mit Manschetten 12, siehe 3, die beispielsweise aus Gummi oder dergleichen gefertigt sind, versehen, um ein Anschlagen der Verbindungsbolzen 6 in den Ausschnitten 7 im An- bzw. Auslauf oder bei geringen Drehzahlen zu dämpfen.
-
In Langlöchern 8 in den Pendelteilmassen 5a, 5b sowie in Langlöchern 9 in der Trägerscheibe 2 sind Laufrollen 10 angeordnet. Die Laufrollen 10 sind rotationssymmetrische Körper mit einer Mittelachse M. Die Laufrollen 10 bilden in Verbindung mit den Langlöchern 8 in den Pendelteilmassen 5a, 5b und den Langlöchern 9 in der Trägerscheibe 2 eine Kulissenführung für die jeweilige Pendelmasse 4, die eine Bewegung der Pendelmasse 4 entlang vorgegebener Bahnen relativ zur Trägerscheibe 2 ermöglichen. Die Laufbahnen der Laufrollen 10 gegenüber der Trägerscheibe 2 bzw. den Pendelmassen 4 sind so ausgelegt, dass sich der Schwerpunkt der Pendelmasse 4 idealisiert auf einer Kreisbahn mit einem Radius l bewegt, wobei der Radius l der Kreisbahn einen Abstand e zur Rotationsachse R aufweist. Die Bewegung kann dabei einem Parallelpendel oder einem Trapezpendel entsprechen. Diese Bewegung erzeugt einen variablen Abstand des Schwerpunkts zur Rotationsachse R. Die Quadratwurzel aus dem Verhältnis Abstand e zu Radius l ist ein Maß für die Eigenkreisfrequenz des Fliehkraftpendels relativ zur Kreisfrequenz der Rotation um die Rotationsachse R. Die Eigenkreisfrequenz bzw. Tilgerfrequenz des Fliehkraftpendels ist daher proportional zur Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung. Bei Abstimmung nahe oder direkt auf die Haupterregeranordnung des Antriebsstrangs erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude über dem gesamten Drehzahlbereich.
-
2 zeigt den Ausschnitt der 2 ohne die Pendelteilmasse 5b. Dadurch wird der Blick frei auf ein Gleitelement 11b, das zwischen Trägerscheibe 2 und Pendelteilmasse 5b angeordnet ist. Entsprechend ist zwischen Trägerscheibe 2 und Pendelteilmasse 5a ein Gleitelement 11b angeordnet.
-
3 zeigt den Schnitt I-I in 1. Die Gleitelemente 11a und 11b sind flächig auf den axialen Oberflächen der Trägerscheibe 2 angeordnet, sodass die Pendelteilmassen 5a, 5b nicht unmittelbar an der Trägerscheibe 2 anlaufen können, sondern mit dem jeweiligen Gleitelement 11 in Kontakt kommen können. Die Gleitelemente 11a und 11b sind im Ausführungsbeispiel der 3 auf die Trägerscheibe 2 aufgeklebt. Zwischen der den Pendelteilmassen 5a, 5b zugewandten Oberflächen der jeweiligen Gleitelemente 11a, 11b und den Pendelteilmassen 5a, 5b verbleibt jeweils ein Spalt 13a, 13b. Die Gleitelemente 11a, 11b können auch angespritzt sein oder mithilfe einer Clipsverbindung an der Trägerscheibe 2 befestigt sein.
-
2 zeigt eine Draufsicht auf das Gleitelement 11b. In der Darstellung der 2 ist also die Pendelteilmasse 5b abgenommen. Wie zu erkennen ist, entspricht die Kontur des Gleitelementes 11b im wesentlichen der Kontur der Pendelteilmasse 5b und überdeckt das Gleitelement 11b praktisch vollständig. Die Gleitelemente 11 überdecken einen Teil der in die Trägerscheibe 2 eingebrachten Langlöcher 9. Die Laufrollen 10 umfassen zylindrische Rollenkörper 14a und 14b mit kleinen Durchmesser, die im wesentlichen in den Langlöchern 8 in den Pendelteilmassen 5a, 5b angeordnet sind und auf deren Oberfläche abrollen oder gleiten können, sowie einen Rollenkörper 15 mit großem Durchmesser. Der Rollenkörper 15 mit großem Durchmesser rollt oder gleitet auf der Innenkontur des Langloches 9 in der Trägerscheibe 2 ab. Die Gleitelemente 11a, 11b bilden dabei, wie in 3 zu sehen ist, einen axialen Anschlag und eine axiale Führung für die Rollenkörper 15 und damit für die Laufrollen 10.
-
4 zeigt einen Schnitt wie den der 3 durch ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel der 4 sind die Gleitelemente 11a, 11b nicht an der Trägerscheibe 2 sondern an den Pendelteilmassen 5a, 5b befestigt. Es handelt sich also gewissermaßen um die geometrische Umkehr der Anordnung der Gleitelemente 11a, 11b verglichen mit dem Ausführungsbeispiel der 3.
-
5 zeigt eine Pendelteilmasse 5 mit daran angeordnetem Gleitelement 11. Wie zu erkennen ist, sind die zu den Langlöchern 9 und den Bohrungen zur Aufnahme der Verbindungsbolzen 6 korrespondierenden Bohrungen 18 bzw. Langlöcher 20 so gestaltet, dass jeweils ein Rand 16 um die jeweiligen Bohrungen 18 bzw. Langlöcher 20 herum verbleibt, der nicht durch das Gleitelement 11 abgedeckt ist. Die Verbindungsbolzen 6 sind Stufenbolzen und umfassen äußere zylindrische Bereiche 16a, 16b mit einem kleineren Durchmesser sowie einen inneren zylindrischen Bereich 17 mit einem größeren Durchmesser. Die Durchmesser der in das Gleitelement 11 eingebrachten Bohrungen 18 im Bereich von Bohrungen 19 in der Pendelteilmasse 5 zur Aufnahme der Bolzen 6 entsprechen jeweils dem Außendurchmesser des inneren zylindrischen Bereiches 17. Wie in 4 zu erkennen ist, liegt der Bereich 17 mit großem Durchmesser der Bolzen 6 an der Innenkontur der Bohrungen 18 der Gleitelemente 11a, 11b an. Dadurch sind die Bolzen 6 Teil der Befestigung der Gleitelemente 11a, 11b und bilden für diese einen formschlüssigen Anschlag in der Rotationsebene.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Trägerscheibe
- 3
- Bohrung
- 4
- Fliehkraftpendel
- 5a, 5b
- Pendelteilmassen
- 6
- Verbindungsbolzen
- 7
- Ausschnitte
- 8
- Langloch in der Pendelteilmasse
- 9
- Langloch in der Trägerscheibe
- 10
- Laufrolle
- 11a, 11b
- Gleitelement
- 12
- Manschette
- 13a, 13b
- Spalt
- 14a, 14b
- Rollenkörper mit kleinem Durchmesser
- 15
- Rollenkörper mit großem Durchmesser
- 16a, 16b
- Bereiche der Bolzen 6
- 17
- Bereich der Bolzen 6 mit großem Durchmesser
- 18
- Bohrung in Gleitelement 11 zur Aufnahme eines Bolzens 6
- 19
- Bohrung in Pendelteilmasse 5 zur Aufnahme eines Bolzens 6
- 20
- Langloch in Gleitelement 11
-
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
-
- DE 102006028552 A1 [0002]
- DE 102006028556 A1 [0004, 0027]
