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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Fliehkraftpendel, das an einer rotierenden Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dieser Trägerscheibe ausführen kann.
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Zur Reduktion von Torsionsschwingungen werden auf einem rotierenden Teil des Torsionsschwingungssystems zusätzliche bewegliche Massen als sogenannte Pendelteilmassen 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 Pendelteilmasse 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 mehrere Pendelmassen, die mittels Pendelrollen an einer rotierenden Trägerscheibe aufgehängt ist und entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu der Trägerscheibe ausführen kann. Der Aufbau und die Funktion einer solchen Fliehkraftpendeleinrichtung ist beispielsweise in der
DE 10 2006 028 552 A1 beschrieben.
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Die Trägerscheibe besteht im Stand der Technik aus Stahlblech. Beim Motorstart oder Motorstopp können die Pendelmassen oder die Pendelrollen an den Bahnenden an der Trägerscheibe anschlagen, wodurch über die Trägerscheibe störende Geräusche abgestrahlt werden können.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Fliehkraftpendeleinrichtung anzugeben, bei der die Anschlaggeräusche möglichst vermieden oder zumindest abgemildert oder gedämpft werden können.
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Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Arbeitsverfahren nach Anspruch 9 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 einem Fliehkraftpendel, das an einer rotierenden Trägerscheibe angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dieser Trägerscheibeausführen kann, wobei die Trägerscheibe mehrlagig ist. Mehrlagig bedeutet insbesondere, dass Bleche, aus denen die Trägerscheibe zusammengesetzt ist, flächig aneinander liegen.
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Die Trägerscheibe umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens zwei in axialer Richtung gestapelte Lagen. Die Anzahl der Lagen kann aber auch höher sein.
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Die Lagen umfassen in einer Ausführungsform der Erfindung gleiche (identische) Trägerscheibenbleche. Dies reduziert die erforderliche Anzahl an unterschiedlichen Teilen und verringert die Herstellungskosten.
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Zwischen den Trägerscheibenblechen ist in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens ein Zwischenblech angeordnet. Das Zwischenblech kann die gleiche Geometrie wie die Trägerscheibenbleche aufweisen, kann aber auch zusätzliche Ausnehmungen, Bohrungen oder dergleichen aufweisen. Das Material des Zwischenbleches kann das Gleiche sein wie das der Trägerscheibenbleche, ist vorzugsweise aber von diesem verschieden. Das Zwischenblech kann beispielsweise aus einer anderen Stahlsorte als die Trägerscheibenbleche gefertigt sein oder aus einem Buntmetall, Kunststoff, Verbundmaterial oder dergleichen bestehen.
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Das Zwischenblech weist in einer Ausführungsform der Erfindung eine höhere Dämpfungswirkung als Stahl auf. Zusätzlich zu der Fügestellendämpfung wird dem System dadurch weitere Dämpfung hinzugefügt.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind abwechselnd Trägerscheibenbleche und Zwischenbleche gestapelt. Trägerscheibenbleche und Zwischenbleche wechseln sich also ab, wobei die beiden äußeren Bleche Trägerscheibenbleche sind.
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Die Lagen sind in einer Ausführungsform der Erfindung mittels Verbindungsmitteln miteinander verbunden. Die Verbindungsmittel sind in einer Ausführungsform der Erfindung Niete. Alternativ oder zusätzlich können die Trägerscheiben und soweit vorhanden das Zwischenblech oder die Zwischenbleche mit Schrauben, durch Schweißverbindungen, durch Verstemmen, mittels Falzen am Außenumfang oder dergleichen miteinander verbunden sein.
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Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Dämpfung von Anschlaggeräuschen bei einer Fliehkraftpendeleinrichtung, bei dem durch mindestens eine Fügestelle eine Fügestellendämpfung bewirkt wird.
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Die Fügestelle ist in einer Ausführungsform der Erfindung an einer Trägerscheibe in deren Rotationsebene angeordnet. Die Fügestelle verläuft dabei vorzugsweise über nahezu den gesamten Radius und nahezu den gesamten Umfang der Trägerscheibe.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fliehkraftpendels in einer Explosionsdarstellung,
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2 eine Pendelmasse in der Draufsicht,
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3 einen Schnitt A-A in 2,
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4 einen Schnitt A-A wie den der 3 für ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Trägerscheibe.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer räumlichen Darstellung. Teile der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind nach Art einer Explosionsdarstellung gezeigt, andere Teile der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind in Einbaulage, wenn also die Fliehkraftpendeleinrichtung fertig montiert ist, dargestellt. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 wird zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einem Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle, und einer ausrückbaren Fahrzeugkupplung, die mit einem Getriebe gekoppelt ist, angeordnet. Die Fliehkraftpendeleinrichtung kann beispielsweise an der Sekundärseite eines in dem Antriebsstrang angeordneten Zweimassenschwungrades (ZMS) oder an einem Kupplungsgehäuse angeordnet sein.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst eine Trägerscheibe 2, die in Einbaulage beispielsweise mit einem nicht dargestellten Sekundärflansch eines Zweimassenschwungrades im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Die Verbindung kann beispielsweise durch eine Verschraubung erfolgen, wozu eine Vielzahl von Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt angeordnet sind. Die Umfangsrichtung ist eine Drehung um die Rotationsachse R. Unter der axialen Richtung wird die Richtung parallel zur Rotationsachse R verstanden, entsprechend wird unter der radialen Richtung jede Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden. Neben den Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben für die Befestigung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind über den Umfang verteilt auch Bohrungen 4 zur Aufnahme von Stiften, die der Zentrierung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gegenüber einem Sekundärflansch dienen, angeordnet.
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Über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier, Pendelmassen 5 angeordnet. Die Pendelmassen 5 umfassen jeweils eine erste oder kupplungsseitige Pendelteilmasse 6a und eine zweite oder getriebeseitige Pendelteilmasse 6b. Die Begriffe kupplungsseitig und getriebeseitig dienen hier allein der leichteren Unterscheidbarkeit und dem leichteren Verständnis der Vorrichtung und der Anordnung der Teile der Vorrichtung. Die erste Pendelteilmasse 6a und die zweite Pendelteilmasse 6b sind beiderseits der Trägerscheibe 2 angeordnet und fest miteinander verbunden. In 1 ist eine der Pendelmassen 5 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die erste Pendelteilmasse 6a und die zweite Pendelteilmasse 6b werden durch mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei, Nietbolzen 7 fest miteinander verbunden. Die Nietbolzen sind vorzugsweise Niete, die an einer Seite mit einem vorgeformten Nietkopf versehen sind und an der anderen Seite zur Herstellung der Nietverbindung plastisch verformt und so mit einem weiteren Nietkopf versehen werden.
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Sowohl in der ersten Pendelteilmasse 6a als auch der zweiten Pendelteilmasse 6b sind mehrere Bohrungen 19 eingebracht, die der Aufnahme der Nietbolzen 7 dienen. Die Nietbolzen 7 werden nach Art von Nieten beiderseits mit Köpfen versehen und verbinden die erste Pendelteilmasse 6a und die zweite Pendelteilmasse 6b sowie weitere zwischen den beiden Pendelteilmassen angeordnete Bauteile fest miteinander.
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In Langlöchern 8 der Trägerscheibe 2 sind Pendelrollen 9 aufgenommen. Die Pendelrollen 9 umfassen jeweils ein zylindrisches Mittelteil 11, welches an beiden axialen Enden mit Rollenzentrierborden 12 versehen ist. Die Rollenzentrierborde 12 dienen der axialen formschlüssigen Festlegung der Pendelrollen 9 in den Langlöchern 8. Über die jeweiligen Rollenzentrierborde 12 axial hinausragende Rollenenden 13 der Pendelrollen 9 ragen jeweils in Langlöcher 14 in den Pendelteilmassen 6a bzw. 6b. Die Langlöcher 14 ermöglichen, wie an sich aus dem Eingangs zitierten Stand der Technik bekannt, zusammen mit den Langlöchern 8 und den Pendelrollen 9 eine Pendelbewegung der Pendelmassen 5 gegenüber der Trägerscheibe 2. Dazu sind die Rollenbahnen nierenförmig gestaltet und bilden zusammen mit den Pendelrollen 9 und den Langlöchern 8 eine Kulissenführung für die Pendelmassen 5.
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Die Laufbahnen der Pendelrollen 9 der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in den Langlöchern 14 sind so ausgelegt, dass der Schwerpunkt der Pendelmasse 5 mit einem Radius um den Abstand zu einem Mittelpunkt, der durch die Rotationsachse R gegeben ist, pendelt. Diese Bewegung erzeugt einen variablen Abstand des Schwerpunkts der Pendelteilmassen zum Mittelpunkt. Die Geometrie der Pendelbahn ist ein Maß für die Ordnung, mit der die Pendelmasse 5 zum Schwingen angeregt werden. Bei Abstimmung nah oder direkt auf die Haupterregerordnung erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude des Antriebsstrangs über dem gesamten Drehzahlbereich.
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Zwischen den jeweils einer Pendelmasse 5 zugeordneten Langlöchern 8 zur Aufnahme der Pendelrollen 9 ist jeweils ein Ausschnitt 15 angeordnet. Durch den Ausschnitt 15 ragen die Nietbolzen 7. In dem Ausschnitt 15 sind des Weiteren auf den Nietbolzen 7 gelagert Zusatzmassen 16 angeordnet. Die Zusatzmassen 16 ragen in den Ausschnitt 15 in der Trägerscheibe 2 und berühren diese selbst nicht, sind also frei oder fliegend dieser gegenüber gelagert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei gleichartige Zusatzmassen zwischen der ersten Pendelteilmasse 6a und der zweiten Pendelteilmasse 6b angeordnet, diese Zusatzmasse kann aber auch einteilig ausgeführt sein.
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Zwischen der Zusatzmasse 16 und der erste n Pendelteilmasse 6a bzw. der Zusatzmasse 16 und der zweite n Pendelteilmasse 6b ist jeweils ein Führungsblech 17 angeordnet. Die Führungsbleche 17 sind mit mehreren Bohrungen 18 an dem Nietbolzen 7 befestigt. Ein Abstandhalter 23, der die Nietbolzen 7 ähnlich einer Klammer umgreift, überbrückt einen in axialer Richtung zwischen den Zusatzmassen 16 und den Führungsblechen 17 verbleibenden Spalt, sodass das axiale Spiel der Zusatzmassen begrenzt ist.
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Die Führungsbleche 17 verfügen an ihren umfangsseitigen Enden über Ausnehmungen 20 und 21, die jeweils Anschläge für die Pendelrollen 9 bilden, sodass die Langlöcher 14 die Anschlagsfunktion nicht selbst übernehmen müssen.
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2 zeigt eine einzelne Pendelmasse 5 in der Draufsicht zur Verdeutlichung der Schnittansichten der 3 und 4. 3 zeigt einen Schnitt A-A in 2, 3 zeigt einen solchen Schnitt für ein alternatives Ausführungsbeispiel.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 umfasst die Trägerscheibe 2 zwei Trägerscheibenbleche 22a, 22b, die in axialer Richtung aufeinandergestapelt sind. Die Trägerscheibenbleche 22a, 22b sind identische Blechteile, die miteinander vernietet sind. Alternativ können die Trägerscheibenbleche 22a, 22b auch mit anderen Befestigungsmitteln fest miteinander verbunden sein, beispielsweise miteinander verschraubt sein oder miteinander verschweißt oder verstemmt sein. Die Trägerscheibenbleche 22a, 22b liegen flächig aufeinander und sind über den größten Teil ihrer gemeinsamen Verbindungsfuge nicht fest miteinander verbunden, sondern können zum Beispiel bei einer Biegebeanspruchung relativ zueinander Mikroschlupf aufweisen. Auf diese Weise wird bei einer Verformung oder bei der Übertragung von Körperschall eine zusätzliche Fügestellendämpfung in die Trägerscheibe 2 eingebracht.
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4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Trägerscheibe 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Trägerscheibe 22 aufeinandergestapelte Trägerscheibenbleche 22a, 22b. Zwischen den Trägerscheibenblechen 22a, 22b ist ein Zwischenblech 24 angeordnet. Die Trägerscheibenbleche 22a, 22b sowie das Zwischenblech 24 sind wie in dem Ausführungsbeispiel der 4 miteinander verbunden, beispielsweise vernietet, verschraubt, verstemmt, verschweißt oder dergleichen. Das Zwischenblech 24 weist eine hohe Dämpfung auf, sodass die Trägerscheibe 2 bei einer Biege-, Längs- oder Drehschwingung oder bei der Übertragung von Körperschall insgesamt eine hohe Dämpfung aufweist. Das Zwischenblech kann dazu aus einem anderen Material als die Trägerscheibenbleche 22a, 22b gefertigt sein, beispielsweise aus einem Buntmetall, einem Kunststoff, einem Verbundmaterial wie Kunststoff mit einer Metallmatrix oder dergleichen. Alternativ oder zusätzlich kann das Zwischenblech 24 beispielsweise Ausnehmungen oder Bohrungen aufweisen, die beispielsweise mit Kunststoff oder dergleichen ausgefüllt sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Trägerscheibe
- 3
- Bohrung
- 4
- Bohrung
- 5
- Fliehkraftpendel
- 6
- Pendelteilmasse
- 6a
- erste Pendelteilmasse
- 6b
- zweite Pendelteilmasse
- 7
- Nietbolzen
- 8
- Langloch in Trägerscheibe
- 9
- Pendelrollen
- 10
- Lagerring
- 11
- Mittelteil
- 12
- Rollenzentrierborde
- 13
- Rollenenden
- 14
- Langloch in Pendelteilmasse
- 15
- Ausschnitt
- 16
- Zusatzmasse
- 17
- Führungsblech
- 18
- Bohrung
- 19
- Bohrungen
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Ausnehmung
- 22a 22b
- Trägerscheibenbleche
- 23
- Abstandhalter
- 24
- Zwischenblech
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028552 A1 [0002]
