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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten, mit deren Hilfe ein der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment erzeugt werden kann.
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Beispielsweise aus
DE 10 2008 059 297 A1 ist ein Fliehkraftpendel bekannt, bei dem eine über in entsprechenden Laufbahnen geführte Laufrollen relativ zu einem Trägerflansch verlagerbare Pendelmasse vorgesehen ist, die bei einer Drehzahlschwankung ein der Drehzahlschwankung entgegen gerichtetes Rückstellmoment zur Dämpfung der Drehzahlschwankung erzeugen kann.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis Schwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu reduzieren.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit geringen Schwingungen ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Fliehkraftpendel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten vorgesehen mit einem um eine Drehachse drehbaren Trägerflansch, einer relativ zu dem Trägerflansch pendelbar an dem Trägerflansch geführten Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments und einem radial innerhalb zu der Pendelmasse mit dem Trägerflansch verbundenen Stützblech, wobei das Stützblech den Trägerflansch radial außen übergreift und das Stützblech mit einer Anpresskraft zum Verspannen des Trägerflanschs an dem Trägerflansch anliegt.
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Durch das an den Trägerflansch angepresste Stützblech kann der Trägerflansch insbesondere an seinem radial äußeren Ende verspannt und dadurch versteift werden. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Trägerflansch radial innen an die Antriebswelle des Antriebsstrangs angekoppelt werden kann, so dass das radial äußere Ende des Trägerflanschs relativ zu dem radial inneren Ende des Trägerflanschs in axialer Richtung schwingen kann. Durch die Versteifung des radial äußeren Endes des Trägerflanschs können derartige Schwingungen zumindest gedämpft oder sogar vermieden werden. Insbesondere ist es möglich Axialschwingungen des Fliehkraftpendels bei axialen Belastungen der Antriebswelle zu vermeiden, so dass durch ein Nachschwingen des Fliehkraftpendels in axialer Richtung in den Antriebsstrang induzierte Axialschwingungen vermieden werden können. Durch das mit Hilfe des Stützblechs verspannte radial äußere Ende des Trägerflanschs können Axialschwingungen des Fliehkraftpendels vermieden werden, so dass ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit geringen Schwingungen ermöglicht ist.
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Das Stützblech und der Trägerflansch können insbesondere unterschiedliche Materialdicken und/oder Werkstoffe aufweisen, so dass sich unterschiedliche Dehnungsverhalten unter Belastung ergeben können. Das Ausmaß der Verspannung und/oder der Versteifung des Trägerflanschs kann dadurch erhöht werden. Vorzugsweise kann mit dem Stützblech ein Starterkranz zum Einleiten eines Startdrehmoments zum Starten eines Kraftfahrzeugmotors drehfest, insbesondere durch Schweißen, verbunden sein. Das Startdrehmoment kann über das Stützblech und den Trägerflansch des Fliehkraftpendels in eine mit dem Trägerflansch mittelbar oder unmittelbar gekoppelte Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors eingeleitet werden.
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Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die „Nulllage“ ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die auf die Pendelmasse wirkende Fliehkraft wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in ihre „Nulllage“ bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement, insbesondere eine mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors verbundene Schwungscheibe beispielsweise einer Primärmasse oder Sekundärmasse eines Zweimassenschwungrads, einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Die in dem Trägerflansch und/oder in der Pendelmasse vorgesehenen Bahnen weisen hierzu geeignete Krümmungen auf. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Insbesondere können mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sein. Die träge Masse der Pendelmasse und/oder die Relativbewegung der Pendelmasse zum Trägerflansch ist insbesondere zur Dämpfung eines bestimmten Frequenzbereichs von Drehungleichförmigkeiten, insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse und/oder mehr als ein Trägerflansch vorgesehen. Beispielsweise ist der Trägerflansch zwischen zwei Pendelmassen und/oder zwischen zwei Masseelementen einer Pendelmasse angeordnet. Alternativ kann die Pendelmasse zwischen zwei Flanschteilen des Trägerflanschs aufgenommen sein, wobei die Flanschteile beispielsweise Y-förmig miteinander verbunden sind.
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Insbesondere liegt der Trägerflansch mit einer nach radial außen weisenden Mantelseite an dem Trägerflansch mit einer Anpresskraft an. Dadurch kann das Stützblech, vorzugsweise mit Presspassung, leicht an dem Trägerflansch zentriert werden und gleichzeitig durch einen Reibschluss mit der Mantelseite des Trägerflanschs ein axiales Vibrieren des Trägerflanschs sperren. Vorzugsweise kann sich unter Fliehkrafteinfluss die Anpresskraft zwischen der Mantelseite des Trägerflanschs und dem Stützblech erhöhen, so dass insbesondere oberhalb der Leerlaufdrehzahl des Kraftfahrzeugmotors, vorzugsweise bei Drehzahlen in der Nähe der vorgesehenen Maximaldrehzahl, durch das Fliehkraftpendel in den Antriebsstrang induzierte unerwünschte Schwingungen vermieden werden können.
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Vorzugsweise liegt der Trägerflansch mit einer in axialer Richtung weisenden Stirnseite an dem Trägerflansch mit einer Anpresskraft an. Ein Vibrieren des Trägerflanschs in mindestens eine axiale Richtung kann dadurch formschlüssig blockiert werden.
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Besonders bevorzugt liegt das Stützblech mit einer ersten Anschlagfläche an einer ersten Stirnseite des Trägerflanschs und mit einer auf die erste Anschlagfläche zu weisenden zweiten Anschlagfläche an einer zweiten Stirnseite des Trägerflanschs zum Verspannen der ersten Stirnseite auf die zweite Stirnseite zu mit einer Anpresskraft an. Der Trägerflansch kann dadurch zwischen den Anschlagflächen spielfrei eingespannt sein. Ein Vibrieren des Trägerflanschs in beide Axialrichtungen kann dadurch formschlüssig blockiert werden.
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Insbesondere ist die erste Anschlagfläche und/oder die zweite Anschlagfläche durch ein plastisches Umformen eines Teils des Stützblechs ausgebildet. Bei der Montage des Fliehkraftpendels kann zunächst das Stützblech mit dem Trägerflansch verbunden werden, wobei hierbei der Trägerflansch in das Stützblech eingesetzt werden kann, so dass ein Teil des Stützblechs den Trägerflansch radial außen übergreift. Der in axialer Richtung abstehende Teil des Stützblechs kann hierbei teilweise bezogen auf den Trägerflansch in axialer Richtung abstehen. Dieser abstehende Teil kann dann nach radial innen plastisch umgebogen werden und soweit auf den Trägerflansch zu gebogen werden, bis der Trägerflansch zwischen den Anschlagflächen eingespannt ist. Hierbei kann der Anteil der elastischen Verformung des Trägerflanschs und des Stützblechs berücksichtigt werden, so dass auch nach einem Rückgang der elastischen Verformung der Trägerflansch immer noch im Wesentlichen spielfrei zwischen den Anschlagflächen eingespannt ist.
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Vorzugsweise weist der Trägerflansch ein erstes Flanschteil und ein mit dem ersten Flanschteil verbundenes zweites Flanschteil auf, wobei die Pendelmasse in axialer Richtung zwischen dem ersten Flanschteil und dem zweiten Flanschteil angeordnet ist. Die Flanschteile können beispielsweise im Wesentlichen Y-förmig miteinander verbunden sein. Die Pendelmasse kann dadurch insbesondere in beiden Radialrichtungen und in beiden Axialrichtungen von den Flanschteilen des Trägerflanschs und dem Stützblech vorzugsweise vollständig abgedeckt sein. Insbesondere kann durch den Trägerflansch und des Stützblech ein im Wesentlichen abgeschlossener Aufnahmeraum für die Pendelmasse begrenzt sein. Die Pendelmasse kann dadurch leicht vor Verschmutzungen geschützt sein.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Stützblech die Pendelmasse im Wesentlichen vollständig zur Ausbildung eines Berstschutzes radial außen übergreift. Falls infolge eines Bauteilversagens sich die Pendelmasse unter Fliehkrafteinfluss losreißen sollte, kann die Pendelmasse von dem Stützblech zurückgehalten werden. Das Stützblech kann hierzu eine entsprechend hohe Stabilität, beispielsweise Materialdicke, aufweisen, um in der Funktion als Berstschutz den durch die Pendelmasse verursachten Kräften standhalten zu können. Ferner ist es möglich, dass ein mit dem Stützblech verbundener Starterkranz in radialer Verlängerung der Pendelmasse vorgesehen ist, so dass sich ein entsprechend stabiler Berstschutz ergibt.
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Insbesondere weist der Trägerflansch ein Befestigungsmittel, insbesondere eine Befestigungsöffnung, zur Verbindung mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors auf, wobei das Stützblech radial außerhalb zu dem Befestigungsmittel mit dem Trägerflansch befestigt, insbesondere vernietet, ist. Das Stützblech ist dadurch nicht gemeinsame mit dem Trägerflansch mit Hilfe des Befestigungsmittels mit der Antriebswelle befestigt. Stattdessen ist das Stützblech separat mit dem Trägerflansch befestigt. Der Trägerflansch kann durch die Befestigung mit der Antriebswelle und die separate Befestigung zwischen der Pendelmasse und dem Befestigungsmittel mit dem Stützblech zusätzlich versteift sein.
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Vorzugsweise weist das Stützblech einer Reibfläche zum reibschlüssigen Verpressen einer Kupplungsscheibe in einer Reibungskupplung auf. Das Stützblech kann dadurch gleichzeitig die Funktion einer Gegenplatte der Reibungskupplung ausüben, so dass ein besonders kompakter Aufbau des Antriebsstrangs mit einer geringen Bauteileanzahl ermöglicht ist.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Antriebsstrang zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors und einem direkt mit der Antriebswelle befestigten Fliehkraftpendel, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Durch das mit Hilfe des Stützblechs verspannte radial äußere Ende des Trägerflanschs des Fliehkraftpendels können Axialschwingungen des Fliehkraftpendels vermieden werden, so dass ein Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit geringen Schwingungen ermöglicht ist. Durch die unmittelbare Befestigung des Fliehkraftpendels mit der Antriebswelle, insbesondere an einer Stirnseite der Antriebswelle, können Unwuchten und durch Unwuchten verursachte Schwingungen gering gehalten werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
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1: eine schematische Schnittansicht eines Fliehkraftpendels während der Montage und
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2: eine schematische Schnittansicht des Fliehkraftpendels aus 1 nach der Montage.
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Das in 1 dargestellte Fliehkraftpendel 10 weist einen mit einer Antriebswelle 12 verbindbaren Trägerflansch 14 auf, der zusammen mit der Antriebswelle 12 um eine Drehachse 16 rotieren kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Trägerflansch 14 ein erstes Flanschteil 18 und ein zweites Flanschteil 20 auf, die im Wesentlichen Y-förmig miteinander verbunden sind. Zwischen dem ersten Flanschteil 18 und dem zweiten Flanschteil 20 ist eine über Pendelbahnen an den Flanschteilen 18, 20 geführte Pendelmasse 22 vorgesehen, die bei Drehungleichförmigkeiten auslenken kann, um ein der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment in den Trägerflansch 14 und die Antriebswelle 12 einleiten zu können.
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Über eine radial innerhalb zur Pendelmasse 22 vorgesehene Nietverbindung 24 ist ein Stützblech 26 mit dem Trägerflansch 14 verbunden. Das Stützblech 26 verläuft von der Nietverbindung 24 nach radial außen und passiert dabei die gesamte Pendelmasse 22. Radial außerhalb zu dem Trägerflansch 14 verläuft das Stützblech 26 in axialer Richtung und übergreift hierbei sowohl den Trägerflansch 14 als auch die Pendelmasse 22. Auf axialer Höhe der Pendelmasse 22 ist in radialer Verlängerung der Pendelmasse 22 ein Starterkranz 28 mit dem Stützblech 26 verbunden, so dass das Stützblech 26 zusammen mit dem Starterkranz 28 einen stabilen und robusten Berstschutz für die Pendelmasse 22 ausbilden kann. Das Stützblech 26 kann hierbei mit einer Anpresskraft von radial außen auf einer Mantelseite 30 des Trägerflanschs 14 anliegen.
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Wie in 2 dargestellt kann ein axial über den Trägerflansch 14 überstehendes freies Ende des Stützblechs 26 durch eine plastische Verformung nach radial innen umgebogen sein. Dadurch kann der Trägerflansch 14 mit einer ersten Stirnseite 32 an einer umgebogenen ersten Anschlagfläche 34 des Stützblechs 26 anliegen und mit einer zweiten Stirnseite 36 an einer zweiten Anschlagfläche 38 des Stützblechs 26 anliegen. Der Trägerflansch 14 kann dadurch zwischen den Anschlagflächen 34, 38 mit einer Anpresskraft von dem Stützblech 26 spielfrei verspannt sein.
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Das Fliehkraftpendel 10 kann zur Ausbildung eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug mit Hilfe einer Befestigungsschraube 40 mit der Antriebswelle 12 drehfest verbunden werden. Die Nietverbindung 24 ist in radialer Richtung zwischen der Befestigungsschraube 40 und der Pendelmasse 22 vorgesehen. Ferner ist es möglich, dass eine von der Pendelmasse 22 wegweisende Axialseite des Stützblechs zumindest teilweise als Reibfläche 42 einer Gegenplatte einer Reibungskupplung ausgestaltet ist, mit deren Hilfe die Antriebswelle 12 mit mindestens einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fliehkraftpendel
- 12
- Antriebswelle
- 14
- Trägerflansch
- 16
- Drehachse
- 18
- erstes Flanschteil
- 20
- zweites Flanschteil
- 22
- Pendelmasse
- 24
- Nietverbindung
- 26
- Stützblech
- 28
- Starterkranz
- 30
- Mantelseite
- 32
- erste Stirnseite
- 34
- erste Anschlagfläche
- 36
- zweite Stirnseite
- 38
- zweite Anschlagfläche
- 40
- Befestigungsschraube
- 42
- Reibfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008059297 A1 [0002]
