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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. Der Trägerflansch weist zwei über Abstandsbolzen miteinander verbundene Flanschteile auf, zwischen denen die Pendelmasse pendeln kann. Die Pendelmasse weist an ihren in tangentialer Richtung weisenden Endseiten jeweils ein Pufferelement aus einem elastischen Gummimaterial auf, das bei Erreichung eines maximalen Schwingwinkels der Pendelmasse an dem jeweils zugeordneten Abstandsbolzen des Trägerflanschs anschlagen kann.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis Geräuschentwicklungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs kostengünstig zu reduzieren.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen geräuscharmen und kostengünstigen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs 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 und mit der Antriebswelle mittelbar oder unmittelbar verbindbaren Trägerflansch, einer relativ zu dem Trägerflansch, insbesondere über Pendelbahnen, pendelbaren ersten Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments und einer relativ zu dem Trägerflansch, insbesondere über Pendelbahnen, pendelbaren und zu der ersten Pendelmasse in Umfangsrichtung versetzt angeordneten zweiten Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments, wobei die erste Pendelmasse eine zur zweiten Pendelmasse weisende Aufnahmeöffnung und die zweite Pendelmasse eine in die Aufnahmeöffnung einsetzbare Endanschlagzunge aufweist.
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Dadurch, dass die in Umfangsrichtung nachfolgend angeordneten Pendelmassen stirnseitig anschlagen können, ist es möglich in Umfangsrichtung zwischen den Pendelmassen vorgesehene Bolzen, an denen die Pendelmassen jeweils anschlagen können einzusparen, wodurch Kosten eingespart werden können. Dadurch kann die Erstreckung der Pendelmassen in Umfangsrichtung vergrößert werden ohne dass hierbei der Bauraumbedarf steigt. Dadurch kann sich die träge Masse der Pendelmassen erhöhen, wodurch ohne zusätzlichen Bauraum die Dämpfungsleistung des Fliehkraftpendels verbessert werden kann. Wenn die erste Pendelmasse an der zweiten Pendelmasse anschlägt, ist es durch die in die Aufnahmeöffnung eingreifende Endanschlagzunge möglich im Vergleich zu in einer Radialrichtung verlaufenden stirnseitigen ebenen Anschlagflächen die Kontaktfläche zwischen der ersten Pendelmasse und der zweiten Pendelmasse zu erhöhen. Die Konturierung der Aufnahmeöffnung und der Endanschlagzunge kann schräg zur Radialrichtung verlaufende Kontaktflächen aufweisen, wodurch sich die entsprechend größere Kontaktfläche ergibt. Durch die größere Kontaktfläche können sich die beim Anschlagen auftretenden Kräfte stärker verteilen, wodurch sich infolge der geringeren Spannungen geringere Schwingungen in den Pendelmassen und eine geringere Emission von Körperschall ergeben. Durch die bei einem Anschlagen der ersten Pendelmasse an der zweiten Pendelmasse in die Aufnahmeöffnung eingreifende Endanschlagzunge können kostengünstig Körperschall erzeugende Spannungen vermieden werden, so dass ein geräuscharmer und kostengünstiger Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist.
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Die Aufnahmeöffnung und die Endanschlagzunge können insbesondere eine Feder-Nut-Verbindung ausbilden. Dadurch kann die erste Pendelmasse automatisch an der zweiten Pendelmasse ausgerichtet werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass nach einem Ausschalten des Kraftfahrzeugmotors, insbesondere in einer Start/Stopp-Situation, ein schwerkraftbedingtes Herunterfallen und radiales Anschlagen der Pendelmassen vermieden wird. Die in Umfangsrichtung benachbarten Pendelmassen können bei einem schwerkraftbedingten Herunterfallen nach radial innen sich in Umfangsrichtung aufeinander zu bewegen, so dass die Endanschlagzunge in die Aufnahmeöffnung eingreifen kann. Dadurch ergibt sich eine Abstützung in Umfangsrichtung, die ein radiales Anschlagen verhindern oder zumindest abbremsen und dämpfen kann. Das die Aufnahmeöffnung begrenzende Material und/oder das die Endanschlagzunge ausbildende Material kann insbesondere verschieden zu dem übrigen für die Pendelmasse verwendeten Material sein. Die Aufnahmeöffnung und/oder die Endanschlagzunge kann dadurch beispielsweise aus einem elastomeren Kunststoff hergestellt sein, während die übrige Pendelmasse aus einem Stahl hergestellt ist. Durch die zusätzlich an der Pendelmasse angebrachte Aufnahmeöffnung und/oder Endanschlagzunge kann zudem das Massenträgheitsmoment der gesamten Pendelmasse erhöht werden, wodurch die Dämpfungsleistung steigen kann. Vorzugsweise sind die erste Pendelmasse und die zweite Pendelmasse identisch ausgeformt. Das heißt sowohl die erste Pendelmasse als auch die zweite Pendelmasse weisen an einer im Wesentlichen in tangentialer Richtung weisenden ersten Stirnseite jeweils die Aufnahmeöffnung und an einer von der ersten Stirnseite im Wesentlichen in tangentialer Richtung weg weisenden zweiten Stirnseite die Endanschlagzunge auf. Vorzugsweise sind sämtliche vorgesehenen Pendelmassen im Wesentlichen identisch ausgestaltet. Die Anzahl der Gleichteile kann dadurch erhöht werden, wodurch Herstellungskosten sinken können.
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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, 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 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 ist die Endanschlagzunge in einer in der Aufnahmeöffnung eingesetzten Relativlage in radialer Richtung, insbesondere sowohl nach radial außen als auch nach radial innen, blockiert. Ein schwerkraftbedingtes Herunterfallen und radiales Anschlagen der Pendelmassen kann dadurch formschlüssig blockiert werden, so dass Anschlaggeräusche in einer Start/Stopp-Situation oder bei einem Ausschalten des Kraftfahrzeugmotors vermieden werden können. Die Aufnahmeöffnung kann eine zumindest mit einem Anteil nach radial außen weisende Anschlagfläche aufweisen, während die Endanschlagzunge eine zumindest mit einem Anteil nach radial innen weisende Anschlagfläche aufweisen kann, und/oder umgekehrt, so dass ein relatives Abgleiten nach radial innen an in ausschließlich tangentialer Richtung weisenden ebenen Anschlagflächen vermieden ist. Stattdessen kann die sich schwerkraftbedingt nach radial innen bewegende Pendelmasse von den in Umfangsrichtung nachfolgenden Pendelmassen zurückgehalten werden.
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Insbesondere ist die Endanschlagzunge in einer in der Aufnahmeöffnung eingesetzten Relativlage in axialer Richtung, blockiert. Dadurch kann ein axialer Versatz und ein axiales Anschlagen der Pendelmasse an dem Trägerflansch vermieden werden. Dadurch können beispielsweise unnötige axiale Belastungen von in Pendelbahnen geführten Laufrollen, die zum pendelbaren Führen der Pendelmasse an dem Trägerflansch vorgesehen sein können, vermieden werden.
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Vorzugsweise ist die Endanschlagzunge und/oder die Aufnahmeöffnung in Umfangsrichtung im Wesentlichen keilförmig und/oder kegelförmig ausgestaltet. Dadurch kann die erste Pendelmasse und die zweite Pendelmasse bei einem Anschlagen in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung aneinander zentriert und automatisch ausgerichtet werden. Dadurch ergeben sich bei einem Start des Kraftfahrzeugmotors im Wesentlichen definierte Ausgangsrelativlagen der Pendelmassen zueinander, bei denen beispielsweise ein unerwünschtes tangentiales Anschlagen von in unterschiedliche Umfangsrichtungen aufeinander zu pendelnde Pendelmassen vermieden werden können.
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Besonders bevorzugt sind in einer in der Aufnahmeöffnung eingesetzten Relativlage der Endanschlagzunge der Massenschwerpunkt der ersten Pendelmasse und der Massenschwerpunkt der zweiten Pendelmasse auf einer gemeinsamen Kreisbahn angeordnet. Insbesondere sind die Massenschwerpunkte sämtlicher Pendelmassen in einer in der Aufnahmeöffnung eingesetzten Relativlage der Endanschlagzunge der jeweiligen Pendelmasse auf der gemeinsamen Kreisbahn angeordnet. Ein radialer Versatz der Pendelmassen zueinander kann dadurch vermieden sein, so dass sich bei einem Start des Kraftfahrzeugmotors gleichartige Relativlagen der Pendelmassen zueinander ergeben, bei denen beispielsweise ein unerwünschtes tangentiales Anschlagen von in unterschiedliche Umfangsrichtungen aufeinander zu pendelnde Pendelmassen vermieden werden können.
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Insbesondere ist die Endanschlagzunge in ein von der ersten Pendelmasse überstreichbares Volumen hinein bewegbar. Dadurch können die Pendelmassen in Umfangsrichtung ein besonders geringes Spiel aufweisen und eine entsprechend große Erstreckung in Umfangsrichtung aufweisen. Das Massenträgheitsmoment der Pendelmassen kann dadurch bauraumneutral erhöht werden. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass durch das Zusammenwirken der Aufnahmeöffnung mit der Endanschlagzunge bei einem drohenden Anschlagen harte Anschlaggeräusche vermieden werden können und es deswegen nicht erforderlich ist für jede Pendelmasse ein von den anderen Pendelmassen verschiedenes überstreichbares Volumen vorzusehen.
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Vorzugsweise ist zwischen der Aufnahmeöffnung und der Endanschlagzunge ein Dämpfungselement zum Dämpfen von Anschlaggeräuschen vorgesehen, wobei das Dämpfungselement insbesondere an einer zur Aufnahmeöffnung weisenden Seite der Endanschlagzunge vorgesehen ist. Das beispielsweise aus einem elastomeren Kunststoff hergestellte Dämpfungselement kann bei einem tangentialen Anschlagen der Pendelmassen aneinander auftretende Geräusche dämpfen und dadurch Schallemissionen vermeiden. Zudem können beim Anschlagen auftretende Kräfte ebenfalls gedämpft werden, wodurch Bauteilbelastungen der Pendelmassen bei einem Anschlagen reduziert werden können.
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Besonders bevorzugt ist die erste Pendelmasse und/oder die zweite Pendelmasse an einer ersten Axialseite und/oder an einer von der ersten Axialseite weg weisenden zweiten Axialseite zumindest teilweise mit einer Kontaktbeschichtung zur Reibungsreduktion mit dem Trägerflansch versehen. Die Reibung der Pendelmasse mit dem Kontaktflansch und dadurch induzierter Körperschall kann dadurch reduziert werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:
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1: eine schematische Draufsicht auf ein Fliehkraftpendel.
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Das in 1 dargestellte Fliehkraftpendel 10 weist einen mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors mittelbar oder unmittelbar koppelbaren Trägerflansch 12 auf, an dem eine erste Pendelmasse 14 und eine in Umfangsrichtung nachfolgende zweite Pendelmasse 16 über Pendelbahnen 18 pendelbar geführt ist. Für eine in Umfangsrichtung nachfolgende Pendelmasse würde die erste Pendelmasse 14 die zweite Pendelmasse 16 und die nachfolgende Pendelmasse die erste Pendelmasse 14 beziehungsweise die zweite Pendelmasse 16 die erste Pendelmasse 14 und die nachfolgende Pendelmasse die zweite Pendelmasse 16 sein. Die erste Pendelmasse 14 weist eine, insbesondere als separates befestigtes Bauteil ausgestaltete, keilförmige Aufnahmeöffnung 20 auf, die in tangentialer Richtung auf die zweite Pendelmasse 16 zu gerichtet ist. Gegenüberliegend zu der Aufnahmeöffnung 20 weist die zweite Pendelmasse 16 eine zur Aufnahmeöffnung 20 korrespondierende, insbesondere als separates befestigtes Bauteil ausgestaltete, keilförmige Endanschlagzunge 22 auf, die bei einer Annäherung in Umfangsrichtung in die Aufnahmeöffnung 20 in der Art einer Feder-Nut-Verbindung eingreifen kann. Ein schwerkraftbedingtes Herunterfallen der jeweiligen Pendelmasse 14, 16 nach radial innen kann dadurch formschlüssig blockiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fliehkraftpendel
- 12
- Trägerflansch
- 14
- erste Pendelmasse
- 16
- zweite Pendelmasse
- 18
- Pendelbahn
- 20
- Aufnahmeöffnung
- 22
- Endanschlagzunge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008059297 A1 [0002]
