DE102016221576A1

DE102016221576A1 - Fliehkraftpendel und Antriebssystem

Info

Publication number: DE102016221576A1
Application number: DE102016221576.0A
Authority: DE
Inventors: David Schnädelbach; Jean-Francois Heyd; Christian Hügel
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2018-05-03
Also published as: WO2018082731A1; CN109891122A; CN109891122B; DE112017005546A5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel und ein Antriebssystem mit solch einem Fliehkraftpendel, wobei das Fliehkraftpendel drehbar um eine Drehachse lagerbar ist, wobei das Fliehkraftpendel eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit einem Pendelflansch, eine Koppeleinrichtung und eine Pendelmasse umfasst, wobei die Koppeleinrichtung die Pendelmasse mit dem Pendelflansch koppelt, wobei die Koppeleinrichtung ausgebildet ist, die Pendelmasse ausgehend von einer Ruhelage über einen Schwingwinkel relativ zum Pendelflansch entlang einer Pendelbahn zu einer Auslenkungsposition zu führen, wobei die Pendelbahn einen ersten Abschnitt und wenigstens einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt durch die Ruhelage und einen ersten Schwingwinkel begrenzt wird, wobei der zweite Abschnitt der Pendelbahn durch einen zweiten Schwingwinkel begrenzt wird, wobei der zweite Schwingwinkel größer ist als der erste Schwingwinkel, wobei im ersten Abschnitt die Pendelbahn eine erste Abstimmungsordnung und zumindest zu Beginn des zweiten Abschnitts eine zweite Abstimmungsordnung aufweist, wobei die zweite Abstimmungsordnung zumindest auf eine Anregungsordnung eines Antriebsmotors abstimmbar ist, wobei die erste Abstimmungsordnung unterschiedlich zu der zweiten Abstimmungsordnung ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel gemäß Patentanspruch 1 und ein Antriebssystem gemäß Patentanspruch 10.
Aus der US 6,450,065 ist ein drehzahladaptiver Schwingungstilger für eine um eine Achse rotierbare Welle bekannt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fliehkraftpendel und ein verbessertes Antriebssystem bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels eines Fliehkraftpendels gemäß Patentanspruch 1 und eines Antriebssystems gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Es wurde erkannt, dass ein verbessertes Fliehkraftpendel dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Fliehkraftpendel drehbar um eine Drehachse lagerbar ist, wobei das Fliehkraftpendel eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit einem Pendelflansch, eine Koppeleinrichtung und eine Pendelmasse umfasst, wobei die Koppeleinrichtung die Pendelmasse mit dem Pendelflansch koppelt, wobei die Koppeleinrichtung ausgebildet ist, die Pendelmasse ausgehend von einer Ruhelage über einen Schwingwinkel relativ zum Pendelflansch entlang einer Pendelbahn zu einer Auslenkungsposition zu führen, wobei die Pendelbahn einen ersten Abschnitt und wenigstens einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt durch die Ruhelage und einen ersten Schwingwinkel begrenzt wird, wobei der zweite Abschnitt der Pendelbahn durch einen zweiten Schwingwinkel begrenzt wird, wobei der zweite Schwingwinkel größer ist als der erste Schwingwinkel, wobei im ersten Abschnitt die Pendelbahn eine erste Abstimmungsordnung und zumindest zu Beginn des zweiten Abschnitts eine zweite Abstimmungsordnung aufweist, wobei die zweite Abstimmungsordnung zumindest auf eine Anregungsordnung eines Antriebsmotors abstimmbar ist, wobei die erste Abstimmungsordnung unterschiedlich zu der zweiten Abstimmungsordnung ist.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine Beschädigung der Koppeleinrichtung des Fliehkraftpendels bei hohen Drehzahlen und eine Reaktion des Fliehkraftpendels auf Lastwechsel bei hohen Drehzahlen vermieden werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist im ersten Abschnitt die erste Abstimmungsordnung des Fliehkraftpendels über dem Schwingwinkel im Wesentlichen konstant.
In einer weiteren Ausführungsform liegt der erste Schwingwinkel in einem Bereich von 3° bis 10°, insbesondere in einem Bereich von 4° bis 6°, und/oder ist der erste Schwingwinkel im Wesentlichen 3° oder 5° oder 10°. Zusätzlich oder alternativ liegt der erste Schwingwinkel in einem Bereich von 5 Prozent bis 15 Prozent eines maximalen Schwingwinkels der Pendelbahn, insbesondere in einem Bereich von 8 Prozent bis 12 Prozent des maximalen Schwingwinkels.
In einer weiteren Ausführungsform weicht die erste Abstimmungsordnung um eine vordefinierte erste Abweichung von der zweiten Abstimmungsordnung ab, wobei die erste vordefinierte Abweichung in einem Bereich von 0,02 bis 0,5, insbesondere in einem Bereich von 0,02 bis 0,2, besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,1, insbesondere besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,05 oder 0,05 bis 0,1, liegt und/oder die erste vordefinierte Abweichung 0,02 oder 0,05 oder 0,1 ist und/oder wobei die erste vordefinierte Abweichung größer als eine Fertigungstoleranz der Koppeleinrichtung ist.
In einer weiteren Ausführungsform steigt die zweite Abstimmungsordnung mit zunehmendem Schwingwinkel im zweiten Abschnitt an oder fällt sie ab oder ist zumindest abschnittsweise konstant.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Pendelbahn derart ausgebildet, dass die Abstimmungsordnung über den Schwingwinkel stetig ist oder die Pendelbahn ist derart ausgebildet, dass die Pendelbahn über den Schwingwinkel zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt einen Sprung in der Abstimmungsordnung aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Pendelbahn oberhalb des ersten Schwingwinkels zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt einen Übergangsabschnitt auf, wobei im Übergangsabschnitt eine dritte Abstimmungsordnung über den Schwingwinkel von der ersten Abstimmungsordnung zu der zweiten Abstimmungsordnung übergeht.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Pendelbahn im ersten Abschnitt derart ausgebildet, dass oberhalb einer vordefinierten Drehzahl der Schwingwinkel der Pendelmasse in der Auslenkungsposition kleiner ist als der erste Schwingwinkel.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Koppeleinrichtung ein Koppelmittel, eine erste Führungsbahn und eine zweite Führungsbahn auf, wobei das Koppelmittel an der ersten Führungsbahn und an der zweiten Führungsbahn anliegt, wobei die erste Führungsbahn und die zweite Führungsbahn die Pendelbahn festlegen, wobei bei Erreichen des zweiten Schwingwinkels das Koppelmittel an einem Ende der ersten Führungsbahn und/oder der zweiten Führungsbahn anschlägt oder wobei bei Erreichen des zweiten Schwingwinkels das Koppelmittel beabstandet zu einem Ende der ersten Führungsbahn und/oder zu einem Ende der zweiten Führungsbahn angeordnet ist.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Antriebssystem einen Antriebsmotor und das oben beschriebene Fliehkraftpendel auf, wobei der Antriebsmotor eine Anregungsordnung aufweist, wobei die erste Abstimmungsordnung um einevordefinierte zweite Abweichung bezogen auf die Anregungsordnung abweicht, wobei die vordefinierte zweite Abweichung in einem Bereich von 0,02 bis 0,5, insbesondere in einem Bereich von 0,02 bis 0,2, besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,1, insbesondere besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,05 oder 0,05 bis 0,1, liegt und/oder die vordefinierte zweite Abweichung 0,02 oder 0,05 ist und/oder wobei die erste vordefinierte Abweichung identisch oder unterschiedlich zu der vordefinierten zweiten Abweichung ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems;
2 eine Draufsicht auf ein Fliehkraftpendel; und
3 ein Diagramm von Abstimmungsordnungen des Fliehkraftpendels aufgetragen über dem Schwingwinkel.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 1 eines Kraftfahrzeugs. Das Antriebssystem 1 umfasst einen Antriebsstrang 2 eines Kraftfahrzeugs. Der Antriebsstrang 2 weist einen Antriebsmotor 3 und vorzugsweise eine Übersetzungseinrichtung 4 auf. Der Antriebsmotor 3 ist in der Ausführungsform beispielhaft als Brennkraftmaschine ausgebildet. Zwischen der Übersetzungseinrichtung 4 und dem Antriebsmotor 3 kann der Antriebsstrang 2 weitere Komponenten aufweisen. So weist beispielsweise der Antriebsstrang 2 eine Kupplungseinrichtung 5 und ein Fliehkraftpendel 10 auf. Das Fliehkraftpendel 10 kann abtriebsseitig mit der Kupplungseinrichtung 5 verbunden sein. Die Kupplungseinrichtung 5 dient dazu, einen Drehmomentfluss zwischen dem Antriebsmotor 3 und der Übersetzungseinrichtung 4 schaltbar zu unterbrechen oder der Übersetzungseinrichtung 4 bereitzustellen.
Der Antriebsmotor 3 ist in der Ausführungsform als periodisch arbeitende Antriebsmaschine, beispielsweise als Brennkraftmaschine, ausgebildet. Im Betrieb des Antriebssystems 1 stellt der Antriebsmotor 3 eine Antriebsleistung mit einem Drehmoment und einer Drehzahl n bereit. Dabei tritt bei dem Antriebsmotor 3 eine die Rotationsbewegung überlagernde Drehschwingung auf, deren Frequenz f_AN sich mit der Drehzahl n ändert. Zur Verringerung der Drehschwingung weist das Antriebssystem 1 das Fliehkraftpendel 10 auf. Vorzugsweise ist die Brennkraftmaschine 3 als kleinzylindrische Brennkraftmaschine 3 ausgebildet und weist eine vordefinierte Anzahl von Zylindern auf, wobei die Anzahl zwei aktivierte Zylinder oder drei aktivierte Zylinder oder vier aktivierte Zylinder ist. Auch kann der Antriebsmotor 3 eine Zylinderabschaltung aufweisen, bei der ein Teil der vorhandenen Zylinder deaktiviert wird und die Antriebsleistung nur von den aktivierten Zylindern bereitgestellt wird.
2 zeigt eine schematische Draufsicht auf das in 1 gezeigte Fliehkraftpendel 10. Das Fliehkraftpendel 10 ist drehbar um eine Drehachse 15 gelagert. Das Fliehkraftpendel 10 weist in der Ausführungsform beispielhaft eine Fliehkraftpendeleinrichtung 20 und wenigstens eine in Umfangsrichtung zu der Fliehkraftpendeleinrichtung 20 versetzt angeordnete weitere Fliehkraftpendeleinrichtung 25 auf. In der Ausführungsform sind beispielhaft vier Fliehkraftpendeleinrichtungen 20, 25 vorgesehen. Selbstverständlich kann die Anzahl der Fliehkraftpendeleinrichtungen 20, 25 auch andersartig als in 1 gezeigt gewählt sein.
Die Fliehkraftpendeleinrichtung 20, 25 umfasst einen Pendelflansch 30, eine Pendelmasse 35 und eine Koppeleinrichtung 40. In der Ausführungsform teilen sich die Fliehkraftpendeleinrichtung 20 und die weitere Fliehkraftpendeleinrichtung 25 den Pendelflansch 30. Auch ist denkbar, dass die Fliehkraftpendeleinrichtung 20 und die weitere Fliehkraftpendeleinrichtung 25 unterschiedliche Pendelflansche 30 aufweisen.
Die Koppeleinrichtung 40 ist in der Ausführungsform als Kulissenführung ausgebildet und koppelt die Pendelmasse 35 mit dem Pendelflansch 30. Dabei weist beispielhaft die Koppeleinrichtung 40 eine erste Aussparung 45 mit einer als erste Führungsbahn ausgebildeten ersten Aussparungskontur 50 und eine zweite Aussparung 55 mit einer als zweite Führungsbahn ausgebildeten zweiten Aussparungskontur 60 sowie ein Koppelmittel 65 auf. In der Ausführungsform ist beispielhaft die erste Aussparung 45 in der Pendelmasse 35 und die zweite Aussparung 55 im Pendelflansch 30 angeordnet. Die erste Aussparung 45 und die zweite Aussparung 55 sind beispielhaft nierenförmig ausgebildet. Dabei ist beispielhaft die erste Aussparung 45 radial nach außen hin gerichtet, sodass Enden der ersten Aussparung 45 radial außenseitig und ein mittlerer Bereich der ersten Aussparung 45 radial innenseitig zu den Enden der ersten Aussparung 45 angeordnet sind. Die zweite Aussparung 55 ist in umgekehrter Richtung zu der ersten Aussparung 45 radial nach innen hin gerichtet, wobei Enden der zweiten Aussparung 55 radial innenseitig und ein mittlerer Bereich der zweiten Aussparung 55 radial außenseitig zu den Enden der zweiten Aussparung 55 angeordnet sind.
Die erste Aussparung 45 und die zweite Aussparung 55 überlappen sich in axialer Richtung abschnittsweise und werden durch das Koppelmittel 65 durchgriffen. Das Koppelmittel 65 ist in der Ausführungsform beispielhaft als Pendelrolle ausgebildet.
Die weitere Fliehkraftpendeleinrichtung 25 ist in der Ausführungsform identisch zu der Fliehkraftpendeleinrichtung 20 ausgebildet und weist eine weitere Pendelmasse 135 und eine weitere Koppeleinrichtung 140 auf. Die weitere Koppeleinrichtung 140 koppelt die weitere Pendelmasse 135 mit dem Pendelflansch 30. Die weitere Koppeleinrichtung 140 ist vorzugsweise identisch zu der Koppeleinrichtung 40 ausgebildet.
Von besonderem Vorteil ist, wenn zwischen der Pendelmasse 35 der Fliehkraftpendeleinrichtung 20 und der weiteren Pendelmasse 135 eine Federeinrichtung 180 vorgesehen ist. Die Federeinrichtung 180 koppelt die Pendelmasse 35 mit der weiteren Pendelmasse 135. Dabei erstreckt sich die Federeinrichtung 180 in Umfangsrichtung und ist vorzugsweise auf einer Kreisbahn um die Drehachse 15 angeordnet. Dabei kann die Federeinrichtung 180 beispielsweise als Bogenfeder ausgebildet sein. Auch kann die Federeinrichtung 180 eine zylindrische Ausgestaltung aufweisen, wobei sich die Federeinrichtung 180 auf einer Tangente zu einer Kreisbahn um die Drehachse 15 erstreckt.
Im Betrieb des Fliehkraftpendels 10 rotiert das Fliehkraftpendel 10 um die Drehachse 15. Dabei wird die Pendelmasse 35 durch die auf die Pendelmasse 35 wirkende Fliehkraft radial nach außen gezogen, sodass das Koppelmittel 65 sowohl an der ersten Aussparungskontur 50 als auch an der zweiten Aussparungskontur 60 anliegt. Die erste Aussparungskontur 50 und die zweite Aussparungskontur 60 legen zusammen mit der geometrischen Ausgestaltung des Koppelmittels 65 eine Pendelbahn 70 der Pendelmasse 35 geometrisch fest.
Die Pendelbahn 70 weist eine Ruhelage 75 auf. In der Ruhelage 75 weist die Pendelmasse 35 den größtmöglichen Abstand zur Drehachse 15 auf. Die Ruhelage 75 nimmt die Pendelmasse 35 dann ein, wenn die Pendelmasse 35 während der Rotation nicht zum Pendeln angeregt wird. Das Fliehkraftpendel 10 wird als drehzahladaptiv bezeichnet, da das Fliehkraftpendel 10 Drehschwingungen über einen größeren Drehzahlbereich, idealerweise den gesamten Drehzahlbereich des Antriebsmotors 3 tilgen kann. Dem Fliehkraftpendel 10 liegt das Prinzip zugrunde, dass die Pendelmasse 35 fliehkraftbedingt bestrebt ist, die Drehachse 15 im größtmöglichen Abstand zu der Drehachse 15 zu umkreisen.
Wird die Drehschwingung in das Fliehkraftpendel 10 eingeleitet, so wird die Pendelmasse 35 aus der Ruhelage 75 in eine Auslenkungsposition 80 ausgelenkt und pendelt dabei entlang der Pendelbahn 70. In der Auslenkungsposition 80 weist die Pendelmasse 35 einen gegenüber der Ruhelage 75 reduzierten Abstand zu der Drehachse 15 auf. Wird die Pendelmasse 35 aus der Ruhelage 75 ausgelenkt, so weist die Pendelmasse 35 gegenüber der Ruhelage 75 einen Schwingwinkel α auf. Je größer der Schwingwinkel α dabei ist, desto geringer ist der Abstand der Pendelmasse 35 zu der Drehachse 15. Die Pendelbahn 70 wird durch einen maximalen Schwingwinkel α_MAX begrenzt. Im maximalen Schwingwinkel α_MAX schlägt das Koppelmittel 65 an einem Ende der Aussparung 45, 55 an. Das Anschlagen führt zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung und kann ferner zu einer Beschädigung des Koppelmittels 65 und/oder der Aussparung 45, 55 führen. Ferner ist im maximalen Schwingwinkel α_MAX der Abstand der Pendelmasse 35 zu der Drehachse 15 am geringsten von allen möglichen Positionen auf der Pendelbahn 70.
Die weitere Koppeleinrichtung 140 führt die weitere Pendelmasse 135 ausgehend von einer weiteren Ruhelage 175 entlang eines weiteren Schwingwinkels β relativ zum Pendelflansch 30 entlang einer weiteren Pendelbahn 170. Die weitere Pendelbahn 170 ist vorzugsweise identisch zu der Pendelbahn 70 ausgebildet. Dies bewirkt, dass bei Einleitung von Drehschwingungen die beiden Pendelmassen 35, 135 synchron pendeln, sodass der weitere Schwingwinkel β identisch zum Schwingwinkel α ist.
Das Fliehkraftpendel 10 hat eine Drehzahl n proportionale Eigenfrequenz f_Fk, sodass Drehschwingungen mit Frequenzen, die zu der Drehzahl n des Antriebsmotors 3 in gleicher Weise proportional sind, über einen großen Drehzahlbereich getilgt werden können. Dabei gilt, dass: f_Fk=k·n ist. Dabei ist k eine Abstimmungsordnung des Fliehkraftpendels 10 und n die Drehzahl des Fliehkraftpendels 10, mit dem das Fliehkraftpendel 10 um die Drehachse 15 rotiert.
Der Antriebsmotor 3 ist in der Ausführungsform als Viertakt-Brennkraftmaschine ausgebildet. Aufgrund der Zündfolge und der Arbeitstakte entspricht dabei eine Anregungsordnung x des Antriebsmotors 3 einer halben Anzahl der aktiven Zylinder. So ist beispielsweise bei einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine ohne Zylinderabschaltung die Anregungsordnung x gleich 2. Selbstverständlich kann auch die Anregungsordnung x einen anderen Wert aufweisen. So ist beispielsweise bei einer Sechszylinder-Brennkraftmaschine mit sechs aktiv geschalteten Zylindern (ohne Zylinderabschaltung) die Anregungsordnung x gleich 3. Weist die Brennkraftmaschine eine Zylinderabschaltung auf, bei der beispielsweise die Hälfte der Zylinder der Brennkraftmaschine bei Zylinderabschaltung deaktiviert werden, so ist entsprechend ebenso auch die Anregungsordnung x andersartig als im Zustand, in dem alle Zylinder aktiviert sind. So weist beispielsweise die Sechszylinder-Brennkraftmaschine mit einer Zylinderabschaltung von drei Zylindern eine Anregungsordnung von x gleich 1,5 auf.
3 zeigt ein Diagramm der Abstimmungsordnungen k des Fliehkraftpendels 10 aufgetragen über dem Schwingwinkel α.
In 3 sind die Abstimmungsordnungen k gegenüber dem Schwingwinkel α aus der Ruhelage 75 heraus in einer Richtung der Pendelbahn 70 dargestellt. In der Ausführungsform ist die Pendelbahn 70 in beide Richtungen symmetrisch ausgebildet, sodass das in 3 gezeigte Diagramm beidseitig unabhängig der Pendelrichtung der Pendelmasse 35 entlang der Pendelbahn 70 gilt. Ferner ist in 3 mittels einer strichlierten Linie die Anregungsordnung x des Antriebsmotors 3 symbolisch aufgezeigt. Die Anregungsordnung x ist über den Schwingwinkel α konstant.
Die Pendelbahn 70 weist einen ersten Abschnitt 85 und wenigstens einen zweiten Abschnitt 90 auf. Der erste Abschnitt 85 wird durch die Ruhelage 75 und einen vordefinierten ersten Schwingwinkel α₁ begrenzt. Der zweite Abschnitt 90 der Pendelbahn 70 wird durch einen zweiten Schwingwinkel α₂ und einen vordefinierten dritten Schwingwinkel α₃ begrenzt. Der erste Schwingwinkel α₁ ist dabei kleiner als der zweite Schwingwinkel α₂ und der dritte Schwingwinkel α₃ . Der dritte Schwingwinkel α₃ ist kleiner als der zweite Schwingwinkel α₂ .
Im ersten Abschnitt 85 weist die Pendelbahn 70 eine erste Abstimmungsordnung k1 und im zweiten Abschnitt 90 weist die Pendelbahn 70 eine zweite Abstimmungsordnung k2 auf. Im ersten Abschnitt 85 und im zweiten Abschnitt 90 ist die Abstimmungsordnung k1, k2 des Fliehkraftpendels 10 im Wesentlichen über den Schwingwinkel α konstant. Auch kann, wie in 3 mittels einer strichlierten Linie dargestellt, im zweiten Abschnitt 90 die zweite Abstimmungsordnung k2 mit zunehmendem Schwingwinkel α ansteigen oder abfallen. Die erste Abstimmungsordnung k1 weicht von der zweiten Abstimmungsordnung k2 um eine vordefinierte erste Abweichung Δk1 ab.
Zusätzlich weist die Pendelbahn 70 zwischen dem ersten Abschnitt 85 und dem zweiten Abschnitt 90 einen Übergangsabschnitt 91 auf. Der Übergangsabschnitt 91 wird durch den ersten Schwingwinkel α₁ und den dritten Schwingwinkel α₃ begrenzt. Im Übergangsabschnitt 91 weist die Pendelbahn 70 eine dritte Abstimmungsordnung k3 auf. Die dritte Abstimmungsordnung k3 geht von der ersten Abstimmungsordnung k1 hin zur zweiten Abstimmungsordnung k2 über, sodass die Abstimmungsordnung k über den Schwingwinkel α stetig ist.
Die erste Abstimmungsordnung k1 weicht um die erste vordefinierte Abweichung Δk1 von der zweiten Abstimmungsordnung k2, zumindest zu Beginn des zweiten Abschnitts 90, also im dritten Schwingwinkel α₃ , ab. Von besonderem Vorteil ist, wenn die erste vordefinierte Abweichung Δk1 in einem Bereich von 0,02 bis 0,5, insbesondere in einem Bereich von 0,02 bis 0,2, besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,1, insbesondere besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,05 oder 0,05 bis 0,1, liegt und/oder die erste vordefinierte Abweichung Δk1 0,02 oder 0,05 oder 0,1 ist.
Ferner ist im ersten Abschnitt 85 ist die erste Abstimmungsordnung k1 dahingehend auf die Anregungsordnung x des Antriebsmotors 3 abgestimmt, dass die erste Abstimmungsordnung k1 um eine vordefinierten zweite Abweichung Δk2 von der Anregungsordnung x abweicht. Die zweite Abweichung Δk2 kann dabei identisch oder unterschiedlich zu der ersten Abweichung Δk1 sein. Von besonderem Vorteil ist, wenn die zweite vordefinierte Abweichung Δk2 in einem Bereich von 0,02 bis 0,5, insbesondere in einem Bereich von 0,02 bis 0,2, besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,1, insbesondere besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,05 oder 0,05 bis 0,1, liegt und/oder die zweite vordefinierte Abweichung Δk2 0,02 oder 0,05 oder 0,1 ist. Ferner ist die zweite Abweichung Δk2 größer als eine Fertigungstoleranz der Koppeleinrichtung 40.
Die zweite Abstimmungsordnung k2 ist vorzugsweise optimal auf die Anregungsordnung x abgestimmt. Dabei kann die zweite Abstimmungsordnung k2 identisch zu der Anregungsordnung x sein. Auch kann die zweite Abstimmungsordnung k2 dahingehend auf die Anregungsordnung x abgestimmt sein, dass die zweite Abstimmungsordnung k2 um eine vordefinierte dritte Abweichung Δk3 von der Anregungsordnung x abweicht. Dabei ist von Vorteil, wenn die dritte Abweichung Δk3 größer ist als eine Fertigungstoleranz der Koppeleinrichtung 40 und kleiner ist als 0,03 und/oder kleiner ist als die erste und/oder zweite Abweichung Δk1, Δk2.
Ferner ist von Vorteil, wenn der erste Schwingwinkel α₁ in einem Bereich von 3° bis 10°, insbesondere in einem Bereich von 4° bis 6°, liegt und/oder im Wesentlichen 3° oder 5° oder 10° ist, und/oder wobei der erste Schwingwinkel α₁ in einem Bereich von 5 Prozent bis 15 Prozent des maximalen Schwingwinkels α_MAX der Pendelbahn 70, insbesondere in einem Bereich von 8 Prozent bis 12 Prozent des maximalen Schwingwinkels α_MAX , liegt.
In der Ausführungsform fallen beispielhaft der zweite Schwingwinkel α₂ und der maximale Schwingwinkel α_MAX zusammen. Selbstverständlich kann zwischen dem zweiten Schwingwinkel α₂ und dem maximalen Schwingwinkel α_MAX die Pendelbahn 70 einen weiteren Abschnitt aufweisen, in dem die Abstimmungsordnung k andersartig als im ersten und/oder zweiten Abschnitt 85, 90 gewählt ist.
Durch die oben beschriebene Ausgestaltung des Fliehkraftpendels 10 wird sichergestellt, dass bei Einleitung von Drehschwingungen oberhalb einer vordefinierten Drehzahl n, beispielsweise oberhalb von 4000 U/min, die Pendelmasse 35 nicht oder nur geringfügig auf die Drehschwingung reagiert und nicht oder nur geringfügig aus der Ruhelage 75 hin zu der Auslenkungsposition 80 ausgelenkt wird. Dabei ist die zweite Abweichung Δk2 derart gewählt, dass der Schwingwinkel α oberhalb der vordefinierten Drehzahl n der Pendelmasse 35, im Gegensatz zu dem Fall, in dem im ersten Abschnitt 85 auf die erste Abweichung Δk1 verzichtet wird, reduziert ist. Somit wird auf eine einfache Weise die Fliehkraftpendeleinrichtung 20, 25 dynamisch deaktiviert. Ferner wird eine Reaktion der Fliehkraftpendeleinrichtung 20, 25 auf schädliche Lastwechsel oberhalb der vordefinierten Drehzahl n reduziert. Insbesondere kann bei hohen Drehzahlen n eine Beschädigung des Fliehkraftpendels 10, insbesondere der Koppeleinrichtung 40, vermieden werden.
In einer alternativen Ausführungsform wird auf den Übergangsabschnitt 91 verzichtet, sodass der erste und dritte Schwingwinkel α₁ , α₃ identisch sind. In diesem Fall weist die Pendelbahn 70 in der Abstimmungsordnung k im ersten und dritten Schwingwinkel α₁ , α₃ ein Sprung auf und ist nicht stetig.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Antriebssystem
2: Antriebsstrang
3: Antriebsmotor
4: Übersetzungseinrichtung
5: Kupplungseinrichtung
10: Fliehkraftpendel
15: Drehachse
20: Fliehkraftpendeleinrichtung
25: weitere Fliehkraftpendeleinrichtung
30: Pendelflansch
35: Pendelmasse
40: Koppeleinrichtung
45: erste Aussparung
50: erste Aussparungskontur
55: zweite Aussparung
60: zweite Aussparungskontur
65: Koppelmittel
70: Pendelbahn
75: Ruhelage
80: Auslenkungsposition
85: erster Abschnitt
90: zweiter Abschnitt
91: Übergangsabschnitt
135: weitere Pendelmasse
140: weitere Koppeleinrichtung
170: weitere Pendelbahn
175: weitere Ruhelage
180: Federeinrichtung
α: Schwingwinkel
α₁: erster Schwingwinkel
α₂: zweiter Schwingwinkel
α₃: dritter Schwingwinkel
α_MAX: maximaler Schwingwinkel
β: weiterer Schwingwinkel
x: Anregungsordnung
k: Abstimmungsordnung
k1: erste Abstimmungsordnung
k2: zweite Abstimmungsordnung
k3: dritte Abstimmungsordnung
n: Drehzahl
Δk1: erste Abweichung
Δk2: zweite Abweichung
Δk3: dritte Abweichung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6450065 [0002]

Claims

Fliehkraftpendel (10), das drehbar um eine Drehachse (15) lagerbar ist, - wobei das Fliehkraftpendel (10) eine Fliehkraftpendeleinrichtung (20, 25) mit einem Pendelflansch (30), eine Koppeleinrichtung (40) und eine Pendelmasse (35) umfasst, - wobei die Koppeleinrichtung (40) die Pendelmasse (35) mit dem Pendelflansch (30) koppelt, - wobei die Koppeleinrichtung (40) ausgebildet ist, die Pendelmasse (35) ausgehend von einer Ruhelage (75) über einen Schwingwinkel (α) relativ zum Pendelflansch (30) entlang einer Pendelbahn (70) zu einer Auslenkungsposition (80) zu führen, - wobei die Pendelbahn (70) einen ersten Abschnitt (85) und wenigstens einen zweiten Abschnitt (90) aufweist, - wobei der erste Abschnitt (85) durch die Ruhelage (75) und einen ersten Schwingwinkel (α₁) begrenzt wird, - wobei der zweite Abschnitt (90) der Pendelbahn (70) durch einen zweiten Schwingwinkel (α₂) begrenzt wird, - wobei der zweite Schwingwinkel (α₂) größer ist als der erste Schwingwinkel (α₁), - wobei im ersten Abschnitt (85) die Pendelbahn (70) eine erste Abstimmungsordnung (k1) und zumindest zu Beginn des zweiten Abschnitts (90) eine zweite Abstimmungsordnung (k2) aufweist, - wobei die zweite Abstimmungsordnung (k2) zumindest auf eine Anregungsordnung (x) eines Antriebsmotors (3) abstimmbar ist, - wobei die erste Abstimmungsordnung (k1) unterschiedlich zu der zweiten Abstimmungsordnung (k2) ist.
Fliehkraftpendel (10) nach Anspruch 1, - wobei im ersten Abschnitt (85) die erste Abstimmungsordnung (k1) des Fliehkraftpendels (10) über den Schwingwinkel (α) im Wesentlichen konstant ist.
Fliehkraftpendel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der erste Schwingwinkel (α₁) in einem Bereich von 3° bis 10°, insbesondere in einem Bereich von 4° bis 6°, liegt und/oder im Wesentlichen 3° oder 5° oder 10° ist, - und/oder - wobei der erste Schwingwinkel (α₁) in einem Bereich von 5 Prozent bis 15 Prozent eines maximalen Schwingwinkels (α_MAX) der Pendelbahn (70), insbesondere in einem Bereich von 8 Prozent bis 12 Prozent des maximalen Schwingwinkels (α_MAX), liegt.
Fliehkraftpendel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die erste Abstimmungsordnung (k1) um eine vordefinierte erste Abweichung (Δk1) von der zweiten Abstimmungsordnung (k2) abweicht, - wobei die erste vordefinierte Abweichung (Δk1) in einem Bereich von 0,02 bis 0,5, insbesondere in einem Bereich von 0,02 bis 0,2, besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,1, insbesondere besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,05 oder 0,05 bis 0,1, liegt und/oder die erste vordefinierte Abweichung (Δk1) 0,02 oder 0,05 oder 0,1 ist, - und/oder wobei die erste vordefinierte Abweichung (Δk1) größer als eine Fertigungstoleranz der Koppeleinrichtung (40) ist.
Fliehkraftpendel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die zweite Abstimmungsordnung (k2) mit zunehmendem Schwingwinkel (α) im zweiten Abschnitt (90) ansteigt oder abfällt oder zumindest abschnittsweise konstant ist.
Fliehkraftpendel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Pendelbahn (70) derart ausgebildet ist, dass die Abstimmungsordnung (k) über den Schwingwinkel (α) stetig ist, - oder - wobei die Pendelbahn (70) derart ausgebildet ist, dass die Pendelbahn (70) über den Schwingwinkel (α) zwischen dem ersten Abschnitt (85) und dem zweiten Abschnitt (90) einen Sprung in der Abstimmungsordnung (k) aufweist.
Fliehkraftpendel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Pendelbahn (70) oberhalb des ersten Schwingwinkels (α₁) zwischen dem ersten Abschnitt (85) und dem zweiten Abschnitt (90) einen Übergangsabschnitt (91) aufweist, - wobei im Übergangsabschnitt (91) eine dritte Abstimmungsordnung (k3) über den Schwingwinkel (a) von der ersten Abstimmungsordnung (k1) zu der zweiten Abstimmungsordnung (k2) übergeht.
Fliehkraftpendel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Pendelbahn (70) im ersten Abschnitt (85) derart ausgebildet ist, dass oberhalb einer vordefinierten Drehzahl (n) der Schwingwinkel (α) der Pendelmasse (35) in der Auslenkungsposition (80) kleiner ist als der erste Schwingwinkel (α₁).
Fliehkraftpendel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei die Koppeleinrichtung (40) ein Koppelmittel (65), eine erste Führungsbahn (50) und eine zweite Führungsbahn (60) aufweist, - wobei das Koppelmittel (65) an der ersten Führungsbahn (50) und an der zweiten Führungsbahn (60) anliegt, - wobei die erste Führungsbahn (50) und die zweite Führungsbahn (60) die Pendelbahn (70) festlegen, - wobei bei Erreichen des zweiten Schwingwinkels (α₂) das Koppelmittel (65) an einem Ende der ersten Führungsbahn (50) und/oder der zweiten Führungsbahn (60) anschlägt - oder wobei bei Erreichen des zweiten Schwingwinkels (α₂) das Koppelmittel (65) beabstandet zu einem Ende der ersten Führungsbahn (50) und/oder zu einem Ende der zweiten Führungsbahn (60) angeordnet ist.
Antriebssystem (1) aufweisend einen Antriebsmotor (3), vorzugsweise eine Brennkraftmaschine, und ein Fliehkraftpendel (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, - wobei der Antriebsmotor (3) eine Anregungsordnung (x) aufweist, - wobei die erste Abstimmungsordnung (k1) um eine vordefinierte zweite Abweichung (Δk2) bezogen auf die Anregungsordnung (x) abweicht, - wobei die vordefinierte zweite Abweichung(Δk2) in einem Bereich von 0,02 bis 0,5, insbesondere in einem Bereich von 0,02 bis 0,2, besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,1, insbesondere besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 0,02 bis 0,05 oder 0,05 bis 0,1, liegt und/oder die vordefinierte zweite Abweichung (Δk2) 0,02 oder 0,05 ist - und/oder - wobei die erste vordefinierte Abweichung (Δk1) identisch oder unterschiedlich zu der vordefinierten zweiten Abweichung (Δk2) ist.