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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung für mehrere Tilgungsordnungen mit zwei auf unterschiedliche Tilgerordnungen abgestimmten, um eine Drehachse angeordneten Fliehkraftpendeln mit über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen, welche entlang eines Schwingwinkels pendelfähig vorgesehen sind. Gattungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtungen dienen der drehzahladaptiven Drehschwingungstilgung. Aufgrund der Funktionsweise dieser Fliehkraftpendeleinrichtung ist eine Abstimmung auf eine Tilgerordnung einer Schwingungsanregung erforderlich. Insbesondere bei Brennkraftmaschinen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs kann die Tilgerordnung auf die abhängig von der Anzahl der Zylinder entstehende Hauptschwingungsordnung abgestimmt werden. Ist die Brennkraftmaschine auf einen Betrieb mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zylindern ausgelegt, treten beispielsweise während eines Vollbetriebs und einer Zylinderteilabschaltung zwei unterschiedliche Tilgerordnungen auf. Aus den Dokumenten
WO 2015/149794 A1 ,
EP 2 833 018 A1 ,
DE 10 2014 221 413 A1 sind beispielsweise Fliehkraftpendeleinrichtungen mit zwei Fliehkraftpendeln bekannt, wobei jedes der beiden Fliehkraftpendel auf jeweils eine Tilgerordnung abgestimmt ist. Hierbei arbeiten die einzelnen Fliehkraftpendel unabhängig voneinander, so dass die Massen der Pendelmassen des jeweils nicht aktiven Fliehkraftpendels nicht genutzt und ineffektiv sind.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Fliehkraftpendeleinrichtung mit zwei Fliehkraftpendeln, deren Pendelmassen interaktiv für zwei Tilgerordnungen nutzbar sind. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit einer effektiveren Bauraumnutzung bei vorgegebenen Tilgungssituationen mit unterschiedlichen Tilgerordnungen vorzuschlagen.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Die vorgeschlagene Fliehkraftpendeleinrichtung dient der Drehschwingungsisolation mehrerer Tilgungsordnungen und enthält zumindest zwei auf unterschiedliche Tilgerordnungen abgestimmte, um eine Drehachse angeordnete Fliehkraftpendel mit über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen, welche entlang eines Schwingwinkels pendelfähig vorgesehen sind. Hierbei sind die zumindest zwei Fliehkraftpendel mit Pendelmassen derart ausgelegt, dass zumindest ein Teil der Pendelmassen eines Fliehkraftpendels einen Teil des anderen Fliehkraftpendels bildet.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Fliehkraftpendeleinrichtung können zwei Fliehkraftpendel mit jeweils einem Flansch wie Pendelträger und gegenüber diesem pendelfähig aufgenommenen Pendelmassen vorgesehen sein, wobei die Fliehkraftpendel auf unterschiedliche Tilgerordnungen abgestimmt sind und mittels eines abhängig von der Tilgerordnung schaltendenden Umschaltmechanismus Pendelmassen der einen Tilgerordnung dem Fliehkraftpendel mit der anderen Tilgerordnung zu- und abschaltbar sind.
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Beispielsweise können zwei auf unterschiedliche Tilgerordnungen abgestimmte Fliehkraftpendel und ein Umschaltmechanismus vorgesehen sein, wobei die Pendelmassen eines auf eine erste Tilgerordnung abgestimmten Fliehkraftpendels in einer Endlage mittels des Umschaltmechanismus sperrbar sind und im gesperrten Zustand ein Flansch für die Pendelmassen des auf eine zweite Tilgerordnung abgestimmten Fliehkraftpendels bilden.
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Beispielsweise können die sperrbaren Pendelmassen im gesperrten Zustand umfangsseitig aneinander liegen und ein Flanschteil für die anderen Pendelmassen bilden.
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Mit anderen Worten wird eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit zwei Fliehkraftpendeln vorgeschlagen, wobei eine Nutzung der Pendelmassen einer Tilgerordnung als Flansch für die Pendelmassen des Fliehkraftpendels einer zweiten Tilgerordnung vorgesehen sein kann. Hierbei werden wenigstens zwei Fliehkraftpendel unterschiedlicher Tilgerordnungen und ein Umschaltmechanismus vorgeschlagen, mit dem wahlweise die Pendelmassen des einen oder eines anderen Fliehkraftpendels in einer Endlage gesperrt werden kann. Die gesperrten Pendelmassen bilden dann den Flansch für die freien Pendelmassen.
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Beispielsweise kann eine Kombination aus zwei Fliehkraftpendeln, die auf unterschiedliche Tilgerordnungen abgestimmt sind, vorgesehen sein. Die Geometrie beziehungsweise Kontur der Pendelmassen und die Rollenbahnen, auf welchen Pendelrollen zwischen einem Pendelmassenträger und den Pendelmassen abwälzen, können so ausgelegt sein, dass jeweils die Pendelmassen der gleichen Tilgerordnung in der tiefsten Lage, das heißt in ihrer Endlage bei kleinstem Durchmesser gesperrt werden können und zusammen einen Ring bilden, der als Flansch für die Pendelmassen der anderen Tilgerordnung dient, so dass diese frei schwingen können. Eine Umschaltung von dieser Tilgerordnung in die andere erfolgt, indem die schwingenden Pendelmassen gesperrt werden und einen Flansch für die vorher gesperrten Pendelmassen bilden, die nun frei schwingen können. Mit anderen Worten kann diese Ausführungsform der vorgeschlagenen Fliehkraftpendeleinrichtung in zwei Betriebszuständen betrieben werden:
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In einem ersten Betriebszustand sind die Pendelmassen eines zweiten Fliehkraftpendels gesperrt und bilden einen Flansch für die Pendelmassen des ersten Fliehkraftpendels. Die Pendelmassen des ersten Fliehkraftpendels können frei schwingen und tilgen eine Anregung mit einer ersten Tilgerordnung.
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In einem zweiten Betriebszustand sind die Pendelmassen des ersten Fliehkraftpendels gesperrt und bilden einen Flansch für die Pendelmassen des zweiten Fliehkraftpendels. Die Pendelmassen des zweiten Fliehkraftpendels können frei schwingen und eine Anregung mit einer zweiten Tilgerordnung tilgen.
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Die Änderung der Tilgerordnung an den Pendelmassen kann beispielsweise mittels eines Wechsels von Kontaktflanken von die Pendelrollen aufnehmenden Rollenfenstern im Flansch und in den Pendelmassen erfolgen. Aufgrund eines Verzichts auf fest angeordnete Flansche kann der frei werdende Bauraum zur Erweiterung der Pendelmassen genutzt werden. Das Umschalten zwischen den Pendelmassen erfolgt mittels eines aktiven Umschaltmechanismus. Eine vorteilhafte Anwendung einer derart ausgebildeten Fliehkraftpendeleinrichtung kann für Antriebsstränge mit einer Brennkraftmaschine mit Zylinderabschaltung vorgesehen sein.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine vereinfachte Darstellung einer Fliehkraftpendeleinrichtung in einem ersten Betriebszustand in Ansicht,
- 2 die Fliehkraftpendeleinrichtung der 1 in einem zweiten Betriebszustand,
- 3 eine konstruktive Ausführungsform der Fliehkraftpendeleinrichtung der 1 und 2 in einem ersten Betriebszustand,
- 4 die Fliehkraftpendeleinrichtung der 3 in einem zweiten Betriebszustand,
- 5 eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit einem Umschaltmechanismus mit Rollensteuerung in Ansicht,
- 6 die Fliehkraftpendeleinrichtung der 5 im Schnitt,
- 7 ein Umschaltvorgang der Fliehkraftpendeleinrichtung der 5 und 6 in einer ersten Phase,
- 8 ein Umschaltvorgang der Fliehkraftpendeleinrichtung der 5 und 6 in einer zweiten Phase,
- 9 ein Umschaltvorgang der Fliehkraftpendeleinrichtung der 5 und 6 in einer dritten Phase,
- 10 eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit einem gegenüber der Fliehkraftpendeleinrichtung der 5 bis 9 abgeänderten Umschaltmechanismus in einer ersten Phase in Ansicht,
- 11 die Fliehkraftpendeleinrichtung der 10 in einer zweiten Phase und
- 12 die Fliehkraftpendeleinrichtung der 10 und 11 in einer dritten Phase.
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In den 1 und 2 ist die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 schematisch in Ansicht mit den Fliehkraftpendeln 2, 3 und den diesen jeweils zugeordneten Pendelmassen 4, 5 dargestellt. Die Pendelmassen 4, 5 sind jeweils axial nebeneinander angeordnet und mittels der Pendellager 6, 7 miteinander verschwenkbar verbunden. Der nur schematisch dargestellte Umschaltmechanismus 8 schaltet die Pendelmassen 4, 5 eines Fliehkraftpendels 2, 3 zwischen der Funktion eines Flanschs und gegenüber diesem verschwenkbaren Pendelmassen 5, 4 des anderen Fliehkraftpendels 3, 2 um.
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In der 1 sind die Pendelmassen 5 des zweiten Fliehkraftpendels 3 mittels des Umschaltmechanismus 8 gesperrt, indem sie unter Bildung des Flanschs 9 nach radial innen gedrückt werden und einen geschlossenen Ring bilden. Die Pendelmassen 5 dienen dabei den Pendelmassen 4 des ersten Fliehkraftpendels 2 als Flansch 9. Die Rollenbahnen 10 im Flansch 9 sind durch die obere Hälfte der Ausnehmungen der gesperrten Pendelmassen 5 gebildet, die Rollenbahnen 11 in den verschwenkbaren Pendelmassen 4 sind durch die untere Hälfte der Ausnehmungen in den verschwenkbaren Pendelmassen gebildet. Die Geometrie dieser Rollenbahnen 10, 11 ist so ausgelegt, dass die ersten Pendelmassen 4 mit einer ersten Tilgerordnung schwingen.
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In 2 sind die Pendelmassen 4 des ersten Fliehkraftpendels 2 mittels des Umschaltmechanismus 8 gesperrt, indem sie unter Bildung des Flanschs 12 nach radial innen gedrückt werden und einen geschlossenen Ring bilden, der den Pendelmassen 5 des anderen Fliehkraftpendels 3 als Flansch 12 dient. Die Rollenbahnen 13 im Flansch 12 sind durch die die obere Hälfte der Ausnehmungen der gesperrten Pendelmassen 4 gebildet, die Rollenbahnen 14 in den Pendelmassen 5 sind durch die untere Hälfte der Ausnehmungen in den verschwenkbaren Pendelmassen 5 gebildet. Die Geometrie dieser Rollenbahnen 13, 14 ist so ausgelegt, dass die Pendelmassen 5 des Fliehkraftpendels 3 in einer zweiten Tilgerordnung schwingen.
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Die 3 und 4 zeigen die Fliehkraftpendeleinrichtung 1a mit den Fliehkraftpendeln 2a, 3a in Ansicht, wobei der besseren Übersicht halber jeweils eine der jeweils frei schwingenden Pendelmassen 4a, 5a dargestellt ist. Der Umschaltmechanismus 8a ist hier beispielsweise aus den Zylinderrollen 15a gebildet, wobei jeweils eine Zylinderrolle 15a zwischen dem radial außen angeordneten Abstützring 16a und der jeweiligen Außenkontur 17a, 18a der Pendelmassen 4a, 5a angeordnet ist. Die 3 zeigt die frei schwingenden Pendelmassen 4a und 4 zeigt die freischwingenden Pendelmassen 5a.
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Wie aus den 5 und 6 der Fliehkraftpendeleinrichtung 1a hervorgeht, bringen die Zylinderrollen 15a die Pendelmassen 4a, 5a durch Einwirkung auf die Außenkonturen 17a jeweils in eine Endlage bei kleinstem Durchmesser und sperren damit die jeweiligen Pendelmassen 4a, 5a.
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Die 7 bis 9 zeigen hierzu einen Umschaltvorgang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1a. Dieser erfolgt durch Verdrehen des Abstützrings 16a relativ zum aktuell gebildeten Flansch 9a (7). Die Zylinderrollen 15a wälzen auf der Außenkontur 17a der gesperrten Pendelmassen 5a ab. Dabei schieben sie die freien Pendelmassen 4a in ihre Endlage, was dazu führt, dass die Zylinderrollen 15a auf beiden Pendelmassen 4a, 5a abrollen (8). Schließlich erreichen die Zylinderrollen 15a eine Position, an der die gesperrten Pendelmassen 5a keinen Kontakt mehr mit den Zylinderrollen 15a haben und durch die Fliehkraft frei werden. Die anderen Pendelmassen 4a sind jetzt in der Endlage gesperrt und dienen als Flansch 12a für die frei schwingenden Pendelmassen 5a (9).
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Die 10 bis 12 zeigen die Fliehkraftpendeleinrichtung 1b mit den Pendelmassen 4b, 5b und einem abgeänderten Umschaltmechanismus 8b. Hierzu ist ein freilaufähnlicher Mechanismus vorgesehen. Der Umschaltmechanismus 8b enthält den radial außen angeordneten Abstützring 16b und zwei Klemmkörpersätzen 19b, 20b. Ein Klemmkörpersatz 19b ist über den Pendelmassen 5b einer Tilgerordnung platziert, der zweite befindet sich auf einer anderen Ebene über den Pendelmassen 4b der anderen Tilgerordnung. In 10 sind die Pendelmassen 5b durch die Klemmkörper des Klemmkörpersatzes 19b gesperrt, die Pendelmassen 4b können frei schwingen ohne die Klemmkörper des Klemmkörpersatzes 20b zu berühren. Die Verdrehung des Abstützringes 16b relativ zum Flansch 9b führt wie in 11 gezeigt zum Entsperren der Pendelmassen 5b. Dabei werden alle Pendelmassen 4b, 5b unter Fliehkrafteinwirkung nach radial außen derart verlagert, dass alle Pendelmassen 4b, 5b in Kontakt mit ihren Klemmkörpersätzen 19b, 20b treten. Bei einer weiteren Verdrehung des Abstützrings 16b werden die wie in 12 gezeigt die Pendelmassen 4b gesperrt und die Pendelmassen 5b verlieren den Kontakt zu ihrem Klemmkörpersatz 20b und können frei schwingen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 1a
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 1b
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Fliehkraftpendel
- 2a
- Fliehkraftpendel
- 3
- Fliehkraftpendel
- 3a
- Fliehkraftpendel
- 4
- Pendelmasse
- 4a
- Pendelmasse
- 4b
- Pendelmasse
- 5
- Pendelmasse
- 5a
- Pendelmasse
- 5b
- Pendelmasse
- 6
- Pendellager
- 7
- Pendellager
- 8
- Umschaltmechanismus
- 8a
- Umschaltmechanismus
- 8b
- Umschaltmechanismus
- 9
- Flansch
- 9a
- Flansch
- 9b
- Flansch
- 10
- Rollenbahn
- 11
- Rollenbahn
- 12
- Flansch
- 12a
- Flansch
- 13
- Rollenbahn
- 14
- Rollenbahn
- 15a
- Zylinderrolle
- 16a
- Abstützring
- 16b
- Abstützring
- 17a
- Außenkontur
- 18a
- Außenkontur
- 19b
- Klemmkörpersatz
- 20b
- Klemmkörpersatz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/149794 A1 [0001]
- EP 2833018 A1 [0001]
- DE 102014221413 A1 [0001]
