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Die Erfindung betrifft eine Laufrolle für ein Fliehkraftpendel sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Fliehkraftpendels, mit dessen Hilfe eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels in Laufbahnen relativ bewegbar zu einem Trägerflansch des Fliehkraftpendels geführt 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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Um die Reibung der Laufrolle in der Laufbahn gering zu halten, ist es bekannt nach radial außen geringfügig abstehende Zentrierborde vorzusehen, zwischen denen das die Laufbahn ausbildende Material vorgesehen ist. Bei einem axialen Versatz der Laufrolle kann der Zentrierbord an dem Material anschlagen und bei einem vergleichsweise geringen Reibkontakt die Laufrolle in der Laufbahn zurückhalten. Um die Laufrolle in die Laufbahn einsetzen zu können, ist die Laufbahn in einen Bereich hinein verlängert, der im regulären Betrieb von der Laufrolle nicht erreicht wird, wobei in diesem Bereich eine entsprechend große Einfädelöffnung zum axialen Einstecken der Laufrolle vorgesehen ist. Die Einfädelöffnung weist hierzu einen deutlich größeren Durchmesser als die Zentrierborde auf.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis das Dämpfungsverhalten von Fliehkraftpendeln zu verbessern.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein Fliehkraftpendel mit einem guten Dämpfungsverhalten ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Laufrolle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. 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 eine Laufrolle zur Führung einer Pendelmasse in einer Laufbahn eines Fliehkraftpendels vorgesehen mit einem einen nach radial außen abstehenden ersten Zentrierbord aufweisenden ersten Rollenteil, und einem einen nach radial außen abstehenden zweiten Zentrierbord aufweisenden zweiten Rollenteil, wobei zwischen dem ersten Zentrierbord und dem zweiten Zentrierbord eine Lauffläche zur Kontaktierung der Laufbahn vorgesehen ist und die Lauffläche von dem ersten Zentrierbord und dem zweiten Zentrierbord axial begrenzt ist, wobei das von dem ersten Rollenteil separate zweite Rollenteil mit dem ersten Rollenteil verbunden ist.
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Da die Laufrolle nicht einstückig, sondern erst aus dem ersten Rollenteil und dem separaten zweiten Rollenteil und gegebenenfalls weiteren Bauteilen zusammengesetzt wird, ist es möglich bei der Montage des Fliehkraftpendels die separierten Rollenteile von unterschiedlichen Axialrichtungen her in die Laufbahn des Fliehkraftpendels einzusetzen und miteinander zu verbinden. Hierbei kann die maximale Einstecktiefe des ersten Rollenteils von dem ersten Zentrierbord und die maximale Einstecktiefe des zweiten Rollenteils von dem zweiten Zentrierbord beschränkt werden. Eine Einfädelöffnung, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der Zentrierborde sein muss, ist nicht erforderlich und kann eingespart werden. Das die Laufbahn ausbildende Material, insbesondere der Pendelmasse oder eines Trägerflanschs des Fliehkraftpendels, kann dadurch Einfädelöffnungs-frei ausgestaltet sein. Dadurch ist insbesondere ein Nutzmasseverlust durch die Einfädelöffnung vermieden, so dass aufgrund des erhöhten Massenträgheitsmoments das Dämpfungsverhalten des Fliehkraftpendels verbessert sein kann. Durch die Aufteilung der Zentrierborde auf separate Rollenteile kann eine Einfädelöffnung für die Laufrolle und der damit verbundene Nutzmassenverlust vermieden werden, so dass ein Fliehkraftpendel mit einem guten Dämpfungsverhalten ermöglicht ist.
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Die Laufrolle kann für ein Fliehkraftpendel vorgesehen sein, das zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten ausgestaltet ist. Das Fliehkraftpendel kann hierzu einen um eine Drehachse drehbaren Trägerflansch zur mittelbaren oder unmittelbaren Anbindung an die Antriebswelle und eine relativ zu dem Trägerflansch pendelbare Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments aufweisen. Die Lauffläche der Laufrolle ist in axialer Richtung insbesondere im Wesentlichen mittig vorgesehen. Wenn das Fliehkraftpendel einen mittigen Trägerflansch aufweist, der in axialer Richtung zwischen zwei miteinander verbundenen Pendelmassen vorgesehen ist, kann die mit der Lauffläche zusammenwirkende Laufbahn von dem Trägerflansch ausgebildet sein. Wenn das Fliehkraftpendel eine mittige Pendelmasse aufweist, die in axialer Richtung zwischen zwei miteinander verbundenen Flanschteilen des Trägerflanschs vorgesehen ist, kann die mit der Lauffläche zusammenwirkende Laufbahn von der Pendelmasse ausgebildet sein.
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Insbesondere ist die Lauffläche nur von dem ersten Rollenteil oder nur von dem zweiten Rollenteil oder nur von einem in axialer Richtung zwischen dem ersten Rollenteil und dem zweiten Rollenteil angeordneten Zwischenring ausgebildet, wobei insbesondere eine von der Lauffläche nach radial innen verlaufende Kontaktebene des ersten Rollenteils und/oder des zweiten Rollenteils an einem Radiusauslauf eines Übergangsradius von dem ersten Zentrierbord oder von dem zweiten Zentrierbord zur Lauffläche beginnt. Die Kontaktebene des ersten Rollenteils kann zum zweiten Rollenteil weisen. Die Kontaktebene des zweiten Rollenteils kann zum ersten Rollenteil weisen. Dadurch kann sich eine im Wesentlichen absatzlose Lauffläche ausbilden, die einen gleichmäßigen Kontakt in der Laufbahn ermöglicht. Wenn die Laufrolle soweit axial verlagert sein sollte, dass die Kontaktebene in den Bereich der Laufbahn gelangt, würde der benachbarte Zentrierbord sowieso an dem die Laufbahn ausbildenden Material in Kontakt geraten, so dass eine Unebenheit im Bereich der Kontaktebene am Rand der Lauffläche vernachlässigbar wäre. Der zu dem ersten Rollenteil und dem zweiten Rollenteil separate Zwischenring kann insbesondere zur Fertigung der Lauffläche mit höheren Toleranzanforderungen hergestellt werden als die Rollenteile. Da der Zwischenring insbesondere als Hohlzylinder ausgestaltet sein kann, kann der Zwischenring eine einfache Herstellungsgeometrie aufweisen, die auch bei hohen Toleranzanforderungen, beispielsweise bezüglich der Oberflächenrauigkeit, kostengünstig hergestellt werden kann. Bei der Montage kann der Zwischenring, insbesondere an dem ersten Rollenteil und/oder an dem zweiten Rollenteil zentriert, zwischen dem ersten Rollenteil und dem zweiten Rollenteil verklemmt werden.
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Vorzugsweise ist das erste Rollenteil mit dem zweiten Rollenteil über eine lösbare Verbindungstechnik, insbesondere Verschrauben und/oder Verpressen, verbunden. Die Laufrolle kann dadurch zu einem späteren Zeitpunkt leicht demontiert werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich die gesamte Laufrolle als bereits verbundene Baueinheit zu bearbeiten und für die Montage in dem Fliehkraftpendel wieder zu zerlegen.
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Besonders bevorzugt ist das erste Rollenteil mit dem zweiten Rollenteil über eine unlösbare Verbindungstechnik, insbesondere Verkleben und/oder Schweißen, verbunden. Dadurch kann vermieden werden, dass sich im montierten Zustand des Fliehkraftpendels unter den auftretenden Belastungen eine Relativbewegung des ersten Rollenteils zum zweiten Rollenteil einstellt. Die Lebensdauer der Laufrolle ist dadurch entsprechend hoch.
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Insbesondere weist das erste Rollenteil ein erstes Formschlusselement, insbesondere eine Mehrkantkontur, zum Ansetzen eines Haltewerkzeugs und/oder das zweite Rollenteil ein zweites Formschlusselement, insbesondere eine Mehrkantkontur, zum Ansetzen eines Haltewerkzeugs auf. An dem jeweiligen Formschlusselement kann beispielsweise ein Maulschlüssel angesetzt werden, um die Rollenteile miteinander verschrauben zu können. Vorzugsweise sind die Formschlusselemente zum formschlüssigen Ansetzen unterschiedlicher Haltewerkzeuge, insbesondere Maulschlüssel mit unterschiedlichen Schlüsselweiten, ausgestaltet. Das Formschlusselement kann hierbei von radial außen her, beispielsweise von einem Maulschlüssel, oder von radial innen her, beispielsweise von einem Innensechskant, zugänglich sein.
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Vorzugsweise sind das erste Formschlusselement und das zweite Formschlusselement von der gleichen Axialseite her zugänglich. Dadurch ist es nicht erforderlich das Fliehkraftpendel bei der Montage der Laufrollen zu umgreifen. Stattdessen kann nur von einer Axialseite her die Laufrolle montiert werden. Die Montage ist dadurch erleichtert. Beispielsweise kann das eine Rollenteil einen in der Art einer Schraube abstehenden Gewindebolzen aufweisen, der ein stirnseitiges Formschlusselement für einen Innensechskant aufweist, während das andere Rollenteil in der Art einer Schraubenmutter ein zu dem Gewindebolzen korrespondierendes Innengewinde aufweist und an der Axialseite, von der her das Formschlusselement des Gewindebolzens zugänglich ist, ein Formschlusselement für einen Maulschlüssel aufweist.
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Besonders bevorzugt ist das erste Rollenteil an dem zweiten Rollenteil, insbesondere über einen in einen Zentriersitz eingefädelten Zentrierzylinder, zentriert. Dadurch kann das erste Rollenteil zu dem zweiten Rollenteil mit einer hohen Präzision koaxial ausgerichtet werden. Dies ermöglicht auch bei einer lösbaren Verbindung des ersten Rollenteils mit dem zweiten Rollenteil eine beispielsweise spanende Bearbeitung der verbundenen Laufrolle und ein nachfolgendes Demontieren und Montieren der Laufrolle, ohne dass durch das Demontieren und Montieren die Präzision der vorherigen Bearbeitung signifikant beeinträchtigt wird.
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Insbesondere weist das erste Rollenteil und/oder das zweite Rollenteil einen Masseansatz zur Bereitstellung eines Gesamtschwerpunkts der Laufrolle in axialer Richtung mittig zur Lauffläche auf. Durch den Masseansatz kann der Masseschwerpunkt des ersten Rollenteils und/oder des zweite Rollenteils derart vorgesehen werden, dass im montierten Zustand der Gesamtschwerpunkt der Laufrolle mittig in der Laufbahn liegt. Dadurch kann eine Kippneigung der Laufrolle und eine axiale Verlagerung der Laufrolle relativ zur Laufbahn vermieden werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten mit einem um eine Drehachse drehbaren Trägerflansch zur mittelbaren oder unmittelbaren Anbindung an die Antriebswelle, einer relativ zu dem Trägerflansch pendelbaren Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments und mindestens einer Laufrolle, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Führung der Pendelmasse an dem Trägerflansch, wobei eine mit der Lauffläche der Laufrolle zusammenwirkende Laufbahn von dem Trägerflansch oder von der Pendelmasse ausgebildet ist. Durch die Aufteilung der Zentrierborde der Laufrolle auf separate Rollenteile kann eine Einfädelöffnung für die Laufrolle und der damit verbundene Nutzmassenverlust vermieden werden, so dass ein Fliehkraftpendel mit einem guten Dämpfungsverhalten ermöglicht ist.
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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, in denen die Laufrolle geführt ist. Vorzugsweise sind mindestens zwei Laufrollen vorgesehen, die jeweils in einer Laufbahn des Trägerflanschs und einer Pendelbahn der Pendelmasse geführt sind. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Vorzugsweise sind mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt an dem Trägerflansch geführt. 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 sind zwei über insbesondere als Abstandsbolzen ausgestaltete Bolzen oder Niete miteinander verbundene Pendelmassen vorgesehen, zwischen denen in axialer Richtung des Drehschwingungsdämpfers der Trägerflansch positioniert ist. Alternativ können zwei, insbesondere im Wesentlichen Y-förmig miteinander verbundene, Flanschteile des Trägerflanschs vorgesehen sein, zwischen denen die Pendelmasse positioniert ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Fliehkraftpendels, bei dem zur Herstellung einer Laufrolle, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, das erste Rollenteil mit dem zweiten Rollenteil lösbar verbunden wird und nachfolgend die Lauffläche, insbesondere spanabhebend, gefertigt wird. Durch die Aufteilung der Zentrierborde der Laufrolle auf separate Rollenteile kann eine Einfädelöffnung für die Laufrolle und der damit verbundene Nutzmassenverlust vermieden werden, so dass ein Fliehkraftpendel mit einem guten Dämpfungsverhalten ermöglicht ist. Durch die Bearbeitung der Laufrolle im verbundenen Zustand des ersten Rollenteils mit dem zweiten Rollenteil kann ein sehr genauer Übergang zwischen der ersten Laufrolle und der zweiten Laufrolle gefertigt werden, der im Wesentlichen keinen radialen Versatz aufweist.
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Insbesondere wird nach dem Fertigen der Lauffläche das erste Rollenteil von dem zweiten Rollenteil getrennt, nachfolgend ein die Laufbahn ausbildendes Bauteil in axialer Richtung zwischen dem ersten Rollenteil und dem zweiten Rollenteil positioniert und nachfolgend das erste Rollenteil mit dem zweiten Rollenteil verbunden, wobei die Laufbahn zwischen dem ersten Zentrierbord und dem zweiten Zentrierbord angeordnet wird. Durch die Demontage der Laufrolle nach der Fertigung der Lauffläche kann die Laufrolle einfach ohne eine Einfädelöffnung in die Laufbahn eingesetzt werden und das erste Rollenteil mit dem zweiten Rollenteil insbesondere unlösbar wieder verbunden werden. Dadurch kann eine hohe Genauigkeit für die Lauffläche ohne einen signifikanten radialen Versatz ermöglicht werden und gleichzeitig eine einfache Montage des Fliehkraftpendels erreicht 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 teilgeschnittene Seitenansicht einer Laufrolle.
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Die in 1 dargestellte Laufrolle 10 ist zweistückig aus einem ersten Rollenteil 12 und einen zweiten Rollenteil 14 zusammengesetzt. Das erste Rollenteil 12 weist hierzu einen Gewindebolzen 16 auf, der in ein korrespondierendes Innengewinde 18 des zweiten Rollenteils 14 lösbar eingeschraubt werden kann. Von dem ersten Rollenteil 12 steht nach radial außen ein in Umfangsrichtung umlaufender erster Zentrierbord 20 ab, während von dem zweiten Rollenteil 14 nach radial außen ein in Umfangsrichtung umlaufender zweiter Zentrierbord 22 absteht. Zwischen dem ersten Zentrierbord 20 und dem zweiten Zentrierbord 22 ist eine Lauffläche 24 ausgebildet, die in einer Laufbahn eines Trägerflanschs oder Pendelmasse eines Fliehkraftpendels geführt sein kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Lauffläche 24 vollständig von dem zweiten Rollenteil 14 ausgebildet. Das bedeutet, dass eine bei der Lauffläche 24 beginnende Kontaktebene 26 des ersten Rollenteils 12 mit dem zweiten Rollenteil 14 an einem Ende eines zur Lauffläche 24 führenden Radiusauslaufs eines Übergangsradius 28 ausgebildet ist. Der Übergangsradius 28 wird als Teil des jeweiligen Zentrierbords 20, 22 und nicht als Teil der Lauffläche 24 betrachtet.
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Um einen radialen Versatz des ersten Rollenteils 12 zum zweiten Rollenteil 14 in der Kontaktebene 26 zu vermeiden, weist das zweite Rollenteil 14 einen Zentriersitz 30 auf, in den ein Zentrierzylinder 32 des ersten Rollenteils 12 mit einer geringen Passung eingesetzt ist. Um das Verschrauben des ersten Rollenteils 12 mit dem zweiten Rollenteil 14 zu erleichtern, weist das erste Rollenteil 12 ein erstes Formschlusselement 34 und das zweite Rollenteil 14 ein zweites Formschlusselement 36 auf. Die Formschlusselemente 34, 36 sind in der dargestellten Ausführungsform als von radial außen her zugänglicher Mehrkant ausgestaltet, beispielsweise um einen Maulschlüssel formschlüssig ansetzen zu können. Alternativ kann das erste Formschlusselement 34 an einer Stirnseite des Gewindebolzen 16 als Aufnahme für einen Innensechskant vorgesehen werden, so dass beide Formschlusselemente 34, 36 von der selben Axialseite her zugänglich sind. Insbesondere kann das erste Formschlusselement 34 und/oder das zweite Formschlusselement 36 gleichzeitig als Masseansatz dienen, indem die axiale Erstreckung des entsprechenden Formschlusselements 34, 36 über die für das anzusetzende Werkzeug erforderliche axiale Länge hinaus verlängert ist, so dass der Gesamtmasseschwerpunkt der Laufrolle 10 mittig zur Lauffläche 24 vorgesehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Laufrolle
- 12
- erstes Rollenteil
- 14
- zweites Rollenteil
- 16
- Gewindebolzen
- 18
- Innengewinde
- 20
- erster Zentrierbord
- 22
- zweiter Zentrierbord
- 24
- Lauffläche
- 26
- Kontaktebene
- 28
- Übergangsradius
- 30
- Zentriersitz
- 32
- Zentrierzylinder
- 34
- erstes Formschlusselement
- 36
- zweites Formschlusselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008059297 A1 [0002]
