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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel, das eingesetzt ist, um Drehungleichförmigkeiten zu dämpfen, die von einer Brennkraftmaschine in einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs eingeleitet werden.
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Ein derartiges Fliehkraftpendel ist Gegenstand der zum Zeitpunkt der vorliegenden Anmeldung noch unveröffentlichten Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen
DE 10 2015 216 161.7 . Gemäß dieser Anmeldung wird ein Fliehkraftpendel vorgeschlagen, mit dem über eine Antriebswelle der Brennkraftmaschine eingeleitete Drehungleichförmigkeiten gedämpft werden. Dazu sind mit der Antriebswelle verbundene Trägerflansche zur Aufnahme von in Umfangsrichtung hintereinander positionierten Pendelmassen vorgesehen, die ein der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment erzeugen. Die Pendelmassen sind über Pendelbahnen relativ zu den Trägerflanschen schwenkbar angeordnet und umschließen gleichzeitig einen Dämpfungsring aus Kunststoff. Radial nach außen gerichtete, zwischen den Pendelmassen verlaufende Dämpfungsnasen des Dämpfungsrings bilden tangentiale Anschläge für die Pendelmassen. Der Dämpfungsring ist in axialer Richtung mit einem gewissen Freiheitsgrad zwischen den Trägerflanschen angeordnet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fliehkraftpendel insbesondere hinsichtlich akustischer Emissionen und Verschleißgesichtspunkten weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird mit einem Fliehkraftpendel gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fliehkraftpendels sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Kunststoffring oder Dämpfungsring im eingebauten Zustand von zumindest einem in axialer Richtung wirkenden Federelement kraftschlüssig beaufschlagt ist.
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Aufgrund des durch das Federmittel kraftschlüssig beaufschlagten Dämpfungsrings stellt sich in axialer Richtung ein spielfreier Einbau ein, der sich positiv auf die Wirkungsweise des Dämpfungsrings auswirkt. Das Federmittel bewirkt ergänzend zu einer Führungs- oder Anlageschulter, an der der Dämpfungsring radial an zumindest einem Trägerflansch geführt ist, eine stabile Einbauposition des Kunststoff- oder Dämpfungsrings. Gemäß einer bevorzugten Auslegung des Federmittels ist der Kunststoffring unabhängig von dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine und damit auch im Leerlauf- und Volllastbetrieb spielfrei positioniert. Vorteilhaft stellt sich damit eine die Funktion verbessernde Einbaulage des Kunststoffrings ein, der mit den Pendelmassen in einer Wirkverbindung steht.
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Mit dem federnd vorgespannten Kunststoffring in Verbindung mit den radial ausgerichteten, als Anschlag bzw. als Synchronelement für die Pendelmassen dienenden Nasen kann die Geräuschentwicklung des Fliehkraftpendels entscheidend reduziert werden. Selbst beim Start und besonders beim Stopp der Brennkraftmaschine, in den geräuschempfindlichen Phasen des Fliehkraftpendels, in denen die Pendelmassen gegeneinander schwingen, ist ein Geräusch des erfindungsgemäß aufgebauten Fliehkraftpendels kaum wahrnehmbar.
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Als Dämpfungsring ist ein elastischer, gewollt deformierbarer und in Umfangsrichtung geschlossen gestalteter Kunststoffring vorgesehen, der relativ große Kontaktflächen aufweist, deren Geometrien weitestgehend den Kontaktflächen der Pendelmassen entsprechen. Im Einbauzustand ist der Kunststoffring innenseitig an Anlageschultern der Trägerflansche zentriert. Vorteilhaft kann zur Darstellung eines fixierten Einbaus des Kunststoffrings ein kostengünstiges, einen geringen Montageaufwand erforderndes Federmittel eingesetzt werden. Durch den spielfreien Einbau des Kunststoffrings stellt sich außerdem vorteilhaft ein verringerter Verschleiß ein, der sich positiv auf den Wartungsbedarf auswirkt. Die Erfindung erfüllt die Forderung nach dem ständigen Bedürfnis, die Geräuschentwicklungen in dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs kostengünstig zu reduzieren.
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Das gemäß der Erfindung aufgebaute Fliehkraftpendel kann in unterschiedlich aufgebauten, mit einer Brennkraftmaschine verbundenen Antriebsträngen eingesetzt werden, die beispielsweise mit einem Doppelkupplungsdämpfer, einem starren Schwungrad oder einem Zweimassenschwungrad bestückt sind.
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Bevorzugt ist als Federmittel eine in Umfangsrichtung einen geschlossenen Ringkörper bildende, beispielsweise kegelstumpfartig gestaltete Tellerfeder vorgesehen, die bevorzugt innenseitig an dem Trägerflansch und außenseitig an dem Dämpfungsring abgestützt ist. Zur Anpassung der Tellerfeder beispielsweise an einen geforderten, definierten Kennlinienverlauf kann eine innenseitig und/oder außenseitig gezahnte Tellerfeder eingesetzt werden.
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Zur definierten Lageposition schließt der Trägerflansch eine Aussparung oder eine Führungsschulter ein, an der die Tellerfeder im Einbauzustand abgestützt und geführt ist. Weiterhin bietet es sich an, die Tellerfeder drehgesichert einzubauen. Dazu eignet sich beispielsweise ein Verzahnungsprofil an der Außenseite der Tellerfeder, welches im eingebauten Zustand formschlüssig in eine komplementäre Gegenkontur bzw. Verzahnung des Trägerflansches verrastet. Alternativ dazu kann ein inneres Verzahnungsprofil der Tellerfeder in ein Profil des Kunststoffrings eingreifen. Vorteilhaft unterbindet eine derartige formschlüssige Verzahnung gleichzeitig die Gefahr einer Fehlmontage der Tellerfeder.
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Vorzugsweise ist die Tellerfeder aus einem metallischen Werkstoff mit einer Wandstärke von ≥ 0,5 bis ≤ 1,5 mm hergestellt. Alternativ dazu, insbesondere zur Geräuschoptimierung, bietet es sich an, eine aus einem Kunststoff hergestellte Tellerfeder einzusetzen. Dazu eignet sich bevorzugt ein glasfaserverstärkter Kunststoff wie beispielsweise PA 66 GF50.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist für die Tellerfeder eine Federkonstante von ≥ 60 bis ≤ 200 Nm vorgesehen. Diese Federkonstante gewährleistet einerseits eine sichere Fixierung des Dämpfungsrings und vermeidet andererseits eine nachteilig zu große Axialkraft zwischen den Trägerflanschen.
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Als Maßnahme, um eine mittige Einbaulage des Dämpfungsrings zu gewährleisten, schließt die Erfindung weiterhin die Verwendung von zwei Tellerfedern ein. Durch die beidseitige Tellerfederabstützung stellt sich eine Mittenzentrierung des Dämpfungsrings ein und folglich eine Lageübereinstimmung mit den Pendelmassen. Vorteilhaft wird dadurch ein axialer Versatz der radial ausgerichteten, einen tangentialen Anschlag für die Pendelmassen bildenden Nasen des Dämpfungsrings vermieden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme von Zeichnungen erläutert, wobei die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Es zeigen:
- 1: ein starres Schwungrad, dem ein erfindungsgemäßes Fliehkraftpendel zugeordnet ist;
- 2: das Fliehkraftpendel gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht;
- 3: das Fliehkraftpendel gemäß 1 ohne vorderen Trägerflansch in der Vorderansicht.
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In der 1 ist ein erfindungsgemäß aufgebautes Fliehkraftpendel 1 gezeigt, wobei die Darstellung auf erfindungswesentliche Bauteile des Fliehkraftpendels 1 beschränkt ist. Das Fliehkraftpendel 1 ist einem starren Schwungrad 2 zugeordnet, welches Teil eines Antriebsstrangs (nicht gezeigt) eines Kraftfahrzeugs ist, der eine Brennkraftmaschine beispielsweise mit einem Schaltgetriebe verbindet. Als Brennkraftmaschine ist insbesondere ein Otto- oder Dieselmotor vorgesehen, von dem das Drehmoment über den Antriebsstrang beispielsweise auf ein Getriebe und von dort über ein Differenzialgetriebe auf die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs übertragen wird. Das Fliehkraftpendel 1 umfasst zwei scheibenartig ausgeführte, innenseitig zusammengefügte Trägerflansche 3, 4, die über Befestigungsmittel 5 mit einem Flansch 6 des Schwungrades 2 verbunden sind. Von den Befestigungsmitteln 5 ausgehend, sind die Trägerflansche 3, 4 jeweils entgegengesetzt nach außen gestuft und bilden mittels parallel verlaufender Abschnitte gemeinsam eine Aufnahme 7 für in Umfangsrichtung hintereinander eingebrachte Pendelmassen 8. Das Fliehkraftpendel 1 schließt weiterhin umfangsverteilt angeordnete, in der Aufnahme 7 eingebrachte Pendelmassen 8 ein. Wie insbesondere 3 verdeutlicht, sind die vier umfangsverteilt positionierten Pendelmassen 8 über Laufrollen 9 schwenkbar angeordnet. Dazu sind die Laufrollen 9 in Pendelbahnen 16 der Pendelmassen 8 sowie in Kulissenbahnen 17 der Trägerflansche 3, 4 geführt. Entlang dieser gegenläufig zueinander verlaufenden Pendelbahnen 16 und Kulissenbahnen 17 führen die Pendelmassen 8 bei einer Drehungleichförmigkeit der Brennkraftmaschine eine Relativbewegung zu den Trägerflanschen 3, 4 aus. Zwischen den Trägerflanschteilen 3, 4 ist zudem ein in Umfangsrichtung geschlossener Kunststoffring 10 eingesetzt, der von den Pendelmassen 8 radial beabstandet umschlossen an Anlageschultern 14 der Trägerflansche 3 und 4 innenseitig zentriert ist. Zur verliergesicherten Lagefixierung ist der auch als Dämpfungsring bezeichnete Kunststoffring 10 einseitig von einer Tellerfeder 11 kraftbeaufschlagt. Dabei ist die Tellerfeder 11 in einer Aussparung 12 des Trägerflansches 4 abgestützt. Der Kunststoffring 10 schließt radial ausgerichtete Nasen 13 ein, die jeweils zwischen Stirnseiten von zwei benachbarten Pendelmassen 8 positioniert sind. Die Nasen 13, auch Dämpfungsnasen genannt, bilden bei Extremlagen des Fliehkraftpendels 1, bei denen die Pendelmassen 8 eine radial äußere Stellung einnehmen, einen tangentialen gedämpften Anschlag für die Pendelmassen 8 und vermeiden damit einen direkten Kontakt zwischen benachbarten Pendelmassen 8.
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Weitere Details des Fliehkraftpendels 1 zeigen die 2 und 3. Das Fliehkraftpendel 1 bildet, wie insbesondere in 2 gezeigt, durch die innenseitig zusammengefügten Trägerflansche 3, 4 eine umlaufende nach außen offene, für die Pendelmassen 8 bestimmte Aufnahme 7. Die 3 verdeutlicht die von den Pendelmassen 8 umschlossene Anordnung der Tellerfeder 11 innerhalb des Fliehkraftpendels 1. Die scheibenartige Tellerfeder 11 umfasst innenseitig ein umlaufendes, als Verzahnung ausgebildetes Profil 15, das beispielsweise mit einem komplementären Gegenprofil am Kunststoffring 10 verzahnt ist. Alternativ dazu kann ein außenseitiges Profil der Tellerfeder 11 mit einem entsprechenden Gegenprofil am Trägerflansch 4 in Eingriff stehen. In 3 ist das Fliehkraftpendel 1 in einer Neutralstellung abgebildet, verdeutlicht durch eine Mittenposition der Laufrollen 9 in den Pendelbahnen 16 der Pendelmassen 8. Weiterhin sind die radial nach außen gerichteten Nasen 13 des Kunststoffrings 10 jeweils mittig zwischen zwei benachbarten Pendelmassen 8 positioniert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendel
- 2
- Schwungrad
- 3
- Trägerflansch
- 4
- Trägerflansch
- 5
- Befestigungsmittel
- 6
- Flansch
- 7
- Aufnahme
- 8
- Pendelmasse
- 9
- Laufrolle
- 10
- Kunststoffring
- 11
- Tellerfeder
- 12
- Aussparung
- 13
- Nase
- 14
- Anlageschulter
- 15
- Profil
- 16
- Pendelbahn
- 17
- Kulissenbahn
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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