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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit einem um eine Drehachse angeordneten Pendelmassenträger und über den Umfang verteilt an diesem entlang einer Pendelbahn mittels Pendellagern verschwenkbar aufgenommenen Pendelmassen sowie eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit dieser. Fliehkraftpendeleinrichtungen dienen der drehzahladaptiven Drehschwingungsisolation und werden insbesondere in Antriebssträngen mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine eingesetzt. Die Drehschwingungsisolierung erfolgt, indem im Fliehkraftfeld pendelnd an einem Pendelmassenträger aufgehängte Pendelmassen zwischenzeitlich von Drehmomentspitzen eingetragene Energie als potentielle Energie speichern und danach wieder an den Antriebsstrang abgeben. Drehmomentübertragungseinrichtungen dienen der Übertragung von Drehmoment in einem Antriebsstrang, wobei zwischen deren Eingangsteil und deren Ausgangsteil eine das übertragene Drehmoment beeinflussende Funktion vorgesehen sein kann. Beispielsweise kann die Drehmomentübertragungseinrichtung als Drehschwingungsdämpfer, Drehmomentwandler, Drehschwingungstilger oder deren Kombination ausgebildet sein.
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Eine Fliehkraftpendeleinrichtung kann in Drehmomentübertragungseinrichtungen- wie beispielsweise aus
WO2014/082629 A1 bekannt - in ein Einmassenschwungrad, beispielsweise ein aus Blech hergestelltes Einmassenschwungrad integriert sein. Wie beispielsweise aus den Druckschriften
WO2014/023303 A1 und
DE 10 2013 201 981 A1 bekannt, können eine oder mehrere Fliehkraftpendeleinrichtungen in als Drehschwingungsdämpfer, entsprechend der Druckschrift
WO2014/114 280 A1 in als Kupplungsscheibe, entsprechend der Druckschrift
EP 2 600 030 A1 als hydrodynamischer Drehmomentwandler, in ein Gehäuse einer als Reibungskupplung oder als ähnliche Einrichtung ausgebildete Drehmomentübertragungseinrichtung integriert sein. Beispielsweise können - wie aus der
WO2014/082629 A1 bekannt - axial zwischen zwei Seitenteilen, die den Pendelmassenträger bilden, über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet sein. Weiterhin kann ein Pendelmassenträger als Pendelflansch ausgebildet sein, an dem beidseitig über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassenteile angeordnet sind, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassenteile miteinander mittels den Pendelflansch durchgreifender Verbindungsmittel fest zu Pendelmassen verbunden sind.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Fliehkraftpendeleinrichtung. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung die Weiterbildung einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit einer Fliehkraftpendeleinrichtung. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, eine Schrägstellung der Pendellager im Betrieb einer Fliehkraftpendeleinrichtung zu vermindern oder zu eliminieren.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände des Ansprüche 1 und 7 gelöst. Die von den Ansprüchen 1 und 7 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Gegenstände der Ansprüche 1 und 7 wieder.
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Die vorgeschlagene Fliehkraftpendeleinrichtung ist insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und kann separat als drehzahladaptiver Drehschwingungstilger eingesetzt werden. Alternativ kann die Fliehkraftpendeleinrichtung in eine Drehmomentübertragungseinrichtung des Antriebsstrangs integriert sein, beispielsweise ein- und/oder ausgangsseitig in einen Drehschwingungsdämpfer, beispielsweise in ein Zweimassenschwungrad, in eine Kupplungsscheibe, in eine Reibungskupplung, in einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, an einen Rotor einer Elektromaschine oder dergleichen. Bei Anordnung zumindest einer Fliehkraftpendeleinrichtung in Verbindung mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler kann diese innerhalb und/oder außerhalb eines Wandlergehäuses untergebracht sein, also nass oder trocken betrieben werden. Beispielsweise kann der Pendelmassenträger des Fliehkraftpendels an einem Eingangsteil und/oder einem Ausgangsteil eines Drehschwingungsdämpfers einer Wandlerüberbrückungskupplung, beispielsweise einem sogenannten Lock-Up-Dämpfer angeordnet sein.
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Der Pendelmassenträger nimmt zumindest zwei, bevorzugt vier über den Umfang verteilte, mithilfe von zwei voneinander in Umfangsrichtung beabstandeten Pendelrollen verlagerbare Pendelmassen auf. Der um die Drehachse drehende Pendelmassenträger kann aus zwei Seitenteilen gebildet sein, die zwischen sich axial erweiterte Bereiche bilden, in denen die Pendelmassen aufgenommen sind.
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Der Pendelmassenträger kann aus einem Pendelflansch gebildet sein, an dem beidseitig über den Umfang verteilt Pendelmassenteile angeordnet sind. Hierbei sind axial gegenüberliegende Pendelmassenteile mittels Verbindungsmitteln zu Pendelmassen fest verbunden. Die Pendelmassen sind mittels in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager entlang von Pendelbahnen pendelnd an dem Pendelmassenträger, beispielsweise an den Seitenteilen oder dem Pendelflansch aufgehängt. Die Pendellager sind jeweils aus einer Pendelrolle und an dem Pendelmassenträger und an den Pendelmassen vorgesehenen Laufbahnen gebildet, auf denen die Pendelrollen unter Fliehkrafteinwirkung der nach radial außen beschleunigten Pendelmassen abwälzen. Die Pendelrollen wälzen jeweils auf Laufbahnen mit vorgegebenen Formkurven ab, die komplementär zueinander in den Pendelmassen und in den Seitenteilen beziehungsweise dem Pendelflansch vorgesehen sind. Hierzu sind jeweils Ausnehmungen vorgesehen, an denen die Laufbahnen eingebracht sind. Jeweils eine Pendelrolle übergreift dabei die Ausnehmungen in dem Pendelmassenträger und in der Pendelmasse, so dass hierdurch jeweils ein Pendellager ausgebildet wird. Durch die Form der Formkurven der Laufbahnen wird dabei die Pendelbahn wie Pendelschwingung einer Pendelmasse vorgegeben, beispielsweise eine Pendelschwingung in Freiform oder eine Pendelschwingung entsprechend einer bifilar an parallel oder trapezförmig an dem Pendelmassenträger aufgehängten Pendelmassen.
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Die Pendelmassen können einteilig oder aus mehreren Massesegmenten, beispielsweise aus mehreren Lagen von Blechteilen geschichtet ausgebildet sein. Beispielsweise können drei Schichten vorgesehen sein. Beispielsweise kann ein zentrales Pendelmassenteil mit zwei seitlich angeordneten Deckscheiben vorgesehen sein.
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In Umfangsrichtung benachbarte Pendelmassen können jeweils mittels eines in Umfangsrichtung wirksamen Federelements elastisch verbunden sein, so dass die Pendelmassen miteinander synchronisiert sind und gegenläufige Pendelschwingungen, wie sie beispielsweise bei Start- und Stoppvorgängen der Brennkraftmaschine auftreten und die zu Anschlägen der Pendelmassen aneinander führen können, im Wesentlichen ausgeschlossen sind.
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In der vorgeschlagenen Fliehkraftpendeleinrichtung weist der Pendelmassenträger ein um die Drehachse angeordnetes Trägerteil auf, an welchem über den Umfang verteilt angeordnete, jeweils einen Teil der Pendelmassen aufnehmende Trägersegmente axial elastisch aufgenommen sind. Dies bedeutet, dass für eine oder mehrere Pendelmassen jeweils ein Trägersegment vorgesehen ist. Die Trägersegmente sind axial elastisch an dem Trägerteil aufgenommen, so dass unter Fliehkrafteinwirkung die Trägersegmente nach radial außen beschleunigt werden, wobei sich gegebenenfalls durch Fertigungstoleranzen oder dergleichen nicht parallel zur Drehachse stehende Achsen und Laufbahnen der Pendellager parallel zur Drehachse ausrichten. Weiterhin können beispielsweise durch Axialschwingungen der Brennkraftmaschine verursachte Anregungen vermieden beziehungsweise ausgeglichen werden. Zusätzlich kann radial außerhalb der Pendelmasse ein zusätzliches Trägerteil vorgesehen sein, welches axial elastisch mit den Trägersegmenten gekoppelt ist, so dass die Trägersegmente zusätzlich radial außen stabilisiert werden können.
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Die Trägersegmente können als Bauteile für mehrere unterschiedliche Fliehkraftpendeleinrichtungen standardisiert vorgesehen sein, so dass lediglich an die entsprechenden Schwingungstilgungsaufgaben die Form der Laufbahnen abgeändert wird. Mehrere Fliehkraftpendeleinrichtungen können auch Trägersegmente mit denselben Laufbahnen aufweisen. In diesem Sinne ist von der Erfindung auch ein Baukastensystem für Fliehkraftpendeleinrichtungen mit einem Trägerteil, standardisierten Trägersegmenten, Pendelmassen und Pendelrollen umfasst.
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Bei einer Ausbildung des Pendelmassenträgers als Pendelflansch sind die Trägersegmente als Scheibenteile ausgebildet, an denen jeweils beidseitig Pendelmassenteile angeordnet sind, wobei jeweils zwei axial gegenüberliegende Pendelmassenteile eine Pendelmasse bilden. Es hat sich hierbei als vorteilhaft gezeigt, wenn die die Pendelmassenteile verbindenden Verbindungsmittel, beispielsweise Abstandsbolzen, Metallscheiben und/oder dergleichen außerhalb der Trägersegmente angeordnet sind. Bei einer Ausbildung des Pendelmassenträgers mit zwei axial beabstandeten Seitenteilen, die zwischen sich die Pendelmassen aufnehmen, sind die Seitenteile jeweils in axial gegenüberliegende Trägersegmente aufgeteilt. Hierbei sind die axial gegenüberliegenden Trägersegmente jeweils miteinander beispielsweise mittels Abstandsbolzen verbunden und radial innen mit dem Trägerteil axial elastisch verbunden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Fliehkraftpendeleinrichtung sind zwischen dem Trägerteil und den Trägersegmenten Federsegmente, beispielsweise Blattfedern oder Blattfedersegmente angeordnet. Diese Federsegmente können mit dem Trägerteil und den Trägersegmenten vernietet oder in anderer Weise verbunden sein. Alternativ können Trägerteil und Trägersegmente einteilig ausgebildet sein, wobei eine axiale Elastizität zwischen dem Trägerteil und den Trägersegmenten durch Materialschwächung, beispielsweise Trennschnitten, Anprägungen und/oder dergleichen vorgesehen sein kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Fliehkraftpendeleinrichtung können zwei bis sechs, bevorzugt vier über den Umfang angeordnete, jeweils eine Pendelmasse aufnehmende Trägersegmente vorgesehen sein. Hierdurch können die Pendellager jeweils einer einzigen Pendelmasse getrennt voneinander im Fliehkraftfeld axial ausgerichtet werden. Weitere Ausführungsformen von Trägersegmenten können mehrere beispielsweise zwei Pendelmassen oder nur ein Pendellager einer Pendelmasse aufnehmen.
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Die vorgeschlagene Drehmomentübertragungseinrichtung enthält ein Eingangsteil, welches beispielsweise direkt mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbunden ist, und ein Ausgangsteil, welches das Drehmoment auf eine im Drehmomentfluss nachfolgende Einrichtung, beispielsweise eine Reibungskupplung, Doppelkupplung, hydrodynamischen Drehmomentwandler oder dergleichen überträgt. Die vorgeschlagene Fliehkraftpendeleinrichtung ist dabei in die Drehmomentübertragungseinrichtung integriert. Die vorgeschlagene Fliehkraftpendeleinrichtung kann am Eingangsteil oder am Ausgangsteil aufgenommen sein. Sowohl das Eingangsteil als auch das Ausgangsteil können zumindest eine Fliehkraftpendeleinrichtung aufweisen, wobei zumindest eine dieser Fliehkraftpendeleinrichtungen der vorgeschlagenen Fliehkraftpendeleinrichtung entspricht.
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In vorteilhafter Weise kann der Pendelmassenträger der Fliehkraftpendeleinrichtung das Ausgangsteil bilden. Beispielsweise kann das Trägerteil als Nabenteil ausgebildet sein. Beispielsweise mittels einer Innenverzahnung kann das Nabenteil mit einer Welle beispielsweise eines Getriebes, einer Doppelkupplung oder dergleichen drehschlüssig verbunden sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorgeschlagenen Drehmomentübertragungseinrichtung kann diese einen Drehschwingungsdämpfer mit einer Federeinrichtung enthalten, wobei das Nabenteil mit einem Flanschteil zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung verbunden ist. Aus dem Nabenteil können über den Umfang verteilt angeordnete, mit dem Flanschteil verbundene Finger ausgestellt sein, wobei in Umfangsrichtung betrachtet zwischen den Fingern jeweils ein Trägersegment befestigt ist.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 den oberen Teil einer um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Fliehkraftpendeleinrichtung im Schnitt,
- 2 eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit der Fliehkraftpendeleinrichtung der 1 in Ansicht,
- 3 die Drehmomentübertragungseinrichtung der 2 entlang der Schnittlinie A-A und
- 4 die Drehmomentübertragungseinrichtung der 2 entlang der Schnittlinie B-B.
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Die 1 zeigt den oberen Teil der um die Drehachse d verdrehbaren Fliehkraftpendeleinrichtung 1 im Schnitt. Der Pendelmassenträger 2 nimmt mittels der Pendellager 3 die Pendelmassen 4 im Fliehkraftfeld des um die Drehachse d drehenden Pendelmassenträgers 2 entlang einer vorgegebenen Pendelbahn verschwenkbar, das heißt pendelfähig auf. Hierzu sind in dem Pendelmassenträger 2 und in den Pendelmassen 4 Ausnehmungen 5, 6 mit jeweils komplementär zueinander angeordneten bogenförmigen Laufbahnen 7, 8 vorgesehen, auf welchen Laufbahnen 7, 8 die Pendelrolle 9 abwälzt. Die Pendelmassen 4 sind dabei in die Pendelmassenteile 10 geteilt, die beidseitig des Pendelmassenträgers 2 angeordnet sind und miteinander mittels nicht dargestellter Verbindungsmittel verbunden sind.
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Der Pendelmassenträger 2 ist aus dem um die Drehachse d angeordneten, hier nur teilweise dargestellten Trägerteil 11 und den über den Umfang verteilt angeordneten Trägersegmenten 12 gebildet. Das Trägerteil 11 und die Trägersegmente 12 sind miteinander mittels axial elastischer sowie radial starr und drehstarr ausgebildeten Federelementen 13 mittels der Niete 14, 15 verbunden. Die Federelemente können aus axial elastischen Stahlblechen, beispielsweise Blattfedern oder Blattfederpaketen gebildet sein. Jeweils ein Trägersegment 12 trägt dabei eine Pendelmasse 4.
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Bei - wie in der 1 dargestellt - nicht parallel zur Drehachse d ausgerichteter Achse a der Pendellager 3, die beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen eines herkömmlich hergestellten Pendelmassenträgers, in den Pendelmassenträger 2 eingetragene Axialschwingungen, beispielsweise einer axialschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine, oder dergleichen bedingt sind, richten sich die Trägersegmente 12 in der vorgeschlagenen Fliehkraftpendeleinrichtung 1 infolge Fliehkraft bei um die Drehachse drehendem Pendelmassenträger 2 entgegen der Wirkung der Federelemente 13 aus. Hierdurch stellt sich die Achse a der Pendellager 3 parallel zu der Drehachse d ein, so dass der Abwälzvorgang der Pendelrollen 9 auf den Laufbahnen 7 verbessert und damit das Schwingungsverhalten der Pendelmassen 3 insgesamt verbessert wird. Daraus ergibt sich ein verbessertes Isolationsverhalten der Fliehkraftpendeleinrichtung 1.
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Die 2 zeigt die um die Drehachse d verdrehbar angeordnete Drehmomentübertragungseinrichtung 16 mit der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in Ansicht. Das Eingangsteil 17 der Drehmomentübertragungseinrichtung 16 ist aus der mit der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbundenen Scheibenteil 18 wie beispielsweise eine Schwungscheibe mit dem Anlasserzahnkranz 19 gebildet. Das Ausgangsteil 20 ist von dem Trägerteil 11 des Pendelmassenträgers 2 der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gebildet und bildet ein Nabenteil mit der Innenverzahnung 21. Zwischen dem Eingangsteil 17 und dem Ausgangsteil 20 ist in Umfangsrichtung wirksam eine nicht einsehbare Federeinrichtung angeordnet und bildet damit einen Drehschwingungsdämpfer.
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An dem Trägerteil 11 sind mittels jeweils zweier Federelemente 13 die Trägersegmente 12 axial elastisch aufgenommen. An jeweils einem Trägersegment 12 sind beidseitig die jeweils eine Pendelmasse 4 bildenden Pendelmassenteile 10 mittels der Pendellager 3 aufgenommen. Die Pendelmassenteile 10 sind miteinander mittels außerhalb der Trägersegmente 12 angeordneter Verbindungsmittel 22, 23, beispielsweise Abstandsbolzen verbunden. Die Trägersegmente 12 weisen zur Freistellung gegenüber den Verbindungsmitteln 22 Ausnehmungen 24 auf, die Verbindungsmittel 23 sind jeweils in Umfangsrichtung betrachtet zwischen zwei Trägersegmenten 12 angeordnet.
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Die 3 zeigt den oberen Teil der um die Drehachse d angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung 16 mit der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 entlang der Schnittlinie A-A der 2 mit dem Eingangsteil 17 mit dem Scheibenteil 18 und dem Anlasserzahnkranz 19 und dem das Ausgangsteil 20 bildende Trägerteil 11 des Pendelmassenträgers 2 sowie der zwischen diesen in Umfangsrichtung wirksamen Federeinrichtung 25. Das Trägerteil 11 bildet zum Einen das Nabenteil 26 mit der Innenverzahnung 21 und zum Anderen die Aufnahme für die Trägersegmente 12 mittels der Federelemente 13. Weiterhin weist das Trägerteil 11 über den Umfang mit den Federelementen 13 abwechselnd axial ausgestellte Finger 27 auf, die in hier nicht dargestellter Weise mit dem Flanschteil 28 zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung 25 verbunden sind.
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Das Scheibenteil 18 bildet mit dem Deckelteil 29 die Ringkammer 30 zur Unterbringung und eingangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung 25. In die Ringkammer 30 greifen von radial innen in nicht dargestellter Weise Arme des Flanschteils 28 zur ausgangsseitigen Beaufschlagung der Federeinrichtung 25 ein. Hierdurch ist der Drehschwingungsdämpfer 31 gebildet, dessen Eingangsteil 17 eine Primärschwungmasse bildet. Die Innenverzahnung 21 des Ausgangsteils 20 ist mit einer Welle oder dergleichen mit einer nachfolgenden Vorrichtung wie beispielsweise Doppelkupplung drehschlüssig verbunden, wobei die nachgeschaltete Vorrichtung eine Sekundärschwungmasse bildet, so dass in Verbindung von Eingangsteil und Vorrichtung ein Zweimassenschwungeffekt erzielt wird.
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Die 4 zeigt den oberen Teil der um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Drehmomentübertragungseinrichtung 16 im Schnitt entlang der Schnittlinie B-B der 2. Die Schnittlinie B-B verläuft zwischen den Trägersegmenten 12 und den Pendelmassen 4 der Fliehkraftpendeleinrichtung 1, so dass von der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 nur das Trägerteil 11 mit den axial ausgestellten Fingern 27 und dem Nabenteil 26 einsehbar sind. Die Finger 27 sind mittels der Niete 32 mit dem Flanschteil 28 verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Pendelmassenträger
- 3
- Pendellager
- 4
- Pendelmasse
- 5
- Ausnehmung
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Laufbahn
- 8
- Laufbahn
- 9
- Pendelrolle
- 10
- Pendelmassenteil
- 11
- Trägerteil
- 12
- Trägersegment
- 13
- Federelement
- 14
- Niet
- 15
- Niet
- 16
- Drehmomentübertragungseinrichtung
- 17
- Eingangsteil
- 18
- Scheibenteil
- 19
- Anlasserzahnkranz
- 20
- Ausgangsteil
- 21
- Innenverzahnung
- 22
- Verbindungsmittel
- 23
- Verbindungsmittel
- 24
- Ausnehmung
- 25
- Federeinrichtung
- 26
- Nabenteil
- 27
- Finger
- 28
- Flanschteil
- 29
- Deckelteil
- 30
- Ringkammer
- 31
- Drehschwingungsdämpfer
- 32
- Niet
- a
- Achse
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/082629 A1 [0002]
- WO 2014/023303 A1 [0002]
- DE 102013201981 A1 [0002]
- WO 2014/114280 A1 [0002]
- EP 2600030 A1 [0002]
