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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
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Fliehkraftpendeleinrichtungen weisen üblicherweise zumindest ein Flanschelement auf, welches antriebsseitig angeordnet ist und an welchem Pendelmassen als Fliehgewichte verlagerbar angelenkt angeordnet sind. Dabei sind durchaus Varianten bekannt, bei welchen an einem Flanschelement beiderseits des Flanschelements Pendelmassen angeordnet sind und es sind auch Fliehkraftpendeleinrichtungen bekannt, bei welchen zwei parallel angeordnete Flanschelemente vorgesehen sind, wobei die Pendelmassen zwischen den Flanschelementen angeordnet sind. Dabei ist die jeweilige Pendelmasse durch jeweils zumindest eine Führungsbahn im Flansch als auch in der Pendelmasse und mittels zumindest eines Rollenelements verlagerbar geführt, wobei das Rollenelement in die Führungsbahnen eingreift.
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Dabei sind grundsätzlich Fliehkraftpendeleinrichtungen bekannt geworden, bei welchen entweder die Pendelmassen keine Eigenrotation durchführen oder bei welchen die Pendelmassen eine Eigenrotation im Verhältnis zum Zentralwinkel durchführen, wobei das Verhältnis über den kompletten Schwingwinkelbereich nahezu konstant ist. In diesen beiden Fällen führt dies dazu, dass sich feste Punkte auf zwei benachbarten Pendelmassen während einer Schwingung entweder aufeinander zubewegen oder voneinander wegbewegen. Eine Synchronisation der Pendelmassen wird dadurch erheblich erschwert, da eine Synchronisiervorrichtung in Form beispielsweise eines Federelements dadurch bei jeder Schwingung und auch bei synchroner Bewegung der Pendelmassen beansprucht wird. Das bedeutet allerdings, dass die Kraft, die das Federelement auf die Pendelmassen ausübt, über den Verlauf einer Schwingung nicht konstant ist, sondern die Federkraft abhängig vom Schwingwinkel der Pendelmassen ist und damit veränderlich ist. Eine Veränderung der Federkraft während einer Schwingung hat jedoch in der Regel auch eine negative Auswirkung auf die Schwingungsordnung der Schwingung. Durch eine Anpassung der Bahngeometrie der Führungsbahnen kann dieser Einfluss für einen bestimmten Betriebspunkt der Fliehkraftpendeleinrichtung zwar kompensiert werden, für alle anderen Betriebspunkte ist eine Kompensation jedoch nicht oder nur teilweise möglich. Dies führt dazu, dass das theoretisch mögliche Rückstellmoment reduziert wird und somit die Isolation bzw. Tilgung von Drehschwingungen schlechter ist als theoretisch möglich und erwartet.
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Aus einer älteren Patentanmeldung der Anmelderin sind weiterhin Fliehkraftpendeleinrichtungen bekannt, bei welchen durch ein gezieltes Anpassen der Eigenrotation der Pendelmasse um den eigenen Schwerpunkt im Verhältnis zur Schwingung der Pendelmasse um die Kurbelwelle entlang der Schwerpunktsbahn erreicht wird, dass feste Lagerpunkte auf zwei benachbarten Pendelmassen immer den gleichen Abstand zueinander haben. Gleichzeitig wird die Schwerpunktsbahn der Pendelmasse so angepasst, dass die Schwingordnung des Systems, trotz variabler Eigenrotation der Pendelmasse, über den Schwingwinkel konstant bleibt bzw. einem vorgegebenen Verlauf folgt, wie beispielsweise mit einer gezielten Verstimmung der Pendelordnung in den Endlagen der Pendelmassenbewegung. Dadurch ist es möglich, dass ein Koppelelement an diesen festen Punkten zwischen zwei Pendelmassen angebracht werden kann, das bei synchroner Schwingbewegung der Pendelmassen nicht beansprucht wird. Ein wesentliches Merkmal dieser Koppelpunkte ist, dass der Abstand zur Kurbelwellenachse während einer Schwingung nicht konstant bleibt, sondern sich je nach Schwingrichtung vergrößert bzw. verkleinert. Außerdem verdreht sich das Koppelelement selbst relativ zu den Pendelmassen, was bei großen Schwingwinkeln des Pendels zu ungünstigen Hebelverhältnissen bzw. zu ungünstigen Kraftvektoren führt.
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Es sind auch Fliehkraftpendeleinrichtungen als so genannte Isoradialpendel durch die noch unveröffentlichte
DE 10 2016 211 132.9 der Anmelderin bekannt, bei welchen die Pendelmassen einen isoradialen Punkt aufweisen, der in im Wesentlichen allen Betriebszuständen auf gleichem radialem Abstand liegt und die isoradialen Punkte der einzelnen Pendelmassen einen gleichbleibenden Abstand aufweisen, so dass an dem jeweiligen isoradialen Punkt ein Koppelelement angreift, welches die Pendelmassen synchronisiert.
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Dabei zeigt sich, dass bei den so genannten Isoradialpendeln die Lagerung des Koppelelements einen Einfluss auf den Verschleiß und auf die auf die Pendelmassen wirkenden Drehmomente hat, was die Funktion und die Lebensdauer der Fliehkraftpendeleinrichtung beeinträchtigt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fliehkraftpendeleinrichtung zu schaffen, welche hinsichtlich Funktion und Lebensdauer verbessert ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung mit zumindest einem um eine Drehachse verdrehbaren Flanschelement, welches antriebsseitig angeordnet ist und an welchem Pendelmassen als Fliehgewichte verlagerbar angelenkt angeordnet sind, wobei die Pendelmassen an dem zumindest einen Flanschelement über den Umfang verteilt angeordnet sind und mittels Pendellagern an dem zumindest einen Flanschelement gelagert sind, wobei die Pendelmassen gegenüber dem zumindest einen Flanschelement mittels der aus jeweils auf Führungsbahnen des zumindest einen Flanschelements und der Pendelmassen abwälzenden Rollenelementen gebildeten Pendellager im Fliehkraftfeld des Flanschelements um eine Nulllage mit einem vorgegebenen Schwingwinkel pendelfähig und während einer Pendelbewegung um deren Schwerpunkt teilweise verdrehbar aufgehängt sind und wobei die Pendel- und Rotationsbewegung der Pendelmassen durch die Ausbildung der Führungsbahnen und eines Koppelelements vorgegeben ist, wobei die Pendelmassen mit einem Koppelelement miteinander gekoppelt sind, wobei das Koppelelement an der jeweiligen Pendelmasse an einem isoradialen Punkt angreift, welcher während einer Pendel- und Rotationsbewegung der Pendelmassen auf gleicher radialer Höhe verbleibt, wobei auch der jeweilige Abstand der isoradialen Punkte der jeweiligen Pendelmassen relativ zueinander konstant bleibt, wobei das Koppelelement ein Ringelement ist, das relativ zum Flanschelement verdrehbar gelagert angeordnet ist, wobei das als Ringelement ausgebildete Koppelelement mittels eines Lagers sowohl in radialer als auch in axialer Richtung relativ zu dem Flanschelement verdrehbar gelagert ist. Dadurch wird eine Zentrierung des Koppelelements erreicht, die aufgrund auftretender Fertigungstoleranzen eine Dezentrierung des Koppelelements und damit eine Unwucht vermeidet, die anderenfalls nachteilige Geräuschemissionen und erhöhten Verschleiß sowie kürzere Lebensdauer verursachen würde.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Flanschelement ein erstes Lager aufnimmt, welches sich einerseits an dem Flanschelement in radialer als auch in axialer Richtung abstützt und das Koppelelement sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung abstützt und verdrehbar lagert. Dadurch wird ein vorteilhafter Aufbau erreicht, bei welchem die Abstützkräfte zwischen dem Flanschelement und dem Koppelelement wirken und dadurch eine axiale und radiale Kraftabstützung der Pendelmassen indirekt am Flanschelement erfolgt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn das erste Lager ein Wälzlager ist, wie beispielsweise ein Kugellager, ein Radialkugellager, ein Dünnringlager, oder ein Gleitlager ist oder eine Lageranordnung ist, bestehend aus einem Radiallager und Axiallagern. Diese Lager erlauben nicht nur eine gute radiale Abstützung, sondern ermöglichen auch eine gute axiale Abstützung, so dass die axial und radial wirkenden Kräfte abstützbar sind. Bei der Verwendung eines Gleitlagers ist es besonders vorteilhaft, wenn das Gleitlager entsprechend geformt ist und vorteilhaft zur axialen Abstützung mit einem axial vorragenden Bund oder mit zwei axial vorstehenden Bünden ausgebildet ist.
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Das Koppelelement kann radial innerhalb der Pendelmassen angeordnet werden oder radial außerhalb der Pendelmassen, wobei das Koppelelement dabei etwa auf gleicher axialer Höhe angeordnet sein kann wie die Pendelmassen.
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Das Koppelelement kann aber auch axial neben den Pendelmassen angeordnet sein, wobei dies dann einseitig angeordnet sein kann oder beidseitig der Pendelmassen. Bei der einseitigen Anordnung wird am Koppelpunkt der Pendelmassen ein Drehmoment eingeleitet, was zu unvorteilhaften Spannungen und Verformungen in den Teilen führen könnte. Eine axial beidseitige Anordnung des Koppelelements kann beispielsweise auch symmetrisch ausgeführt werden, wodurch unvorteilhafte Drehmomente reduziert werden können. Dadurch sinken die Spannungen in den Teilen und es kann werkstoffsparend und damit auch kostensparend konstruiert werden.
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Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn das Koppelelement, insbesondere nach radial außen, vorstehende Arme aufweist, wobei zur Anlenkung einer jeweiligen Pendelmasse jeweils ein Arm oder ein Paar von Armen vorgesehen ist oder dass das Koppelelement Gelenkaugen aufweist, wobei zur Anlenkung einer jeweiligen Pendelmasse jeweils ein Gelenkauge an dem Koppelelement vorgesehen ist. Dadurch kann an dem Koppelelement entweder ein Arm vorgesehen sein oder es können zwei Arme vorgesehen sein bzw. es kann an dem Koppelelement ein Gelenkauge vorgesehen sein zur Kopplung des Koppelelements mit der jeweiligen Pendelmasse.
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Auch ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorteilhaft, wenn die jeweilige Pendelmasse ein Gelenkauge aufweist zur Anlenkung der jeweiligen Pendelmasse an dem Koppelelement oder dass die jeweilige Pendelmasse zumindest einen, insbesondere nach radial innen, vorstehenden Arm oder Arme aufweist zur Anlenkung der jeweiligen Pendelmasse an das Koppelelement. So kann die Anlenkung vorteilhaft erreicht werden.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es auch vorteilhaft, wenn die jeweilige Vorsehung zweier Arme derart erfolgt, dass die Arme in axialer Richtung beabstandet angeordnet sind und eine Art Gabel bilden und ein Gelenkauge zwischen sich aufnehmen. Dadurch kann eine Anlenkung erreicht werden, die auch eine Führung bewirkt, so dass sich die Pendelmasse nur um eine Achse drehen kann, die axial zur Drehachse des Drehschwingungsdämpfers ausgerichtet ist.
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Auch ist es bevorzugt, wenn die gelenkige Anlenkung zwischen dem Koppelelement und der jeweiligen Pendelmasse mittels Gelenkachsen erfolgt, welche in eine Öffnung des Arms oder der Arme und des jeweiligen Gelenkauges eingreift und diese gelenkig verbindet. Durch die Gestaltung mittels Gelenkachsen kann eine stabile und dauerfeste gelenkige Verbindung der Pendelmassen mit dem Koppelelement erfolgen.
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Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn zwischen der Gelenkachse und dem Gelenkauge ein Lager angeordnet ist. Dadurch wird die Reibung zwischen der Gelenkachse und dem Gelenkauge reduziert, so dass das Gelenk dauerfest und ohne große Reibung auskommt, was auch die Drehschwingungsdämpfung verbessert.
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Ebenso ist es auch vorteilhaft, wenn das Koppelelement als einteiliges Ringelement ausgebildet ist, wobei die Arme oder Gelenkaugen an dem einen Ringelement vorgesehen sind oder alternativ das Koppelelement zwei Ringelemente aufweist, wobei die Arme oder Gelenkaugen an den beiden Ringelementen vorgesehen sind. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die beiden Ringelemente getrennt montiert aber dennoch miteinander derart zumindest verbindbar sind, dass sie relativ zueinander verdrehfest sind. Dadurch können die beiden Ringelemente gemeinsam die Pendelmassen anlenken und koppeln.
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Auch ist es vorteilhaft, wenn bei einer Anordnung von zwei Ringelementen jeweils eines der Ringelemente auf einer axialen Seite des Flanschelements angeordnet ist. Dadurch kann das jeweilige Ringelement eine Pendelmasse von der einen bzw. von der anderen Seite der Pendelmasse anlenken und koppeln. Dadurch ergibt sich eine gute Führung ohne negative Drehmomente aufgrund nur einer einseitigen Anlenkung.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert:
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Fliehkraftpendeleinrichtung zur Erläuterung der Erfindung,
- 2 eine schematische, teilweise perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Fliehkraftpendeleinrichtung zur Erläuterung der Erfindung,
- 3 eine schematische, perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Fliehkraftpendeleinrichtung zur Erläuterung der Erfindung,
- 4 eine schematische, teilweise perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Fliehkraftpendeleinrichtung zur Erläuterung der Erfindung,
- 5 eine schematische, teilweise perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Fliehkraftpendeleinrichtung zur Erläuterung der Erfindung,
- 6 eine schematische, teilweise perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Fliehkraftpendeleinrichtung zur Erläuterung der Erfindung, und
- 7 eine schematische, teilweise perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Fliehkraftpendeleinrichtung zur Erläuterung der Erfindung.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Fliehkraftpendeleinrichtung 1. Diese Fliehkraftpendeleinrichtung 1 wird auch als Isoradialpendel bezeichnet.
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Die 1 zeigt dabei insbesondere eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 mit einem um eine Drehachse 2 verdrehbaren Flanschelement 3, welches antriebsseitig angeordnet ist. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist mit einem Flanschelement 3 als Trägerelement für Pendelmassen 4 ausgebildet gezeigt. Dabei können an dem Flanschelement 3 beiderseits des Flanschelements 3 Pendelmassen 4 angeordnet sein und es ist alternativ auch möglich, dass zwei parallel angeordnete Flanschelemente 3 vorgesehen sind, wobei die Pendelmassen 4 zwischen den beiden Flanschelementen 3 angeordnet sind. Dabei ist die jeweilige Pendelmasse 4 durch jeweils zumindest eine Führungsbahn 6, 6' im Flanschelement 3 als auch in der Pendelmasse 4 und mittels zumindest eines Rollenelements 7 verlagerbar geführt, wobei das Rollenelement 7 in die Führungsbahnen 6, 6' von Flanschelement 3 und Pendelmasse 4 eingreift.
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An dem Flanschelement 3 sind die Pendelmassen 4 als Fliehgewichte verlagerbar angelenkt angeordnet. Die Pendelmassen 4 sind an dem zumindest einen Flanschelement 3 über den Umfang verteilt angeordnet und sie sind mittels Pendellagern 5 an dem zumindest einen Flanschelement 3 gelagert angelenkt. Dabei sind die Pendelmassen 4 gegenüber dem zumindest einen Flanschelement 3 mittels der aus jeweils auf Führungsbahnen 6, 6' des zumindest einen Flanschelements 3 und der Pendelmassen 4 abwälzenden Rollenelementen 7 gebildeten Pendellagern 5 im Fliehkraftfeld des Flanschelements 3 um eine Nulllage mit einem vorgegebenen Schwingwinkel (a) pendelfähig und während einer Pendelbewegung um deren Schwerpunkt 8 teilweise verdrehbar aufgehängt und damit beweglich gelagert.
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Die Pendel- und Rotationsbewegung der jeweiligen Pendelmasse 4 ist durch die Ausbildung der Führungsbahnen 6, 6' in den Pendelmassen 4 und in dem Flanschelement 3 sowie eines Koppelelements 10 vorgegeben. Dadurch kann die Pendelmasse 4 eine Pendelbewegung bzw. Schwingbewegung des Schwerpunkts 8 entlang einer Schwerpunktsbahn 9 vollziehen und eine Drehbewegung der Pendelmasse 4 um den Schwerpunkt 8 vollziehen.
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Die Pendelmassen 4 sind mit dem Koppelelement 10 miteinander gekoppelt. Dabei ist das Koppelelement 10 an der jeweiligen Pendelmasse 4 an dem isoradialen Punkt 11 angreifend ausgebildet. Der isoradiale Punkt 11 ist dabei ein Punkt, welcher während einer Pendel- und Rotationsbewegung der Pendelmassen 4 auf gleicher radialer Höhe R' verbleibt, wobei auch der jeweilige Abstand a der isoradialen Punkte 11 der jeweiligen Pendelmassen 4 bei einer synchronen Bewegung der Pendelmassen 4 relativ zueinander konstant bleibt.
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Die 1 zeigt, dass das Koppelelement 10 ein Ringelement ist. Dabei ist das Koppelelement 10 relativ zu dem zumindest einen Flanschelement 3 verdrehbar mittels des Lagers 15 gelagert angeordnet. Die 1 zeigt, dass das Koppelelement 10 radial vorstehende Arme 12 aufweist, mittels welchen jeweils eine der Pendelmassen 4 an ihrem isoradialen Punkt 11 koppelbar ist. Zur Lagerung des Ringelements als Koppelelement 10 mit den Pendelmassen 4 sind am isoradialen Punkt 11 Wälz- oder Gleitlager 13 vorgesehen, welche die Anlenkung der Pendelmassen 4 an den Armen 12 lagern.
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Das Lager 15 dient der Lagerung des Koppelelements 10 als Ringelement und lagert das Koppelelement 10 in radialer Richtung und in axialer Richtung bezüglich des Flanschelements 3.
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Die 2 zeigt in einer schematischen, perspektivischen Teildarstellung eine Fliehkraftpendeleinrichtung 101 mit zumindest einem um eine Drehachse verdrehbaren Flanschelement 103, welches antriebsseitig angeordnet ist und an welchem Pendelmassen 104 als Fliehgewichte verlagerbar angelenkt angeordnet sind.
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Die Pendelmassen 104 sind an dem Flanschelement 103 über den Umfang verteilt angeordnet und mittels Pendellagern 105 an dem zumindest einen Flanschelement 103 gelagert. Dabei sind die Pendelmassen 104 gegenüber dem zumindest einen Flanschelement 103 mittels der aus jeweils auf Führungsbahnen 106, 106' des zumindest einen Flanschelements 103 und der Pendelmassen 104 abwälzenden Rollenelementen 107 gebildeten Pendellager 105 im Fliehkraftfeld des Flanschelements 103 um eine Nulllage mit einem vorgegebenen Schwingwinkel α pendelfähig und während einer Pendelbewegung um deren Schwerpunkt teilweise verdrehbar aufgehängt.
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Entsprechend sind die Pendel- und Rotationsbewegungen der Pendelmassen 104 durch die Ausbildung der Führungsbahnen 106, 106' und eines Koppelelements 110 vorgegeben, wobei die Funktion eines Koppelelements noch weiter unten beschrieben wird.
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In 2 ist gezeigt, dass die Pendelmassen 104 mittels eines Koppelelements 110 miteinander gekoppelt sind. Das Koppelelement 110 ist als Ringelement ausgebildet und auf einem radial innen angeordneten Absatz 130 des Flanschelements 103 verdrehbar mittels eines Lagers 140 gelagert. Erfindungsgemäß ist das als Ringelement ausgebildete Koppelelement 110 mittels des Lagers 140 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung relativ zu dem Flanschelement 103 verdrehbar gelagert. Dabei bedeutet radial und axial jeweils radial bezüglich der Drehachse 150 der Fliehkraftpendeleinrichtung 101 bzw. axial bezüglich der Drehachse 150.
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Das Koppelelement 110 koppelt die Pendelmassen 104 miteinander, wobei das Koppelelement 110 die Pendelmassen 104 im jeweiligen isoradialen Punkt 111 lagert bzw. koppelt.
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Es ist in 2 zu erkennen, dass das Flanschelement 103 mit seinem Absatz 130 das Lager 140 als ein erstes Lager aufnimmt, welches sich einerseits an dem Flanschelement 103 in radialer als auch in axialer Richtung abstützt und das Koppelelement 110 sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung abstützt und verdrehbar lagert. Dazu ist das Lager 140 auf dem Absatz 130 form-, stoff- und/oder reibschlüssig aufgenommen.
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Das erste Lager 140 ist dabei bevorzugt als ein Wälzlager ausgebildet, wie beispielsweise als ein Kugellager, ein Radialkugellager, ein Dünnringlager etc. Alternativ kann das Lager 140 aber auch als Gleitlager ausgebildet sein. Weiterhin alternativ könnte das Lager 140 aber auch als eine Lageranordnung ausgebildet sein, die aus einem Radiallager und aus Axiallagern besteht, die miteinander kombiniert sind.
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Die 2 lässt auch erkennen, dass das Koppelelement 110 nach radial außen vorstehende Arme 160 aufweist, die der Anlenkung einer jeweiligen Pendelmasse 104 dienen. Man erkennt auch, dass von dem Koppelelement 110 jeweils ein Paar von Armen 160 abragt, wobei jeweils zwei beabstandet zueinander angeordnete Arme 160 zur Lagerung einer Pendelmasse 104 dienen.
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Das Koppelelement 110 weist also Arme 160 auf zur Kopplung und die jeweilige Pendelmasse 104 weist jeweils ein Gelenkauge 161 auf. Die jeweilige Vorsehung zweier Arme 160 erfolgt dabei derart, dass die Arme 160 in axialer Richtung beabstandet angeordnet sind und eine Art Gabel bilden und ein Gelenkauge 161 der Pendelmasse 104 zwischen sich aufnehmen. Die gelenkige Anlenkung zwischen dem Koppelelement 110 und der jeweiligen Pendelmasse 104 erfolgt mittels Gelenkachsen 162, welche in eine Öffnung des jeweiligen Arms 160 und des jeweiligen Gelenkauges 161 eingreift und diese gelenkig miteinander verbinden.
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Die 2 zeigt, dass das Koppelelement 110 als einteiliges Ringelement ausgebildet ist, wobei die Arme 160 an dem einen Ringelement vorgesehen sind.
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Das Koppelelement 110 ist bevorzugt radial innerhalb der Pendelmassen 104 angeordnet.
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Die 3 zeigt eine alternative Gestaltung einer Fliehkraftpendeleinrichtung 201, bei welcher das Koppelelement 210 zweiteilig ausgebildet ist und zwei Ringelemente 270 aufweist, welche beiderseits der Pendelmassen, in axialer Richtung betrachtet, angeordnet sind. Das jeweilige Ringelement 270 koppelt über seine Arme 260 die jeweilige Pendelmasse 204.
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Das Flanschelement 203 lagert mittels des Lagers 240 auch das Koppelelement 210, sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung. Das Lager 240 ist bevorzugt ein Gleitlager. Das Lager kann jedoch auch anderweitig ausgebildet sein.
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Das Ausführungsbeispiel der 3 entspricht dabei zumindest funktional auch dem Ausführungsbeispiel der 2, so dass auch auf die diesbezügliche Beschreibung Bezug genommen werden kann.
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Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung 301, bei welcher zwei beabstandet zueinander angeordnete Flanschelemente 303 Pendelmassen 304 verlagerbar zwischen sich aufnehmen.
Das Koppelelement 310 ist radial innerhalb der Pendelmassen 304 angeordnet und insbesondere einteilig ausgebildet. Das Koppelelement 310 weist Arme 360 auf, die nach radial außen vorstehen und der Kopplung der Pendelmassen 304 dienen.
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Das Koppelelement 310 ist auf einem Ringelement 330 der Flanschelemente 303 und einem Lager 340 aufgenommen und sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung gelagert. Das Ringelement 330 ist mit den Flanschelementen 303 drehfest verbunden. Das Lager 340 ist bevorzugt ein Wälzlager, wie insbesondere ein Dünnringwälzlager. Das Lager kann jedoch auch anderweitig ausgebildet sein.
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Das Ausführungsbeispiel der 4 entspricht dabei zumindest funktional auch dem Ausführungsbeispiel der 2, so dass auch auf die diesbezügliche Beschreibung Bezug genommen werden kann.
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Die 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung 401, bei welcher zwei beabstandet zueinander angeordnete Flansche 403 Pendelmassen 404 verlagerbar zwischen sich aufnehmen.
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Das Koppelelement 410 ist radial innerhalb der Pendelmassen 404 angeordnet und insbesondere einteilig ausgebildet. Das Koppelelement 410 weist Arme 460 auf, die nach radial außen vorstehen und der Kopplung der Pendelmassen 404 dienen.
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Das Koppelelement 410 ist auf einem Ringelement 430 der Flanschelemente 403 und einem Lager 440 aufgenommen und sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung gelagert. Das Ringelement 430 ist mit den Flanschelementen 403 drehfest verbunden. Das Lager 440 ist bevorzugt ein Gleitlager, das einen zumindest etwa U-förmigen Querschnitt zur Radiallagerung und zur Axiallagerung aufweist. Zur leichteren Montage kann das Lager 440 bevorzugt in axialer, aber auch in anders angeordneter oder angeordneten, Ebene(n) zumindest eine Trennung/Teilung aufweisen. Das Lager 440 kann jedoch auch anderweitig ausgebildet sein.
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Das Ausführungsbeispiel der 5 entspricht dabei zumindest funktional auch dem Ausführungsbeispiel der 2, so dass auch auf die diesbezügliche Beschreibung Bezug genommen werden kann.
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Die 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung 501, bei welcher zwei beabstandet zueinander angeordnete Flansche 503 Pendelmassen 504 verlagerbar zwischen sich aufnehmen.
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Das Koppelelement 510 ist radial innerhalb der Pendelmassen 504 angeordnet und insbesondere einteilig ausgebildet. Das Koppelelement 510 weist Arme 560 auf, die nach radial außen vorstehen und der Kopplung der Pendelmassen 504 dienen. Dazu sind jeweils zwei beabstandet zueinander angeordnete Arme 560 vorgesehen, welche eine Gabel bilden und ein Gelenkauge 570 der Pendelmasse 504 zwischen sich aufnehmen. Die Kopplung zwischen den Armen und dem Gelenkauge 570 erfolgt über eine Lagerhülse 580 und einen darin eingeführten Bolzen 590 als Gelenkachs. Die Lagerhülse 580 dient als Gleit- oder Wälzlager zur Lagerung des Bolzens 590 in dem Gelenkauge 570 bzw. in den Armen 560. Wobei der Bolzen 590 an seinen axialen Enden vorzugsweise konisch angesenkt ist und durch Senkkopfschrauben 595 radial aufgeweitet wird und damit kraftschlüssig in den Armen 560 gesichert ist. Axiale Schlitze an den Enden der Bolzen 590 können die Aufweitung vorteilhaft unterstützen und den Bereich der Aufweitung genauer definieren. Allerdings kann diese Sicherung auch durch anderweitige Ausführungen erfolgen.
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Das Koppelelement 510 ist auf einem Ringelement 530 der Flanschelemente 503 und einem Lager 540 aufgenommen und sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung gelagert. Das Ringelement 530 ist mit den Flanschelementen 503 drehfest verbunden. Das Lager 540 ist bevorzugt ein Wälzlager. Das Lager kann jedoch auch anderweitig ausgebildet sein.
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Das Ausführungsbeispiel der 6 entspricht dabei zumindest funktional auch dem Ausführungsbeispiel der 2, so dass auch auf die diesbezügliche Beschreibung Bezug genommen werden kann.
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Die 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fliehkraftpendeleinrichtung 601, bei welcher zwei beabstandet zueinander angeordnete Flansche 603 Pendelmassen 604 verlagerbar zwischen sich aufnehmen.
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Das Koppelelement 610 ist radial innerhalb der Pendelmassen 604 angeordnet und insbesondere einteilig ausgebildet. Das Koppelelement 610 weist Gelenkaugen 660 auf, die der Kopplung der Pendelmassen 604 dienen. Dazu weist die jeweilige Pendelmasse 604 nach radial innen gerichtete Arme 690 auf, die jeweils beabstandet zueinander angeordnet sind und welche eine Gabel bilden. Das Gelenkauge 660 des Koppelelements 610 wird jeweils zwischen den Armen 690 der Pendelmasse 604 zwischen sich aufgenommen. Die Kopplung zwischen den Armen 690 und dem Gelenkauge 660 erfolgt über eine Lagerhülse 680 und einen darin eingeführten Bolzen 695 als Gelenkachse. Die Lagerhülsen 680 dienen als Gleit- oder Wälzlager zur Lagerung des Bolzens 695 in dem Gelenkauge 660 bzw. in den Armen 690.
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Das Koppelelement 610 ist radial innen auf einem Lager 640 angeordnet, welches mit einem der Flanschelemente 603 bzw. mit beiden Flanschelementen 603 verbunden ist. Das Lager 640 lagert das Koppelelement in radialer Richtung als auch in axialer Richtung. Das Lager 540 ist bevorzugt ein Gleitlager. Wobei insbesondere in 7 die axiale Lagerung mittels am Koppelelement 610 axial beidseitig angeordneten und über den Umfang verteilten Gleitpads 645 erfolgt. Das Lager kann jedoch auch anderweitig ausgebildet sein.
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Das Ausführungsbeispiel der 7 entspricht dabei zumindest funktional auch dem Ausführungsbeispiel der 2, so dass auch auf die diesbezügliche Beschreibung Bezug genommen werden kann.
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Das Koppelelement ist grundsätzlich vorteilhaft koaxial zur Drehachse der Fliehkraftpendeleinrichtung gleit- und/oder wälzgelagert angeordnet. Dabei kann das Koppelelement radial innen oder radial außen bezüglich der Pendelmassen in deren axialer Ebene angeordnet sein. Je nach verfügbarem Bauraum kann auch eine Anordnung axial neben den Pendelmassen vorteilhaft sein, wobei hier die radiale Anordnung grundsätzlich frei aber möglichst weit innen vorteilhaft ist, da auf kleinem Durchmesser geringere Reibmomente und Hertz'sche Pressungen auftreten, was wiederum weniger Lagerverschleiß bzw. höhere Lebensdauer oder preisgünstigere Lager bedeutet.
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Es ist für den gesamten Aufbau der Fliehkraftpendeleinrichtung von Vorteil, wenn die Anordnung des ersten Lagers sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufnimmt. Das kann durch Wälzlager geschehen, die beispielsweise als Radialkugel- oder Dünnringlager ausgebildet sind. Aber auch entsprechend geformte Gleitlager mit axialem Bund oder als Kombinations-Anordnung aus Radial- und Axiallagern sind möglich.
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Wird das Koppelelement axial neben den Pendelmassen angeordnet, kann dies einseitig erfolgen, wodurch aber am Koppelpunkt zwischen dem Koppelelement und den Pendelmassen jeweils ein Drehmoment eingeleitet wird, was zu unvorteilhaften Spannungen und Verformungen in den Teilen führen könnte. Eine axial beidseitige Anordnung des Koppelelements bzw. von Armen zur Anlenkung kann symmetrisch ausgeführt werden, wodurch unvorteilhafte Momente reduziert werden können. Dadurch sinken die Spannungen in den Teilen und es kann werkstoff- und damit kostensparend konstruiert werden.
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Das Koppelelement ist mit den Pendelmassen gelenkig zu verbinden. Dabei kann das Gelenk ein Festköpergelenk sein, das über Elastizitäten im Teil gezielt an der Stelle, an der die Gelenkfunktion vorgesehen ist, eine Scheinachse besitzt. Auch kann das Gelenk als echtes, insbesondere beispielsweise scharnierartiges, Gelenk ausgeführt sein. Dazu kann ein einseitiger, asymmetrischer Gelenkaufbau zum Einsatz kommen. Allerdings wirkt dabei ein ungünstiges Drehmoment einseitig auf den Gelenkbereich von Pendelmasse und Synchronring. Günstig ist daher ein symmetrischer Aufbau des Gelenks, wodurch das Drehmoment halbiert und symmetrisch eingeleitet wird. Dieser symmetrische Aufbau kann vorteilhaft durch eine Gelenkgabel mit einer Gelenkachse umgesetzt werden, die ein Gelenkauge koaxial aufnimmt. Infolgedessen hat ein so gebildetes Gelenk nur noch einen rotatorischen Freiheitsgrad. Grundsätzlich kann ein solches Gelenk insofern beidseitig verwendet werden, dass die Pendelmasse das Gelenkauge und das Koppelelement die Gelenkgabel bereitstellen, aber auch dass die Pendelmasse eine Gelenkgabel bildet und das Koppelelement mit einem Gelenkauge versehen ist.
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Bei Verwendung eines eher einfach strukturierten Koppelelements kann es sinnvoll sein, diesen mit dem Gelenkauge zu versehen und die Pendelmasse eine Gelenkgabel bilden zu lassen. Das kann bei mehrschichtigen Pendeln durch Anpassung der mittleren Teilmasse relativ einfach bewerkstelligt werden. Bei Pendelmassen aus einer einzigen Masse kann die Gabel auch anderweitig, beispielsweise spanend, eingebracht werden. Allerdings kann es bei so einfachen Pendelmassen wiederum sinnvoll sein, diese einfach mit dem Gelenkauge zu versehen und das Koppelelement dann entsprechend als Gelenkgabel auszuführen. Dazu kann ein einteiliger Ring spanend oder durch Umformung entsprechend gestaltet sein. Aber auch kann der Ring ein- oder mehrteilig ausgeführt sein, um beispielsweise in Sandwichbauweise Gelenklaschen der Gabel und Zwischenraum für das Gelenkauge bereitzustellen.
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Ein einteiliger Ring kann wie eingangs beschrieben gelagert werden. Ein mehrteiliger Ring kann beidseitig gelagert werden, wodurch sich abzustützende Kräfte an den Lagerstellen reduzieren lassen, wodurch wiederum Reibung und Verschleiß verringert werden kann. Dafür ist aber möglicherweise ein höherer Aufwand für eine hinreichend gute Ausrichtung der Lagerstellen nötig. So kann es vorteilhaft sein, ein mehrteiliges Koppelelement so zu fügen, dass es über nur eine Lagerstelle gelagert wird.
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Die Gelenkachse kann fest mit der Gabel verbunden sein, so dass das Gelenkauge um die Achse schwenken kann. Günstig wäre dazu ein radiales Wälzlager zwischen Achse und Gelenkauge, um entsprechende Lagerkräfte aufzunehmen und Reibung und Verschleiß zu minimieren. Die geringe Axiallast kann durch zusätzliche Axialwälzlager oder Wälzlager, die Radial- und Axiallasten aufnehmen können, abgestützt werden.
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Vorteilhaft können auch Gleitlager sein, die hier sehr platzsparend eingesetzt werden können. Dazu können reine Radiallager aus Kunststoff oder Gleitlagermetall bzw. Verbundwerkstoffen eingesetzt werden und bedarfsweise durch axiale Anlaufscheiben ergänzt werden. Diese können in Form eines Bundes auch gleich im Lager integriert sein. Vorteilhaft kann auch eine Anordnung der Lager zwischen Gelenkachse und Gelenkgabel sein. Hier wäre die Achse fest mit dem Gelenkauge zu verbinden. Diese Anordnung erfordert eine hinreichend gute Anordnung der Lagerstellen, erreicht aber eine Aufteilung der Lagerlast, wodurch kompaktere und günstigere Lager möglich sein können. Auch lässt sich so eine breitere Lagerung realisieren, was eine stabilere Lagerung bedeutet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Drehachse
- 3
- Flanschelement
- 4
- Pendelmasse
- 5
- Pendellager
- 6
- Führungsbahn
- 6'
- Führungsbahn
- 7
- Rollenelement
- 8
- Schwerpunkt
- 9
- Schwerpunktsbahn
- 10
- Koppelelement
- 11
- isoradialer Punkt
- 12
- Arm
- 13
- Wälz- oder Gleitlager
- 15
- Lager
- 101
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 103
- Flanschelement
- 104
- Pendelmasse
- 105
- Pendellager
- 106
- Führungsbahn
- 106'
- Führungsbahn
- 107
- Rollenelement
- 110
- Koppelelement
- 111
- isoradialer Punkt
- 130
- Absatz
- 140
- Lager
- 150
- Drehachse
- 160
- Arm
- 161
- Gelenkauge
- 162
- Gelenkachse
- 201
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 203
- Flanschelement
- 204
- Pendelmasse
- 210
- Koppelelement
- 240
- Lager
- 260
- Arm
- 270
- Ringelement
- 301
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 303
- Flanschelement
- 304
- Pendelmasse
- 310
- Koppelelement
- 330
- Ringelement
- 340
- Lager
- 360
- Arm
- 401
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 403
- Flansch
- 404
- Pendelmasse
- 410
- Koppelelement
- 430
- Ringelement
- 440
- Lager
- 460
- Arm
- 501
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 503
- Flanschelement
- 504
- Pendelmasse
- 510
- Koppelelement
- 530
- Ringelement
- 540
- Lager
- 560
- Arm
- 570
- Gelenkauge
- 580
- Lagerhülse
- 590
- Bolzen
- 595
- Senkkopfschrauben
- 601
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 603
- Flanschelement
- 604
- Pendelmasse
- 610
- Koppelelement
- 640
- Lager
- 645
- Gleitpads
- 660
- Gelenkauge
- 680
- Lagerhülse
- 690
- Arm
- 695
- Bolzen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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