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Die Erfindung betrifft einen Trägerflansch für ein Fliehkraftpendel, mit dessen Hilfe einer Pendelmasse eines Fliehkraftpendels zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten pendelbar geführt werden kann.
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Beispielsweise aus
DE 10 2014 216 297 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. Der Trägerflansch ist in axialer Richtung zwischen zwei Pendelmassen angeordnet, die über einen durch ein Langloch des Trägerflanschs hindurchgeführten Bolzen miteinander verbunden sind.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis Geräuschentwicklungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu vermeiden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit geringen Geräuschentwicklungen ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Trägerflansch mit den Merkmalen des Anspruchs 1. 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 ein Trägerflansch zur pendelbaren Führung einer Pendelmasse eines Fliehkraftpendels zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten vorgesehen mit einem um eine Drehachse drehbaren und mit der Antriebswelle koppelbaren Flanschteil, wobei das Flanschteil mindestens ein Langloch zur Durchfuhr eines zur Verbindung von an unterschiedlichen Axialseiten des Flanschteils angeordnete Pendelmassen vorgesehenen Verbindungsbolzens aufweist, und einem mit dem Flanschteil verbundenen Dämpfungselement zur Ausbildung zumindest eines Teils eines radial inneren Rands des Langlochs.
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Im laufenden Betrieb wird die Pendelmasse durch die angreifende Fliehkraft nach radial außen gedrückt. Wenn der Kraftfahrzeugmotor, beispielsweise in einer Start-Stopp-Situation, ausgeschaltet wird, kann die Pendelmasse schwerkraftbedingt herunterfallen, so dass der Verbindungsbolzen am radial inneren Rand des Langlochs des Flanschteils hart anschlagen kann. Da der radial innere Rand zumindest teilweise durch das Dämpfungselement ausgebildet ist, schlägt der Verbindungsbolzen bei einem schwerkraftbedingten Herunterfallen der Pendelmasse an dem Dämpfungselement an, wodurch das Anschlagen des Verbindungsbolzens an dem radial inneren Rand des Langlochs gedämpft werden kann. Anschlaggeräusche sowie mechanische Belastungen des Verbindungsbolzens und des Flanschteils können dadurch reduziert werden. Das Dämpfungselement kann beispielsweise aus einem gummielastischen Material hergestellt sein, während der Verbindungsbolzen und das Flanschteil aus einem Stahl hergestellt sein können. In dem Flanschteil kann leicht zur gemeinsamen Begrenzung des Langlochs mit dem Hilfe des Dämpfungselement eine ausreichend großer Öffnung vorgesehen werden, um das Langloch und das Dämpfungselement aufnehmen zu können. Insbesondere kann die Öffnung durch Stanzen hergestellt werden, so dass in einem sowieso vorgesehenen Stanzschritt zur Ausbildung von Laufbahnen im dem Flanschteil auch die Öffnung für das Langloch und die Aufnahme des Dämpfungselements ohne signifikanten Mehraufwand ausgestanzt werden kann. Durch die Ausbildung des unteren Rands des Langlochs mit Hilfe des Dämpfungselements können Anschlaggeräusche des Verbindungsbolzens bei einem schwerkraftbedingten Herunterfallen der Pendelmasse gedämpft werden, so dass ein schwingungsgedämpfter Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit geringen Geräuschentwicklungen 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 eine Laufrolle geführt sein kann. 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.
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Insbesondere bildet das Langloch an seinen in Umfangsrichtung weisenden Enden jeweils einen Endanschlag zur Begrenzung eines maximalen Schwingwinkels der Pendelmasse durch ein Anschlagen des Verbindungsbolzens an dem Endanschlag aus, wobei das Dämpfungselement die Endanschläge zur Ermöglichung eines direkten Kontakts des Verbindungsbolzens an dem Endanschlag bei Erreichung des maximalen Schwingwinkels der Pendelmasse frei lässt. Die Begrenzung des maximalen Schwingwinkels kann durch einen direkten Stahl/Stahl-Kontakt des Verbindungsbolzens an den tangential wirkenden Endanschlägen erfolgen. Der maximale Schwingwinkel kann dadurch sehr genau vorgegeben werden, ohne dass hierbei eine elastische Deformation des Dämpfungselements berücksichtigt werden muss.
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Vorzugsweise bildet das Dämpfungselement nur über einen, insbesondere mittig angeordneten, Teil der Erstreckung des Langlochs in Umfangrichtung den radial inneren Rand des Langlochs aus. Bei einem schwerkraftbedingten Absacken der Pendelmasse kann der Verbindungsbolzen an dem Dämpfungselement gedämpft anschlagen. Gleichzeitig können die Bahnenden des Langlochs um den Bereich von Endanschlägen zur Begrenzung eines maximalen Schwingwinkels der Pendelmasse freibleiben, so dass zur Begrenzung des maximalen Schwingwinkels ein gewünschter Stahl/Stahl-Kontakt zwischen dem Verbindungsbolzen und dem Endanschlag erreicht werden kann. Vorzugsweise geht das Dämpfungselement am radial innen Rand des Langlochs im Wesentlichen absatzlos in das Material des Flanschteils über, so dass der Verbindungsbolzen im Wesentlichen ohne ein Anschlagen an einem Absatz im Übergang zwischen dem Verbindungsbolzen und dem Flanschteil am radial inneren Rand des Langlochs über den radial inneren Rand des Langlochs gleiten kann.
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Besonders bevorzugt ist in dem Flanschteil ein zum Langloch hin geöffneter Hinterschnitt zur in radialer Richtung verliersicheren Aufnahme des axial in den Hinterschnitt einsetzbaren Dämpfungselements ausgebildet. Durch den Hinterschnitt kann das Dämpfungselement auch unter Fliehkrafteinfluss in einer definierten radialen Relativlage sicher festgehalten werden. Das Dämpfungselement kann durch eine axiale Relativbewegung in den Hinterschnitt eingesetzt werden, um den Trägerflansch zu montieren. Durch die an beiden Axialseiten des Trägerflanschs vorgesehenen Pendelmassen ist das Dämpfungselement auch in axialer Richtung im montierten Zustand des Fliehkraftpendels verliersicher aufgenommen.
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Insbesondere ist das Dämpfungselement mit dem Flanschteil über eine formschlüssige Puzzleteil-Verbindung verbunden. Durch die Formgebung eines im Flanschteil vorgesehenen Hinterschnitts und einem in dem Hinterschnitt einsetzbaren Befestigungskörper des Dämpfungselements in der Art wie Puzzleteile miteinander verbunden werden kann eine sichere Verbindung hergestellt werden, die in radialer Richtung auch bei angreifenden Fliehkräften verliersicher ausgestaltet ist.
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Vorzugsweise weist das Dämpfungselement einen Befestigungskörper zur Befestigung mit dem Flanschteil und in Umfangsrichtung von dem Befestigungskörper abstehende und einen Teil des radial inneren Rands des Langlochs begrenzende Stege auf. Die von dem Befestigungskörper abstehenden Stege können sich am radial inneren Rand des Langlochs an das Material des Flanschteils anschmiegen und dadurch den radial inneren Rand des Langlochs polstern und ein Anschlagen dämpfen. Die Stege können mittig im Wesentlichen absatzlos in den Befestigungskörper übergehen, so dass ein radial außen weisender Teil des Befestigungskörpers und die nach radial außen weisenden Seiten der Stege den radial inneren Rand des Langlochs begrenzen können. Das Dämpfungselement kann dadurch einen radial inneren Rand des Langlochs ausbilden, über den das Verbindungselement erforderlichenfalls ohne Haken entlanggleiten kann.
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Besonders bevorzugt erstreckt sich das durch das Flanschteil und das Dämpfungselement begrenzte Langloch mit einer im Wesentlichen konstanten radialen Breite in Umfangsrichtung. Die in dem Flanschteil zur Ausbildung des Langlochs vorgesehene Öffnung ist derart dimensioniert, dass bei eingesetztem Dämpfungselement das Langloch eine im Wesentlichen konstante radiale Breite aufweist. Bereiche, die bei einer einstückigen Ausgestaltung des Flanschteils durch das Material des Flanschteils ausgefüllt wären, sind durch das Dämpfungselement ersetzt, ohne dass sich für das Langloch eine unübliche Geometrie ergibt. Das Langloch ist dadurch nur so groß, wie es für seine Funktion erforderlich ist, so dass eine unnötige Materialschwächung des Flanschteils vermieden ist.
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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 und mit der Antriebswelle koppelbaren Trägerflansch, der wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, einer relativ zu dem Trägerflansch, insbesondere über Pendelbahnen, pendelbar geführten ersten Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments, einer relativ zu dem Trägerflansch, insbesondere über Pendelbahnen, pendelbar geführten zweiten Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments, wobei der Trägerflansch in axialer Richtung zwischen der ersten Pendelmasse und der zweiten Pendelmasse angeordnet ist, und einem durch das Langloch des Trägerflanschs hindurchgeführten und mit der ersten Pendelmasse und mit der zweiten Pendelmasse verbundenen Verbindungsbolzen. Durch die Ausbildung des unteren Rands des Langlochs des Trägerflanschs mit Hilfe des Dämpfungselements können Anschlaggeräusche des Verbindungsbolzens bei einem schwerkraftbedingten Herunterfallen der Pendelmasse gedämpft werden, so dass ein schwingungsgedämpfter Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit geringen Geräuschentwicklungen ermöglicht ist.
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Insbesondere ist der Verbindungsbolzen als Stufenbolzen zur Positionierung der ersten Pendelmasse und der zweiten Pendelmasse auf einen vordefinierten Abstand ausgebildet. Die Pendelmassen können an der auf den Trägerflansch zu weisenden Axialseite an einem Absatz des Stufenbolzens anschlagen, so dass ein minimal möglicher Abstand der Pendelmassen zueinander vorgegeben werden kann. Der Abstand der Pendelmassen zu einander kann größer als die axiale Dicke des Trägerflanschs sein, so dass ein reibungsbehaftetes Schleifen der Pendelmassen an dem Trägerflansch vermieden oder zumindest reduziert werden kann.
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Vorzugsweise ist die Pendelmassen über ein, insbesondere als Laufrolle, ausgestaltetes Führungselement pendelbar an dem Trägerflansch geführt, wobei das Führungselement im laufenden Betrieb radial außen an einer von dem Flanschteil ausgebildeten Laufbahn und radial innen an einer mit den Pendelmassen bewegungsfest gekoppelten Pendelbahn anliegt, wobei die Pendelbahn insbesondere durch ein mit der ersten Pendelmasse und mit der zweiten Pendelmasse verbundenes und in einer Aufnahmeöffnung des Flanschteils positionierten Zwischenstück ausgebildet ist. Die Laufbahn des Trägerflanschs und die Pendelbahn der Pendelmasse beziehungsweise des mit den Pendelmassen verbundenen Zwischenstücks können in einem gemeinsamen Axialbereich vorgesehen sein, so dass sich die Laufbahn und die Pendelbahn in radialer Richtung betrachtet überlappen können. Der maximale Schwingwinkel der Pendelmassen kann durch den in dem Langloch geführten Verbindungsbolzen begrenzt sein, so dass es nicht erforderlich ist für die Laufbahn einerseits und die Pendelbahn andererseits jeweils ein separates Langloch mit tangential wirkenden Endanschlägen vorzusehen.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Trägerflanschs im demontierten Zustand,
- 2: eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Fliehkraftpendels mit dem Trägerflansch aus 1 im gestoppten Zustand und
- 3: eine schematische perspektivische Detailansicht des Fliehkraftpendels aus 2 bei Erreichung eines maximalen Schwingwinkels.
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Der in 1 dargestellte Trägerflansch 10 für ein Fliehkraftpendel 12 zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten weist ein Flanschteil 14 auf, das über beispielsweise als Durchgangsöffnung für eine Schraubenverbindung ausgestaltete Befestigungselemente 16 mittelbar oder unmittelbar mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors verbunden werden kann. Das Flanschteil 14 weist eine Öffnung 18 auf, die einen Teil eines Langlochs 20 und zum Langloch 20 hin geöffnete Hinterschnitte 22 aufweist. Ein Dämpfungselement 24 kann in die Öffnung 18 eingesetzt werden, indem ein Befestigungskörper 26 in der Art einer Puzzleteil-Verbindung in die Hinterschnitte 22 eingesetzt wird. Von dem Befestigungskörper 26 stehen am radial äußeren Rand des Befestigungskörpers 26 Stege 28 in beiden Umfangsrichtungen ab.
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Wie in 2 dargestellt kann der radial äußere Rand des Dämpfungselements 24 einen radial inneren Rand 30 des Langlochs 20 ausbilden. Wenn eine Pendelmasse 32 des Fliehkraftpendels 12 bei ausgeschaltetem Kraftfahrzeugmotor schwerkraftbedingt absackt kann ein als Stufenbolzen ausgestalteter Verbindungsbolzen 34, der zwei an unterschiedlichen Axialseiten des Trägerflanschs 10 vorgesehene Pendelmassen 32 auf einen vordefinierten Abstand zueinander miteinander verbindet, an den radial inneren Rand 30 anschlagen, der durch das beispielsweise gummielastische Material des Dämpfungselements 24 gepolstert ist und Anschlaggeräusche sowie mechanische Belastungen dämpfen kann.
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Bei einer Drehunförmigkeit in der in den Trägerflansch 10 des Fliehkraftpendels 1 eingeleiteten Drehzahl kann die Pendelmasse 32 aufgrund ihres Massenträgheitsmoments relativ zu dem Trägerflansch 10 auslenken. Die Relativbewegung der Pendelmasse 32 wird durch eine Koppelung der Pendelmasse 32 an dem Trägerflansch 10 mit Hilfe von als Laufrollen 36 ausgestalteten Führungselemente bestimmt. Die Laufrollen 36 können an einer radial äußeren Laufbahn 38 des Flanschteils 14 und einer radial inneren Pendelbahn 40 eines mit den Pendelmassen 32 verbundenen und in einer hinreichend großen Aufnahmeöffnung 42 des Flanschteils 14 angeordneten Zwischenstücks 44 abrollen, wodurch die Pendelmassen 32 über eine pendelartige Relativbewegung nach radial innen verlagert werden und ein der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment in den Trägerflansch 10 einleiten können. Bei einer zu starken Drehungleichförmigkeit kann die Auslenkung der Pendelmassen 32 auf einen maximal zulässigen Schwingwinkel begrenzt werden. Wie in 3 dargestellt kann hierzu der Verbindungsbolzen 34 an Endanschlägen 46 des Langlochs 20 anschlagen. Das Dämpfungselement 24 bildet hierbei nur einen Teil des radial inneren Rands 30 des Langlochs 20 aus, so dass Endbereiche des Langlochs 20 mit den ausgebildeten Endanschlägen 46 von dem Dämpfungselement 24 freigelassen sind. Die Begrenzung des maximalen Schwingwinkels erfolgt durch einen direkten Stahl/Stahl-Kontakt des Verbindungsbolzens 34 an dem jeweiligen Endanschlag 46 ohne zwischengeschaltetes Dämpfungselement 24.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Trägerflansch
- 12
- Fliehkraftpendel
- 14
- Flanschteil
- 16
- Befestigungselement
- 18
- Öffnung
- 20
- Langloch
- 22
- Hinterschnitt
- 24
- Dämpfungselement
- 26
- Befestigungskörper
- 28
- Steg
- 30
- radial innerer Rand
- 32
- Pendelmasse
- 34
- Verbindungsbolzen
- 36
- Laufrolle
- 38
- Laufbahn
- 40
- Pendelbahn
- 42
- Aufnahmeöffnung
- 44
- Zwischenstück
- 46
- Endanschlag
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014216297 A1 [0002]
