-
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel von einem Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs mit relativ zu einem Trägerflansch oder zwischen zwei axial beabstandeten Trägerflanschen des Fliehkraftpendels schwenkbar angeordneten Pendelmassen gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
-
Aufgrund von Verbrennungsvorgängen der Hubkolben-Brennkraftmaschine stellt sich eine Drehungleichförmigkeit ein, die auf den Antriebsstrang des Fahrzeugs übertragen wird. Als Maßnahme um die dadurch ausgelösten nachteiligen Drehschwingungen bzw. Torsionsschwingungen zu dämpfen ist es bekannt, ein Fliehkraftpendel bzw. eine Fliehkraftpendeleinrichtung einzusetzen. Bevorzugt in Kombination mit einem Zweimassenschwungrad können mittels des Fliehkraftpendels auftretende Schwingungen im Antriebsstrang reduziert werden. Bei einer beschleunigten Drehbewegung einer Welle speichert das Fliehkraftpendel Energie, die bei einer verzögerten Drehbewegung der Welle wieder abgegeben wird. Bekannte Fliehkraftpendel umfassen Pendelmassen, die in Verbindung mit Laufrollen bewegbar angeordnet sind. Jede Laufrolle ist dazu in gegenläufig zueinander verlaufenden, in der Pendelmasse und dem Trägerflansch eingebrachten Pendel- oder Kulissenbahnen geführt. Aufgrund dieser Anordnung kann im Betriebszustand des Fliehkraftpendels die Pendelmasse eine Relativbewegung zum Trägerelement ausführen. Der Aufbau und die Funktion eines solchen Fliehkraftpendels sind beispielsweise in der
DE 10 2006 028 552 A1 gezeigt und beschrieben.
-
Im Betriebszustand der Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs können beispielsweise im niedrigen Drehzahlbereich unkontrollierte Schwingbewegungen mit maximalen Ausschlägen der Pendelmassen auftreten. Diese führen zu nachteiligen Klappergeräuschen, die zu einem subjektiv wahrnehmbaren Verlust an Fahr- und Geräuschkomfort führen. Weiterhin können durch das Anschlagen der Pendelmassen Funktionsstörungen des Fliehkraftpendels entstehen sowie ein erhöhter Verschleiß, der die Lebensdauer des Fliehkraftpendels verkürzt. Als Maßnahme, um diese Funktionsstörungen zu vermeiden, ist gemäß der
DE 10 2009 042 836 vorgesehen, an den Pendelmassen elastische Anschläge aus Kunststoff anzuordnen.
-
Aus der
DE 10 2014 217 460 A1 ist ein Fliehkraftpendel bekannt, dem ein Bremselement zugeordnet ist, das über einen Reibbelag axial gegen die Pendelmasse verschiebbar ist, um bei Bedarf die Pendelmasse abzubremsen. Durch das Bremselement kann gleichzeitig die Bewegungsfreiheit der Pendelmassen begrenzt werden. Mittels einer externen Einrichtung, über die das Bremselement steuerbar ist, kann das Abbremsen der Pendelmassen erfolgen, um die Funktion des Fliehkraftpendels außer Kraft zu setzen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fliehkraftpendel bereitzustellen, bei dem eine radiale Bewegungsfreiheit eingeschränkt ist, ohne dabei primäre Tilgungseigenschaften negativ zu beeinflussen.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Fliehkraftpendel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination weitere Aspekte der Erfindung darstellen.
-
Das erfindungsgemäß aufgebaute Fliehkraftpendel sieht vor, dass zur Einschränkung der radialen Bewegungsfreiheit der Pendelmassen im Betriebszustand jede Pendelmasse zumindest zeitweise über wenigstens einen radial nach innen ausgerichteten Nocken an einer radial nach außen gerichteten korrespondierenden Gegenkontur des Trägerflansches abgestützt ist.
-
Die Erfindung verringert die radiale Beweglichkeit bzw. die Verdrehung der Pendelmassen, indem zumindest ein Nocken oder eine Nase der Pendelmasse während der Pendelbewegung entlang der korrespondierenden Gegenkontur am Flansch bzw. Trägerflansch geführt bzw. abgestützt ist. Zur Gewährleistung einer optimalen Führung der Pendelmasse ist der Abstand zwischen der Nase und der Gegenkontur möglichst klein ausgelegt.
-
Durch das Zusammenwirken von dem Nocken der Pendelmasse mit der Gegenkontur des Trägerflansches im Betriebszustand wird vorteilhaft die radiale Beweglichkeit der Pendelmasse eingeschränkt und folglich deren nachteilige Stell- oder Schwingbewegung vermieden. Das konstruktiv einfach aufgebaute und kostengünstig realisierbare Konzept gemäß der Erfindung gewährleistet eine dauerhafte Einschränkung der radialen Bewegungsfreiheit sowie die Vermeidung zumindest aber eine Verringerung der Verdrehung der Pendelmassen. Dadurch kann vorteilhaft ein sowohl geräusch- als auch verschleißoptimiertes Fliehkraftpendel realisiert werden. In vorteilhafterweise werden durch den erfindungsgemäßen Aufbau dabei die primären Tilgungseigenschaften des Fliehkraftpendels nicht negativ beeinflusst. Es besteht ein ständiges Bedürfnis, die Geräuschentwicklungen in dem Antriebsstrang des Fahrzeugs zu reduzieren, um den Komfort für den Endanwender zu steigern. Diese Forderung erfüllt das konstruktiv einfache und kostengünstig realisierbare, erfindungsgemäße, selbsttätig wirkende Konzept, das wirksam und dauerfest zumindest die radiale Bewegungsfreiheit der Pendelmasse einschränkt, zur Realisierung eines geräusch- und verschleißoptimierten Fliehkraftpendels.
-
Bei bisher bekannten Fliehkraftpendeln ist im Gegensatz zu der Erfindung die radiale Bewegungsfreiheit der Pendelmassen durch die Laufrollen beschränkt. Diese Anordnung ermöglicht eine entsprechend große radiale Bewegung der Pendelmassen, die zu einer nachteiligen Geräuschbildung führt und gleichzeitig nachteilige Verschleißerscheinungen auslöst. Dabei sind insbesondere die Laufrollen und deren zugehörige Kulissen- oder Pendelbahnen, die elastischen Anschlagelemente der Pendelmassen sowie falls verbaut die Koppelfedern einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt.
-
Vorteilhaft ist die Erfindung sowohl auf konventionelle Fliehkraftpendel mit einem mittigen Trägerflansch und beidseitig positionierten Pendelmassen als auch auf Doppelflansch-Fliehkraftpendel mit mittig angeordneter Pendelmasse übertragbar. Weiterhin bietet es sich an, die erfindungsgemäße Lösung mit alternativ aufgebauten Konstruktionen von Fliehkraftpendeln zu kombinieren.
-
Die erfindungsgemäß gestalteten Bauteile, die Pendelmasse sowie der Trägerflansch, können kostengünstig spanlos mittels eines Umform- oder eines Stanzverfahrens aus einem Stahlblech hergestellt werden. Dabei schließt das Verfahren gleichzeitig das Anformen bzw. die Herstellung der Nase an der Pendelmasse sowie die Herstellung der Gegenkontur an dem Trägerflansch ein.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass jede Pendelmasse zwei Nocken aufweist, denen zwei Gegenkonturen am Trägerflansch zugeordnet sind. Weiterhin bietet es sich vorteilhaft an, die Pendelmasse mehrteilig aufzubauen, bestehend aus einem Zwischenblech, dem beidseitig ein Massenelement zugeordnet ist. An einer Innenseite des Zwischenblechs sind zwei übereinstimmend gerundete Nocken oder Nasen vorgesehen, denen zwei ebenfalls gerundete Gegenkonturen an dem Trägerflansch zugeordnet sind. Die Nokken sind vorzugsweise in Umfangsrichtung betrachtet winkelversetzt im Endzonenbereich der Pendelmasse bzw. dessen Zwischenblech angeordnet. Dabei sind sowohl die Nocken als auch die Gegenkonturen versetzt zu den für die Laufrollen bestimmten Kulissenbahnen in der Pendelmasse und dem Trägerflansch positioniert. Die gerundeten, radial nach außen gerichteten Gegenkonturen sind in zueinander winkelversetzten Aussparungen des getopften Trägerflansches und die Nocken an einer Innenseite des scheibenartig gestalteten Zwischenblechs der Pendelmasse vorgesehen.
-
Eine bevorzugte konstruktive Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Nocken der Pendelmasse bzw. des Zwischenblechs bevorzugt jeweils als lokal hervorstehende gerundete Zapfen auszubilden. Die Gegenkonturen an dem Trägerflansch sind vorteilhaft als Kreissegment bzw. als Kreisabschnitt gestaltet, ausgeführt als die Teilfläche einer Kreisfläche, die von einem Kreisbogen und einer Kreissehne begrenzt wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor genannten geometrischen Formen für die Nocken und die Gegenkonturen beschränkt.
-
Zur Erzielung einer optimalen Wirkung der Erfindung, die jeweils einen geringen Abstand zwischen dem Nocken der Pendelmasse bzw. des Zwischenblechs und der zugehörigen Gegenkontur an dem Trägerflansch vorsieht, ist ein maximaler Abstand von ≤ 2 mm vorgesehen. Falls erforderlich kann das erfindungsgemäße Konzept auch einen davon abweichenden Abstand vorsehen. Weiterhin schließt die Erfindung vorzugsweise für die einstückig mit dem Zwischenblech verbundenen Nocken eine radiale Höhe ein, die weitestgehend übereinstimmt mit einer Höhe der Gegenkonturen an den Trägerflanschen.
-
Als Maßnahme zur Vermeidung von Verschleiß zwischen den unmittelbar zusammenwirkenden Bauteilen, der Pendelmasse bzw. dem Zwischenblech und dem Trägerflansch bietet es sich an, die Kontaktflächen an dem Nocken und den Gegenkonturen reibungsmindernd zu beschichten. Beispielsweise eignet sich dazu eine PTFE-Beschichtung. Ergänzend oder alternativ dazu bietet sich für die Kontaktflächen eine Molybdänbeschichtung an, die sowohl einen wirksamen Verschleißschutz bietet als auch das Reibverhalten verbessert.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigt:
-
1: in einer Teilansicht ein erfindungsgemäßes Fliehkraftpendel, aufgebaut als ein Doppelflansch-Fliehkraftpendel;
-
2: eine Schnittansicht des Fliehkraftpendels gemäß 1;
-
3: das Fliehkraftpendel gemäß 1, mit einer Pendelmasse in einer Mittelposition;
-
4: das Fliehkraftpendel gemäß 1, mit einer Pendelmasse in einer Endlage;
-
5: in einer vereinfachten Darstellung die Pendelmasse mit einem zugehörigen Trägerflansch;
-
6: in einer Einzelteilzeichnung eine Pendelmasse;
-
7: einen Trägerflansch in einer Einzelteilzeichnung.
-
Die 1 bis 4 zeigen in Teilansichten den Grundaufbau eines erfindungsgemäßen Fliehkraftpendels 1, das für einen Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs (nicht gezeigt) bestimmt ist und das einem Rotationsteil des Antriebsstranges zugeordnet ist, beispielsweise einem Zweimassenschwungrad. Das als Doppelflansch-Fliehkraftpendel aufgebaute Fliehkraftpendel 1 umfasst wie in 2 gezeigt, zwei getopfte Trägerflansche 2, 3, die innenseitig zusammengefasst und außenseitig zur Aufnahme von mehreren umfangsverteilt angeordneten Pendelmassen 4 axial gespreizt sind. Die dreiteilig aufgebaute, beweglich zwischen den Trägerflanschen 2, 3 eingesetzte Pendelmasse 4 besteht aus einem Zwischenblech 5 bzw. Distanzstück, dem beidseitig jeweils ein Massenelement 6, 7 zugeordnet ist, wobei diese Bauteile zu einer Baueinheit zusammengefügt sind. In der 1 ist ein Ausschnitt eines Fliehkraftpendels 1 in der Perspektive gezeigt, wobei zur Verdeutlichung der Erfindung der Trägerflansch 3 nicht dargestellt ist. In jedem Massenelement 6, 7 der Pendelmasse 4 sind zwei zueinander versetzte gekrümmte Kulissenbahnen 8 eingebracht, in die jeweils eine Laufrolle 9 spielbehaftet eingreift, die gleichzeitig in einer gegenläufig zur Kulissenbahn 8 verlaufenden weiteren Kulissenbahn 10 der Trägerflansche 2, 3 spielbehaftet geführt ist. Die Bauteile der Pendelmasse 4, die Massenelemente 6, 7 sowie das Zwischenblech 5 sind über Nietverbindungen 13 zu einer Baueinheit zusammengefügt. Alle in Umfangsrichtung hintereinander angeordneten Pendelmassen 4 sind federelastisch über als Druckfeder ausgeführte Koppelfedern 11 miteinander verbunden, die jeweils in endseitigen Aussparungen 12 der Zwischenbleche 5 eingesetzt sind.
-
Das Fliehkraftpendel 1 umfasst weiterhin eine Maßnahme zur Einschränkung der Bewegungsfreiheit bzw. Verringerung der radialen Beweglichkeit und/oder Verdrehung der Pendelmassen 4 im Betriebszustand. Dazu sind an dem Zwischenblech 5 der Pendelmasse 4 innenseitig in beiden Endbereichen radial nach innen ausgerichtete Nocken 14 angeformt, die jeweils mit einer radial nach außen weisenden korrespondierenden Gegenkontur 15 der Trägerflansche 2, 3 zusammenwirken. Die Gegenkonturen 15 sind in zueinander winkelversetzten Aussparungen 16 der Trägerflansche 2, 3 eingebracht, die gegenüber den Kulissenbahnen 10 radial nach innen versetzt im Bereich der getopften Abschnitte in den Trägerflanschen 2, 3 angeordnet sind. Die 3 zeigt eine Mittellage der Pendelmasse 4 gegenüber den Trägerflanschen 2, 3, bei der jeder Nocken 14 des Zwischenelementes 5 der höchsten Erhebung der in den Aussparungen 16 eingebrachten Gegenkontur 15 gegenübersteht. Abweichend dazu ist die Pendelmasse 4 in 4 in einer Endlage gezeigt, wobei die Laufrollen 9 an Endzonen der Kulissenbahn 8, 10 abgestützt sind. In dieser Lage der Pendelmasse 4 sind die mit dem Zwischenblech 5 verbundenen Nocken 14 anschlagfrei und spielbehaftet in der Aussparung 16 positioniert. Zur Erreichung eines gedämpften Anschlags greift ein in der Pendelmasse 4 lagefixierter, von einer elastischen Hülse umschlossener Stift 17 in eine korrespondierende Führungsbahn 18 der Trägerflansche 2, 3 ein, der folglich in der Endlage am Führungsbahnende elastisch abgestützt ist.
-
Die 5 verdeutlicht in einer vereinfachten Darstellung das erfindungsgemäße Zusammenwirken der Pendelmasse 4 mit den zugehörigen Trägerflanschen 2, 3.
-
Innenseitig an beiden Endbereichen des Zwischenblechs 5 der Pendelmasse 4 sind radial nach innen ausgerichtete, auch als gerundete Zapfen oder Nasen zu bezeichnende Nocken 14 angeformt. Gemäß der in 5 gezeigten Neutrallage des Fliehkraftpendels 1 ist korrespondierend zu jedem Nocken 14 jeweils eine radial nach außen weisende einstückig mit dem Trägerflansch 2, 3 verbundene, als Kreissegment oder Kreisabschnitt ausgebildete Gegenkontur 15 zugeordnet. Im Betriebszustand führt eine auftretende Drehungleichförmigkeit der Brennkraftmaschine zu einer radialen Bewegung bzw. Verdrehung der Pendelmasse 4. Der Freiheitsgrad der Pendelmasse 4 ist dabei auf einen Abstand X beschränkt, der sich zwischen den Nocken 14 des Zwischenblechs 5 und den zugehörigen Gegenkonturen 15 einstellt. Damit wird eine unzulässige große Bewegungsfreiheit bzw. zu große Verdrehung der Pendelmasse 4 vermieden. Eine bevorzugte konstruktive Auslegung sieht vor, dass die Nocken 14 sowie die zugehörigen Gegenkonturen 15 eine übereinstimmende Länge bzw. Höhe S aufweisen. Als Maßnahme zur Verschleißminderung bietet es sich an, sowohl die Kontaktflächen 19 von den Nocken 14 des Zwischenblechs 5 als auch die Kontaktflächen 20 von den Gegenkonturen 15 der Trägerflansche 2, 3 reibungsmindernd zu beschichten.
-
In den 6 und 7 sind das Zwischenblech 5 der Pendelmasse 4 sowie der Trägerflansch 2, 3 in Einzelteilzeichnungen gezeigt. Gemäß 6 sind die für die Laufrollen 9 bestimmten Aussparungen 21, deren Lage weitestgehend mit den Kulissenbahnen 8 der Massenelemente 6, 7 übereinstimmt radial nach außen zu den Nocken 14 versetzt in dem Zwischenblech 5 eingebracht. Entsprechend dazu zeigt die 7 den Trägerflansch 2, 3, dessen Aussparungen 16 mit jeweils zugeordneter Gegenkontur 15 radial nach innen zu den Kulissenbahnen 10 der Laufrollen 9 angeordnet sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fliehkraftpendel
- 2
- Trägerflansch
- 3
- Trägerflansch
- 4
- Pendelmasse
- 5
- Zwischenblech
- 6
- Massenelement
- 7
- Massenelement
- 8
- Kulissenbahn
- 9
- Laufrolle
- 10
- Kulissenbahn
- 11
- Koppelfeder
- 12
- Aussparung
- 13
- Nietverbindung
- 14
- Nocken
- 15
- Gegenkontur
- 16
- Aussparung
- 17
- Stift
- 18
- Führungsbahn
- 19
- Kontaktfläche
- 20
- Kontaktfläche
- 21
- Aussparung
- S
- Höhe der Nocken und der Gegenkontur
- X
- Abstand zwischen Nocken und Gegenkontur
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006028552 A1 [0002]
- DE 102009042836 [0003]
- DE 102014217460 A1 [0004]
