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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger und einer Mehrzahl von an dem Pendelmassenträger mittels Pendellagern im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers entlang einer Pendelbahn pendelfähig aufgehängten, über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen.
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Fliehkraftpendel sind aus Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen hinreichend bekannt. Hierbei ist um eine Drehachse beispielsweise einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes oder dergleichen ein Pendelmassenträger verdrehbar aufgenommen. An dem Pendelmassenträger sind über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet, die in einer Ebene senkrecht zu der Drehachse gegenüber dem Pendelmassenträger pendelnd aufgehängt sind. Durch diese pendelnde Aufhängung bilden die Pendelmassen im Fliehkraftfeld des drehenden Pendelmassenträgers einen drehzahladaptiven Drehschwingungstilger, indem die Pendelmassen durch entsprechende Auslenkung dem Antriebsstrang während Drehmomentspitzen Energie entziehen und bei Drehmomentminima zuführen.
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Beispielsweise können - wie aus der
WO2014/082629 A1 bekannt - axial zwischen zwei Seitenteilen, die den Pendelmassenträger bilden, über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet sein. Alternativ können - wie aus der
DE 10 2012 221 949 A1 bekannt - Pendelmassenteile beidseitig des Pendelmassenträgers angeordnet sein. Axial gegenüber liegende Pendelmassenteile sind dabei mittels Verbindungsmitteln miteinander zu Pendelmassen verbunden, wobei die Verbindungsmittel entsprechend ausgesparte Ausnehmungen des Pendelmassenträgers durchgreifen.
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Ein Fliehkraftpendel kann - wie beispielsweise anhand der oben genannten Druckschriften
WO2014/082629 A1 ,
DE 10 2012 221 949 A1 offenbart - an einem Einmassenschwungrad, beispielsweise einem aus Blech hergestellten Einmassenschwungrad vorgesehen sein. Wie beispielsweise aus den Druckschriften
WO2014/023303 A1 und
DE 10 2013 201 981 A1 bekannt, können ein oder mehrere Fliehkraftpendel an einem Drehschwingungsdämpfer, entsprechend der Druckschrift
WO2014/114 280 A1 an einer Kupplungsscheibe, entsprechend der Druckschrift
EP 2 600 030 A1 an einem hydrodynamischen Drehmomentwandler, an einem Gehäuse einer Reibungskupplung oder an ähnlichen Stellen des Antriebsstrangs vorgesehen sein.
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Die offenbarten Fliehkraftpendel sind aus Blechteilen mittels eines Stanz- und gegebenenfalls Umformverfahrens hergestellt. Hierbei werden jeweils für die Herstellung des Pendelmassenträgers und der Pendelmassen unterschiedliche Stanzwerkzeuge und unterschiedliche Rohmaterialien wie beispielsweise sogenannte Coils verwendet. Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Fliehkraftpendels. Insbesondere soll ein Fliehkraftpendel vorgeschlagen werden, welches einfacher zu fertigen ist und einen geringeren Materialeinsatz und einen geringeren Stanzausbruch ermöglicht.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel enthält aus Blech hergestellte Bauteile, nämlich einen um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger und über den Umfang verteilt an diesem in an sich bekannter Weise pendelfähig aufgehängte Pendelmassen. Die Pendelmassen sind dabei exzentrisch zur Drehachse pendelnd beispielsweise mittels Pendellagern an dem Pendelmassenträger aufgehängt und nehmen unter Fliehkrafteinwirkung ihre Arbeitsposition ein, die durch die Drehschwingungen unter Energieaufnahme verstimmt wird, so dass ein tilgender Effekt auftritt. Die Pendellager sind hierbei aus komplementär zueinander ausgebildeten Laufbahnen in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen gebildet, auf denen jeweils ein Wälzkörper abwälzt. Die Pendellager bilden dabei eine vorgegebene Pendelbewegung ab, die kreisbogenförmig oder in nahezu jeder beliebigen Form ausgebildet, beispielsweise gegenüber der Kreisbogenform so verstimmt, beispielsweise endseitig mit verringertem Radius versehen sein kann, dass Anschläge der Pendelmassen an den maximalen Schwingwinkeln unwahrscheinlich sind.
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Die Laufbahnen können im einfachsten Fall eine monofilare Aufhängung der Pendelmassen im Sinne eines Fadenpendels abbilden, es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, eine bifilare Aufhängung der Pendelmassen mittels zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Pendellagern abzubilden. Hierbei kann eine einer parallelen Anordnung der Pendelfäden entsprechende Pendelbewegung vorgesehen sein. Bevorzugt wird eine einer trapezförmigen Anordnung der Pendelfäden entsprechende Pendelführung vorgeschlagen, bei der die Pendelmassen zusätzlich während der Pendelbewegung eine Eigenrotation ausführen, so dass eine zusätzliche Massenträgheit und damit eine verbesserte Isolationswirkung vorgesehen werden kann.
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Um beispielsweise die Anzahl der Herstellschritte und der Werkzeuge, den Materialeinsatz und den Stanzausbruch zu verringern, sind die Pendelmassen aus dem Pendelmassenträger entsprechende Ausnehmungen bildend hergestellt. Dies bedeutet, dass eine Mehrzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen direkt und mittels desselben Werkzeugs aus dem Pendelmassenträger hergestellt, insbesondere ausgestanzt sind. Die Stanzausbrüche bilden dabei in bevorzugter Weise werkzeugfallend die Pendelmassen, die verbleibenden Ausnehmungen wie Ausbrüche dienen der Gewichtsreduzierung des Pendelmassenträgers.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Fliehkraftpendels ist der Pendelmassenträger als Pendelflansch mit beidseitig an dem Pendelflansch angeordneten Pendelmassen ausgebildet, wobei axial gegenüber liegende Pendelmassen mittels Verbindungsmitteln miteinander zu einer Pendelmasseneinheit verbunden sind. Hierbei dient der als Scheibenteil aus Blech ausgebildete Pendelflansch der Herstellung der Pendelmassen. Die Pendelmassen besitzen die Materialdicke der Blechdicke der Blechteile des Pendelmassenträgers.
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Da beidseitig des Pendelflanschs Pendelmassen angeordnet werden, bilden zur vollständigen Abdeckung der Pendelmassen aus dem Material des Pendelflanschs jeweils zwei aus dem Pendelflansch ausgeschnittene Pendelmassen eine Pendelmasseneinheit. Es hat sich beispielsweise als vorteilhaft herausgestellt, ein Fliehkraftpendel für einfache Anwendungen mit zwei diametral zur Drehachse angeordneten Pendelmasseneinheiten aus vier Pendelmassen zu bilden. Mehrere, beispielsweise drei über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmasseneinheiten mit sechs Pendelmassen können ebenfalls vorgesehen sein.
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Aufgrund der großen Ausnehmungen in dem Pendelflansch können die Verbindungsmittel radial außerhalb der Pendellager angeordnet sein. Hierdurch können weitere Ausnehmungen für den Durchgriff der Verbindungsmittel vermieden werden.
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Zur Ausbildung der Pendellager zwischen den Pendelmassen beziehungsweise Pendelmasseneinheiten und den Pendelmassen sind jeweils komplementär zueinander bogenförmig ausgebildete Laufbahnen vorgesehen, auf denen eine axial die Laufbahnen eines Pendellagers übergreifende Pendelrollen abwälzen. Zur Darstellung der Laufbahnen in dem Pendelflansch kann an den Pendelmassen jeweils zumindest eine in radiale Richtung ausgeprägte Wölbung in der komplementären Ausnehmung des Pendelflanschs eine Laufbahn eines Pendellagers bilden. Dies bedeutet, dass die Laufbahnen durch entsprechende Stanzformen bereits werkzeugfallend durch Wölbungen in den Pendelmassen vorgesehen werden, wobei hierzu entsprechend bogenförmig nach außen in den Ausnehmungen erweiterte Laufbahnen gebildet werden. Alternativ können die Laufbahnen des Pendelflanschs unabhängig von dem Außenumfang der Pendelmassen in den Pendelflansch eingebracht sein.
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In der zur Darstellung der pendelflanschseitigen Laufbahnen gebildeten Wölbungen können in vorteilhafter Weise Öffnungen für das Verbindungsmittel vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Verbindung der Pendelmassen zu einer Pendelmasseneinheit nach radial außen verlagert werden, so dass die radialen Abstände zwischen den Laufbahnen im Pendelflansch und dessen Außenumfang und die Abstände zwischen den Pendellagern und den Verbindungsmitteln vergrößert und damit die Stabilität des Fliehkraftpendels gesteigert werden können.
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In einer alternativen Ausführungsform kann das vorgeschlagene Fliehkraftpendel einen Pendelmassenträger aufweisen, der aus zwei miteinander verbundenen Seitenteilen gebildet ist. Hierbei sind axial zwischen diesen die Pendelmassen angeordnet. Die Pendelmassen sind aus zumindest einem der Seitenteile hergestellt. In vorteilhafter Weise sind aus beiden Seitenteilen Pendelmassenteile ausgestanzt, wobei jeweils zwei Pendelmassenteile aneinander gelegt und zu einer Pendelmasse verbunden, beispielsweise miteinander vernietet sind. Auf diese Weise kann die Masse der Pendelmassen verdoppelt werden.
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In vorteilhafter Weise sind die Pendelmassen mit ihrem Schwerpunkt radial außerhalb des Pendelmassenträgers, beispielsweise zumindest teilweise außerhalb des Außenumfangs des Pendelmassenträgers angeordnet, so dass ein verbessertes Massenträgheitsmoment erzielt wird.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 den oberen Teil eines um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Fliehkraftpendels im Schnitt
und
- 2 eine Ansicht des Pendelflanschs der 1 bei teilweise ausgeschnittenen Pendelmassen.
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Die 1 zeigt den oberen Teil des um die Drehachse d angeordneten Fliehkraftpendels 1 im Schnitt. Der um die Drehachse d angeordnete Pendelmassenträger 2 ist als scheibenförmiger Pendelflansch 3 ausgebildet, an dem beidseitig über den Umfang verteilt die Pendelmassen 4 angeordnet sind. Jeweils axial gegenüberliegende Pendelmassen 4 sind radial außerhalb des Außenumfangs 5 des Pendelflanschs 3 mittels der Verbindungsmittel 6 - hier Stufenniete - zu Pendelmasseneinheiten 7 verbunden.
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Die Pendelmasseneinheiten 7 und damit die Pendelmassen 4 sind mittels jeweils zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager 8 an dem Pendelflansch 3 im Fliehkraftfeld des um die Drehachse d drehenden Pendelmassenträgers 2 pendelfähig aufgehängt. Die Pendellager 8 sind aus den an den Pendelmassen 4 angeordneten bogenförmigen nach innen ausgerichteten Laufbahnen 9 und den komplementär zu diesen nach radial außen bogenförmig ausgebildeten Laufbahnen 10 und jeweils einer auf axial gegenüberliegenden Laufbahnen 9, 10 abwälzenden, hier stufenförmig ausgebildeten Pendelrolle 11 gebildet.
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Die Pendelmassen 4 sind unter Bildung der Ausnehmungen 12 aus dem Pendelflansch 3 hergestellt, beispielsweise werkzeugfallend ausgestanzt. Aus den vier über den Umfang verteilt angeordneten Ausnehmungen 12 werden hierbei zwei diametral angeordnete Pendelmasseneinheiten 7 aus jeweils zwei axial gegenüberliegend angeordneten und mittels der Verbindungsmittel 6 verbundener Pendelmassen 4 gebildet. Die Verbindungsmittel 6 und die Pendellager 8 sind radial übereinander angeordnet. Die Pendelmassen 4 weisen hierzu jeweils radial über den Laufbahnen 10 des Pendelflanschs 3 angeordnete Wölbungen 13 auf, an denen die Verbindungsmittel 6 aufgenommen sind, so dass durch die Wölbungen 13 während des Stanzvorgangs zugleich die Laufbahnen 10 bevorzugt werkzeugfallend ausgebildet werden.
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Die 2 zeigt den rotationssymmetrisch zu der Drehachse d angeordneten Pendelflansch 3, bei dem der Darstellung wegen lediglich eine Pendelmasse 4 in dem Pendelflansch 3 verblieben dargestellt ist. Die übrigen Pendelmassen sind dem Pendelflansch 3 bereits entnommen. Hierbei verbleiben die Ausnehmungen 12. Die Festigkeit des Pendelflanschs 3 wird mittels der verbleibenden Stege 14 erzielt. In den Ausnehmungen 12 sind die Laufbahnen 10 zur Bildung der Pendellager 8 (1) ausgestanzt, wobei an den Pendelmassen 4 entsprechend radial beabstandete Wölbungen 13 gebildet sind, die eine Öffnung 15 für die Verbindungsmittel 6 (1) aufweisen. An den Pendelmassen 4 sind die Ausnehmungen 16 mit den Laufbahnen 9 bereits werkzeugfallend vorgesehen. Weiterhin sind Öffnungen 17 zur Aufnahme von Abstandshaltern beispielsweise aus Kunststoff zwischen den Pendelmassen 4 und dem Pendelflansch 3 im fertig gestellten Zustand werkzeugfallend vorgesehen. Neben der zentralen Öffnung 18 können weitere, nicht dargestellte und anwendungsspezifisch gegebenenfalls einzubringende Öffnungen zur Aufnahme des Pendelflanschs 3 beispielsweise an einer Kurbelwelle, an einem Nabenteil oder dergleichen werkzeugfallend vorgesehen sein. Alternativ kann der Pendelflansch mit einem Antriebsstrangbauteil verschweißt, verstemmt, verzahnt oder mittels einer Presspassung wie beispielsweise reibverschweißt an der Öffnung 18 drehfest aufgenommen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendel
- 2
- Pendelmassenträger
- 3
- Pendelflansch
- 4
- Pendelmasse
- 5
- Außenumfang
- 6
- Verbindungsmittel
- 7
- Pendelmasseneinheit
- 8
- Pendellager
- 9
- Laufbahn
- 10
- Laufbahn
- 11
- Pendelrolle
- 12
- Ausnehmung
- 13
- Wölbung
- 14
- Steg
- 15
- Öffnung
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Öffnung
- 18
- Öffnung
- 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 [0003, 0004]
- DE 102012221949 A1 [0003, 0004]
- WO 2014/023303 A1 [0004]
- DE 102013201981 A1 [0004]
- WO 2014/114280 A1 [0004]
- EP 2600030 A1 [0004]
