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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung insbesondere zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Pendelmasse, die an einem Pendelflansch angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dem Pendelflansch ausführen kann, wobei die Pendelmasse zwei Pendelteilmassen umfasst, die voneinander beabstandet fest miteinander verbunden sind und beiderseits des Pendelflansches angeordnet sind.
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Gattungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtungen (FKP) sind beispielsweise aus der
DE 10 2006 028 536 A1 mit Pendelteilmassen beiderseits eines zentralen Pendelflansches bekannt. Bei bekannten Ausführungen können die Pendelmassen im Start, Stopp und im Zugbetrieb bei niedriger Drehzahl an dem Pendelflansch anschlagen. Diese Anschläge verursachen Geräusche insbesondere im Start und im Stopp und verringern die Lebensdauer der Fliehkraftpendeleinrichtung, da die Abstandsbolzen zwischen den Pendelmassen abgeschert werden können.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung anzugeben, bei der das zuvor genannte Problem vermieden oder zumindest verringert wird.
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Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung insbesondere zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einer Pendelmasse, die an einem Pendelflansch angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dem Pendelflansch ausführen kann, wobei die Pendelmasse zwei Pendelteilmassen umfasst, die voneinander beabstandet fest miteinander verbunden sind und beiderseits des Pendelflansches angeordnet sind, wobei zwischen den Pendelteilmassen mindestens ein Klemmelement angeordnet ist, durch das in zumindest einer Pendelendstellung der Pendelmasse eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Pendelmasse und dem Pendelflansch herstellbar ist.
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Das Klemmelement kann mindestens eine Tellerfeder, vorzugsweise zwei Tellerfedern umfassen, die beiderseits des Pendelflansches zwischen dem Pendelflansch und jeweils einer der Pendelteilmassen angeordnet sind. Bei Motorstart und -stopp werden die Pendelmassen beim ersten Anschlag der Tellerfedern an den Bahnenden des Pendelflansches gebremst und geblockt. Dies führt dazu, dass keine Anschlaggeräusche auftreten und verbessert das Verhalten der Fliehkraftpendeleinrichtung in diesen Betriebspunkten. Bei höherer Motordrehzahl im normalen Betrieb erhöht sich die Fliehkraft bzw. die auf die Pendel in deren Pendelrichtung einwirkende Kraft. Diese Kraft wird mit zunehmender Drehzahl höher als die Klemmkraft der Tellerfedern. Die Pendelmassen werden dadurch gelöst und können wieder pendeln.
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Die zwei Tellerfedern können an einem Anschlagbolzen angeordnet sein, der die beiden Pendelteilmassen miteinander verbindet und der durch eine Öffnung in dem Pendelflansch ragt. Zwei Tellerfedern werden pro Pendelmassepaket und an der zentralen Position auf einen der Abstandsbolzen, der hier zur Unterscheidung von den anderen Abstandsbolzen als Anschlagbolzen bezeichnet wird, angeordnet.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist an dem Anschlagbolzen zwischen den Tellerfedern ein Anschlagdämpfer angeordnet. Dazu ist ein zentraler Ring als Anschlagsring vorzugsweise aus einem Elastomer gefertigt zwischen den Tellerfedern auf dem Bolzen angeordnet, um einen Anschlag Stahl auf Stahl zu vermeiden und um die Pendelmasse an einer definierten Position zu blockieren. Dadurch wird zudem eine zu hohe Unwucht vermeidet.
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Je nach geforderter Brems- und Klemmkraft können auch mehrere Tellerfedern gestapelt werden.
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Der Außendurchmesser der Tellerfedern ist in einer Ausführungsform der Erfindung größer als die lichte Weite in einem mittleren Bereich der Öffnung in dem Pendelflansch, durch den der Anschlagbolzen ragt. Die lichte Weite an einer Stelle der Öffnung ist gegeben durch einen gedachten Kreis, der an zwei Stellen die Oberfläche der Öffnung berührt.
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Die Tellerfedern sind in einer Ausführungsform der Erfindung kegelstumpfförmig, wobei In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine konkave Seite der Tellerfedern jeweils der der Tellerfeder benachbarten Pendelteilmasse zugewandt ist. Die Geometrie der Tellerfederanordnung nach Art eines Doppelkegels unterstützt die Klemmfunktion in den Endstellungen.
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Der Anschlagbolzen weist in einer Ausführungsform der Erfindung Stufen auf, die einen axialen Anschlag für einen Innendurchmesser der Tellerfedern bilden.
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Die Innendurchmesser der Tellerfedern weisen in einer Ausführungsform der Erfindung einen axialen Abstand zueinander auf, der kleiner ist als die Dicke des Pendelflansches, sodass die Tellerfedern in den Endstellungen der Pendelbewegung der Pendelmasse den Pendelflansch einklemmen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung in einer Schnittdarstellung,
- 2 das Ausführungsbeispiel der 1 in der Draufsicht,
- 3 einen Ausschnitt A in 2 um eine der Öffnungen für einen Anschlagbolzen,
- 4 eine Ansicht wie in 2 für eine Pendelendstellung,
- 5 einen Ausschnitt B in 4 um eine der Öffnungen für einen Anschlagbolzen.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer Schnittdarstellung. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Unter der Umfangsrichtung wird hier eine Drehung um die Rotationsachse R, unter der axialen Richtung die Richtung parallel zur Rotationsachse R und unter der radialen Richtung jede Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 wird zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einem Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle, und einer ausrückbaren Fahrzeugkupplung, die mit einem Getriebe gekoppelt ist, angeordnet. Die Fliehkraftpendeleinrichtung kann beispielsweise an der Sekundärseite eines in dem Antriebsstrang angeordneten Zweimassenschwungrades (ZMS) oder an einem Kupplungsgehäuse angeordnet sein. Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 wird insbesondere an einem Sekundärflansch eines Zweimassenschwungrades zwischen dem Zweimassenschwungrad und einer dem Zweimassenschwungrad im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges nachgeordneten Fahrzeugkupplung angeordnet.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst einen Pendelflansch 2, der in Einbaulage beispielsweise mit einem nicht dargestellten Sekundärflansch eines Zweimassenschwungrades im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Die Verbindung kann beispielsweise durch eine Verschraubung erfolgen, wozu eine Vielzahl von Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt angeordnet sind. Neben den Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben für die Befestigung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 sind über den Umfang verteilt auch Bohrungen 4zur Aufnahme von Stiften, die der Zentrierung der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 gegenüber einem Sekundärflansch dienen, angeordnet.
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Über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier, Pendelmassen 4 angeordnet. Die Pendelmassen 4 umfassen jeweils eine erste oder kupplungsseitige Pendelteilmasse 5 und eine zweite oder getriebeseitige Pendelteilmasse 6. Die Begriffe kupplungsseitig und getriebeseitig dienen hier allein der leichteren Unterscheidbarkeit und dem leichteren Verständnis der Vorrichtung und der Anordnung der Teile der Vorrichtung. Die erste Pendelteilmasse 5 und die zweite Pendelteilmasse 6 sind beiderseits des Pendelflansches 2 angeordnet und fest miteinander verbunden. Die erste Pendelteilmasse 5 und die zweite Pendelteilmasse 6 werden durch mehrere Abstandsbolzen 7 fest miteinander verbunden. An den umfangsseitigen Enden sind die Pendelteilmassen 5, 6 mit Bolzen 10 miteinander verbunden, wobei die Bolzen 10 jeweils Dämpfungselemente 11 beispielsweise aus einem Elastomer tragen.. Sowohl in der ersten Pendelteilmasse 5 als auch der zweiten Pendelteilmasse 6 sind mehrere Bohrungen 8 eingebracht, die der Aufnahme der Abstandsbolzen 7 dienen. Die Bohrungen sind Stufenbohrungen, wobei eine äußere Stufe mit größerem Durchmesser der Aufnahme von Nietköpfen dient. Die Abstandsbolzen 7 verbinden die erste Pendelteilmasse 5 und die zweite Pendelteilmasse 6 sowie ggf. weitere zwischen den beiden Pendelmassen angeordnete Bauteile wie Gleitbleche oder dergleichen fest miteinander.
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In Langlöchern 12 in dem Pendelflansch 2 sind Pendelrollen 13 aufgenommen. Die in den 2, 3, 4 und 5 verdeckten Teile des Pendelflansches 2, beispielsweise Teile der Langlöcher 12, sind gestrichelt dargestellt. Die Pendelrollen 13 umfassen jeweils ein zylindrisches Mittelteil, welches an beiden axialen Enden mit Rollenzentrierborden versehen ist. Die Rollenzentrierborde dienen der axialen formschlüssigen Festlegung der Pendelrollen 13 in den Langlöchern 12. Über die jeweiligen Rollenzentrierborde axial hinausragende Rollenenden der Pendelrollen 13 ragen jeweils in Langlöcher 14 in den Pendelteilmasse 5 bzw. 6. Die Langlöcher 14 ermöglichen, wie an sich aus dem Eingangs zitierten Stand der Technik bekannt, zusammen mit den Langlöchern 12 und den Pendelrollen 13 eine Pendelbewegung der Pendelmassen 7 gegenüber dem Pendelflansch 2. Dazu sind die Rollenbahnen für die Pendelrollen 13 nierenförmig gestaltet und bilden zusammen mit den Pendelrollen 13 eine Kulissenführung für die Pendelmassen 4.
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Die Laufbahnen der Pendelrollen 13 gegenüber dem Pendelflansch 2 bzw. den Pendelmassen 4 sind so ausgelegt, dass die Pendelmasse 4 eine Pendelbewegung eines so genannten Parallelpendels (auch als 1. Generation bekannt), oder eines so genannten Trapezpendels (2. Generation) ausführen kann. Bei dem Parallelpendel führt die Pendelmasse relativ zu ihrer Aufhängung an dem Pendelflansch keine Drehbewegung aus, dies entspricht der Bewegung eines viergliedrigen Koppelgetriebes mit jeweils zwei gleichlangen Gliedern. Bei dem Trapezpendel wird das eine Pendelende bei der Pendelbewegung radial nach innen geführt, während das andere Ende gleichzeitig radial nach außen wandert. Dies entspricht der Bewegung eines viergliedrigen Koppelgetriebes mit zwei gegenüberliegenden unterschiedlich langen Gliedern. Die Eigenkreisfrequenz bzw. Tilgerfrequenz des Fliehkraftpendels ist proportional zur Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung. Bei Abstimmung nahe oder direkt auf die Haupterregeranordnung des Antriebsstrangs erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude über dem gesamten Drehzahlbereich.
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Für die durch den Pendelflansch 2 ragenden Abstandsbolzen 7 sind jeweils entsprechende Ausschnitte oder Öffnungen in dem Pendelflansch 2 angeordnet. Die Pendelmassen 4 weisen jeweils einen Anschlagbolzen 16 auf. Dieser verbindet wie die Abstandsbolzen 7 beide Pendelteilmasse 5, 6 fest miteinander. Jeder der Anschlagbolzen trägt Tellerfedern 18 und 19, die spiegelbildlich bezüglich einer radial verlaufenden gedachten Ebene angeordnet sind. Die Tellerfedern 18, 19 sind jeweils konisch geformt und weisen eine Bohrung 20 auf, durch die der jeweilige Anschlagbolzen 16 ragt. Durch die Bohrung 20 weisen die Tellerfedern 18, 19 somit die Form eines Kegelstumpfes auf. Der Anschlagbolzen 16 ist an seinen beiden Außenseiten mit Nietköpfen 21 versehen. Diese sind in einer Stufenbohrung 22 teilweise versenkt angeordnet. An die Nietköpfe schließen sich nach innen, auf den pendelflansch zu, jeweils ein Schaft 23 mit einem dem inneren Durchmesser der Stufenbohrung 22 entsprechenden Außendurchmesser und daran ein Mittelteil 24 mit einem gegenüber den Schäften 23 größerem Durchmesser an. Der Mittelteil 24 weist einen Aufnahmering 25 mit einer umlaufenden Aufnahmenut 26 für einen im Querschnitt runden Anschlagring 27 als Anschlagdämpfer auf. Der Übergang des Mittelteils 24 auf die Schäfte 23 bildet jeweils eine scheibenförmige radial verlaufende Anlagefläche 9 für die Innenseiten der Pendelteilmassen 5, 6. Der Übergang des Mittelteils 24 auf den Aufnahmering 25 bildet jeweils einen umlaufende Anlagefläche 15 für den Innendurchmesser der Tellerfedern 18, 19. Diese liegen mit ihrem Innendurchmesser an dem Aufnahmering 25 und mit ihrem Außendurchmesser an der jeweils benachbarten Pendelteilmasse 5, 6 an. Der größte axiale Abstand a_max der Außendurchmesser der Tellerfedern 18, 19 ist größer als die Dicke d des Pendelflansches 2, der kleinste axiale Abstand a_min der Innendurchmesser der Tellerfedern 18, 19 ist kleiner als die Dicke d des Pendelflansches 2. Dadurch kann die Anordnung der beiden Tellerfedern 18, 19 bei Erreichen eines Bahnendes der Pendelmasse 4 bei maximalem Pendelausschlag über den Pendelflansch 2 geschoben werden und klemmt an diesem dabei reibschlüssig fest.
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3 zeigt einen Ausschnitt aus 2 um eine der Öffnungen 17 für einen Anschlagbolzen 16. Der Außenumfang der Tellerfedern 18, 19 ist mit R_A bezeichnet. Der Radius der Tellerfedern, bei dessen Erreichen der Abstand der einander zugewandten Oberflächen der Tellerfedern 18, 19 kleiner wird als die Dicke d des Pendelflansches 2 ist mit R_K bezeichnet. Wie zu erkennen ist Überdecken die Tellerfedern 18, 19 die Kontur der Öffnung 17 nur außerhalb des Radius R_K, sodass die Tellerfedern 18, 19 den Pendelflansch 2 nicht berühren.
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Die 4 und 5 zeigen der Darstellung der 2 und 3 entsprechend eine der Pendelendstellungen der Pendelmassen 4. Nun überdecken die Tellerfedern 18, 19 den Pendelflansch 2 derart, dass sich die Radien R_K außerhalb der Öffnungen 17 befinden, die Tellerfedern 18, 19 also an dem Pendelflansch 2 klemmen. Erst wenn die auf die Pendelmassen einwirkende Kraft größer ist als die durch Reibung der Tellerfedern 18, 19 gegenüber dem Pendelflansch 2 wirkenden Losreißkräfte fangen die Pendelmassen wieder an zu pendeln.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Pendelflansch
- 3
- Bohrung
- 4
- Pendelmasse
- 5
- Pendelteilmasse
- 6
- Pendelteilmasse
- 7
- Abstandsbolzen
- 8
- Bohrungen in Pendelteilmassen zur Aufnahme der Abstandsbolzen 7
- 9
- Anlagefläche
- 10
- Bolzen
- 11
- Dämpfungselement
- 12
- Langloch in Pendelflansch
- 13
- Pendelrollen
- 14
- Langloch in Pendelmasse
- 15
- Anlagefläche
- 16
- Anschlagbolzen
- 17
- Öffnung für Anschlagbolzen
- 18
- Tellerfeder
- 19
- Tellerfeder
- 20
- Bohrung in Tellerfeder 18, 19
- 21
- Nietkopf
- 22
- Stufenbohrung
- 23
- Schaft
- 24
- Mittelteil
- 25
- Aufnahmering
- 26
- Aufnahmenut
- 27
- Anschlagring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028536 A1 [0002]
