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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Ein Fliehkraftpendel ist beispielsweise aus
DE 10 2017 110 022 A1 bekannt. Darin wird ein Fliehkraftpendel zur Anwendung in einem Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs beschrieben, bestehend aus einem um eine Drehachse rotierenden Trägerflansch, dem über eine bifilare Pendelaufhängung in Umfangsrichtung Pendelmassen zugeordnet sind, die bei einer im Antriebsstrang auftretenden Drehungleichförmigkeit unter Fliehkrafteinwirkung in Verbindung mit Zylinderrollen, die in gegenläufig zueinander verlaufenden Rollenbahnen des Trägerflansches und der Pendelmassen geführt sind, eine Relativbewegung zu dem Trägerflansch ausführen und dabei Schwingungen tilgen. Der Trägerflansch umfasst in Richtung der Drehachse offene Rollenbahnen. Die Zylinderrollen sind von einem Federring radial in Richtung der Rollenbahnen kraftbeaufschlagt.
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Bei einem Start-Stoppbetrieb des Kraftfahrzeugs können die Pendelmassen und die Zylinderrollen durch die ausbleibende Fliehkraft und die in den Vordergrund tretende Schwerkraft herabfallen und dadurch Anschlaggeräusche entstehen lassen. Außerdem kann es bei dem Betrieb des Fliehkraftpendels zu einem Anschlagen der Zylinderrollen an den Anlageflächen in dem Pendelflansch und in den Pendelmassen kommen, wodurch Klappergeräusche auftreten können.
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Das Fliehkraftpendel zur Tilgung von Drehschwingungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, welches insbesondere einen Verbrennungsmotor aufweist, wird idealerweise mit gleichförmig sich gegenüber dem Pendelflansch bewegenden Pendelmassen betrieben. Eine ungleichförmige Pendelbewegung der Pendelmassen gegenüber dem Pendelflansch kann zu einer Unwucht führen und die Funktion des Fliehkraftpendels beeinträchtigen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fliehkraftpendel zu verbessern. Die Geräuschentwicklung des Fliehkraftpendels soll weiter verringert werden. Weiterhin soll die Tilgungsleistung des Fliehkraftpendels erhöht werden. Das Fliehkraftpendel soll zuverlässiger und kostengünstiger aufgebaut sein.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch ein Fliehkraftpendel in einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Entsprechend wird ein Fliehkraftpendel in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen, aufweisend einen um eine Drehachse drehbaren Pendelflansch, eine Pendelmasse und wenigstens eine umfangsseitig benachbart angeordnete weitere Pendelmasse, wobei die Pendelmassen jeweils entlang einer Pendelbahn und jeweils über wenigstens ein Lagerelement gegenüber dem Pendelflansch auslenkbar an diesem aufgenommen sind und eine erste Anlagefläche in dem Pendelflansch sowie eine zweite Anlagefläche in der Pendelmasse angeordnet ist, die zusammen mit dem Lagerelement die Pendelbahn festlegen und an denen das Lagerelement abrollbar ist, wobei das Lagerelement unter Einwirkung der Fliehkraft an der ersten und zweiten Anlagefläche anliegt und jeder Pendelmasse ein Federelement, das eine Federkraft bewirkt, zugeordnet ist, wobei die Federkraft eine zusätzliche radiale Anpresskraft zwischen dem Lagerelement und der ersten und zweiten Anlagefläche bewirkt und das Federelement mit einem umfangsseitig benachbarten weiteren Federelement durch ein ringförmiges Verbindungselement gekoppelt ist.
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Dadurch kann das zwischen dem Lagerelement und der ersten und zweiten Anlagefläche vorhandene Bewegungsspiel verringert werden. Das Lagerelement kann durch die radial gerichtete Anpresskraft gegen die erste und zweite Anlagefläche gedrückt werden. Die Geräuschentwicklung des Fliehkraftpendels kann verringert und die Tilgungsleistung erhöht werden. Außerdem kann das Fliehkraftpendel zuverlässiger und kostengünstiger ausgeführt werden.
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Das Fliehkraftpendel kann an einem Drehschwingungsdämpfer angeordnet sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann nass oder trocken laufend ausgeführt sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann ein Zweimassenschwungrad sein. Der Drehschwingungsdämpfer kann mehrstufig ausgeführt sein. Das Fliehkraftpendel kann an einer der Dämpferstufen angeordnet sein.
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Das Verbindungselement kann radial innerhalb von dem Federelement angeordnet sein. Das Verbindungselement kann umfangsseitig geschlossen sein. Das Verbindungselement kann ein Stützring sein.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind das Federelement und das Verbindungselement gegenüber dem Pendelflansch abhängig von der Auslenkung der Pendelmasse um die Drehachse verdrehbar.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die umfangsseitig benachbart angeordneten Pendelmassen über das Federelement und das Verbindungselement miteinander gekoppelt. Dadurch kann eine gleichförmige Auslenkung der Pendelmassen bewirkt und eine Unwucht des Fliehkraftpendels verringert werden.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung bewirkt das Verbindungselement eine Endanschlagdämpfung zwischen der jeweiligen Pendelmasse und dem Pendelflansch.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Eine räumliche Ansicht eines Fliehkraftpendels in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 2: Einen Ausschnitt einer räumlichen Ansicht eines Fliehkraftpendels in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt eine räumliche Ansicht eines Fliehkraftpendels 10 in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Das Fliehkraftpendel 10 ist bevorzugt in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, welches durch einen Verbrennungsmotor angetrieben oder zusätzlich angetrieben werden kann, angeordnet. Das Fliehkraftpendel 10 bewirkt eine Tilgung von Drehschwingungen, insbesondere der durch den Verbrennungsmotor entstehenden Drehschwingungen.
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Das Fliehkraftpendel 10 umfasst einen um eine Drehachse 12 drehbaren Pendelflansch 14, an dem umfangsseitig benachbart angeordnete Pendelmassen 16 aufgenommen sind. Die jeweilige Pendelmasse 16 setzt sich aus zwei axial beanstandeten Pendelmassenteilen 18 zusammen, die den Pendelflansch 14 axial zwischen sich einschließen und die miteinander fest verbunden sind. Die Pendelmassen 16 sind dabei entlang einer jeweiligen Pendelbahn gegenüber dem Pendelflansch 14 auslenkbar. Hierfür sind jeweils zwischen den Pendelmassen 16 und dem Pendelflansch 14 zwei Lagerelemente 20 angeordnet. Jedes Lagerelement 20 kann dabei unter Einwirkung der auf das Fliehkraftpendel 10 wirkenden Fliehkraft an einer ersten Anlagefläche 22 in dem Pendelflansch 14 und einer zweiten Anlagefläche 24 in der jeweiligen Pendelmasse 16 abrollbar anliegen.
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Die Anordnung der zwei Lagerelemente 20 an jeder Pendelmasse 16 ermöglicht eine bifiliare Aufhängung und Bewegung der Pendelmassen 16 gegenüber dem Pendelflansch 14 zur Tilgung von Drehschwingungen. Die Lagerelemente 20 können dabei als Zylinderrollen ausgeführt sein.
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Jeder Pendelmasse 16 ist ein Federelement 26 zugeordnet, insbesondere fest mit der jeweiligen Pendelmasse 16 verbunden. Das Federelement 26 kann mit den Pendelmassenteilen 18 der jeweiligen Pendelmasse 16 vernietet sein. Das Federelement 26 bewirkt eine Federkraft zwischen der jeweiligen Pendelmasse 16 und dem Pendelflansch 14. Die Federkraft bewirkt eine radiale Anpresskraft zwischen den einer Pendelmasse 16 zugeordneten Lagerelementen 20 und der ersten und zweiten Anlagefläche 22, 24. Dadurch kann das Spiel zwischen dem jeweiligen Lagerelement 20 und der ersten und zweiten Anlagefläche 22, 24 und weiterhin im Start-Stoppbetrieb des Fahrzeugs auftretende Anschlaggeräusche gezielt verringert werden.
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Das jeweilige Federelement 26 ist in einem Ausschnitt 28 des Pendelflanschs 14 aufgenommen. Der Ausschnitt 28 kann nach radial außen geöffnet sein und eine umfangseitige Bewegung des Federelements 26 innerhalb des Ausschnitts 28 ermöglichen. Das Federelement 26 ist mit einem umfangseitig benachbart und der umfangseitig ebenfalls benachbart angeordneten Pendelmasse 16 zugeordneten weiteren Federelement 26 über ein ringförmiges Verbindungselement 30 gekoppelt. Dabei kann das jeweilige Federelement 26 unmittelbar mit dem ringförmigen Verbindungselement 30 verbunden sein oder mit diesem in Wirkverbindung stehen. Das ringförmige Verbindungselement 30 kann beispielsweise ein Koppelring, insbesondere ein möglichst steifer Stützring, sein. Das Federelement 26 ist zusammen mit dem Verbindungselement 30 gegenüber dem Pendelflansch 14 abhängig von der Auslenkung der jeweiligen Pendelmassen 16 um die Drehachse 12 verdrehbar. Die umfangseitig benachbart angeordneten Pendelmassen 16 sind dabei über das Federelement 26 und das Verbindungselement 30 miteinander gekoppelt. Dadurch kann eine gleichförmige Auslenkung der Pendelmassen 16 gegenüber dem Pendelflansch 14 ermöglicht und die Leistung des Fliehkraftpendels 10 bei der Verringerung von Drehschwingungen verbessert werden. Außerdem ist eine Verringerung der Unwucht des Fliehkraftpendels 10 gegeben.
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Das Federelement 26 setzt sich aus zwei axial miteinander verbundenen und innerhalb der Aussparung 28 angeordneten Zwischenblechen 32 zusammen, die mit der jeweiligen Pendelmasse 16 vermietet sind. An diesen Zwischenblechen 32 ist eine, insbesondere als Schraubenfeder ausgebildete, radial ausgerichtete Feder 34 aufgenommen, die eine radial wirkende Federkraft auf das Federelement 26 und das Verbindungselement 30 bewirkt und wodurch das Federelement 26 zusammen mit der Pendelmasse 16 radial nach außen gedrückt wird.
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Das Verbindungselement 30 weist im Bereich des Federelements 26 einen Federarm 36 auf, der mit dem Federelement 26 gekoppelt sein kann. Weiterhin ist ein umfangseitig gegenüberliegender, weiterer Federarm 36, der ebenfalls mit dem Federelement 26 zusammenwirken kann, angeordnet. Der jeweilige Federarm 36 kann einteilig aus dem Verbindungselement 30 ausgeführt sein. Beispielsweise kann der jeweilige Federarm 36 eine vorgegebene Elastizität aufweisen und eine Endanschlagdämpfung zwischen der Pendelmasse 16 und dem Pendelflansch 14 bewirken. Weiterhin umfasst das Verbindungselement 30 einen, hier radial sich erstreckenden Halteabschnitt 38, der eine axiale Führung der Feder 34 ermöglicht. Der Halteabschnitt 38 ist ebenfalls einteilig aus dem Verbindungselement 30 ausgebildet. Ein mit dem Verbindungselement 30 einteilig ausgeführter Abstützbereich 40 bewirkt eine radiale Abstützung der Feder 34.
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Durch die umfangseitig verteilt angeordneten Federelemente 26 wirken umfangseitig verteilt und radial ausgerichtete Federkräfte, die bei einer Drehzahl von Null oder bei einer geringen Drehzahl des Fliehkraftpendels 10 zu einer Selbstzentrierung des Verbindungselements 30 führen und dadurch eine Reibung zwischen dem Verbindungselement 30 und dem Pendelflansch 14 verringert oder verhindert wird. Eine bei höherer Drehzahl des Fliehkraftpendels 10 sich auswirkende mögliche Unwucht des Verbindungselements 30 bzw. der Federelemente 26 kann durch eine zusätzliche Lagerung des Verbindungselements 30 gegenüber dem Pendelflansch 14 verringert werden.
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Das Verbindungselement 30 kann zur Verringerung von Reibungsverlusten mit einem Gleitbelag beschichtet werden. Alternativ können auch zusätzliche Gleitlagerelemente und/oder Wälzelemente und/oder anderweitige Lagerelemente verwendet werden. Derartige Bauteile können an dem Verbindungselement 30, insbesondere an dem Abstützbereich 40 oder an zusätzlichen Ausformungen in dem Verbindungselement 30, befestigt werden. Auch können die Lagerelemente an dem Pendelflansch 14 befestigt sein.
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In 2 ist ein Ausschnitt einer räumlichen Ansicht eines Fliehkraftpendels 10 in einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das Verbindungselement 30 befindet sich in einem noch nicht befestigten Zustand an dem Federelement 26 und weist einen Abstützbereich 40 auf, über den eine radiale Abstützung der Feder 34 möglich ist. Der Abstützbereich 40 kann mit einem Gleitlagerelement 42 verbunden sein, über welches eine Verringerung von Reibungsverlusten zwischen dem Verbindungselement 30 und/oder dem Federelement 26 und dem Pendelflansch 14 ermöglicht wird. Ein derartiges Gleitlagerelement 42 kann dabei auch das Verbindungselement 30 führen. Außerdem kann über das Verbindungselement 30 und das Gleitlagerelement 42 eine axiale Verkippung der Pendelmasse 16 verringert werden.
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Durch das Verbindungselement 30, das Gleitlagerelement 42 und das Federelement 26 werden die umfangseitig benachbarten Pendelmassen 16 miteinander gekoppelt. Dadurch kann eine bei ungleichförmiger Auslenkung der Pendelmassen 16 auftretende Querverformung der Federelemente 26 verhindert werden. Zur Dämpfung der Endanschläge zwischen der jeweiligen Pendelmassen 16 und dem Pendelflansch 14 können weitere federnde bzw. dämpfende Elemente an dem Verbindungselement 30 angeordnet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fliehkraftpendel
- 12
- Drehachse
- 14
- Pendelflansch
- 16
- Pendelmasse
- 18
- Pendelmasseteil
- 20
- Lagerelement
- 22
- Anlagefläche
- 24
- Anlagefläche
- 26
- Federelement
- 28
- Ausschnitt
- 30
- Verbindungselement
- 32
- Zwischenblech
- 34
- Feder
- 36
- Federarm
- 38
- Halteabschnitt
- 40
- Abstützbereich
- 42
- Gleitlagerelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017110022 A1 [0002]
