DE102019118888A1

DE102019118888A1 - Befestigung von Anlaufelementen, die Pendelmassen eines Fliehkraftpendels zugeordnet sind

Info

Publication number: DE102019118888A1
Application number: DE102019118888.1A
Authority: DE
Inventors: Vincent MEYER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2021-01-14
Also published as: CN112211957A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel (1) eines Drehschwingungsdämpfers, der in einem Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs zwischen einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes eingesetzt ist, wobei das Fliehkraftpendel (1) einem mit einem Schwungradelement verbundenen Trägerflansch zugeordnet ist und das mehrere beidseitig von dem Trägerflansch angeordnete Pendelmassen (3, 4) umfasst, wobei zwei über ein Zwischenstück (6) miteinander verbundene Pendelmassen (3, 4) jeweils ein U-förmiges Pendelmassenpaket (5) bilden, welches sich bei einer Drehungleichförmigkeit im Antriebsstrang unter Fliehkrafteinwirkung entlang von Laufbahnen in dem Trägerflansch (2) und in den Pendelmassen (3, 4) in Verbindung mit Laufrollen (9) verlagert und dabei spielbehaftet über ein zugeordnetes Anlaufelement (10) an dem Trägerflansch (2) mittelbar geführt ist, wobei jeder Pendelmasse (3, 4) ein streifenartig ausgeführtes Anlaufelement (10) zugeordnet ist, das über drei zueinander versetzte Befestigungspunkte, zwei Lappverbindungen (12, 13) sowie eine Clipverbindung (14) an der Pendelmasse (3, 4) verschiebefest arretiert befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel eines Drehschwingungsdämpfers, der in einem Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs zwischen einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes eingesetzt ist, wobei das Fliehkraftpendel einem mit einem Schwungradelement verbundenen Trägerflansch zugeordnet ist, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
In Fahrzeugen, die mit Brennkraftmaschinen angetrieben werden, wird bauartbedingt bzw. durch die Funktionsweise der Brennkraftmaschine von der Kurbelwelle ein nicht kontinuierliches Drehmoment auf den Antriebsstrang übertragen. Dadurch treten Drehschwingungen oder Torsionsschwingungen auf, zu deren Dämpfung auch ZMS genannte Drehschwingungsdämpfer in Verbindung mit einem Fliehkraftpendel (FKP) eingesetzt werden. Mit dem FKP wird die Schwingungsenergie bzw. die Schwingungsamplitude gedämpft oder getilgt, indem Pendelmassen gegenläufig zu den zu tilgenden Schwingungen schwingen. Der Aufbau und die Funktion eines solchen Fliehkraftpendels ist beispielsweise aus der DE10 2006 028 552 A1 bekannt.
Die DE 10 2009 042 836 A1 zeigt ein Fliehkraftpendel, das einem Pendelflansch oder einer Trägerflansch zugeordnet ist und das mehrere umfangsverteilt auf beiden Seiten des Pendelflansches angeordnete und gegenüber diesem begrenzt verschwenkbare Pendelmassen einschließt. Jeweils zwei axial gegenüberliegende Pendelmassen sind über Verbindungselemente zu einer U-förmig gestalteten Baueinheit verbunden, wobei die gegenüberliegenden Pendelmassen jeweils zwei voneinander beabstandete erste Laufbahnen und der Pendelflansch hierzu komplementäre zweite Laufbahnen aufweisen, in denen Laufrollen geführt sind.
Aus der DE 10 2011 100 868 A1 ist ein weiteres Fliehkraftpendel bekannt, das beidseitig von dem Trägerflansch angeordnete, jeweils zu einem Pendelmassenpaket zusammengefügte Pendelmassen umfasst, wobei jeweils in einem von dem Trägerflansch und der Pendelmasse axial begrenzten Zwischenraum ein Führungsblech eingesetzt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für einen Drehschwingungsdämpfer mittels einfacher und kostengünstiger Maßnahmen ein funktional verbessertes Fliehkraftpendel bereitzustellen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein die Merkmale des Anspruchs 1 einschließendes Fliehkraftpendel. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
Die zuvor genannte Problemstellung wird erfindungsgemäß durch ein Fliehkraftpendel gelöst, bei dem jeder Pendelmasse ein streifenartig ausgeführtes Anlaufelement zugeordnet ist, das über drei zueinander versetzte Befestigungspunkte, zwei Lappverbindungen sowie eine auch Flächenclip genannte Clipverbindung an der Pendelmasse verschiebefest arretiert befestigt ist.
Die gemäß der Erfindung vorgesehene Fixierung von Anlaufelementen vermeidet eine nachteilige Verformung, die bei bisherigen Lösungen aufgrund von Toleranzen bedingt durch die Fertigung und/oder durch die Einbaulage entstehen konnte. Insbesondere eine sich bildende Wölbung führte bei bekannten Lösungen zu einem Kontakt mit der zugehörigen Pendelmasse, was den Reibwert von dem gesamten Fliehkraftpendel nachteilig erhöht, verbunden mit einer thermischen Belastung und einem erhöhten Verschleiß.
Die erfindungsgemäße Dreipunktbefestigung des Anlaufelementes ist weitestgehend unabhängig von den Fertigungstoleranzen der Pendelmasse und ist darüber hinaus auch formstabil gegenüber möglichen Wölbungen oder Verformungen der Pendelmasse, die sich beispielsweise temperaturbedingt einstellen.
Im Einbauzustand stellt sich durch die formschlüssigen Überdeckungen im Bereich der Lappverbindungen sowie die bevorzugt kraftschlüssige Clipverbindung eine kombinierte, verschiebefest arretierende Form- und/oder Kraftschlussverbindung ein, die gemeinsam eine sichere Lagefixierung des Anlaufelementes gewährleisten.
Die Lappverbindungen in Verbindung mit einem Flächenclip bzw. einer Clipverbindung ermöglichen vorteilhaft eine wirksame und dauerfeste Befestigung bzw. Sicherung des Anlaufelementes an der Pendelmasse, die einfach und kostengünstig realisierbar ist. Gleichzeitig kann mittels der Erfindung ein reibungs-, und verschleißoptimiertes Fliehkraftpendel realisiert werden, da die Pendelmassen über verformungsfreie Anlaufelemente an dem Trägerflansch geführt sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lappverbindung eine axial von dem Anlaufelement abstehende Fügelasche umfasst. Gemeinsam mit dem Anlaufelement begrenzt die Fügelasche einen Längsschlitz, der zur Aufnahme eines wandstärkenreduzierten Abschnitts im Bereich einer Öffnung der Pendelmasse bestimmt ist. Zur Montage kann das Anlaufelement begrenzt verformt, insbesondere gebogen und anschließend axial der Pendelmasse zugeführt werden, wobei die Fügelasche in die Öffnung der Pendelmasse eingreift. Nach Ende der Verformung und einer damit verbundenen Streckung stellt sich selbsttätig ein potentielles Schieben des Anlaufelementes ein, wobei sich der wandstärkenreduzierte Abschnitt der Pendelmasse in den Längsschlitz des Anlaufelementes einschiebt. Synchron dazu verrastet die Clipverbindung, der dritte Befestigungspunkt des Anlaufelementes.
Zur Schaffung einer sicheren Einbaulage des Anlaufelementes sind dessen endseitige Fügelaschen in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet. Eine weitere konstruktive Maßnahme sieht ein definiertes Einbauspiel vor, um stets eine spannungsfreie Einbaulage des Anlaufelementes zu gewährleisten. Dazu ist ein axialer Abstand der Fügelasche zu dem Anlaufelement vorgesehen, der geringfügig größer ausgelegt ist als eine Wandstärke des wandstärkenreduzierten Abschnitts der Pendelmasse. Außerdem übertrifft eine Tiefe von dem durch die Fügelasche begrenzten Längsschlitz eine Eingriffstiefe des wandstärkenreduzierten Abschnitts der Pendelmasse.
Als Clipverbindung zur Darstellung einer drehfixierten Einbaulage bildet das Anlaufelement mittig einen axial ausgerichteten Ansatz, der formschlüssig in eine korrespondierende Aufnahme der Pendelmasse eingepasst ist. Vorzugsweise ist als Clipverbindung ein zylindrischer Bolzen vorgesehen, der in eine Bohrung eingepasst ist. Aufgrund der mittig positionierten Clipverbindung und zur Schaffung einer stabilen unverrückbaren Einbaulage bietet es sich an, den Bolzen mit Übermaß in die Bohrung zu pressen. Die Lappverbindungen sind bevorzugt an den Endzonen des Anlaufelementes positioniert, so dass sich in Verbindung mit der mittigen Clipverbindung eine optimale Befestigung der Pendelmasse ergibt.
Gemäß einer weiteren konstruktiven Ausgestaltung ist vorgesehen, das Anlaufelement bogenförmig zu gestalten und dabei an eine äußere Kontur des Zwischenstücks anzupassen, welches einen axialen Abstand der Pendelmassen eines Pendelmassenpaketes definiert. Dabei ist die Clipverbindung radial oberhalb des Zwischenstücks mittig dem Anlaufelement zugeordnet.
Für das plattenförmig ausgebildete Anlaufelement ist vorzugsweise eine Bauteilstärke von ≥ 0,5 mm bis ≤ 4,5 mm vorgesehen. Als Werkstoff für das Anlaufelement eignet sich insbesondere ein verschleißfester und temperaturbeständiger und Kunststoff, beispielsweise Polyamid. Zur Herstellung des Anlaufelementes ist bevorzugt ein Spritzgießverfahren vorgesehen. Um eine reibungsoptimierte Anlage, Abstützung oder Führung des Anlaufelementes zu erreichen bietet es sich an, das Anlaufelement auf der dem Trägerflansch des Fliehkraftpendels zugewandten Seite mit einem Gleit- oder Schmierstoff, wie beispielsweise PTFE zu beschichten.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Es zeigen:

1: ein Pendelmassenpaket eines Fliehkraftpendels mit einem erfindungsgemäß fixierten Anlaufelement;
2: das Pendelmassenpaket in einer Schnittansicht gemäß einem Schnittverlauf 2 - 2 gemäß 1;
3: einen Ausschnitt des Pendelmassenpaketes gemäß einem Schnittverlauf 3 - 3 gemäß 1.

Die 1 und die 2 zeigen in einer Teilansicht und in einer Schnittansicht den Grundaufbau eines erfindungsgemäß aufgebauten Fliehkraftpendels 1 gemeinsam mit einem Bauteil einer Umgebungskonstruktion von einem ansonsten nicht gezeigten Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs. Das Fliehkraftpendel 1 ist mit einem auch Trägerscheibe oder Pendelflansch genannten Trägerflansch 2 verbunden, der beispielsweise gemeinsam mit einer Sekundärmasse (nicht gezeigt) um eine Drehachse eines Zweimassenschwungrades (nicht gezeigt) rotiert. An beiden Seiten des Trägerflansches 2 sind über den Umfang versetzt Pendelmassen 3, 4 angeordnet, wobei jeweils zwei gegenüberliegende Pendelmassen 3, 4 ein Pendelmassenpaket 5 (gezeigt in 2) gemeinsam mit weiteren Bauteilen bilden. Ein Zwischenstück 6 verbindet die Pendelmassen 3, 4, und definiert gleichzeitig deren axialen Abstand. Zur Darstellung einer alle Bauteile zusammenfügenden Baueinheit sind mehrere Nieten 7 vorgesehen, die mit einem Nietkopf 8 an der Pendelmasse 3 abgestützt sind und deren Ende an der Pendelmasse 4 flächig umgeformt ist.
Bei einer auftretenden Drehungleichförmigkeit im Antriebsstrang sind die Pendelmassen 3, 4 unter Fliehkrafteinwirkung in Verbindung mit Laufrollen 9, die in gegenläufigen und langlochartig gestalteten Laufbahnen 11 der Pendelmassen 3, 4 bzw. des Trägerflansches 2 (Laufbahn im Trägerflansch nicht gezeigt) geführt sind, in bekannter Wirkungsweise relativ zu dem Trägerflansch 2 verstellbar. Wie insbesondere in der 2 gezeigt, ist jeder Pendelmasse 3, 4 ein Anlaufelement 10 zugeordnet, über das im Betriebszustand des Fliehkraftpendels 1 die Pendelmasse 3, 4 bzw. das Pendelmassenpaket 5 an dem Trägerflansch 2 anlaufen bzw. geführt werden kann. Die bevorzugt aus Kunststoff hergestellten Abstandselemente 10 sind zumindest in Richtung von dem Trägerflansch 2 zeigend reibungsmindernd beschichtet. Eine weitestgehend ungehinderte Pendel- oder Stellbewegung der Pendelmassen 3, 4 bzw. des Pendelmassenpaketes 5 gegenüber dem Trägerflansch 2 gewährleistet eine Bauteildicke von dem Zwischenstück 6, dessen Wert ein Maß übertrifft, welches sich durch eine Addition der Bauteildicken des Trägerflansches 2 und beider Abstandselemente 10 ergibt. Jedes Abstandselement 10 erstreckt sich weitestgehend über die gesamte Länge der zugehörigen Pendelmassen 3, 4 und ist dabei gleichzeitig der bogenförmig äußeren Kontur der Pendelmassen 3, 4 angepasst. Die Abstandselemente 10 sind jeweils über eine Dreipunktbefestigung an einer Pendelmasse 3, 4 lagefixiert. Diese umfasst an beiden Endzonen jeweils eine Lappverbindung 12, 13 sowie eine Clipverbindung 14 in einem mittleren Bereich des Abstandselementes 10.
Der in 3 gezeigte Ausschnitt aus dem Pendelmassenpaket 5 verdeutlicht den Aufbau bzw. die Ausgestaltung der Lappverbindung 12, 13 sowie der Clipverbindung 14. Die Lappverbindung 12, 13 umfasst eine axial aus dem Anlaufelement 10 abstehende Fügelasche 15, die gemeinsam mit dem Anlaufelement 10 einen Längsschlitz 16 begrenzt, der zur Aufnahme eines wandstärkenreduzierten Abschnitts 17 der Pendelmasse 3 bestimmt ist. Der Abschnitt 17 ist im Bereich einer lokalen Öffnung 18 der Pendelmasse 3 vorgesehen. Zwecks Montage wird das Anlaufelement 10 begrenzt verformt, insbesondere gebogen, um die Fügelasche 15 in die Öffnung 18 einzuführen. Nach Ende der Verformung und einer damit verbundenen Streckung stellt sich selbsttätig ein potentielles Schieben des Anlaufelementes 10 ein, wobei sich der Abschnitt 17 der Pendelmasse 3 in den Längsschlitz 16 des Anlaufelementes 10 einschiebt. Synchron dazu verrastet die Clipverbindung 14, der dritte Befestigungspunkt des Anlaufelementes 10.
Um eine spannungsfreie Einbaulage des Anlaufelementes 10 zu gewährleisten ist ein definiertes Einbauspiel vorgesehen. Dazu ist ein axialer Abstand S₁ der Fügelasche 15 zu dem Anlaufelement 10 bestimmt, der geringfügig größer ausgelegt ist als eine Wandstärke S₂ von dem Wandungsabschnitt 17 der Pendelmasse 3. Außerdem übertrifft eine Tiefe T₁ von dem Längsschlitz 16 eine radiale Überdeckung bzw. eine Eingriffstiefe T₂ des Abschnitts 17 der Pendelmasse 3. Als Clipverbindung 14 ist ein axial vorstehender zylindrischer, auch Bolzen genannter Ansatz 19 vorgesehen, der in eine komplementäre Aufnahme 20 der Pendelmasse 3 eingreift. Zur Schaffung einer stabilen, unverrückbaren Einbaulage bietet es sich an, den Ansatz 19 mit Übermaß in die als Bohrung ausgeführte Aufnahme 20 zu pressen.
Bezugszeichenliste

1: Fliehkraftpendel
2: Trägerflansch
3: Pendelmasse
4: Pendelmasse
5: Pendelmassenpaket
6: Zwischenstück
7: Niet
8: Nietkopf
9: Laufrolle
10: Anlaufelement
11: Laufbahn
12: Lappverbindung
13: Lappverbindung
14: Clipverbindung
15: Fügelasche
16: Längsschlitz
17: Abschnitt
18: Öffnung
19: Ansatz
20: Aufnahme

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006028552 A1 [0002]
DE 102009042836 A1 [0003]
DE 102011100868 A1 [0004]

Claims

Fliehkraftpendel eines Drehschwingungsdämpfers, der in einem Antriebsstrang eines brennkraftmaschinengetriebenen Fahrzeugs zwischen einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und einer Getriebeeingangswelle eines Getriebes eingesetzt ist, wobei das Fliehkraftpendel (1) einem mit einem Schwungradelement verbundenen Trägerflansch zugeordnet ist und das mehrere beidseitig von dem Trägerflansch angeordnete Pendelmassen (3, 4) umfasst, wobei zwei über ein Zwischenstück (6) miteinander verbundene Pendelmassen (3, 4) jeweils ein U-förmiges Pendelmassenpaket (5) bilden, welches sich bei einer Drehungleichförmigkeit im Antriebsstrang unter Fliehkrafteinwirkung entlang von Laufbahnen in dem Trägerflansch (2) und in den Pendelmassen (3, 4) in Verbindung mit Laufrollen (9) verlagert und dabei spielbehaftet über ein zugeordnetes Anlaufelement (10) an dem Trägerflansch (2) mittelbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Pendelmasse (3, 4) ein streifenartig ausgeführtes Anlaufelement (10) zugeordnet ist, das über drei zueinander versetzte Befestigungspunkte, zwei Lappverbindungen (12, 13) sowie eine Clipverbindung (14) an der Pendelmasse (3, 4) verschiebefest arretiert befestigt ist.
Fliehkraftpendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lappverbindung (12, 13) eine axial von dem Anlaufelement (10) abstehende Fügelasche (15) umfasst, die gemeinsam mit dem Anlaufelement (10) einen Längsschlitz (16) begrenzt, der zur Aufnahme eines wandstärkenreduzierten Abschnitts (17) der Pendelmasse (3, 4) im Bereich einer Öffnung (18) bestimmt ist.
Fliehkraftpendel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügelaschen (15) des Anlaufelementes (10) zueinander entgegengesetzt ausgerichtet sind.
Fliehkraftpendel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein axialer Abstand (S₁) der Fügelasche (15) zu dem Anlaufelement (10) geringfügig größer als eine Wandstärke (S₂) des Wandungsabschnitts (17) ausgelegt ist.
Fliehkraftpendel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tiefe (T₁) von dem durch die Fügelasche (15) begrenzten Längsschlitz (16) eine Eingriffstiefe (T₂) des Wandungsabschnitts (17) der Pendelmasse (3, 4) übertrifft.
Fliehkraftpendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Clipverbindung (14) ein axial ausgerichteter Ansatz (19) des Anlaufelementes (10) vorgesehen ist, der in eine korrespondierende Aufnahme (20) der Pendelmasse (3, 4) eingepasst ist.
Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lappverbindungen (12, 13) an den Endzonen und die Clipverbindung (14) in einem Mittenbereich des Anlaufelementes (10) positioniert sind.
Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bogenförmig gestaltete Anlaufelement (10) an eine äußere Kontur der Pendelmasse (3, 4) und/oder eines die Pendelmassen (3, 4) verbindenden Zwischenstücks (6) angepasst ist.
Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das plattenförmig ausgebildete Anlaufelement (10) eine Bauteilstärke von ≥ 0,5 mm bis ≤ 4,5 mm vorgesehen ist.
Fliehkraftpendel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Kunststoff hergestelltes Anlaufelement (10) eingesetzt ist, welches auf der dem Trägerflansch (2) zugeordneten Seite reibungsmindernd beschichtet ist.