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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger und über den Umfang verteilt an diesem mittels Pendellagern im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers entlang einer vorgegebenen Pendelbahn pendelfähig aufgenommenen Pendelmassen, wobei zur Bildung jeweils eines Pendellagers auf axial gegenüberliegenden Laufbahnen einer Pendelmasse und des Pendelmassenträgers eine die Laufbahnen axial übergreifende Pendelrolle abwälzt.
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Fliehkraftpendel dienen der drehzahladaptiven Drehschwingungsisolation. Die Drehschwingungsisolierung erfolgt, indem im Fliehkraftfeld pendelnd an einem Pendelmassenträger aufgehängte Pendelmassen zwischenzeitlich von Drehmomentspitzen eingetragene Energie als potenzielle Energie speichern und danach wieder an den Antriebsstrang abgeben.
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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, einem Riemenscheibenentkoppler oder an ähnlichen Stellen des Antriebsstrangs vorgesehen sein.
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Hierbei sind die Pendelmassen an einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger mittels zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager entlang einer durch Pendellager vorgegebenen Pendelbahn im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers pendelfähig aufgenommen.
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Die gattungsgemäßen Fliehkraftpendel sind im Wesentlichen in zwei Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise ist in der Druckschrift
DE 10 2016 124 622 A1 ein Fliehkraftpendel mit einem Pendelflansch und beidseitig angeordneten Pendelmassenteilen bekannt, wobei jeweils axial gegenüberliegende Pendelmassenteile mittels Ausnehmungen des Pendelflanschs durchgreifender Verbindungsmittel miteinander zu jeweils einer Pendelmasse verbunden sind. Alternativ ist aus der Druckschrift
DE 10 2014 214 446 A1 ein Fliehkraftpendel offenbart, bei dem der Pendelmassenträger aus zwei axial beabstandeten Seitenteilen gebildet ist, wobei axial zwischen den Seitenteilen die Pendelmassen aufgenommen sind. Die Pendellager sind jeweils zwischen den Seitenteilen und den Pendelmassen ausgebildet.
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Zur axialen Zentrierung der Pendelmassen gegenüber dem Pendelmassenträger sind beispielsweise aus den Druckschriften
DE 10 2017 122 457 A1 und
DE 10 2016 124 825 A1 Pendelrollen bekannt, bei denen radial gegenüber den Wälzflächen erhaben und die Wälzflächen voneinander trennende Ringborde vorgesehen sind, welche axial zwischen dem Pendelmassenträger und den Pendelmassen einen Axialabstand einstellen. Zur Einbringung der Borde zumindest auf die axial mittlere Laufbahn sind hierzu entsprechend radial erweiterte Einfädelöffnungen in den Ausnehmungen mit dieser Laufbahn erforderlich.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Fliehkraftpendels. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, ein Fliehkraftpendel mit einem verminderten Bauraumbedarf der Pendellager und vereinfachten Pendelrollen vorzuschlagen.
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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 dient der drehzahladaptiven Drehschwingungsisolation in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine. Hierzu sind an einem Pendelmassenträger über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet, die mittels Pendellagern an dem Pendelmassenträger aufgenommen sind. Die Pendellager sind aus komplementären Laufbahnen in dem Pendelmassenträger und in den Pendelmassen gebildet, auf denen eine Pendelrolle abwälzt. Die Auswahl der Krümmung der Laufbahnen, die eine entsprechende Pendelbahn der Pendelmassen vorgeben, die Ausbildung der Pendelrolle als Stufenrolle, bei der in bevorzugter Weise eine axial mittlere Wälzfläche mit maximalem Durchmesser und an ihren axialen Endbereichen Wälzflächen mit verringertem Durchmesser vorgesehen sein können, oder als Pendelrolle mit konstantem Durchmesser, der Abstand des Schwerpunkts der Pendelmasse zur Drehachse und dergleichen geben dabei die Eigenschaften des Fliehkraftpendels, insbesondere die auf die Haupterregerordnung der Brennkraftmaschine abgestimmte Tilgerordnung vor. Hierbei werden die Pendelmassen aufgrund des um die Drehachse drehenden Drehschwingungsdämpfers im Fliehkraftfeld nach radial außen beschleunigt und von Drehschwingungen zu kleineren, die Drehschwingungen tilgenden Radien verlagert, so dass fliehkraftabhängig und damit drehzahladaptiv eine Beruhigung des am Pendelmassenträger anliegenden Drehmoments eintritt.
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Das Fliehkraftpendel kann beispielsweise in mehreren Ausführungsformen ausgebildet sein. In einer ersten Ausführungsform ist der Pendelmassenträger als Pendelflansch ausgebildet, an dem beidseitig Pendelmassenteile angeordnet sind. Die axial gegenüber liegenden Pendelmassenteile sind dabei mittels Verbindungsmitteln, die Ausnehmungen des Pendelflanschs durchgreifen, axial beabstandet und verbunden und bilden damit jeweils eine Pendelmasse. Bevorzugt zwei in Umfangsrichtung beabstandete Pendellager pro Pendelmasseneinheit enthalten dabei Laufbahnen in den axial gegenüberliegenden Pendelmassen und eine Laufbahn in dem Pendelflansch, wobei die Laufbahnen eine Pendelrolle axial übergreift und auf diesen abwälzt.
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In einer weiteren Ausführungsform des Fliehkraftpendels kann der Pendelmassenträger aus zwei Seitenteilen gebildet sein, welche zwischen sich einen axialen Freiraum bilden, in dem die Pendelmassen aufgenommen sind. Die bevorzugt zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Pendellager pro Pendelmasse sind jeweils aus Laufbahnen in den Seitenteilen und aus einer Laufbahn in der Pendelmasse gebildet, auf denen eine die Laufbahnen axial übergreifende Pendelrolle abwälzt.
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Um die axiale Zentrierung der Pendelmassen gegenüber dem Pendelmassenträger zu vereinfachen und eine definierte Reibung über den Schwingwinkel der Pendelmassen einzubringen, sind die Pendelmassen gegenüber dem Pendelmassenträger außerhalb der Pendellager axial zentriert und ein maximaler Durchmesser der Pendelrollen ist durch eine auf einer Laufbahn abwälzende Abwälzfläche begrenzt. Die bedeutet, dass durch die axiale Zentrierung der Pendelmassen außerhalb der Pendellager auf Borde an den Pendelrollen verzichtet werden kann. Diese können entsprechend einfacher und damit kostengünstiger hergestellt werden. Desweiteren entfällt ein Einfädeln der Borde in eine axial mittlere Laufbahn, so dass dadurch notwendige Einfädelöffnungen entfallen können. Hierdurch werden die Pendelrollen in den Ausnehmungen der axial mittleren Laufbahnen besser geführt und der nötige Bauraum für die die mittlere Laufbahn enthaltende Ausnehmung kann infolge der wegfallenden Einfädelöffnung vermindert werden. Infolgedessen können die Ausnehmungen dieser Laufbahn über einen kompletten Schwingwinkel mit gleicher radialer Öffnung ausgebildet und die Pendelrollen mit konstantem Radialspiel in den Ausnehmungen aufgenommen werden.
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In einer Ausführungsform, bei der der Pendelmassenträger als Pendelflansch ausgebildet ist, an dem beidseitig Pendelmassenteile angeordnet sind, welche mittels Ausnehmungen des Pendelflanschs durchgreifender Verbindungsmittel miteinander verbunden sind, können axial beidseitig zwischen dem Pendelflansch und den Pendelmassenteilen axial wirksame Federelemente, beispielsweise Tellerfedern angeordnet sein. Beispielsweise können an den Pendelmassenteilen axial gegen den Pendelflansch vorgespannte Einsätze wie beispielsweise aus Kunststoff hergestellte Clips vorgesehen sein. Die Einsätze können gegenüber den Pendelmassenteilen axial verlagerbar aufgenommen sein und mittels eines zwischen einem Teller der Einsätze und den Pendelmassenteilen axial vorgespannten Federelement wie beispielsweise einer Tellerfeder gegen den Pendelflansch vorgespannt sein. Der Teller bildet dabei mit dem Pendelflansch eine Reibfläche. Es versteht sich, dass in dieser Ausführungsform auch die Umkehrung mit im Pendelflansch enthaltenden und gegen die Pendelmassenteile vorgespannten Einsätzen umfasst ist.
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In einer alternativen Ausführungsform des Fliehkraftpendels mit einem aus zwei axial beabstandeten und miteinander verbundenen Seitenteilen gebildeten Pendelmassenträger und zwischen diesen als Pendelscheiben ausgebildeten und angeordneten Pendelmassen können die axial wirksamen Federelemente zwischen den Seitenteilen und den Pendelscheiben angeordnet sein. Entsprechende axial vorgespannte Einsätze wie beispielsweise Clips können an den Seitenteilen axial gegen die Pendelscheiben vorgespannt oder an den Pendelscheiben gegen die Seitenteile vorgesehen sein.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigen:
- 1 eine 3d-Ansicht eines Fliehkraftpendels,
- 2 einen Teilschnitt durch das Fliehkraftpendel der 1
und
- 3 eine Pendelrolle des Fliehkraftpendels der 1 und 2 in 3D-Ansicht.
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Die 1 und 2 zeigen das Fliehkraftpendel 1 in 3D-Teilansicht (1) und im Teilschnitt (Figur) mit dem als Pendelflansch 3 ausgebildeten Pendelmassenträger 2 und beidseitig an diesem über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassenteilen 5, welche mittels der Anschlagpuffer 6 zur Begrenzung der Schwingwinkel der Pendelmassen 4 enthaltenden, die Ausnehmungen 8 des Pendelflanschs 3 durchgreifender Verbindungsmittel 7 hier Bolzen zu Pendelmassen 4 verbunden sind. Der Übersicht halber ist in 1 das vordere Pendelmassenteil abgenommen.
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Die Pendelmassen 4 sind mittels jeweils zweier Pendellager 9 pendelfähig an dem Pendelflansch 3 aufgehängt. Hierzu sind in den Pendelmassenteilen 5 und in dem Pendelflansch 3 jeweils axial gegenüberliegende Ausnehmungen 10, 11 mit komplementär zueinander angearbeiteten Laufbahnen 12, 13 vorgesehen, auf welchen Laufbahnen 12, 13 jeweils eine Pendelrolle 14 abwälzt.
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Die Pendelmassen 4 und der Pendelflansch 3 sind aufeinander außerhalb der Pendellager 9 axial zentriert. Hierzu sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in den Pendelmassenteilen 5 Öffnungen 15 vorgesehen, in denen mittels der Buchsen 16 die Einsätze 17 wie aus Kunststoff hergestellte Clips axial verlagerbar eingebracht sind, deren Teller 18 mittels der Federelemente 19 wie Tellerfedern gegen den Pendelflansch axial vorgespannt sind und gegenüber diesen ein Reibmoment ausbilden. Die Einsätze 17 sind beidseitig des Pendelflanschs 3 in den Pendelmassenteilen 5 vorgesehen und zentrieren damit die Pendelmassen 4 axial elastisch gegenüber dem Pendelflansch 3 axial.
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Die axiale Zentrierung der Pendelmassen 4 mittels an den Pendelrollen 14 vorgesehener Ringborde kann damit entfallen. Die Pendelrollen 14 können daher in einfacher Weise mit einem maximalen Durchmesser D1 der Wälzfläche 20 gegenüber der Laufbahn 12 ausgebildet werden. Die an den Endbereichen vorgesehenen Wälzflächen 21 für die Laufbahnen 13 sind mit einem kleineren Durchmesser D2 versehen, so dass der Absatz 22 zwischen den Durchmessern D1, D2 die Ausnehmungen 11 der Pendelmassenteile 5 radial übergreift, so dass die Pendelrollen 14 verliergesichert in den Ausnehmungen 10 des Pendelflanschs 3 aufgenommen sind.
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Aufgrund der einfach gestuften Ausbildung der Pendelrollen 14 ohne Ringborde entfällt die entsprechend nach dem Stand der Technik dargestellte Einfädelöffnung 23 an der Ausnehmung 10a in der 1. Vielmehr können die Ausnehmungen 10 ohne Einfädelöffnung ausgebildet werden, so dass im Bereich der Pendellager 9 am Pendelflansch 3 mehr Material zur Verfügung steht. Weiterhin können die Pendelrollen 14 in den Ausnehmungen 10 mit über den gesamten Schwingwinkel der Pendelmassen 4 entlang der Ausnehmungen 10 mit konstantem Radialspiel geführt werden, so dass Geräusche durch in den Ausnehmungen 10 verkippende Pendelrollen 14 zumindest verringert werden. Hierdurch können beispielsweise die Stege 24 zwischen den Ausnehmungen 8, 10 breiter und damit robuster ausgebildet oder eine oder beide Ausnehmungen 8, 10 zur Darstellung größerer Schwingwinkel der Pendelmassen 4 erweitert werden.
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Die 3 zeigt eine 3D-Ansicht einer der Pendelrollen 14 des Fliehkraftpendels 1 der 1. Die Pendelrolle 14 ist ohne Ringborde gestuft mit der Wälzfläche 20 des großen Durchmessers D1 und an deren Endbereichen 25 sind die Wälzflächen 21 mit kleineren Durchmessern D2 vorgesehen. Zwischen den Wälzflächen 20, 21 ist jeweils der radiale Absatz 22 angearbeitet, der der Verliersicherung in den Ausnehmungen 10 (2) dient, indem dieser einen Anschlag mit den Pendelmassenteilen 5 (2) bildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendel
- 2
- Pendelmassenträger
- 3
- Pendelflansch
- 4
- Pendelmasse
- 5
- Pendelmassenteil
- 6
- Anschlagpuffer
- 7
- Verbindungsmittel
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Pendellager
- 10
- Ausnehmung
- 10a
- Ausnehmung
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Laufbahn
- 13
- Laufbahn
- 14
- Pendelrolle
- 15
- Öffnung
- 16
- Buchse
- 17
- Einsatz
- 18
- Teller
- 19
- Federelement
- 20
- Wälzfläche
- 21
- Wälzfläche
- 22
- Absatz
- 23
- Einfädelöffnung
- 24
- Steg
- 25
- Endbereich
- D1
- Durchmesser
- D2
- Durchmesser
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016124622 A1 [0005]
- DE 102014214446 A1 [0005]
- DE 102017122457 A1 [0006]
- DE 102016124825 A1 [0006]
