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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Trägerteil und an diesem über den Umfang verteilt entlang einer vorgegebenen Pendelbahn im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Trägerteils pendelfähig angeordneten Pendelmassen, wobei die Pendelmassen mittels jeweils zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager an dem Trägerteil aufgenommen sind, welche jeweils aus radial gegenüber in derselben Ebene an den Pendelmassen und an dem Trägerteil angeordneten pendelseitigen und trägerteilseitigen Laufbahnen und jeweils einer auf diesen Laufbahnen abwälzenden Pendelrolle gebildet sind.
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Fliehkraftpendel dienen insbesondere in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit drehschwingungsbehafteter Brennkraftmaschine der drehzahladaptiven Drehschwingungsisolation. Hierzu wird ein um eine Drehachse angeordnetes Trägerteil von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine drehangetrieben. An dem Trägerteil sind über den Umfang verteilt Pendelmassen im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Trägerteils entlang einer Pendelbahn pendelfähig mittels Pendellagern aufgehängt. In einer gattungsgemäßen, beispielsweise aus der Druckschrift
DE 10 2016 222 247 A1 bekannten Ausführungsform sind pro Pendelmasse jeweils zwei in Umfangsrichtung beabstandete Pendellager vorgesehen, die jeweils pro Pendellager radial übereinander und in einer Ebene abgeordnete Laufbahnen an der Pendelmasse und an dem Trägerteil aufweisen, auf denen eine Pendelrolle abwälzt. Die Pendelmassen sind aus die Laufbahnen enthaltenden Mittelteilen und beidseitig des Trägerteils angeordneten Pendelmassenteilen gebildet.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Fliehkraftpendels. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, die Masse der Pendelmassen zu erhöhen und die Parameter des Fliehkraftpendels zu optimieren.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von diesem abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel dient der drehzahladaptiven, das heißt der von der Fliehkraft gesteuerten Drehschwingungsisolation insbesondere für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine. Das Fliehkraftpendel enthält ein um eine Drehachse verdrehbar angeordnetes, beispielsweise flanschförmiges aus Blech gestanztes und gegebenenfalls umgeformtes Trägerteil. Das Trägerteil kann direkt mit der Kurbelwelle verbunden sein oder in eine weitere Antriebsstrangeinrichtung, beispielsweise in einen Drehschwingungsdämpfer wie beispielsweise ein Zweimassenschwungrad, eine Kupplungsscheibe, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler, einen hybridischen Aufbau oder dergleichen integriert sein. Hierbei kann das Trägerteil für zumindest eine weitere Funktion der Antriebsstrangeinrichtung vorgesehen sein. Beispielsweise kann das Fliehkraftpendel radial innerhalb einer Federeinrichtung eines Drehschwingungsdämpfers angeordnet sein, wobei das Trägerteil ausgangsseitig angeordnet ist und die Federeinrichtung ausgangsseitig beaufschlagt.
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An dem Trägerteil sind über den Umfang verteilt entlang einer vorgegebenen Pendelbahn im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Trägerteils pendelfähig Pendelmassen angeordnet. Beispielsweise können zwischen zwei und sechs Pendelmassen, bevorzugt zwischen zwei und vier Pendelmassen über den Umfang verteilt vorgesehen sein. Die Pendelmassen sind mittels jeweils zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager an dem Trägerteil aufgenommen, welche jeweils aus radial gegenüber in derselben Ebene an den Pendelmassen und an dem Trägerteil angeordneten pendelseitigen und trägerteilseitigen Laufbahnen und jeweils einer auf diesen Laufbahnen abwälzenden Pendelrolle gebildet sind. Den Hauptmassenanteil der Pendelmassen bilden beidseitig an dem Trägerteil angeordnete Pendelmassenteile, zwischen denen die pendelmassenseitigen Laufbahnen bildende Bahneinsätze angeordnet sind, die Ausnehmungen des Trägerteils durchgreifen. Die Bahneinsätze können auf eine minimale Baugröße zur Darstellung jeweils einer pendelseitigen Laufbahn begrenzt sein. Die Ausnehmungen sind wesentlich größer als die Fläche, welche zur Bewegung der Bahneinsätze während einer Pendelbewegung der Pendelmassen entlang der Pendelbahn notwendig ist, ausgebildet. Insbesondere radial innerhalb der Bahneinsätze sind die Ausnehmungen mit Freiräumen aus dem Trägerteil ausgespart, wobei radial innerhalb der Bahneinsätze in den Ausnehmungen mit den Pendelmassenteilen verbundene Zusatzmassen vorgesehen sind. Auf diese Weise kann die Masse des Trägerteils vermindert und die Masse der Pendelmassen erhöht werden, so dass die schwingende Masse des Fliehkraftpendels erhöht wird und damit die Drehschwingungsisolation verbessert wird.
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Die Zusatzmassen, die Bahneinsätze und/oder die Pendelmassenteile können aus demselben Material ausgebildet sein. Aufgrund der unterschiedlichen Funktion dieser kann es vorteilhaft sein, Zusatzmassen, Pendelmassenteile und/oder Bahneinsätze aus unterschiedlichen Materialien herzustellen und/oder diese unterschiedlich zu bearbeiten. Beispielsweise können die Bahneinsätze auf hohe Beanspruchung ausgelegt, beispielsweise aus hartem Material gefertigt und/oder gehärtet sein. Die Pendelmassenteile und/oder die Zusatzmassen können aus Material hoher Dichte, beispielsweise aus entsprechenden Legierungen von Stahl, Wolfram oder dergleichen hergestellt sein. Gegebenenfalls kann eine separate Härtung der Pendelmassenteile und/oder Zusatzmassen unterbleiben. Die Pendelmassenteile und/oder Zusatzmassen können aus mehreren Blechteilen geschichtet ausgebildet sein.
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Die axial gegenüberliegenden Pendelmassenteile können mittels der Bahneinsätze miteinander verbunden sein. Beispielsweise können die beispielsweise im Querschnitt bogenförmig ausgebildeten Bahneinsätze in entsprechend bogenförmig ausgebildete Schlitze der Pendelmassenteile eingepresst, eingelegt und verstemmt oder verschweißt oder in ähnlicher Weise mit den Pendelmassenteilen verbunden sein. Die Zusatzmassen können alternativ oder zusätzlich zu den Masseeinsätzen die Verbindung der axial gegenüberliegenden Pendelmassenteile einer Pendelmasse bilden. Hierzu können die Pendelmassenteile und die Zusatzmassen miteinander mit den Pendelmassenteilen beispielsweise mittels Rund- oder Flachnieten vernietet sein. Alternativ können diese miteinander verpresst oder verstemmt sein. Alternativ kann eine Durchsetzfügung vorgesehen sein, indem beispielsweise in den Pendelmassenteilen und/oder in den Zusatzmassen Nietwarzen ausgestellt sind, die mit komplementären Öffnungen wie beispielsweise Stanzlöchern der zu verbindenden Bauteile vernietet sind. Alternativ können die Pendelmassenteile und Zusatzmassen miteinander verschweißt, beispielsweise punktverschweißt sein.
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Die Zusatzmassen können den Schwingwinkel der Pendelmassen begrenzen, indem zwischen Wandungen der Ausnehmungen und den Zusatzmassen Anschläge ausgebildet sind. Um harte Anschläge zu vermeiden, können an den Wandungen und/oder an den Zusatzmassen Anschlagpuffer vorgesehen sein. Zur Schonung dieser können diese bei hohen Energieeinträgen überbrückt sein.
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Mittels der Zusatzmassen kann durch eine entsprechende Ausformung der Ausnehmungen des Trägerteils und komplementär hierzu der Zusatzmassen eine vorgegebene Massenträgheit der Pendelmassen und/oder des Schwerpunkts der Pendelmassen eingestellt sein.
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Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel kann in dem Trägerteil Ausnehmungen aufweisen, in welchen jeweils beide Pendellager zwischen einer Pendelmasse und dem Trägerteil aufgenommen sind. In dieser Ausnehmung ist jeweils zumindest eine einteilige oder aus geschichteten Blechscheiben ausgebildete Zusatzmasse angeordnet. Die Ausdehnung der Ausnehmungen beziehungsweise der Zusatzmassen erfolgt dabei in der Weise, dass eine ungehinderte Bewegung der Zusatzmasse in den Ausnehmungen entlang der Pendelbahn der Pendelmassen gegeben ist.
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In einer alternativen Ausführungsform sind die beiden Pendellager einer Pendelmasse in zwei unterschiedlichen Ausnehmungen aufgenommen und in jeder der Ausnehmungen ist zumindest eine einteilige oder geschichtet ausgebildete Zusatzmasse aufgenommen.
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Um die Pendelrollen verliergesichert gegenüber den Pendelmassenteilen zu führen, können in den Pendelmassenteilen einer Rollenbewegung der Pendelrollen während einer Pendelbewegung der Pendelmassen entlang der Pendelbahn entsprechende Längsschlitze eingebracht sein, in die axiale Nocken der Pendelrolle eingreifen.
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Die Erfindung wird anhand der in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Diese zeigen:
- 1 eine 3D-Teilansicht eines Fliehkraftpendels,
- 2 eine Teilansicht des Fliehkraftpendels der 1,
- 3 eine Teilansicht des Fliehkraftpendels der 1 und 2 bei abgenommenem vorderem Pendelmassenteil,
- 4 eine 3D-Teilansicht eines gegenüber dem Fliehkraftpendel der 1 bis 3 abgeänderten Fliehkraftpendels,
- 5 eine Teilansicht des Fliehkraftpendels der 4 und
- 6 eine Teilansicht des Fliehkraftpendels der 4 und 5 bei abgenommenem vorderem Pendelmassenteil.
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Die 1 zeigt das Fliehkraftpendel 1 in 3D-Teilansicht bei abgenommener, in Explosionsdarstellung gezeigter radial oben abgebildeter Pendelmasse 3 der in Viererteilung an dem Trägerteil 2 aufgenommenen Pendelmassen 3.
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Das Trägerteil 2 ist als Flanschteil eines Drehschwingungsdämpfers ausgebildet, welches mittels der radial nach außen erweiterten Arme 4 eine Federeinrichtung des Drehschwingungsdämpfers in Umfangsrichtung beaufschlagt. Das Trägerteil 2 ist um die Drehachse d verdrehbar angeordnet.
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Die Pendelmassen 3 sind mittels der Pendellager 5 an dem Trägerteil 2 entlang einer vorgegebenen, auf die zu tilgende Erregerordnung einer drehschwingungsbehafteten Brennkraftmaschine abgestimmte Pendelbahn pendelfähig aufgenommen. Die Pendellager 5 sind jeweils aus den radial außen an den Ausnehmungen 6 des Trägerteils 2 und an den Bahneinsätzen 7 angearbeiteten Laufbahnen 8, 9 und der auf diesen abwälzenden Pendelrolle 10 gebildet.
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Die Bahneinsätze 7 sind stirnseitig in die Längsschlitze 12 der beidseitig an dem Trägerteil 2 angebrachten Pendelmassenteile 11 eingebracht und verbinden diese miteinander. Radial außerhalb der Längsschlitze 12 sind parallel angeordnete Längsschlitze 13 angeordnet, in welche die stirnseitig erweiterten Nocken 17 der Pendelrollen 10 mit Spiel eingreifen, so dass diese verliersicher und geführt entlang der Pendelbahn verlagerbar in den Pendelmassenteilen 11 aufgenommen sind.
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Die Ausnehmungen 6 des Trägerteils 2 sind gegenüber den Bahneinsätzen 7 derart überdimensioniert, dass in diesen die Zusatzmassen 14 mit dem für die Pendelbewegung notwendigen Spiel untergebracht werden können. Die Zusatzmassen 14 sind radial innerhalb der Bahneinsätze 7 in den Ausnehmungen 6 aufgenommen und entsprechen im Wesentlichen der Dicke des Trägerteils 2. Durch die Vergrößerung der Ausnehmungen 6 wird die Masse des Trägerteils 2 verringert. Die Masse der Zusatzmassen 14 ist durch Verbindung mit den Pendelmassenteilen 11 den Pendelmassen 3 zugeordnet, so dass die effektive drehzahladaptive Tilgermasse des Fliehkraftpendels 1 erhöht wird.
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Die Zusatzmassen 14 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mittels der Niete 15 mit den Pendelmassenteilen 11 fest verbunden. Zur Sicherstellung eines Axialspiels zwischen den Pendelmassenteilen 11 und dem Trägerteil 2 sind zwischen den Pendelmassenteilen 11 und den Zusatzmassen 14 jeweils die Abstandshalter 16 mit geringer Dicke angeordnet. In nicht dargestellter Weise können in den Öffnungen 18 weitere Abstandshalter beispielsweise aus Kunststoff mit den Pendelmassenteilen 11 verbunden sein.
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Die 2 zeigt das Fliehkraftpendel 1 der 1 in Teilansicht im Bereich einer Pendelmasse 3 in Teilansicht mit dem Trägerteil 2 und der Pendelmasse 3. In der Ausnehmung 6 ist neben den Bahneinsätzen 7 die Zusatzmasse 14 aufgenommen. Die Zusatzmasse 14 ist mit den beiden beidseitig des Trägerteils 2 angeordneten Pendelmassenteilen 11 mittels der Niete 15 verbunden. Die Pendelrollen 10 der Pendellager zwischen Pendelmasse 3 und Trägerteil 2 sind in den Längsschlitzen 13 mit Spiel geführt, so dass eine Störung der Wälzbewegung der Pendelrollen 10 ausgeschlossen ist und diese an den Pendelmassenteilen 11 durch axialen Eingriff der Nocken 17 in die Längsschlitze 13 spielbehaftet geführt sind. Die Bahneinsätze 7 sind in den Längsschlitzen 12 der Pendelmassenteile 11 jeweils stirnseitig aufgenommen. Die 3 zeigt das Fliehkraftpendel 1 in Teilansicht im Bereich einer Pendelmasse 3 bei abgenommenem vorderem Pendelmassenteil mit Sicht auf das hintere Pendelmassenteil 11 durch die Ausnehmung 6 des Trägerteils 2, die Zusatzmasse 14, den Abstandshalter 16, die Niete 15 und die beiden Pendellager 5.
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Die Pendellager 5 weisen radial übereinander und in derselben Ebene angeordnete Laufbahnen 8, 9 auf, auf denen die Pendelrolle 10 abwälzt.
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Die 4 zeigt das dem Fliehkraftpendel 1 der 1 bis 3 ähnliche Fliehkraftpendel 1a in der Darstellung der 1 ähnlichen 3D-Teildarstellung. Im Unterschied zu dem Fliehkraftpendel 1 weist das Fliehkraftpendel 1a in dem Trägerteil 2a vorgesehene geteilte Ausnehmungen 6a auf, die durch den Steg 19a voneinander getrennt sind. In jeder der Ausnehmungen 6a ist jeweils ein Pendellager 5a und eine Zusatzmasse 14a aufgenommen. Die Zusatzmassen 14a sind jeweils mittels der Niete 15a mit den Pendelmassenteilen 11a verbunden. Die Zusatzmassen 14a weisen eine geringfügig höhere Dicke als das Trägerteil 2a auf, so dass ein Axialspiel zwischen den Pendelmassenteilen 11a und dem Trägerteil 2a eingestellt ist.
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Die Zusatzmassen 14a sind radial außen an den bogenförmigen Verlauf der Bahneinsätze 7a angeglichen.
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Der Steg 19a verleiht dem Trägerteil 2a eine vergrößerte radiale Stabilität. Die Umfangsseitigen Stirnseiten 20a der Zusatzmassen 14a dienen als Anschläge mit den Wandungsabschnitten 21 a der Ausnehmungen 6a zur Begrenzung des Schwingwinkels der Pendelmassen 3a und sind an die Bogenform der Wandungsabschnitte 21a angeglichen, um einen flächigen Anschlag zu erzielen.
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5 zeigt das Fliehkraftpendel 1a der 1 in Teilansicht im Bereich der Pendelmasse 3a mit den durch den Steg 19a getrennten Ausnehmungen 6a des Trägerteils 2a, dem vorderen Pendelmassenteil 11a, den in die Längsschlitze 12a eingepressten Bahneinsätzen 7a und den Pendelrollen 10a der Pendellager 5a (4). Die 6 zeigt das Fliehkraftpendel 1a der 4 und 5 in Teilansicht im Bereich der Pendelmasse 3a bei abgenommenem vorderem Pendelmassenteil mit Sicht auf die mittels des Stegs 19a geteilten Ausnehmungen 6a. In den Ausnehmungen 6a ist jeweils ein Pendellager 5a und eine Zusatzmasse 14a untergebracht.
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Durch die Ausnehmungen 6a ist das hintere Pendelmassenteil 11a sichtbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendel
- 1a
- Fliehkraftpendel
- 2
- Trägerteil
- 2a
- Trägerteil
- 3
- Pendelmasse
- 3a
- Pendelmasse
- 4
- Arm
- 5
- Pendellager
- 5a
- Pendellager
- 6
- Ausnehmung
- 6a
- Ausnehmung
- 7
- Bahneinsatz
- 7a
- Bahneinsatz
- 8
- Laufbahn
- 9
- Laufbahn
- 10
- Pendelrolle
- 10a
- Pendelrolle
- 11
- Pendelmassenteil
- 11a
- Pendelmassenteil
- 12
- Längsschlitz
- 13
- Längsschlitz
- 14
- Zusatzmasse
- 14a
- Zusatzmasse
- 15
- Niet
- 15a
- Niet
- 16
- Abstandshalter
- 17
- Nocken
- 18
- Öffnung
- 19a
- Steg
- 20a
- Stirnseite
- 21a
- Wandungsabschnitt
- d
- Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016222247 A1 [0002]
