DE102020102093A1 - Centrifugal pendulum - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
- F16F15/14—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers
- F16F15/1407—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using masses freely rotating with the system, i.e. uninvolved in transmitting driveline torque, e.g. rotative dynamic dampers the rotation being limited with respect to the driving means
- F16F15/145—Masses mounted with play with respect to driving means thus enabling free movement over a limited range
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel (1) zur drehzahlabhängigen Drehschwingungsdämpfung innerhalb eines Antriebsstrangs (2) eines Kraftfahrzeugs (3), umfassend einen Fliehkraftpendeleingang (4) zur Einleitung eines Drehmoments in das Fliehkraftpendel (1) und einen Fliehkraftpendelausgang (5) zur Abgabe eines Drehmoments aus dem Fliehkraftpendel (1), sowie einer zwischen dem Fliehkraftpendeleingang (4) und dem Fliehkraftpendelausgang (5) angeordneten Mehrzahl von Pendelmassen (6), welche zumindest an einem ersten Pendelflansch (7) angeordnet sind, und wobei jede Pendelmasse (6) in einer ihr zugeordneten Kulissenführung (8) entlang einer Pendelbahn (9) gegenüber dem Pendelflansch (7) beweglich geführt ist, wobei die Pendelbahn (9) bogenförmig ausgebildet ist und einen ersten Bogenabschnitt (10), der bis zu einem ersten Schwingwinkel α reicht und einen sich in Umfangsrichtung an den ersten Bogenabschnitt (10) anschließenden zweiten Bogenabschnitt (11) aufweist, welcher bis zu einem zweiten Schwingwinkel β reicht, wobei das Fliehkraftpendel (1) in seinem ersten Bogenabschnitt (10) eine erste Abstimmungsordnung (12) und in seinem zweiten Bogenabschnitt (11) eine zweite Abstimmungsordnung (13) aufweist, wobei der zweiten Bogenabschnitt (11) eine größere Krümmung als der ersten Bogenabschnitt (10) aufweist.The invention relates to a centrifugal pendulum (1) for speed-dependent torsional vibration damping within a drive train (2) of a motor vehicle (3), comprising a centrifugal pendulum input (4) for introducing a torque into the centrifugal pendulum (1) and a centrifugal pendulum output (5) for delivering a torque the centrifugal pendulum (1), as well as a plurality of pendulum masses (6) arranged between the centrifugal pendulum input (4) and the centrifugal pendulum output (5), which are arranged at least on a first pendulum flange (7), and each pendulum mass (6) in one of it associated link guide (8) along a pendulum track (9) relative to the pendulum flange (7) is movably guided, wherein the pendulum track (9) is arcuate and has a first arc section (10) that extends up to a first oscillation angle α and one in Has the circumferential direction of the first arcuate section (10) adjoining second arcuate section (11), which up to a second oscillation angle β is enough, the centrifugal pendulum (1) having a first tuning order (12) in its first curved section (10) and a second tuning order (13) in its second curved section (11), the second curved section (11) having a greater curvature than the first arch section (10).
Description
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel zur drehzahlabhängigen Drehschwingungsdämpfung innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Fliehkraftpendeleingang zur Einleitung eines Drehmoments in das Fliehkraftpendel und einen Fliehkraftpendelausgang zur Abgabe eines Drehmoments aus dem Fliehkraftpendel, sowie einer zwischen dem Fliehkraftpendeleingang und dem Fliehkraftpendelausgang angeordneten Mehrzahl von Pendelmassen, welche zumindest an einem ersten Pendelflansch angeordnet sind, und wobei jede Pendelmasse in einer ihr zugeordneten Kulissenführung entlang einer Pendelbahn gegenüber dem Pendelflansch beweglich geführt ist.The invention relates to a centrifugal pendulum for speed-dependent torsional vibration damping within a drive train of a motor vehicle, comprising a centrifugal pendulum input for introducing a torque into the centrifugal pendulum and a centrifugal pendulum output for delivering a torque from the centrifugal pendulum, as well as a plurality of at least a plurality of centrifugal pendulum input and the centrifugal pendulum output are arranged on a first pendulum flange, and wherein each pendulum mass is movably guided in a link guide assigned to it along a pendulum track with respect to the pendulum flange.
Ein Fliehkraftpendel, wie aus der Anmeldung
Die Pendelmassen können aneinander oder am Pendelflansch anschlagen, wenn der Antriebsstrang in einem bestimmten Betriebszustand ist, beispielsweise wenn bei einem Automatikgetriebe in den Leerlauf gewechselt wird, wenn sehr langsam gefahren wird, wenn der Verbrennungsmotor angelassen oder ausgeschaltet wird oder wenn das Kraftfahrzeug zum Stillstand hin ausläuft.The pendulum masses can strike against each other or on the pendulum flange when the drive train is in a certain operating state, for example when changing to idle in an automatic transmission, when driving very slowly, when the internal combustion engine is started or switched off or when the motor vehicle comes to a standstill .
Um diese Geräusche zu reduzieren, kann zwischen den Pendelmassen und den Anschlägen ein Dämpfungselement aus Kunststoff wie Elastomer oder Gummi vorgesehen sein. Des Weiteren ist aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Laufruhe eines Fliehkraftpendels weiter zu verbessern, in dem die Anschlagsenergie der Pendelmassen in ihren Endlagen reduziert wird.The object of the invention is to further improve the running smoothness of a centrifugal pendulum by reducing the impact energy of the pendulum masses in their end positions.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fliehkraftpendel eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Fliehkraftpendeleingang zur Einleitung eines Drehmoments in das Fliehkraftpendel und einen Fliehkraftpendelausgang zur Abgabe eines Drehmoments aus dem Fliehkraftpendel, sowie einer zwischen dem Fliehkraftpendeleingang und dem Fliehkraftpendelausgang angeordneten Mehrzahl von Pendelmassen, welche zumindest an einem ersten Pendelflansch angeordnet sind, und wobei jede Pendelmasse in einer ihr zugeordneten Kulissenführung entlang einer Pendelbahn gegenüber dem Pendelflansch beweglich geführt ist, wobei die Pendelbahn bogenförmig ausgebildet ist und einen ersten Bogenabschnitt, der bis zu einem ersten Schwingwinkel α reicht und einen sich in Umfangsrichtung an den ersten Bogenabschnitt anschließenden zweiten Bogenabschnitt aufweist, welcher bis zu einem zweiten Schwingwinkel β reicht, wobei das Fliehkraftpendel in seinem ersten Bogenabschnitt eine erste Abstimmungsordnung und in seinem zweiten Bogenabschnitt eine zweite Abstimmungsordnung aufweist, wobei der zweiten Bogenabschnitt eine größere Krümmung als der ersten Bogenabschnitt aufweist.This object is achieved by a centrifugal pendulum of a drive train of a motor vehicle, comprising a centrifugal pendulum input for introducing a torque into the centrifugal pendulum and a centrifugal pendulum output for delivering a torque from the centrifugal pendulum, as well as a plurality of pendulum masses arranged between the centrifugal pendulum input and the centrifugal pendulum output, which at least one pendulum output first pendulum flange are arranged, and each pendulum mass is movably guided in a link guide assigned to it along a pendulum track with respect to the pendulum flange, the pendulum track being designed in an arc shape and a first arc section which extends up to a first oscillation angle α and one extends in the circumferential direction to the having a second arc section adjoining the first arc section, which extends up to a second oscillation angle β, the centrifugal pendulum in its first arc section having a first coordination order and i n its second arc section has a second tuning order, the second arc section having a greater curvature than the first arc section.
Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Fliehkraftpendels realisiert eine Minimierung der Anschlagenergie der Pendelmassen in ihre jeweiligen Endlagen zur Verringerung der akustischen Störgeräusche. Die Anschlagenergie wird erfindungsgemäß durch eine Pendelbahn mit einer zu den Endlagen hin zunehmenden Bahnkrümmung, d.h. mit zunehmender Abstimmungsordnung, reduziert.This embodiment of a centrifugal pendulum according to the invention minimizes the impact energy of the pendulum masses in their respective end positions in order to reduce the acoustic noise. According to the invention, the impact energy is reduced by an aerial tramway with an increasing curvature towards the end positions, i.e. with an increasing coordination order.
Bis zu einem definierten Schwingwinkel α des Fliehkraftpendels wird eine maximale Abstimmungsordnung, darüber hinaus bis zum maximalen Schwingwinkel β des Fliehkraftpendels eine maximale Abstimmungsordnung konstruktiv umgesetzt. Durch die Verstimmung an den Bahnenden wird die Schwingbewegung in diesem Bereich verlangsamt und die Anschlagenergie bei β reduziert. Dies wird nachstehend anhand der Ausführungsbeispiele noch näher erläutert werden.A maximum coordination order is implemented up to a defined oscillation angle α of the centrifugal pendulum, and a maximum coordination order is implemented up to the maximum oscillation angle β of the centrifugal pendulum. Due to the detuning at the web ends, the oscillating movement is slowed down in this area and the impact energy is reduced at β. This will be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments.
Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.First, the individual elements of the claimed subject matter of the invention are explained in the order in which they are named in the set of claims and particularly preferred embodiments of the subject matter of the invention are described below.
Ein Fliehkraftpendel ist dazu eingerichtet, Drehungleichförmigkeiten bzw. Torsionsschwingungen in einem Antriebsstrang zu tilgen. Die Drehungleichförmigkeiten können insbesondere von einem Hubkolben-Verbrennungsmotor stammen. Wird die Drehbewegung der Antriebswelle beschleunigt, so speichert das Fliehkraftpendel Energie zwischen, wird die Welle wieder verzögert, so gibt das Fliehkraftpendel die zwischengespeicherte Energie wieder ab und kann so die auftretenden Drehungleichförmigkeiten in dem Antriebsstrang minimieren. Dazu umfasst ein Fliehkraftpendel üblicherweise einen Pendelflansch zur Verbindung mit der Antriebswelle und eine oder mehrere Pendelmassen, die jeweils entlang einer Pendelbahn in der Drehebene des Pendelflanschs verschiebbar angebracht sind. Ein einfaches Fliehkraftpendel verwendet Pendelbahnen, die lediglich eine Verschiebung der Pendelmassen erlauben. Bei einem Trapez-Fliehkraftpendel werden die Pendelmassen zusätzlich zu ihrer Verschiebebewegung auch um eigene Achsen verdreht, sodass der Rotationsimpuls der Pendelmassen zur verbesserten Energiespeicherung genutzt werden kann.A centrifugal pendulum is set up to eliminate rotational irregularities or torsional vibrations in a drive train. the Rotational irregularities can originate in particular from a reciprocating internal combustion engine. If the rotational movement of the drive shaft is accelerated, the centrifugal pendulum stores energy; if the shaft is decelerated again, the centrifugal pendulum releases the temporarily stored energy and can thus minimize the rotational irregularities that occur in the drive train. For this purpose, a centrifugal pendulum usually comprises a pendulum flange for connection to the drive shaft and one or more pendulum masses, each of which is mounted displaceably along a pendulum track in the plane of rotation of the pendulum flange. A simple centrifugal pendulum uses pendulum tracks that only allow the pendulum masses to be shifted. In the case of a trapezoidal centrifugal pendulum, the pendulum masses are rotated around their own axes in addition to their displacement movement, so that the rotational momentum of the pendulum masses can be used for improved energy storage.
Im Sinne dieser Anmeldung werden unter dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges alle Komponenten verstanden, die im Kraftfahrzeug die Leistung für den Antrieb des Kraftfahrzeugs generieren und über die Fahrzeugräder bis auf die Straße übertragen. For the purposes of this application, the drive train of a motor vehicle is understood to mean all components that generate the power for driving the motor vehicle in the motor vehicle and transmit it to the road via the vehicle wheels.
Als Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Anmeldung gelten Landfahrzeuge, die durch Maschinenkraft bewegt werden, ohne an Bahngleise gebunden zu sein. Ein Kraftfahrzeug kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe der Personenkraftwagen (PKW), Lastkraftwagen (LKW), Kleinkrafträder, Leichtkraftfahrzeuge, Krafträder, Kraftomnibusse (KOM) oder Zugmaschinen.For the purposes of this application, motor vehicles are land vehicles that are moved by machine power without being tied to railroad tracks. A motor vehicle can, for example, be selected from the group of passenger cars (cars), trucks (trucks), small motorcycles, light motor vehicles, motorcycles, motor buses (KOM) or tractors.
Ein Pendelendlagendämpfer hat die Funktion einen möglichen Aufprall einer Pendelmasse vor dem Erreichen einer seiner Endlagen entlang seiner Pendelbahn abzudämpfen, um so eine unerwünschte Geräuschentwicklung durch einen ungedämpften Aufprall innerhalb des Fliehkraftpendels zu reduzieren oder ganz zu verhindern.A pendulum end position damper has the function of dampening a possible impact of a pendulum mass before it reaches one of its end positions along its pendulum path, in order to reduce or completely prevent undesired noise development due to an undamped impact within the centrifugal pendulum.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Pendelmassen in ihren jeweiligen Endlagen der Pendelbahn mittels Pendelendlagendämpfer anschlagsgedämpft sind.According to a preferred embodiment of the invention, it can be advantageous that the pendulum masses are cushioned in their respective end positions of the pendulum path by means of pendulum end position dampers.
Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die erste Abstimmungsordnung des Fliehkraftpendels ein Maximum bei einem Schwingwinkel <α aufweist.It can furthermore be advantageous that the first tuning order of the centrifugal pendulum has a maximum at an oscillation angle <α.
In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass die zweite Abstimmungsordnung des Fliehkraftpendels ein Maximum bei einem Schwingwinkel größer oder gleich α und kleiner oder gleich β aufweist.In a further development of the invention, it can furthermore be preferred that the second tuning order of the centrifugal pendulum has a maximum at an oscillation angle greater than or equal to α and less than or equal to β.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass der Schwingwinkel α und der Schwingwinkel β ein Verhältnis α/β zwischen 0,45-0,95, besonders bevorzugt zwischen 0,55 und 0,85 und ganz besonders zwischen 0,65 und 0,75 aufweist.Furthermore, it can be advantageous that the oscillation angle α and the oscillation angle β have a ratio α / β between 0.45-0.95, particularly preferably between 0.55 and 0.85 and very particularly between 0.65 and 0.75 having.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann es bevorzugt sein, dass das Fliehkraftpendel ein Verhältnis der Maxima von erster Abstimmungsordnung im ersten Bogenabschnitt zu zweiter Abstimmungsordnung im zweiten Bogenabschnitt zwischen 1,1 und 0,5, besonders zwischen 0,9 und 0,55 und ganz besonders zwischen 0,7 und 0,6 aufweist.According to a further advantageous embodiment of the invention, it can be preferred that the centrifugal pendulum has a ratio of the maxima of the first coordination order in the first arc section to the second coordination order in the second arc section between 1.1 and 0.5, especially between 0.9 and 0.55 and very particularly between 0.7 and 0.6.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Pendelendlagendämpfer aus einem Elastomer geformt sind.According to a preferred embodiment of the invention, it can be advantageous that the pendulum end position dampers are formed from an elastomer.
Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die Pendelendlagendämpfer als ein Federelemente ausgebildet sind.It can furthermore be advantageous that the pendulum end position dampers are designed as a spring element.
Schließlich ist es ebenfalls vorteilhaft, dass das Fliehkraftpendel als ein Isoradialpendel konfiguriert istFinally, it is also advantageous that the centrifugal pendulum is configured as an isoradial pendulum
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden. Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele innerhalb des technisch machbaren frei miteinander kombiniert werden.The invention is explained in more detail below with reference to figures without restricting the general inventive concept. The figures are merely of a schematic nature and are used exclusively for understanding the invention. The same elements are provided with the same reference symbols. The different features of the various exemplary embodiments can also be freely combined with one another within what is technically feasible.
Es zeigen:
-
1 das erfindungsgemäße Fliehkraftpendel in einer perspektivischen Frontansicht und einer perspektivischen Rückansicht, -
2 das erfindungsgemäße Fliehkraftpendel in einer schematischen Querschnittsansicht, -
3 eine schematische Darstellung der Pendelbahn der Pendelmassen des Fliehkraftpendels, -
4 eine Diagrammdarstellung der Abstimmungsordnung des Fliehkraftpendels über den Schwingwinkel der Pendelmassen, und -
5 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Fliehkraftpendel.
-
1 the centrifugal pendulum according to the invention in a perspective front view and a perspective rear view, -
2 the centrifugal pendulum according to the invention in a schematic cross-sectional view, -
3 a schematic representation of the pendulum path of the pendulum masses of the centrifugal pendulum, -
4th a diagram of the coordination order of the centrifugal pendulum over the oscillation angle of the pendulum masses, and -
5 a schematic representation of a motor vehicle with a centrifugal pendulum according to the invention.
Zwischen dem Fliehkraftpendeleingang
Eine schematische Darstellung der Pendelbahn
Die Pendelmassen
Die
Auf der x-Achse des in
Man erkennt anhand der Diagrammdarstellung gut, die erste Abstimmungsordnung
Der Schwingwinkel
Das Fliehkraftpendel
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegenThe invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The above description is therefore not to be regarded as restrictive, but rather as explanatory. The following claims are to be understood in such a way that a named feature in at least one Embodiment of the invention is present. This does not exclude the presence of further features. Insofar as the patent claims and the above description define “first” and “second” features, this designation serves to distinguish between two features of the same type without defining an order of precedence
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- FliehkraftpendelCentrifugal pendulum
- 22
- AntriebsstrangPowertrain
- 33
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 44th
- FliehkraftpendeleingangCentrifugal pendulum input
- 55
- FliehkraftpendelausgangCentrifugal pendulum output
- 66th
- PendelmassenPendulum masses
- 77th
- PendelflanschPendulum flange
- 88th
- KulissenführungScenery tour
- 99
- PendelbahnAerial tramway
- 1010
- erster Bogenabschnittfirst arch section
- 1111
- zweiter Bogenabschnittsecond arch section
- 1212th
- erste Abstimmungsordnungfirst voting order
- 1313th
- zweite Abstimmungsordnungsecond voting order
- 1414th
- PendelendlagendämpferPendulum end position damper
- 1515th
- SchwingwinkelSwing angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102006028552 A1 [0002]DE 102006028552 A1 [0002]
- WO 2013/13117841 A1 [0004]WO 2013/13117841 A1 [0004]
Claims (9)
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DE102020102093.7A DE102020102093A1 (en) | 2020-01-29 | 2020-01-29 | Centrifugal pendulum |
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DE102020102093A1 true DE102020102093A1 (en) | 2021-07-29 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102006028552A1 (en) | 2005-10-29 | 2007-05-03 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Clutch device has clutch plate and pendulum mass mounting device of centrifugal force pendulum device enfolds several pendulum masses which are movably attached at pendulum mass mounting device |
WO2013117841A1 (en) | 2012-02-07 | 2013-08-15 | Valeo Embrayages | Pendular shock-absorbing device |
-
2020
- 2020-01-29 DE DE102020102093.7A patent/DE102020102093A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |