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Die Erfindung betrifft eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Fliehkraftpendel, das an einem Pendelflansch angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dem Pendelflansch ausführen kann, wobei das Fliehkraftpendel zwei Pendelmassen umfasst, die voneinander beabstandet fest miteinander verbunden sind und beiderseits des Pendelflansches angeordnet sind. Eine gattungsgemäße Fliehkraftpendeleinrichtung ist aus der
DE 10 2016 201099 A1 bekannt. Zur Reduktion von Torsionsschwingungen werden auf einem rotierenden Teil des Torsionsschwingungssystems zusätzliche bewegliche Massen als sogenannte Fliehkraftpendel angebracht. Diese Massen führen im Feld der Zentrifugalbeschleunigung Schwingungen auf vorgegebenen Bahnen aus, wenn sie durch Drehzahlungleichförmigkeiten angeregt werden. Durch diese Schwingungen wird der Erregerschwingung zu passenden Zeiten Energie entzogen und wieder zugeführt, sodass es zu einer Dämpfung der Erregerschwingung kommt, die Pendelmasse also als Schwingungstilger wirkt. Da sowohl die Eigenfrequenz der Fliehkraftpendelschwingung als auch die Erregerfrequenz proportional zur Drehzahl sind, kann eine Tilgerwirkung eines Fliehkraftpendels über den ganzen Frequenzbereich der durch Drehzahlungleichheiten angeregten Schwingungen erzielt werden. Ein Fliehkraftpendel der betreffenden Art dient der Reduzierung von Schwingungen und Geräuschen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Ein solches Fliehkraftpendel umfasst wie unten anhand der
1 bis
3 dargestellt wenigstens eine Pendelmasse, die beispielsweise mittels Pendelrollen oder dergleichen an einem Pendelflansch oder einem Trägerelement aufgehängt ist und entlang vorgegebener Pendelbahnen eine Relativbewegung zu dem Pendelflansch ausführen kann.
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Im Fertigungsprozess der Pendelmassen und des Pendelflansches entstehen durch das Stanzen Grate und durch das Härten Härteverzüge innerhalb der Toleranzen. Diese können dazu führen, dass die Pendelmassen und der Pendelflansch während der Fliehkraftpendel-End-of-Line-Prüfung, bei der die Massen der Fliehkraftpendel unter Drehzahl zum Schwingen angeregt werden, gegeneinander axial anlaufen.
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Dies führt dazu, dass das Rückstellmoment des Fliehkraftpendels wegen reduzierter Schwingbewegung, verursacht durch Reibung, verringert wird, und damit nicht der gestellten Anforderung entspricht, was letztlich zu Ausschuss führt.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Reibkontakte zu verringern oder zu eliminieren.
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Dieses Problem wird durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch eine Fliehkraftpendeleinrichtung zur Anordnung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Fliehkraftpendel, das an einem Pendelflansch angeordnet ist und entlang einer vorgegebenen Pendelbahn eine Relativbewegung zu dem Pendelflansch ausführen kann, wobei das Fliehkraftpendel zwei Pendelmassen umfasst, die voneinander beabstandet fest miteinander verbunden sind und beiderseits des Pendelflansches angeordnet sind, wobei der Pendelflansch und die Pendelmassen Mittel umfassen, die eine Magnetkraft in axialer Richtung zwischen dem Pendelflansch und zumindest einer der Pendelmassen bewirken. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung entsteht weniger Pseudoausschuss in der Serienfertigung. Zudem ist die Tilgungswirkung des Fliehkraftpendels erhöht und es entstehen keine Kantenträger im Rollenkontakt, was zur Vermeidung von Pitting beiträgt und die Lebensdauer der Fliehkraftpendeleinrichtung erhöht. Vorzugsweise umfasst die Fliehkraftpendeleinrichtung mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Fliehkraftpendel.
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Die Mittel umfassen in einer Ausführungsform der Erfindung eine zumindest bereichsweise Magnetisierung der Pendelmassen und des Pendelflansches. Der Pendelflansch und die Pendelmassen sind üblicherweise aus ferromagnetischen Stählen wie Kohlenstoffstahl gefertigt, sodass diese selbst magnetisierbar sind. Alternativ ist vorgesehen, dass die Mittel Magnete umfassen, die in oder an den Pendelmassen und/oder in oder an dem Pendelflansch angeordnet sind. Der höhere Fertigungsaufwand zum Einbau der Magnete steht eine größere magnetische Flussdichte, die sich auch mit der Zeit nur gering verglichen mit Stahl ändert, entgegen.
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Der Pendelflansch und die Pendelmassen umfassen in einer Ausführungsform der Erfindung jeweils mindestens einen Magneten, wobei sich vorzugsweise jeweils gleichartige Pole einer der Pendelmassen und des Pendelflansches gegenüberstehen. Dadurch stoßen sich die jeweilige Pendelmasse und der Pendelflansch ab.
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Die Magnetkraft ist in einer Ausführungsform der Erfindung in axialer Richtung zwischen dem Pendelflansch und zumindest einer der Pendelmassen über den gesamten Pendelwinkel des Fliehkraftpendels wirksam.
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Die Ausdehnung der Magnete oder magnetisierten Bereiche über die Umfangsrichtung ist in einer Ausführungsform der Erfindung größer als der Pendelwinkel des Fliehkraftpendels. Dadurch ist die Magnetkraft über den gesamten Pendelwinkel des Fliehkraftpendels wirksam, sodass ein Anlaufen der Pendelmassen über den gesamten Pendelwinkel verhindert wird. Dazu weisen die Magnete oder magnetisierten Bereiche eine entsprechend große Ausdehnung in Umfangsrichtung auf oder es sind in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung mehrere Magnete oder magnetisierte Bereiche über die Umfangsrichtung des Pendelflansches und/oder der Pendelmassen angeordnet.
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Die Magnete sind in einer Ausführungsform der Erfindung in Durchbrüchen des Pendelflansches bzw. der Pendelmassen angeordnet. Auf diese Weise ragen die Magnete nicht in den Spalt zwischen Pendelmasse und Pendelflansch.
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Die Magnetkraft bewirkt vorzugsweise eine axiale Zentrierung der Pendelmassen gegenüber dem Pendelflansch, sodass ein Anlaufen der Pendelmassen an den Pendelflansch vermieden wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine Fliehkraftpendeleinrichtung nach Stand der Technik als Vergleichsbeispiel in einer Draufsicht,
- 2 einen Schnitt B-B in 1,
- 3 den Ausschnitt Y in 2 in einer vergrößerten Darstellung,
- 4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung in einer Draufsicht.
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1 zeigt eine Fliehkraftpendeleinrichtung 1 nach Stand der Technik in einer Draufsicht als Vergleichsbeispiel, die 2 und 3 zeigen Schnitte der Fliehkraftpendeleinrichtung 1. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Rotationsachse R. Unter der Umfangsrichtung wird hier eine Drehung um die Rotationsachse R verstanden, unter der axialen Richtung wird die Richtung parallel zur Rotationsachse R und unter der radialen Richtung jede Richtung senkrecht zur Rotationsachse R verstanden. Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 wird zwischen einer Antriebseinheit, insbesondere einem Verbrennungsmotor mit einer Kurbelwelle, und einer ausrückbaren Fahrzeugkupplung, die mit einem Getriebe gekoppelt ist, angeordnet.
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Die Fliehkraftpendeleinrichtung 1 umfasst einen Pendelflansch 2, der in Einbaulage beispielsweise mit einem nicht dargestellten Sekundärflansch eines Zweimassenschwungrades oder einem Schwungrad im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbunden ist. Die Verbindung erfolgt durch eine Verschraubung, wozu eine Vielzahl von Bohrungen 3 zur Aufnahme von Schrauben über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt angeordnet sind.
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Über den Umfang der Fliehkraftpendeleinrichtung 1 verteilt sind mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier, Fliehkraftpendel 4 angeordnet. Die Fliehkraftpendel 4 umfassen jeweils eine erste Pendelmasse 5 und eine zweite Pendelmasse 6. Die erste Pendelmasse 5 und die zweite Pendelmasse 6 sind beiderseits des Pendelflansches 2 angeordnet und fest miteinander verbunden. Die erste Pendelmasse 5 und die zweite Pendelmasse 6 werden durch mehrere, im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei, Nietbolzen 7 fest miteinander verbunden. Sowohl in der ersten Pendelmasse 5 als auch der zweiten Pendelmasse 6 sind dazu mehrere Bohrungen eingebracht, die der Aufnahme der Nietbolzen 7 dienen.
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In Rollenbahnen 8 des Pendelflansches 2 sind Pendelrollen 9 aufgenommen. Die Pendelrollen 9 umfassen jeweils ein zylindrisches Mittelteil 11, welches an beiden axialen Enden mit Rollenenden 12 versehen ist. Die Rollenenden 12 der Pendelrollen 9 ragen jeweils in Rollenbahnen 13 in den Pendelmassen 5 bzw. 6. Die Rollenbahnen 13 ermöglichen zusammen mit den Rollenbahnen 8 und den Pendelrollen 9 eine Pendelbewegung der Fliehkraftpendel 4 gegenüber dem Pendelflansch 2. Dazu sind die Rollenbahnen für die Pendelrollen 9 nierenförmig gestaltet und bilden zusammen mit den Pendelrollen 9 und den Rollenbahnen 8 eine Kulissenführung für die Fliehkraftpendel 4.
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Die Laufbahnen der Pendelrollen 9 gegenüber dem Pendelflansch 2 bzw. den Fliehkraftpendeln 4 sind so ausgelegt, dass die Fliehkraftpendel 4 eine Pendelbewegung eines so genannten Parallelpendels (auch als 1. Generation bekannt), oder eines so genannten Trapezpendels (2. Generation) ausführen kann. Bei dem Parallelpendel führt das Fliehkraftpendel 4 relativ zu ihrer Aufhängung an dem Pendelflansch 2 keine Drehbewegung aus. Bei dem Trapezpendel wird das eine Pendelende bei der Pendelbewegung radial nach innen geführt, während das andere Ende gleichzeitig radial nach außen wandert. Die Eigenkreisfrequenz bzw. Tilgerfrequenz des Fliehkraftpendels 4 ist proportional zur Drehzahl der Fliehkraftpendeleinrichtung 1. Bei Abstimmung nahe oder direkt auf die Haupterregeranordnung des Antriebsstrangs erfolgt eine Reduzierung der Schwingungsamplitude über dem gesamten Drehzahlbereich.
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4 zeigt eine Skizze eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Fliehkraftpendeleinrichtung 1 in einer Schnittdarstellung entsprechend der 3. Gegenüber dem Vergleichsbeispiel der 1 bis 3 gleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen. In dem Pendelflansch 2 ist jedem Fliehkraftpendel 4 zugeordnet ein Magnet 14 angeordnet. Der Magnet 14 ist in einer runden Bohrung oder einem nichtrunden Durchbruch 16 in dem Pendelflansch 2 befestigt, beispielsweise verklebt, verklemmt verschraubt, verlötet oder von beiden Seiten verstemmt. Entsprechend ist in den Pendelmassen 5, 6 jeweils ein Magnet 15 angeordnet, der in einer runden Bohrung oder einem nichtrunden Durchbruch 17 in der jeweiligen Pendelmasse 5, 6 befestigt, beispielsweise verklebt, verklemmt, verschraubt, verlötet oder von beiden Seiten verstemmt ist. Die Magnete sind so angeordnet, dass sich jeweils gleichartige Pole, also Süd-Süd oder Nord-Nord von Pendelflansch 2 und Pendelmasse 5, 6 gegenüber liegen. Im Ausführungsbeispiel der 4 liegt der Nordpol N des Magneten 15 gegenüber dem Nordpol N des Magneten 14 in dem Pendelflansch 2. Entsprechend liegt der Südpol S es Magneten 15 gegenüber dem Südpol S des Magneten 14 in dem Pendelflansch 2. Diese Anordnung kann auch umgekehrt sein.
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Die Magnete 14, 15 haben eine Ausdehnung in Umfangsrichtung, dies entspricht der Richtung senkrecht zur Zeichenebene der 4, dass die magnetische Abstoßungskraft zwischen den Magneten 14, 15 bei einer Pendelbewegung des Fliehkraftpendels 4 gegenüber dem Pendelflansch 2 zwischen beiden maximalen Pendelausschlägen gegeben ist. Dies wird durch eine entsprechende Größe der Magneten 14, 15 in Umfangsrichtung gewährleistet, sodass sich die Magnete 14, 15 bei allen Pendelstellungen zumindest teilweise überdecken. Alternativ können mehrere Magnete 14, 15 nebeneinander ähnlich der Anordnung der Rollenbahnen 13, 14 an dem Pendelflansch 2 und den Pendelmassen 5, 6 angeordnet sein. Statt einer Anordnung korrespondierender Magnete 14, 15 im Mittelteil der Fliehkraftpendel 4 können auch mehrere solcher Anordnungen an beiden Enden der Fliehkraftpendel 4 angeordnet sein.
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Die Magnete 15 in den und Pendelmassen 5, 6 und der Magnet 14 in dem Pendelflansch 2 stoßen sich jeweils gegenseitig ab, sodass das Fliehkraftpendel 4 gegenüber dem Pendelflansch 2 zentriert wird und ein Anlaufen verhindert wird. Statt Magneten 14, 15 in die Pendelmassen 5, 6 bzw. den Pendelflansch 2 anzuordnen können auch Teile der Pendelmassen 5, 6 und des Pendelflansches 2 magnetisiert werden, sodass sich eine Magnetisierung entsprechend der der 4 ergibt, dass also Nordpol und Südpol in axialer Richtung verlaufen und diese so angeordnet sind, dass sich die Pendelmassen 5, 6 und der Pendelflansch 2 jeweils abstoßen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendeleinrichtung
- 2
- Pendelflansch
- 3
- Bohrung
- 4
- Fliehkraftpendel
- 5
- Pendelmasse
- 6
- Pendelmasse
- 7
- Nietbolzen
- 8
- Rollenbahn in Pendelflansch
- 9
- Pendelrollen
- 11
- Mittelteil
- 12
- Rollenenden
- 13
- Rollenbahn in Pendelmasse
- 14
- Magnet in Pendelflansch
- 15
- Magnet in Pendelmasse
- 16
- Durchbruch in Pendelflansch
- 17
- Durchbruch in Pendelmasse
- N
- Nordpol eines Magneten
- S
- Südpol eines Magneten
- R
- Rotationsachse der Fliehkraftpendeleinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016201099 A1 [0001]
