DE102020105022A1

DE102020105022A1 - Fliehkraftpendel

Info

Publication number: DE102020105022A1
Application number: DE102020105022.4A
Authority: DE
Inventors: Vincent MEYER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel (1) mit einem um eine Drehachse (d) verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger (2) und ein gegenüber diesem über den Umfang verteilt im Fliehkraftfeld des um die Drehachse (d) drehenden Pendelmassenträgers (2) pendelfähig angeordneten Massenträgheitsmoment. Zur Herstellung eines kostengünstigen Fliehkraftpendels (1) ist eine einzige mittels Pendellagern an dem Pendelmassenträger (2) mit deren Schwerpunkt radial zur Drehachse (d) beabstandet aufgehängte Pendelmasse (4) gebildet und diametral zu dieser ist zumindest ein Wuchtgewicht (12) fest an dem Pendelmassenträger (2) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger und ein gegenüber diesem über den Umfang verteilt im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers pendelfähig angeordneten Massenträgheitsmoment.
Gattungsgemäße Fliehkraftpendel zur drehzahladaptiven Drehschwingungstilgung in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen mit drehschwingungsbehafteter Brennkraftmaschine mit mehreren über den Umfang verteilt angeordneten, das Massenträgheitsmoment bildenden Pendelmassen sind beispielsweise aus den Druckschriften WO 2019/029764 A1 und DE 10 2017 105 902 A1 bekannt. Derartige Fliehkraftpendel können für sich oder neben Drehschwingungsdämpfern wie beispielsweise Zweimassenschwungrädern, Drehschwingungstilgern und/oder dergleichen als drehzahladaptive Drehschwingungstilger dienen. Beispielsweise sind aus den Druckschriften DE 10 2018 123 744 A1 , DE 10 2018 104 566 A1 , DE 10 2017 117 951 A1 , DE 10 2015 216 356 A1 und DE 10 2016 222 247 A1 mit Drehschwingungsdämpfern kombinierte Fliehkraftpendel aus unterschiedlichen Anwendungen bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Fliehkraftpendels. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, ein einfach und kostengünstig herstellbares Fliehkraftpendel vorzuschlagen.
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.
Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel dient der drehzahladaptiven Drehschwingungstilgung. Hierzu ist an einem Pendelmassenträger zur Einsparung von Teile- und Montageaufwand eine einzige Pendelmasse radial beabstandet zur Drehachse angeordnet, die mittels Pendellagern an dem Pendelmassenträger aufgenommen ist. Zum Ausgleich der hierdurch entstehenden Unwucht ist diametral zu der Pendelmasse zumindest ein Wuchtgewicht vorgesehen.
Die Pendellager sind aus komplementären Laufbahnen in dem Pendelmassenträger und in der Pendelmasse gebildet, auf denen eine Pendelrolle abwälzt. Die Auswahl der Krümmung der Laufbahnen, die eine entsprechende Pendelbahn der Pendelmasse vorgeben, die Ausbildung der Pendelrolle als Stufenrolle 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 wird die Pendelmasse aufgrund des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers 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. Je nach Ausbildung der Laufbahnen und der damit vorgegebenen Pendelbahn, kann eine einem Fadenpendel mit axial parallel angeordneten Pendelfäden nachempfundene Pendelbewegung mit nicht um ihren Schwerpunkt drehenden Pendelmassen oder eine einem Fadenpendel mit trapezförmiger Anordnung der Pendelfäden nachempfundene Pendelbewegung mit um ihren Schwerpunkt drehender Pendelmasse vorgesehen sein.
Das Fliehkraftpendel kann beispielsweise in mehreren Ausführungsformen ausgebildet sein. In einer ersten Ausführungsform ist der Pendelmassenträger als Pendelflansch ausgebildet, an dem beidseitig die Pendelmasse bildende Pendelmassenteile angeordnet sind. Die axial gegenüber liegenden Pendelmassenteile sind dabei mittels Mittelteilen axial beabstandet und miteinander verbunden. Bevorzugt zwei in Umfangsrichtung beabstandete Pendellager enthalten dabei Laufbahnen in den axial gegenüberliegenden Pendelmassenteilen und eine Laufbahn in dem Pendelflansch, die jeweils an Ausnehmungen in den Pendelmassenteilen und in dem Pendelflansch vorgesehen sind. Die Pendelrolle übergreift dabei die Ausnehmungen und wälzt mittels auf ihrem zylindrischen Umfang angeordneten Wälzflächen auf den Laufbahnen ab. Hierdurch ist eine Pendelbewegung der Pendelmasse bei gleichzeitlicher radialer Abstützung der Pendelmassen gegenüber dem Pendelflansch gewährleistet.
In einer weiteren Ausführungsform des Fliehkraftpendels kann der Pendelmassenträger aus zwei miteinander verbundenen Seitenteilen gebildet sein, welche zwischen sich einen axialen Freiraum bilden, in dem die Pendelmasse und in bevorzugter Weise auch das zumindest eine Wuchtgewicht aufgenommen sind. Die bevorzugt zwei in Umfangsrichtung beabstandeten Pendellager sind jeweils aus Ausnehmungen mit Laufbahnen in den Seitenteilen und aus einer Laufbahn in der Pendelmasse gebildet, auf denen eine die Ausnehmungen axial übergreifende Pendelrolle mittels Wälzflächen abwälzt.
In einer weiteren Ausführungsform können die beidseitig eines als Pendelflansch ausgebildeten Pendelmassenträgers angeordneten Pendelmassenteile mittels des in einer Ausnehmungen des Pendelflanschs untergebrachten Mittelteils miteinander verbunden sein. Hierbei sind zur Bildung bevorzugt zweier in Umfangsrichtung beabstandeter Pendellager Laufbahnen in der Ausnehmung und an dem Mittelteil radial übereinander und in Linie angeordnet, auf denen innerhalb des Bauraums der Ausnehmung mittels Wälzflächen eine Pendelrolle abwälzt. Durch beidseitig des Pendelflanschs die Ausnehmung überschneidender Pendelmassenteile ist die Pendelrolle in dem jeweiligen Pendellager verliergesichert aufgenommen.
Das zumindest eine Wuchtgewicht kann mittels Materialaufdopplung, Durchstellung, Materialumlegen, Stauchen und/oder dergleichen an dem Pendelmassenträger einteilig, beispielsweise werkzeugfallend ausgebildet sein. In bevorzugter Weise sind zur Darstellung des Wuchtgewichts zumindest ein oder mehrere Massekörper an dem Pendelmassenträger befestigt. Beispielsweise können zwei oder mehr Wuchtgewichte in Umfangsrichtung beabstandet an dem Pendelmassenträger befestigt sein. Das zumindest eine Wuchtgewicht kann beispielsweise zylinderförmig, das heißt im Querschnitt kreisförmig und beidseitig gegenüber einem als Pendelflansch ausgebildeten Pendelmassenträger axial erweitert in diesem aufgenommen und beispielsweise verschweißt, eingerastet, verstemmt oder in ähnlicher Weise befestigt sein.
Mittels des zumindest einen Wuchtgewichts kann ein Wuchtausgleich des Fliehkraftpendels nach dessen Montage vorgesehen sein, so dass zusätzliche beispielsweise spanend vorgesehene Wuchtvorgänge an dem Pendelmassenträger eingespart werden können.
Die Erfindung wird anhand des in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigt eine Ansicht eines Fliehkraftpendels.
Das um die Drehachse d angeordnete Fliehkraftpendel 1 weist den als Pendelflansch 3 ausgebildeten Pendelmassenträger 2 auf. An dem Pendelmassenträger 2 ist eine einzige Pendelmasse 4 mittels nicht einsehbarer Pendellager pendelfähig und radial beabstandet zu der Drehachse d aufgenommen. Die Pendelmasse 4 enthält die beiden jeweils an einer Seite des Pendelflanschs 3 angeordneten Pendelmassenteile 5, die mittels des Mittelteils 6 und der Niete 7 miteinander verbunden sind. Das Mittelteil 6 durchgreift die Ausnehmung 8 des Pendelflanschs 3. Am Außenumfang des Mittelteils 6 und der radial äußeren Wandung der Ausnehmung 8 sind radial gegenüberliegend jeweils zwei in Umfangsrichtung beabstandete Laufbahnen gebildet, zwischen denen zur Bildung jeweils eines Pendellagers eine Pendelrolle 9 abwälzt. Die axial in die bogenförmigen Langlöcher 10 der Pendelmassenteile 5 mit Radialspiel erweiterten Zapfen 11 der Pendelrollen 9 dienen der groben Führung der Pendelrollen 9 und stellen keinen Laufbahnkontakt dar.
Diametral zu der Pendelmasse 4 gegenüberliegend und radial beabstandet zu der Pendelmasse 4 sind die beiden in Umfangsrichtung beabstandeten Wuchtgewichte 12 in den Pendelflansch eingelassen und befestigt. Die Wuchtgewichte 12 dienen dem Ausgleich der durch die Pendelmasse 4 hervorgerufene Unwucht und dem Auswuchten des gesamten Fliehkraftpendels 1 nach dessen Montage.
Bezugszeichenliste

1: Fliehkraftpendel
2: Pendelmassenträger
3: Pendelflansch
4: Pendelmasse
5: Pendelmassenteil
6: Mittelteil
7: Niet
8: Ausnehmung
9: Pendelrolle
10: Langloch
11: Zapfen
12: Wuchtgewicht
d: Drehachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2019/029764 A1 [0002]
DE 102017105902 A1 [0002]
DE 102018123744 A1 [0002]
DE 102018104566 A1 [0002]
DE 102017117951 A1 [0002]
DE 102015216356 A1 [0002]
DE 102016222247 A1 [0002]

Claims

Fliehkraftpendel (1) mit einem um eine Drehachse (d) verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger (2) und ein gegenüber diesem über den Umfang verteilt im Fliehkraftfeld des um die Drehachse (d) drehenden Pendelmassenträgers (2) pendelfähig angeordneten Massenträgheitsmoment, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenträgheitsmoment durch eine einzige mittels Pendellagern an dem Pendelmassenträger (2) mit deren Schwerpunkt radial zur Drehachse (d) beabstandet aufgehängte Pendelmasse (4) gebildet ist und diametral zu dieser zumindest ein Wuchtgewicht (12) fest an dem Pendelmassenträger (2) vorgesehen sind.
Fliehkraftpendel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelmassenträger (2) als Pendelflansch (3) ausgebildet ist, wobei beidseitig des Pendelflanschs (3) jeweils ein Pendelmassenteil (5) axial gegenüberliegend angeordnet ist, welche mittels eines Mittelteils (6) miteinander zu der Pendelmasse (4) verbunden sind.
Fliehkraftpendel (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendellager zwischen axial in derselben Ebene und radial übereinander an dem Mittelteil (6) und einer diese aufnehmenden Ausnehmung (8) des Pendelflanschs (3) und jeweils einer auf den radial gegenüberliegenden Laufbahnen abwälzenden Pendelrolle (9) gebildet sind.
Fliehkraftpendel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Pendelflansch und Pendelmassenteile axial gegenüberliegende Ausnehmungen mit bezüglich des Pendelflanschs und der Pendelmassenteile radial gegenüberliegenden Laufbahnen aufweisen und eine die Ausnehmungen axial übergreifende Pendelrolle auf den Laufbahnen abwälzt.
Fliehkraftpendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pendelmassenträger aus zwei miteinander verbundenen Seitenteilen gebildet ist, wobei die Pendelmasse und das zumindest eine Wuchtgewicht axial zwischen den Seitenteilen angeordnet sind.
Fliehkraftpendel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Seitenteile und Pendelmasse axial gegenüberliegende Ausnehmungen mit bezüglich der Seitenteile und der Pendelmasse radial gegenüberliegenden Laufbahnen aufweisen und eine die Ausnehmungen axial übergreifende Pendelrolle auf den Laufbahnen abwälzt.
Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Wuchtgewicht (12) an dem Pendelmassenträger befestigt ist.
Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wuchtgewichte (12) in Umfangsrichtung beabstandet an dem Pendelmassenträger (2) befestigt sind.
Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Wuchtgewicht (12) im Querschnitt kreisförmig und beidseitig gegenüber dem Pendelmassenträger (2) axial erweitert ist.
Fliehkraftpendel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des zumindest einen Wuchtgewichts (12) ein Wuchtausgleich des Fliehkraftpendels (1) nach dessen Montage vorgesehen ist.