-
Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel, das insbesondere zur Reduktion von Torsionsschwingungen in einem Antriebsstrang eingesetzt wird. Das Fliehkraftpendel ist insbesondere in einem Kraftfahrzeug einsetzbar, bevorzugt im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Das Fliehkraftpendel ist insbesondere für eine Reduzierung von motorerregten Torsionsschwingungen vorgesehen. Das Fliehkraftpendel umfasst zwei Flansche (als Schwungmasse) und eine Mehrzahl von Pendelmassen, die beweglich zwischen den Flanschen angeordnet sind. Mit den Pendelmassen ist im Betrieb des Fliehkraftpendels ein einer Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment erzeugbar.
-
Ein Fliehkraftpendel, z. B. gemäß
DE 10 2006 028 552 A1 , verfügt z. B. über mindestens zwei Pendelmassen, die mittels (Pendel-)Rollen an einem Trägerelement oder zwei Trägerelementen, im Folgenden als (FKP-)Flansch bezeichnet, entlang einer Laufbahn bzw. Führungen geführt werden. Die Pendelmassen können im Feld der Zentrifugalbeschleunigung Schwingungen entlang ihrer Laufbahnen ausführen, wenn sie von Momentenschwankungen z. B. eines Verbrennungsmotors angeregt werden. Durch diese Schwingungen wird der Erregerschwingung zu passenden Zeiten Energie entzogen und wieder zugeführt, so dass es zu einer Beruhigung der Erregerschwingung kommt, das Fliehkraftpendel also als Tilger wirkt. Da sowohl die Eigenfrequenz der Fliehkraftpendelschwingung als auch die Erregerfrequenz proportional zur Drehzahl sind, kann die Tilgerwirkung eines Fliehkraftpendels über den ganzen Frequenzbereich erzielt werden.
-
In der Praxis wurde festgestellt, dass Fliehkraftpendel einen Verschleiß von Rollen (im Folgenden auch als Rollelemente bezeichnet) und Rollenlaufflächen (im Folgenden auch als Laufflächen bezeichnet) im Flansch und in der Pendelmasse aufweisen. Dieses Phänomen ist auf falsche Positionierung der Rollen, trotzt korrekt ausgelegter und fehlerfreier Laufflächengeometrie, während des Betriebs zurückzuführen.
-
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lindern. Insbesondere soll eine konstruktiv einfache Möglichkeit realisiert werden, den Verschleiß bei Fliehkraftpendeln der zweiten Generation zu minimieren.
-
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Fliehkraftpendel gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
-
Es wird ein Fliehkraftpendel mit einer sich entlang einer axialen Richtung erstreckenden Drehachse vorgeschlagen. Das Fliehkraftpendel umfasst zumindest einen ersten Flansch, einen zweiten Flansch sowie eine Mehrzahl von zumindest entlang einer Umfangsrichtung gegenüber den Flanschen beweglich angeordneten Pendelmassen. Die Mehrzahl von Pendelmassen erzeugen im Betrieb des Fliehkraftpendels ein einer Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment. Jede der Pendelmassen ist über jeweils mindestens ein Rollelement an beiden Flanschen beweglich gelagert. Der zweite Flansch ist entlang der Umfangsrichtung gegenüber dem ersten Flansch zumindest elastisch verdrehbar angeordnet oder elastisch verformbar ausgeführt.
-
Die Pendelmassen sind entlang der axialen Richtung insbesondere zwischen den Flanschen angeordnet. Die Flansche definieren eine Position der Pendelmassen entlang der axialen Richtung.
-
Die Flansche weisen jeweils erste Laufflächen auf, in denen insbesondere jeweils ein Rollelement geführt ist. Das Rollelement stützt sich zumindest gegenüber einer radialen Richtung an den ersten Laufflächen ab. Die Pendelmassen weisen insbesondere zweite Laufflächen auf. Insbesondere ist in jeder zweiten Lauffläche ein Rollelement angeordnet, wobei sich die Pendelmasse über das Rollelement an der zweiten Lauffläche abstützt. Während des Betriebs des Fliehkraftpendels führen die Pendelmassen Bewegungen gegenüber den Flanschen aus und werden dabei über die Rollelemente und die Laufflächen geführt.
-
Der zweite Flansch ist entlang der Umfangsrichtung gegenüber dem ersten Flansch elastisch verdrehbar angeordnet und/oder gegenüber der Umfangsrichtung elastisch verformbar ausgeführt, d. h. der zweite Flansch kann, bzw. Teile des zweiten Flasches können, gegenüber dem ersten Flansch entlang der Umfangsrichtung ausgelenkt werden. In einen kraftfreien Zustand ist der zweite Flansch insbesondere in einer nicht ausgelenkten bzw. nicht verformten ersten Lage zu dem ersten Flansch angeordnet. Eine Verdrehung bzw. Verformung des zweiten Flansches gegenüber dem ersten Flansch aus der ersten Lage heraus erfordert insbesondere ein Drehmoment.
-
Insbesondere ist der zweite Flansch mit mindestens einer Materialschwächung, z. B. Aussparungen, ausgeführt, so dass eine elastische Verformung des zweiten Flansches möglich ist. Insbesondere wird so ermöglicht, dass sich eine Außenumfangsfläche des zweiten Flansches gegenüber der Innenumfangsfläche des zweiten Flansches entlang der Umfangsrichtung relativ bewegen kann. Alternativ oder zusätzlich weist das Fliehkraftpendel elastisch verformbare Elemente auf, z. B. Federn oder Gummielemente, die eine elastische Verformung ermöglichen und im kraftfreien Zustand eine Rückverdrehung in die erste Lage bewirken.
-
Im Folgenden wird diese Verdrehung bzw. Verformung auch nur als Verdrehung bezeichnet. Die weiteren Ausführungen gelten insbesondere für alle Ausführungsformen, also für einen verdrehbaren zweiten Flansch (nicht verformbar), für einen verformbaren zweiten Flansch (nicht verdrehbar) und für einen zweiten Flansch, der sowohl verdrehbar als auch verformbar ist.
-
Insbesondere weist jede Pendelmasse eine entlang einer radialen Richtung verlaufende Symmetrieachse auf, wobei alle Symmetrieachsen im Betrieb des Fliehkraftpendels zu jedem Zeitpunkt die Drehachse schneiden. Die Symmetrieachse bezeichnet insbesondere eine Symmetrie hinsichtlich einer Gewichtsverteilung der Pendelmasse, d. h. die auf beiden Seiten der Pendelmasse vorliegenden Hälften der Pendelmasse weisen zum einen ein gleiches Gewicht und zum anderen eine gleiche Anordnung der Masse gegenüber der Symmetrieachse auf.
-
Insbesondere ist jede Pendelmasse über zwei Rollelemente an den Flanschen gelagert.
-
Insbesondere weist jedes Rollelement eine Rotationsachse auf. Zumindest ein Rollelement weist an einer äußeren Umfangsfläche mindestens einen die Rotationsachse umlaufenden ersten Bord auf, durch den eine Verkippung der Rotationsachse gegenüber der axialen Richtung durch eine Kontaktierung zumindest mit mindestens einem der Flansche oder der Pendelmasse begrenzt ist.
-
Ein Rollelement weist insbesondere einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper auf. Dieser erstreckt sich ausgehend von einem ersten Ende, das an einer ersten Lauffläche des ersten Flansches geführt ist, entlang der Rotationsachse über einen Mittelteil, der an einer zweiten Lauffläche der Pendelmasse geführt ist, bis hin zu einem zweiten Ende, das an einer ersten Lauffläche des zweiten Flansches geführt ist. An einer äußeren Umfangsfläche erstreckt sich ein erster Bord, ausgehend von dem Grundkörper in einer radialen Richtung nach außen, so dass das Rollelement im Bereich des Bords einen größeren Durchmesser aufweist als der Grundkörper. Durch den ersten Bord ist eine Verschiebung des Rollelements entlang der Rotationsachse verhindert, weil der erste Bord einen Anschlag zumindest mit einem Flansch oder der Pendelmassen, oder mit beiden, ausbildet. Das bedeutet insbesondere, das der erste Bord entlang der axialen Richtung zwischen einem Flansch und der Pendelmasse angeordnet ist.
-
Insbesondere weist das zumindest eine Rollelement an der äußeren Umfangsfläche einen die Rotationsachse umlaufenden zweiten Bord auf, durch den eine Verkippung der Rotationsachse gegenüber der axialen Richtung durch eine Kontaktierung zumindest mit dem anderen der beide Flansche oder der Pendelmasse begrenzt ist. Die Ausführungen zu dem ersten Bord gelten insbesondere in gleicher Weise für den zweiten Bord.
-
Insbesondere begrenzt der mindestens eine Bord die Verkippung auf einen maximalen Schielwinkel. Der zweite Flansch ist gegenüber dem ersten Flansch um höchstens einen ersten Winkelbetrag elastisch verdrehbar und/oder verformbar. Ausgehend von einer ersten Lage des Fliehkraftpendels, in der die Flansche zueinander unverdreht und/oder unverformt angeordnet sind und die Rotationsachse des Rollelements parallel zur axialen Richtung verläuft, ist der erste Winkelbetrag so ausgelegt, dass sich bei maximaler Verdrehung und/oder Verformung des zweiten Flansches gegenüber dem ersten Flansch die Rotationsachse um höchstens den maximalen Schielwinkel verkippt.
-
Insbesondere erstreckt sich der Schielwinkel in einer Ebene, die im Wesentlichen tangential zu der Umfangsrichtung und parallel zu der Drehachse verläuft.
-
Der zweite Flansch weist eine der relativen Verdrehung und/oder Verformung entgegenwirkende Steifigkeit auf, es ist also insbesondere ein Drehmoment zur Verdrehung bzw. Verformung des zweiten Flansches gegenüber dem ersten Flansch erforderlich.
-
Insbesondere ist die Steifigkeit ausgehend von einer ersten Lage des Fliehkraftpendels, in der die Flansche zueinander unverdreht und/oder unverformt angeordnet sind, maximal und verringert sich mit zunehmender Verdrehung und/oder Verformung und bis zum Erreichen des ersten Winkelbetrags. Insbesondere verhält sich das Fliehkraftpendel in beiden Drehrichtung gleich.
-
Insbesondere ändert sich die Steifigkeit in Abhängigkeit von der Verdrehung und/oder Verformung stufenweise.
-
Insbesondere ist der zweite Flansch gegenüber dem ersten Flansch um höchstens einen ersten Winkelbetrag elastisch verdrehbar bzw. verformbar, wobei der erste Winkelbetrag (höchstens) 5 Winkelgrad, bevorzugt (höchstens) 2 Winkelgrad, besonders bevorzugt höchstens 1 Winkelgrad, beträgt.
-
Die vorgeschlagene drehelastische Gestaltung eines Flansches, während der zweite starr bleibt, ermöglicht eine (minimale bzw. begrenzte), zur Umfangsrichtung tangentiale Verschiebung der Laufflächen relativ zueinander. Die relative Verschiebung der Laufflächen kann ein Rollelement aus einer eventuell falschen Position herausbewegen und zu einer Repositionierung zwingen.
-
Das Fliehkraftpendel ist insbesondere in einem Kraftfahrzeug einsetzbar, bevorzugt im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Das Fliehkraftpendel ist insbesondere für eine Reduzierung von motorerregten Torsionsschwingungen vorgesehen.
-
Die Verwendung unbestimmter Artikel ( ein , eine , einer und eines ), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.
-
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter ( erste , zweite , ) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann ( mindestens ein ), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.
-
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:
- 1: einen Teil eines Fliehkraftpendels in einer Ansicht entlang der Drehachse, teilweise im Schnitt;
- 2: das Fliehkraftpendel nach 1 in einem Schnitt I-I, in einer Ansicht entlang der Umfangsrichtung;
- 3: einen zweiten Flansch des Fliehkraftpendels in einer Ansicht entlang der Drehachse;
- 4: den Teil nach 1, es liegt kein Rückstellmoment vor;
- 5: den Teil nach 1, es liegt ein Rückstellmoment vor;
- 6: das Fliehkraftpendel nach 2 in einer ersten Lage; in einer Ansicht entlang der radialen Richtung (siehe 4, VI-VI);
- 7: das Fliehkraftpendel nach 6, unverdrehte Lage der Flansche, Rollelement maximal verkippt;
- 8: das Fliehkraftpendel nach 7, Pendelmasse in der Umfangsrichtung nach rechts (hier in der 8 nach oben) verlagert;
- 9: das Fliehkraftpendel nach 8, Pendelmasse in der Umfangsrichtung weiter nach rechts verlagert, Rückstellmoment steigt; Verdrehung Flansch setzt ein;
- 10: das Fliehkraftpendel nach 9, Pendelmasse in der Umfangsrichtung nach links (hier in der 10 nach unten) verlagert, Rückstellmoment sinkt; Reduzierung der Verdrehung Flansch;
- 11: das Fliehkraftpendel nach 10, Pendelmasse in der Umfangsrichtung weiter nach links verlagert, Rückstellmoment sinkt weiter; Schielwinkel gegenüber 7 reduziert;
- 12: das Fliehkraftpendel nach 2 in einer ersten Lage; in einer Ansicht entlang der radialen Richtung (siehe 4, VI-VI);
- 13: das Fliehkraftpendel nach 12, Pendelmasse in der Umfangsrichtung nach rechts (hier in der 13 nach oben) verlagert, Rückstellmoment steigt; Verdrehung Flansch setzt ein;
- 14: das Fliehkraftpendel nach 13, Pendelmasse in der Umfangsrichtung nach links (hier in der 14 nach unten) verlagert, Rückstellmoment sinkt; Reduzierung der Verdrehung Flansch;
- 15: das Fliehkraftpendel nach 14, Pendelmasse in der Umfangsrichtung weiter nach links verlagert, Rückstellmoment sinkt weiter;
- 16: erstes Diagramm; und
- 17: zweites Diagramm.
-
1 zeigt einen Teil eines Fliehkraftpendels 1 in einer Ansicht entlang der Drehachse 3, teilweise im Schnitt. 2 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 1 in einem Schnitt I-I, in einer Ansicht entlang der Umfangsrichtung 6. 3 zeigt einen zweiten Flansch 5 des Fliehkraftpendels 1 in einer Ansicht entlang der Drehachse 3. 4 zeigt den Teil nach 1, es liegt kein Rückstellmoment 26 vor. 5 zeigt den Teil nach 1, es liegt ein Rückstellmoment 26 vor. Die 1 bis 5 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
-
Das Fliehkraftpendel 1 weist eine sich entlang einer axialen Richtung 2 erstreckenden Drehachse 3 auf. Das Fliehkraftpendel 1 umfasst einen ersten Flansch 4, einen zweiten Flansch 5 sowie eine Mehrzahl von zumindest entlang einer Umfangsrichtung 6 gegenüber den Flanschen 4, 5 beweglich angeordneten Pendelmassen 7. Die Mehrzahl von Pendelmassen 7 erzeugen im Betrieb des Fliehkraftpendels 1 ein einer Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment 26. Jede der Pendelmassen 7 ist über jeweils zwei Rollelemente 8 an beiden Flanschen 4, 5 beweglich gelagert. Der zweite Flansch 5 ist entlang der Umfangsrichtung 6 gegenüber dem ersten Flansch 4 elastisch verdrehbar bzw. verformbar angeordnet. Die Pendelmassen 7 sind entlang der axialen Richtung 2 zwischen den Flanschen 4, 5 angeordnet.
-
Die Flansche 4, 5 weisen jeweils erste Laufflächen 21 auf, in denen jeweils ein Rollelement 8 geführt ist. Das Rollelement 8 stützt sich zumindest gegenüber einer radialen Richtung 9 an den ersten Laufflächen 21 ab. Die Pendelmassen 7 weisen zweite Laufflächen 22 auf. An bzw. in jeder zweiten Lauffläche 22 ist ein Rollelement 8 angeordnet, wobei sich die Pendelmasse 7 über das Rollelement 8 an der zweiten Lauffläche 22 abstützt. Während des Betriebs des Fliehkraftpendels 1 führen die Pendelmassen 7 Bewegungen gegenüber den Flanschen 4, 5 aus und werden dabei über die Rollelemente 8 und die Laufflächen 21, 22 geführt.
-
Der zweite Flansch 5 ist entlang der Umfangsrichtung 6 gegenüber dem ersten Flansch 4 elastisch verdrehbar angeordnet, d. h. der zweite Flansch 5 kann gegenüber dem ersten Flansch 4 ausgelenkt werden. In einen kraftfreien Zustand ist der zweite Flansch 5 in einer nicht ausgelenkten ersten Lage 19 (1 und 4) zu dem ersten Flansch 4 angeordnet. Eine Verdrehung des zweiten Flansches 5 gegenüber dem ersten Flansch 4 aus der ersten Lage 19 heraus, erfordert ein Drehmoment bzw. ein Rückstellmoment 26. Der zweite Flansch 5 weist Aussparungen 25, die die Verformung zumindest von Teilen des zweiten Flansches entlang der Umfangsrichtung 6 gegenüber dem ersten Flansch 4 ermöglicht. Insbesondere wird eine Verdrehung der äußeren Umfangsfläche gegenüber der inneren Umfangsfläche des zweiten Flansches 5 ermöglicht. Im Bereich der inneren Umfangsfläche und entlang der radialen Richtung 9 innerhalb der Aussparungen 25, ist der zweite Flansch 5 an eine Nabe 24 angebunden. Im Bereich der äußeren Umfangsfläche und in der radialen Richtung 9 außerhalb der Aussparungen 25, sind die ersten Laufflächen 21 angeordnet.
-
Jede Pendelmasse 7 weist eine entlang einer radialen Richtung 9 verlaufende Symmetrieachse 10 (siehe 1) auf, wobei alle Symmetrieachsen 10 im Betrieb des Fliehkraftpendels 1 zu jedem Zeitpunkt die Drehachse 3 schneiden.
-
Jedes Rollelement 8 weist eine Rotationsachse 11 auf. Jedes Rollelement 8 weist an einer äußeren Umfangsfläche 12 einen die Rotationsachse 11 umlaufenden ersten Bord 13 auf, durch den eine Verkippung 14 (siehe 7) der Rotationsachse 11 gegenüber der axialen Richtung 2 durch eine Kontaktierung 15 mit dem ersten Flansch 4 und/oder der Pendelmasse 7 begrenzt ist.
-
Ein Rollelement 8 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper auf. Dieser erstreckt sich ausgehend von einem ersten Ende 27, das an einer ersten Lauffläche 21 des ersten Flansches 4 geführt ist, entlang der Rotationsachse 11 über einen Mittelteil, der an einer zweiten Lauffläche 22 der Pendelmasse 7 geführt ist, bis hin zu einem zweiten Ende 28, das an einer ersten Lauffläche 21 des zweiten Flansches 5 geführt ist. An einer äußeren Umfangsfläche 12 erstreckt sich ein erster Bord 13, ausgehend von dem Grundkörper in einer radialen Richtung 9 nach außen, so dass das Rollelement 8 im Bereich der Borde 13, 16 einen größeren Durchmesser aufweist als der Grundkörper. Durch den ersten Bord 13 ist eine Verschiebung des Rollelements 8 entlang der Rotationsachse 11 verhindert, weil der erste Bord 13 einen Anschlag mit dem ersten Flansch 4 und der Pendelmasse 7 ausbildet.
-
Das Rollelement 8 weist an der äußeren Umfangsfläche 12 einen die Rotationsachse 11 umlaufenden zweiten Bord 16 auf, durch den eine Verkippung 14 der Rotationsachse 11 gegenüber der axialen Richtung 2 durch eine Kontaktierung 15 mit dem zweiten Flansch 5 und der Pendelmasse 7 begrenzt ist.
-
Die Borde 13, 16 begrenzen die Verkippung 14 auf einen maximalen Schielwinkel 17. Der zweite Flansch 5 ist gegenüber dem ersten Flansch 4 um höchstens einen ersten Winkelbetrag 18 elastisch verdrehbar. Ausgehend von einer ersten Lage 19 des Fliehkraftpendels 1, in der die Flansche 4, 5 zueinander unverdreht angeordnet sind und die Rotationsachse 11 des Rollelements 8 parallel zur axialen Richtung 2 verläuft, ist der erste Winkelbetrag 18 so ausgelegt, dass sich bei maximaler Verdrehung des zweiten Flansches 5 gegenüber dem ersten Flansch 4 die Rotationsachse 11 um höchstens den maximalen Schielwinkel 17 verkippt. Der Schielwinkel 17 erstreckt sich in einer Ebene, die im Wesentlichen tangential zu der Umfangsrichtung 6 und parallel zu der Drehachse 3 verläuft.
-
6 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 2 in einer ersten Lage 19; in einer Ansicht entlang der radialen Richtung 9. 7 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 6, unverdrehte Lage der Flansche 4, 5, Rollelement 8 maximal verkippt. 8 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 7, Pendelmasse 7 in der Umfangsrichtung 6 nach rechts verlagert. 9 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 8, Pendelmasse 7 in der Umfangsrichtung 6 weiter nach rechts verlagert, Rückstellmoment 26 steigt; Verdrehung zweiter Flansch 5 setzt ein. 10 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 9, Pendelmasse 7 in der Umfangsrichtung 6 nach-links verlagert, Rückstellmoment 26 sinkt; Reduzierung der Verdrehung zweiter Flansch 5. 11 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 10, Pendelmasse 7 in der Umfangsrichtung 6 weiter nach links verlagert, Rückstellmoment 26 sinkt weiter; Schielwinkel 17 gegenüber 7 reduziert. Die 6 bis 11 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 5 wird Bezug genommen.
-
Wenn sich die Pendelmasse 7 in der ersten Lage 19 (siehe 6) befindet, wird kein Rückstellmoment 26 erzeugt. Der zweite Flansch 5 ist nicht verdreht bzw. verformt angeordnet und die Laufflächen 21, 22 der Flansche 4, 5 sind nicht um den ersten Winkelbetrag zueinander versetzt angeordnet. Je mehr sich die Pendelmasse 7 von dieser ersten Lage 19 entfernt, desto größer wird das Rückstellmoment 26. Das Rückstellmoment 26 wird über die Rollelemente 8 auf die Flansche 4, 5 übertragen. Der elastisch verdrehbare zweite Flansch 5 verdreht sich proportional zum Rückstellmoment 26. Die Laufflächen 21, 22 werden infolge der Verdrehung zunehmend zueinander versetzt angeordnet (8 und 9).
-
Die 6 bis 11 bzw. 7 bis 11 zeigen die Bewegung von Bauteilen und die Verdrehung bzw. Verformung des zweiten Flansches 5 während einer Hälfte einer Schwingung. In den 6 bis 11 sind Ansichten des Schnitts VI-VI gemäß 4 dargestellt. Die Ausganslage des Fliehkraftpendels 1 ist in 7 dargestellt. Dabei befinden sich die Pendelmasse 7 und die Flansche 4, 5 in einer der ersten Lage 19 (siehe 6) entsprechenden Position. Das Rollelement 8 ist um die Verkippung 14 verkippt. Die Rotationsachse 11 ist dabei gegenüber der axialen Richtung 2 um den Schielwinkel 17 maximal verkippt (falschpositioniert), d. h. ein weiteres Verkippen verhindern die Borde 13, 16. Diese in 7 dargestellte Lage unterscheidet sich von der theoretischen ersten Lage (siehe 6) und entspricht mehr der Realität im Betrieb des Fliehkraftpendels 1.
-
Die Pendelmasse 7 bewegt sich nach rechts, siehe 8. Das Rollelement 8 rollt ebenfalls nach rechts, der Schielwinkel 17 bleibt konstant. Die Abstände 23 von der Mitte (Schnittpunkt der Rotationsachse 11 mit dem jeweiligen Ende 27, 28 des Rollelements 8) des Rollelements 8 bis zum Ende der ersten Lauffläche 21 in den unterschiedlichen Flanschen 4, 5 sind unterschiedlich; hier ist der Abstand 23 am zweiten Flansch 5 größer als am ersten Flansch 4.
-
Das Rückstellmoment 26 steigt mit der Verlagerung der Pendelmasse 7, der elastische zweite Flansch 5 gibt nach und die erste Lauffläche 21 des zweiten Flansches 5 wird mit dem Rollelement 8 nach rechts verschoben (siehe 9). Der Schielwinkel 17 kann nicht größer werden, da die weitere Verkippung 14 des Rollelements 8 durch die Borde 13, 16 begrenzt wird. Das bedeutet, dass das Rollelement 8 entweder entlang der ersten Lauffläche 21 des ersten Flansches 4 oder des zweiten Flansches 5 gleiten muss. Vorliegend wird angenommen, dass der Gleitvorgang am ersten Flansch 4 stattgefunden hat (siehe 9). Der Abstand 23 zwischen dem Rollelement 8 und dem Ende der ersten Lauffläche 21 des ersten Flansches 4 ist damit kleiner geworden (vergleiche 8 und 9). Der Abstand 23 am zweiten Flansch 5 ist konstant geblieben, weil der zweite Flansch 5 verdreht bzw. verformt wurde und die erste Lauffläche 21 des zweiten Flansches 5 mit dem Rollelement 8 verschoben wurde bzw. gewandert ist.
-
Die Pendelmasse 7 hat in 9 den Umkehrpunkt erreicht. Die Bewegung der Pendelmasse 7 zurück zur Ausgangslage gemäß 6 oder 7 bedeutet eine Absenkung des Rückstellmoments 26. Der elastische Flansch 5 nimmt seine ursprüngliche Form an bzw. Position ein (siehe 10). Es findet kein Gleiten zwischen dem Rollelement 8 und der ersten Lauffläche 21 statt und das Rollelement 8 wird so repositioniert, dass der Schielwinkel 17 abnimmt. Die Pendelmasse 7 und das Rollelement 8 kehren zurück in die Ausgangslage gemäß 6 oder 7. Der Schielwinkel 17 des Rollelements 8 ist gegenüber dem Schielwinkel 17 der Ausgangslage nach 7 deutlich geringer. Das Abnehmen des Schielwinkels 17 führt zur Senkung der Reibung im System und dadurch zur Minimierung des Verschleißes.
-
12 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 2 in einer ersten Lage 19; in einer Ansicht entlang der radialen Richtung 9. 13 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 12, Pendelmasse 7 in der Umfangsrichtung 6 nach rechts verlagert, Rückstellmoment 26 steigt; Verdrehung bzw. Verformung zweiter Flansch 5 setzt ein. 14 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 13, Pendelmasse 7 in der Umfangsrichtung 6 nach links verlagert, Rückstellmoment 26 sinkt; Reduzierung der Verdrehung zweiter Flansch 5. 15 zeigt das Fliehkraftpendel 1 nach 14, Pendelmasse 7 in der Umfangsrichtung 6 weiter nach links verlagert, Rückstellmoment 26 sinkt weiter. Die 12 bis 15 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 11 wird Bezug genommen.
-
Hier wird eine weitere Hälfte einer Schwingung unter der Annahme betrachtet, dass das Rollelement 8 am Anfang der Schwingung (siehe 12) perfekt positioniert ist (Schielwinkel 17 beträgt null Winkelgrad), sich also alle Bauteile in der ersten Lage 19 befinden.
-
13 zeigt, dass sich die Pendelmasse 7 von der Ausgangslage bzw. ersten Lage 19 entfernt, so dass das Rückstellmoment 26 steigt. Der elastische zweite Flansch 5 gibt nach und die erste Lauffläche 21 des zweiten Flansches wird relativ zur ersten Lauffläche 21 des ersten Flansches verschoben (siehe 13). Diese relative Verdrehung der Flansche 4, 5 um den ersten Winkelbetrag 18 zueinander verursacht eine Verkippung 14 des Rollelements. Der Schielwinkel 17 beträgt nicht mehr null Winkelgrad. So lange die Verdrehung bzw. der erste Winkelbetrag 18 einen Wert hat, bei dem der Schielwinkel 17 sein Maximum erreicht, nicht überschreitet, wird die Verdrehung der Flansche 4, 5 mit dem Schielwinkel 17 kompensiert. In anderen Worten, die Verdrehung der Flansche 4, 5 verursacht in diesem Fall kein Gleiten des Rollelements 8 entlang der ersten Laufflächen 21. Die Abstände 23 des Rollelements 8 zum Ende der Laufflächen 21 bleiben rechts und links gleich (13).
-
Nach der Absenkung des Rückstellmoments 26 federt der elastische zweite Flansch 5 zurück. Der Schielwinkel 17 beträgt wird wieder null Winkelgrad (siehe 14). Die Pendelmasse 7 und das Rollelement 8 bewegen sich weiter, der Schielwinkel 17 beträgt auch bei dieser weiteren Verlagerung null Winkelgrad (siehe 15).
-
Insbesondere wird die maximale Verdrehung der Flansche 4, 5 zueinander, also um den höchsten ersten Winkelbetrag 18, so begrenzt, dass der Schielwinkel 17 eines am Anfang perfekt positionierten Rollelements 8 (also Schielwinkel 17 null Winkelgrad) in der Endlage, bei maximalem Versatz des elastischen zweiten Flansches 5, nicht das geometrisch mögliche Maximum (dieses wird unter anderem durch die Borde 13, 16 eingestellt) erreicht.
-
16 zeigt ein erstes Diagramm. 17 zeigt ein zweites Diagramm. An der vertikalen Achse ist jeweils das Rückstellmoment 26 aufgetragen. An der horizontalen Achse ist jeweils das die Verdrehung der Flansche 4, 5 bis hin zum höchsten ersten Winkelbetrag 18 aufgetragen. Aus 16 ist erkennbar, dass die der Verdrehung bzw. Verformung entgegenwirkende Steifigkeit 20 des elastischen zweiten Flansches 5 sich linear verhält. In 17 ist erkennbar, dass die Steifigkeit 20 des elastischen zweiten Flansches 5 nicht linear gestaltet ist. Bei hoher Steifigkeit 20 um den Nullpunkt wird eine wesentliche Verformung bzw. Verdrehung des zweiten Flansches 5 erst bei hohen Rückstellmomenten 26 stattfinden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fliehkraftpendel
- 2
- axiale Richtung
- 3
- Drehachse
- 4
- erster Flansch
- 5
- zweiter Flansch
- 6
- Umfangsrichtung
- 7
- Pendelmasse
- 8
- Rollelement
- 9
- radiale Richtung
- 10
- Symmetrieachse
- 11
- Rotationsachse
- 12
- äußere Umfangsfläche
- 13
- erster Bord
- 14
- Verkippung
- 15
- Kontaktierung
- 16
- zweiter Bord
- 17
- Schielwinkel
- 18
- erster Winkelbetrag
- 19
- erste Lage
- 20
- Steifigkeit
- 21
- erste Laufflächen
- 22
- zweite Laufflächen
- 23
- Abstand
- 24
- Nabe
- 25
- Aussparung
- 26
- Rückstellmoment
- 27
- erstes Ende
- 28
- zweites Ende
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006028552 A1 [0002]
