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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, wobei die Pendelmassen jeweils mittels wenigstens einer Rolle mit einer umlaufenden Rollenlaufbahn in der Kulissenführung gelagert sind und die Kulissenführung eine erste radial innere Rollenlaufbahn und eine zweite radial äußere Rollenlaufbahn aufweist, an welchen die Rollenlaufbahn zumindest abschnittsweise wälzend geführt ist.
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Ein Fliehkraftpendel, wie aus der Anmeldung
DE 10 2006 028 552 A1 bekannt, wird zur Reduktion der Torsionsschwingungen im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens (PKW), eingesetzt. Das Fliehkraftpendel verfügt über mindestens zwei Pendelmassen, die mittels Pendelrollen an einem Trägerelement oder zwei Trägerelementen, im Folgenden als Pendelflansch bezeichnet, entlang Laufbahnen geführt werden. Die Pendelmassen können im Feld 2 der Zentrifugalbeschleunigung zumindest eine Schwingbewegung entlang ihrer Laufbahnen ausführen, wenn sie von Drehmomentschwankungen eines Verbrennungsmotors angeregt werden. Durch diese Schwingbewegung 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.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Fliehkraftpendel bereitzustellen, dass hinsichtlich seiner Verschleißfestigkeit und Standzeit verbessert ist.
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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 Pendelmassen jeweils mittels wenigstens einer Rolle mit einer umlaufenden Rollenlaufbahn in der Kulissenführung gelagert sind und die Kulissenführung eine erste radial innere Rollenlaufbahn und eine zweite radial äußere Rollenlaufbahn aufweist, an welchen die Rollenlaufbahn zumindest abschnittsweise wälzend geführt ist, wobei die erste radial innere Rollenlaufbahn und/oder die zweite radial äußere Rollenlaufbahn eine im Querschnitt von einer Rechtecksform abweichende Kontur aufweist.
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Durch die Laufbahnkonturen kann der Verschleiß bei der rollenbasierten Kulissenführung des Fliehkraftpendels reduziert werden. Auch die Gefahr eines Kantenträgers kann hierdurch reduziert werden. Hiermit ist gemeint, dass die Rolle in der Kulissenführung oder in einer Pendelmasse lediglich an einer scharfen Kante anliegt. Diese verursacht Riefen, erhöhten Verschleiß sowie Rollwiederstand und kann im schlimmsten Fall zum Ausfall des Fliehkraftpendels führen.
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Die Laufbahnen können insbesondere im Querschnitt eine gekrümmte, insbesondere konvexe oder konkave, oder eine trapezförmige Kontur aufweisen.
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Zunächst werden die einzelnen Elemente des beanspruchten Erfindungsgegenstandes in der Reihenfolge ihrer Nennung im Anspruchssatz erläutert und nachfolgend besonders bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes beschrieben.
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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.
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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.
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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. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug, auch als Hybrid Electric Vehicle (HEV) bezeichnet, ist ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Rollenlaufbahn der Rolle eine im Querschnitt von einer Rechtecksform abweichende Kontur aufweist.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die erste radial innere Rollenlaufbahn und/oder die zweite radial äußere Laufbahn eine ballige Querschnittskontur aufweist/ aufweisen.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass die Rollenlaufbahn der Rolle eine im Querschnitt ballige Kontur aufweist.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass die erste radial innere Rollenlaufbahn und die zweite radial äußere Rollenlaufbahn und die Rollenlaufbahn der Rolle jeweils eine im Querschnitt ballige Kontur bevorzugt mit einem Radius zwischen 40-100mm aufweisen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann es bevorzugt sein, dass die erste radial innere Rollenlaufbahn und/oder die zweite radial äußere Laufbahn und/oder die Rollenlaufbahn der Rolle jeweils eine im Querschnitt trapezförmige Kontur aufweisen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass das Fliehkraftpendel in einem Einflanschdesign ausgeführt ist.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass das Fliehkraftpendel in einem Zweiflanschdesign ausgeführt ist.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass das Fliehkraftpendel in einem U-Pendeldesign ausgeführt ist.
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Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass das Fliehkraftpendel zur Verwendung in einer Kupplungsscheibe, Zweimassenschwungrad oder Drehmomentenwandler vorgesehen ist.
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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.
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Es zeigen:
- 1 eine erste Ausführungsform eines Fliehkraftpendels in einer schematischen Querschnittsansicht,
- 2 eine zweite Ausführungsform eines Fliehkraftpendels in einer schematischen Querschnittsansicht,
- 3 eine Kupplungsscheibe mit einem Fliehkraftpendel in einer Auf- und Seitenansicht, und
- 4 Kraftfahrzeug mit einem Fliehkraftpendel in einer schematischen Blockschaltdarstellung.
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1 zeigt ein Fliehkraftpendel 1 zur drehzahlabhängigen Drehschwingungsdämpfung innerhalb eines Antriebsstrangs 2 eines Kraftfahrzeugs 3, wie es beispielhaft in der 4 gezeigt ist.
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Das Fliehkraftpendel 1 umfasst einen nicht näher bezeichneten Fliehkraftpendeleingang zur Einleitung eines Drehmoments in das Fliehkraftpendel 1 und einen nicht näher bezeichneten Fliehkraftpendelausgang zur Abgabe eines Drehmoments aus dem Fliehkraftpendel 1, sowie einer zwischen dem Fliehkraftpendeleingang und dem Fliehkraftpendelausgang angeordneten Mehrzahl von Pendelmassen 6, welche zumindest an einem ersten Pendelflansch 7 angeordnet sind. In der gezeigten Ausführungsform ist das Fliehkraftpendel 1 in einem Zweiflanschdesign ausgeführt.
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Jede Pendelmasse 6 ist in einer ihr zugeordneten und in ihr ausgebildeten Kulissenführung 8 entlang einer Pendelbahn gegenüber dem Pendelflansch 7 beweglich geführt. Die Pendelmassen 6 sind hierzu jeweils mittels wenigstens einer Rolle 10 mit einer umlaufenden Rollenlaufbahn 11 in der Kulissenführung 8 gelagert. Die Rollen 10 sind drehbar in den Pendelflanschen 7 gelagert. Die Rollenlaufbahn 11 der Rolle 10 weist eine im Querschnitt von einer Rechtecksform abweichende Kontur auf, im gezeigten Beispiel ist die Rollenlaufbahn 11 der Rolle 10 ballig ausgebildet.
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Die Kulissenführung 8 weist eine erste radial innere Rollenlaufbahn 12 und eine zweite radial äußere Rollenlaufbahn 13 auf, an welchen die Rollenlaufbahn 11 zumindest abschnittsweise wälzend geführt ist. Die erste radial innere Rollenlaufbahn 12 und die zweite radial äußere Rollenlaufbahn 13 besitzen eine im Querschnitt von einer Rechtecksform abweichende Kontur. In dem Beispiel der 1 ist die radial innere Rollenlaufbahn 12 und die radial äußere Rollenlaufbahn 13 ebenfalls ballig ausgebildet.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Rollenlaufbahnen 12,13 der Kulissenführung 8 des ansonsten aus der 1 bekannten Fliehkraftpendels 1, bei dem die erste radial innere Rollenlaufbahn 12 und die zweite radial äußere Laufbahn 13 jeweils eine im Querschnitt trapezförmige Kontur aufweisen. Die kurze axial verlaufende äußere Seite der trapezförmigen Kontur besitzt bevorzugt eine axiale Erstreckung, welche 60-90% der gesamten axialen Erstreckung einer scheibenförmigen Pendelmasse 6 beträgt.
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Es versteht sich, dass auch beliebige Kombinationen von Laufbahnkonturen möglich sind, auch wenn diese nicht alle in den Ausführungsformen der 1-2 gezeigt sind.
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3 zeigt ein aus den 1-2 bekanntes Fliehkraftpendel 1 integriert in einer Kupplungsscheibe 14.
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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 festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendel
- 2
- Antriebsstrang
- 3
- Kraftfahrzeug
- 6
- Pendelmassen
- 7
- Pendelflansch
- 8
- Kulissenführung
- 10
- Rolle
- 11
- Rollenlaufbahn
- 12
- erste radial innere Rollenlaufbahn
- 13
- zweite radial äußere Rollenlaufbahn
- 14
- Kupplungsscheibe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028552 A1 [0002]
