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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel zur drehzahlabhängigen Drehschwingungsdämpfung einer Drehmomentübertragungseinrichtung innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Mehrzahl von Pendelmassen, welche zumindest an einem ersten drehbaren Pendelflansch angeordnet sind, und wobei jede Pendelmasse in einer ihr zugeordneten Kulissenführung entlang einer Pendelbahn gegenüber dem Pendelflansch beweglich 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 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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Ein Fliehkraftpendel kann aufgrund von Fertigungstoleranzen und konstruktiv bedingt eine Unwucht aufweisen. Eine derartige sekundärseitige Unwucht kann beispielsweise zu einer Beschädigung oder frühzeitigen Verschleiß eines Getriebeeingangslagers führen. Auch wird die Wirkungsweise eines Fliehkraftpendels durch dessen Unwucht nachteilig beeinflusst.
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Ein Fliehkraftpendel wird im Stand der Technik in der Regel mittels Wuchtbohrungen ausgewuchtet. Dazu werden Bohrungen in den Pendelflansch eingebracht, die eine Unwucht beseitigen sollen. Die Wuchtbohrungen werden in die vollständig montierte Fliehkraftpendeleinrichtung eingebracht, nachdem deren Unwucht in einem Probelauf auf einer Auswuchteinrichtung bestimmt wurde. Beim Bohren entstehen Späne, die in die Fliehkraftpendeleinrichtung gelangen können, was die Funktion negativ beeinflussen kann.
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Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Fliehkraftpendel bereitzustellen, dass möglichst bauraumneutral und ohne Einbußen in der Tilgerwirkung ausgewuchtet werden kann. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung ein Fliehkraftpendel mit einer großer Wuchtkapazität bereitzustellen. Es ist auch die Aufgabe der Erfindung, dass das Fliehkraftpendel einfach und kostengünstig herstellbar und auswuchtbar ist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fliehkraftpendel zur drehzahlabhängigen Drehschwingungsdämpfung einer Drehmomentübertragungseinrichtung innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, umfassend einer Mehrzahl von Pendelmassen, welche zumindest an einem ersten drehbaren Pendelflansch angeordnet sind, und wobei jede Pendelmasse in einer ihr zugeordneten Kulissenführung entlang einer Pendelbahn gegenüber dem Pendelflansch beweglich geführt ist, wobei der Pendelflansch eine Mehrzahl von umfänglich auf einem Teilkreis angeordneten Wuchtöffnungen aufweist, wobei in wenigstens einer der Wuchtöffnungen eine Wuchtmasse zum Wuchten des Fliehkraftpendels fixiert ist, wobei die axiale Erstreckung der Wuchtöffnungen größer oder gleich der axialen Erstreckung der Wuchtmasse ist.
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Durch das erfindungsgemäße Fliehkraftpendel ist es ermöglicht, eine oder mehrere Wuchtmassen umfangsseitig zwischen den Pendelmassen in den Pendelflansch einzubringen, die ein kollisionsfreies Überschwingen der Pendelmassen erlauben. Die dazu nötigen Wuchtöffnungen können bevorzugt werkzeugfallend beim Stanzen des Pendelflansches hergestellt sein.
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Die Wuchtöffnungen zur Aufnahme der Wuchtmassen befinden sich mindestens auf einem ersten Teilkreis und mindestens einmal in Umfangsrichtung zwischen den Pendelmassen Hierdurch kann eine besonders große Wuchtkapazität zur Verfügung gestellt werden, ohne die Tilgerwirkung des Fliehkraftpendels negativ zu beeinflussen. Ferner kann das Auswuchten im montierten Zustand des Fliehkraftpendels ohne eine spanende Bearbeitung erfolgen.
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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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Eine Pendelmasse kann bevorzugt als ringabschnittsförmiger Scheibenkörper ausgebildet sein. Bevorzugt weist eine Pendelmasse eine Kulissenführung auf, über die der Scheibenkörper gegenüber dem Pendelflansch auf einer definierten Pendelbahn bewegbar ist. Hierzu kann eine oder mehrere Führungskanäle in der Pendelmasse ausgebildet sein, in die ein korrespondierendes an dem Pendelflansch ausgeformten Pendelmassenführungselement axial eingreift, so dass die Pendelmasse in einer ihr zugeordneten Kulissenführung entlang einer Pendelbahn gegenüber dem Pendelflansch beweglich geführt ist. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, dass der Pendelflansch einen kann eine oder mehrere Führungskanäle aufweist, in die ein an der Pendelmasse ausgebildetes korrespondierendes Pendelmassenführungselement axial eingreift, so dass die Pendelmasse in einer ihr zugeordneten Kulissenführung entlang einer Pendelbahn gegenüber dem Pendelflansch beweglich geführt ist.
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Es ist ferner bevorzugt, dass eine Mehrzahl von Pendelmassen über den Umfang des Pendelflansches verteilt angeordnet sind. In diesem Zusammenhang ist es ferner bevorzugt, dass die Pendelmassen im Wesentlichen identisch ausgebildet sind. Ganz besonders bevorzugt ist es, dass die Pendelmassen äquidistant über den Umfang des Pendelflansches angeordnet sind. Es ist des Weiteren bevorzugt, dass eine Pendelmasse aus einem Metallblech geformt ist.
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Ein erfindungsgemäßes Fliehkraftpendel kann beispielsweise in Verbindung mit einem Einmassenschwungrad, einem Zweimassenschwungrad, einem Bodenfederdämpfer, oder einer Kupplungsscheibe verwendet werden und mit diesen Bauelementen bevorzugt eine bauliche Einheit bilden. Besonders bevorzugt ist das Fliehkraftpendel zur Verwendung in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.
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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 Wuchtöffnungen eine erste Gruppe von Wuchtöffnungen und wenigstens eine zweite Gruppe von Wuchtöffnungen umfassen, wobei die erste Gruppe von Wuchtöffnungen auf einem ersten Teilkreis und die zweite Gruppe von Wuchtöffnungen auf einem zweiten Teilkreis angeordnet sind, wodurch das Auswuchten präziser und flexibler gestaltet werden kann. In diesem Zusammenhang ist es ferner zu bevorzugen, dass die erste Gruppe von Wuchtöffnungen und die zweite Gruppe von Wuchtöffnungen unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wodurch ein noch genaueres Auswuchten des Fliehkraftpendels ermöglicht wird.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die Wuchtmasse mittels einer Presspassung in einer der Wuchtöffnungen fixiert ist, was zum einen fertigungstechnisch einfach sowie betriebssicher für das Fliehkraftpendel realisiert werden kann.
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In einer Weiterentwicklung der Erfindung kann es ferner bevorzugt sein, dass die Wuchtöffnungen jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Pendelmassen im Pendelflansch ausgebildet sind, wodurch sich die Wuchtkapazität weiter verbessern lässt. Weiterhin kann es in diesem Zusammenhang weiter von Vorteil sein, dass die Pendelmassen im Betrieb des Fliehkraftpendels die Wuchtöffnungen zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung des Pendelflanschs überschwingen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann es bevorzugt sein, die Wuchtöffnungen eine im Wesentlichen kreisrunde Innenkontur und/oder die Wuchtmasse eine im Wesentlichen kreisrunde Außenkontur aufweisen/aufweist, was ein sicheres Einsetzen und Fixieren der Wuchtmasse in einer Wuchtöffnung begünstigt. Selbstverständlich sind auch andere korrespondierende Konturen von Wuchtöffnungen und Wuchtmassen möglich. Beispielsweise ist es auch denkbar, dass die korrespondierenden Konturen eine Rechtecksform, insbesondere auch mit abgerundeten Ecken, aufweisen können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass die Wuchtöffnungen und/oder die Wuchtmasse eine strukturierte, insbesondere geriffelte oder verzahnte Mantelfläche aufweisen, wodurch die Fixierung der Wuchtmasse in einer Wuchtöffnung weiter verbessert werden kann.
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Es kann des Weiteren vorteilhaft sein, dass die Wuchtmasse mittels Verstemmen innerhalb einer der Wuchtöffnungen fixiert ist, indem die Wuchtmasse spielbehaftet in die Wuchtöffnung eingelegt und anschließend verstemmt wurde, wodurch eine fertigungstechnisch einfache und kostengünstige Fixierung einer Wuchtmasse in einer Wuchtöffnung erlaubt.
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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 Aufsicht,
- 2 eine perspektivische Teilschnittansicht der ersten Ausführungsform eines Fliehkraftpendels,
- 3 eine perspektivische Teilschnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Fliehkraftpendels,
- 4 eine dritte Ausführungsform eines Fliehkraftpendels in einer Aufsicht,
- 5 eine perspektivische Teilschnittansicht der dritten Ausführungsform eines Fliehkraftpendels, und
- 6 ein Kraftfahrzeug mit einem in einem Antriebsstrang angeordneten Fliehkraftpendel.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Fliehkraftpendels 1. Das Fliehkraftpendel 1 ist für eine Verwendung innerhalb eines Antriebsstrangs 2 eines Kraftfahrzeugs 3 vorgesehen, wie es exemplarisch in der 6 gezeigt ist.
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Das Fliehkraftpendel 1 besitzt eine Mehrzahl von Pendelmassen 6, welche beweglich an einem ersten Pendelflansch 7 gelagert sind. Jede Pendelmasse 6 ist in einer ihr zugeordneten Kulissenführung 8 entlang einer Pendelbahn 9 gegenüber dem Pendelflansch 7 beweglich geführt.
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Der Pendelflansch 7 besitzt eine Mehrzahl von umfänglich auf einem Teilkreis angeordneten Wuchtöffnungen 10, wobei in wenigstens einer der Wuchtöffnungen 10 eine Wuchtmasse 11 zum Wuchten des Fliehkraftpendels 1 fixiert ist. Das Einsetzen der Wuchtmasse 11 in einer der Wuchtöffnungen 10 ist in der 1 durch den Pfeil angedeutet. Die Wuchtöffnungen 10 weisen eine im Wesentlichen kreisrunde Innenkontur auf und die Wuchtmassen 11 eine hierzu korrespondierende kreisrunde Außenkontur.
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Die Wuchtöffnungen 10 umfassen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 eine erste Gruppe von Wuchtöffnungen 12 und wenigstens eine zweite Gruppe von Wuchtöffnungen 13, wobei die erste Gruppe von Wuchtöffnungen 10 auf einem ersten Teilkreis und die zweite Gruppe von Wuchtöffnungen 10 auf einem zweiten Teilkreis und somit radial versetzt zueinander angeordnet sind. Man erkennt anhand der Darstellung in der 1 auch gut, dass die Wuchtöffnungen 10 jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Pendelmassen 6 im Pendelflansch 7 ausgebildet sind.
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Die 2 zeigt die aus der 1 bereits bekannte Ausführungsform eines Fliehkraftpendels 1 in einer perspektivischen Querschnittsdarstellung. Man erkennt hier insbesondere gut, dass die axiale Erstreckung der Wuchtöffnungen 10 größer oder gleich der axialen Erstreckung der Wuchtmasse 11 ist. Anders gesagt, ist die Wuchtmasse 11 flächenbündig in dem Pendelflansch 7 angeordnet. Entscheidend ist hier, dass die Wuchtmasse 11 nicht aus dem Pendelflansch 7 in Axialrichtung derart hervorsteht, dass die Wuchtmasse 11 nicht mit der sich auf der Pendelbahn 9 bewegenden Pendelmasse 11 kollidiert.
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Die Pendelmasse 6 kann also im Betrieb des Fliehkraftpendels 1 die Wuchtöffnungen 10 zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung des Pendelflanschs 7 überschwingen, wie es auch in der 3 beispielhaft gezeigt ist. Der wesentliche Unterschied zwischen der in den 1-2 und der in der 3 gezeigten Ausführungsform eines Fliehkraftpendels 1 ist, dass das Fliehkraftpendel 1 in der 3 nur eine Gruppe von Wuchtöffnungen 12 aufweist.
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Die 4-5 zeigen eine weitere mögliche Ausführung eines Fliehkraftpendels 1, welches im Gegensatz zu den vorherigen Ausführungsformen zwei jeweils radial aus dem Pendelflansch 7 herausragende Flanschflügel 14 aufweist, welche beispielsweise mit einer nicht dargestellten Bogenfeder gekoppelt werden können.
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In den gezeigten Ausführungsformen ist die Wuchtmasse 11 jeweils mittels einer Presspassung in einer der Wuchtöffnungen 10 fixiert.
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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
- 9
- Pendelbahn
- 10
- Wuchtöffnungen
- 11
- Wuchtmasse
- 12
- eine erste Gruppe von Wuchtöffnungen
- 13
- eine zweite Gruppe von Wuchtöffnungen
- 14
- Flanschflügel
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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]
