DE102021104609A1

DE102021104609A1 - Centrifugal pendulum, torsional vibration damper and use of a centrifugal pendulum with low-noise damping behavior

Info

Publication number: DE102021104609A1
Application number: DE102021104609.2A
Authority: DE
Inventors: Peter Almert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2021-02-26
Filing date: 2021-02-26
Publication date: 2022-09-01

Abstract

Es ist ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten vorgesehen mit einem mit der Antriebswelle verbindbaren Trägerflansch und einer relativ zu dem Trägerflansch über eine Pendelbahn pendelbaren Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments, wobei die Pendelbahn eine mittlere erste Teilbahn (16) zur Bereitstellung einer bei einem ansteigenden Schwingwinkel (φ) der Pendelmasse zum Trägerflansch konstanten Abstimmordnung, jeweils eine sich an einem jeweiligen Ende der ersten Teilbahn (16) anschließende zweite Teilbahn (18) zur Bereitstellung einer bei einem ansteigenden Schwingwinkel (φ) der Pendelmasse zum Trägerflansch steigenden Abstimmordnung und jeweils eine sich an einem jeweiligen Ende der zweiten Teilbahn (18) anschließende dritte Teilbahn (20) zur Bereitstellung einer bei einem ansteigenden Schwingwinkel (φ) der Pendelmasse zum Trägerflansch steigenden Abstimmordnung aufweist, wobei eine zweite Steigung der Abstimmordnung der zweiten Teilbahn (18) kleiner als eine dritte Steigung der Abstimmordnung der dritten Teilbahn (20) ist. Dadurch ist ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit geräuscharm gedämpften Drehungleichförmigkeiten ermöglicht.A centrifugal pendulum is provided for damping rotational irregularities introduced via a drive shaft of a motor vehicle engine, with a carrier flange that can be connected to the drive shaft and a pendulum mass that can be pendulum-mounted relative to the carrier flange via an aerial tramway to generate a restoring moment that counteracts the rotational irregularity, the aerial tramway having a middle, first partial orbit ( 16) to provide a constant tuning order with an increasing oscillation angle (φ) of the pendulum mass to the carrier flange, a second partial web (18) adjoining a respective end of the first partial web (16) to provide a tuning order with an increasing oscillation angle (φ) of the pendulum mass tuning order increasing towards the carrier flange and a third partial track (20) adjoining a respective end of the second partial track (18) to provide a rising oscillation angle (φ) of the pendulum mass towards the carrier flange has the tuning order, a second gradient of the tuning order of the second partial path (18) being smaller than a third gradient of the tuning order of the third partial path (20). This enables a drive train for a motor vehicle with low-noise, damped rotational irregularities.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten, einen Drehschwingungsdämpfer mit einem derartigen Fliehkraftpendel, sowie eine Verwendung eines derartigen Fliehkraftpendel, mit dessen Hilfe ein der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichtetes Rückstellmoment erzeugt werden kann.The invention relates to a centrifugal pendulum for damping rotational nonuniformities introduced via a drive shaft of a motor vehicle engine, a torsional vibration damper with such a centrifugal pendulum, and the use of such a centrifugal pendulum with the aid of which a restoring torque counteracting the rotational nonuniformity can be generated.

Aus DE 10 2016 201 216 A1 ist ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten bekannt, bei dem eine Pendelmasse über eine Pendelbahn in einem Trägerflansch relativ pendelbar geführt ist. Die Pendelbahn weist eine Krümmung auf, die ausgehend von einer Mittelstellung bei einem Schwingwinkel φ der Pendelmasse zum Trägerflansch von φ = 0° bis zu einem maximalen möglichen Schwingwinkel hin zunächst eine abfallende und danach eine ansteigende Abstimmordnung aufweist.Out of DE 10 2016 201 216 A1 a centrifugal pendulum is known for damping rotational irregularities introduced via a drive shaft of a motor vehicle engine, in which a pendulum mass is guided in a relatively pendulum manner via an aerial tramway in a carrier flange. The aerial tramway has a curvature which, starting from a central position at an oscillation angle φ of the pendulum mass to the carrier flange of φ=0° up to a maximum possible oscillation angle, initially has a decreasing and then an increasing tuning order.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis Drehungleichförmigkeiten in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs geräuscharm zu dämpfen.There is a constant need for low-noise damping of rotational irregularities in a drive train of a motor vehicle.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit geräuscharm gedämpften Drehungleichförmigkeiten ermöglichen.It is the object of the invention to indicate measures that enable a drive train for a motor vehicle with low-noise, damped rotational irregularities.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Fliehkraftpendel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved by a centrifugal pendulum having the features of claim 1. Preferred developments of the invention are specified in the subclaims and the following description, which individually or in combination can represent an aspect of the invention.

Eine Ausführungsform betrifft ein Fliehkraftpendel zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten, mit einem mit der Antriebswelle verbindbaren Trägerflansch und einer relativ zu dem Trägerflansch über eine Pendelbahn pendelbaren Pendelmasse zur Erzeugung eines der Drehungleichförmigkeit entgegen gerichteten Rückstellmoments, wobei die Pendelbahn eine mittlere erste Teilbahn zur Bereitstellung einer bei einem ansteigenden Schwingwinkel der Pendelmasse zum Trägerflansch konstanten Abstimmordnung, jeweils eine sich an einem jeweiligen Ende der ersten Teilbahn anschließende zweite Teilbahn zur Bereitstellung einer bei einem ansteigenden Schwingwinkel der Pendelmasse zum Trägerflansch steigenden Abstimmordnung und jeweils eine sich an einem jeweiligen Ende der zweiten Teilbahn anschließende dritte Teilbahn zur Bereitstellung einer bei einem ansteigenden Schwingwinkel der Pendelmasse zum Trägerflansch steigenden Abstimmordnung aufweist, wobei eine zweite Steigung der Abstimmordnung der zweiten Teilbahn kleiner als eine dritte Steigung der Abstimmordnung der dritten Teilbahn ist.One embodiment relates to a centrifugal pendulum for damping rotational non-uniformities introduced via a drive shaft of a motor vehicle engine, with a support flange that can be connected to the drive shaft and a pendulum mass that can be pendulum-type relative to the support flange via a pendulum track to generate a restoring moment that counteracts the rotational non-uniformity, with the cable car having a middle, first partial track to provide a tuning order that is constant with an increasing oscillation angle of the pendulum mass to the carrier flange, a second partial path adjoining a respective end of the first partial path to provide a tuning order that increases with an increasing oscillation angle of the pendulum mass to the carrier flange, and one in each case at a respective end of the second Sub-track subsequent third sub-track to provide a tuning order that increases with an increasing oscillation angle of the pendulum mass to the carrier flange is, wherein a second gradient of the tuning order of the second partial path is smaller than a third gradient of the tuning order of the third partial path.

Es wurde erkannt, dass insbesondere bei einem Kaltstart des als Verbrennungsmotor ausgestalteten Kraftfahrzeugmotors sehr niedrigen Umgebungstemperaturen von beispielsweise -20°C, von einem Fliehkraftpendel verursachte Geräuschemissionen auftreten können. Es wird davon ausgegangen, dass bei derart niedrigen Temperaturen die vorhandenen Schmiermittel aufgrund ihrer tribologischen Eigenschaften noch eine unzureichende Schmierung bereitstellen und eine vergleichsweise hohe Reibung vorliegt. Bei einem mit einem Schmiermittel, beispielsweise Schmierfett, geschmierten Drehschwingungsdämpfer, der insbesondere als Zweimassenschwungrad ausgestaltet sein kann, kann dies zu einem reduzierten Dämpfungsvermögen in der Kaltstartphase des Kraftfahrzeugmotors führen, so dass der zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten in der Drehzahl und in dem Drehmoment des Kraftfahrzeugmotors vorgesehene Drehschwingungsdämpfer eine eingeschränkte und gegebenenfalls nicht ausreichende Grundisolation bereitstellt. Dadurch würde ein sekundärseitig an dem Drehschwingungsdämpfer angebundenes Fliehkraftpendel bei niedrigen Drehzahlen ungewöhnlich starken Auslenkungen ausgesetzt, so dass die Pendelmassen geräuschintensiv und verschleißbehaftet an den Enden der Pendelbahnen bei Erreichen des maximal möglichen Schwingwinkels anschlagen können. Um ein hartes Anschlagen der Pendelmassen in der Kaltstartphase zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren, kann die Pendelbahne absichtlich zu einer höheren Pendelordnung hin verstimmt werden, so dass bereits vor dem Erreichen des maximalen Schwingwinkels ein zum Schwingwinkel überproportionales Rückstellmoment erzeugt werden kann. Die Pendelmasse kann dadurch stärker abgebremst werden und dadurch nicht oder nur mit einem geringeren Impuls am Bahnende anschlagen. Jedoch kann durch die bewusste Verstimmung des Fliehkraftpendels das Dämpfungsverhalten bei der normalen Betriebstemperatur beeinträchtigt werden und die Zugperformance nachteilig beeinflusst werden.It was recognized that noise emissions caused by a centrifugal pendulum can occur, particularly during a cold start of the motor vehicle engine designed as an internal combustion engine, at very low ambient temperatures of, for example, −20° C. It is assumed that at such low temperatures the existing lubricants still provide insufficient lubrication due to their tribological properties and that there is comparatively high friction. In the case of a torsional vibration damper lubricated with a lubricant, for example lubricating grease, which can be designed in particular as a dual-mass flywheel, this can lead to a reduced damping capacity in the cold start phase of the motor vehicle engine, so that the damping of rotational irregularities in the speed and in the torque of the motor vehicle engine is provided Torsional vibration damper provides a limited and possibly insufficient basic isolation. As a result, a centrifugal pendulum pendulum connected to the torsional vibration damper on the secondary side would be exposed to unusually strong deflections at low speeds, so that the pendulum masses could hit the ends of the aerial tramways, causing noise and wear and tear when the maximum possible oscillation angle was reached. In order to avoid or at least reduce a hard impact of the pendulum masses in the cold start phase, the aerial tramway can be deliberately detuned to a higher pendulum order, so that a restoring torque that is disproportionate to the oscillation angle can be generated even before the maximum oscillation angle is reached. As a result, the pendulum mass can be braked more strongly and therefore not hit the end of the track, or only with a smaller impact. However, the deliberate detuning of the centrifugal pendulum can affect the damping behavior at normal operating temperature and adversely affect the train performance.

Um eine bewusste Verstimmung in der Kaltstartphase und eine gute Zugperformance in der Warmphase zu erreichen, ist vorgesehen, dass bei einem hinreichend großen Schwingwinkel der Pendelmasse, wenn die erste Teilbahn verlassen wird, zunächst eine stark ansteigende Verstimmung in der zweiten Teilbahn und bei einem noch größeren Schwingwinkel eine weniger stark ansteigende Verstimmung. Durch die stärker ansteigende Abstimmordnung in der zweiten Teilbahn können die plötzlichen Auslenkungen der Pendelmasse in der Kaltstartphase ausreichend stark gedämpft werden, um ein hartes Anschlagen zu verhindern. Durch die weniger stark ansteigende Abstimmordnung in der dritten Teilbahn kann ein zu frühzeitiges Abstoppen der Pendelmasse bei niederfrequenten Drehzahlen vermieden werden. Auch in der dritten Teilbahn erhöht sich die Verstimmung des Fliehkraftpendels immer noch, jedoch nicht so stark wie in der zweiten Teilbahn. Ein ruckartiges Hin-und-Herpendeln der Pendelmasse in der Warmphase wird dadurch vermieden. Stattdessen kann in einem Leerlaufbetrieb des Kraftfahrzeugmotors während der Warmphase eine ruhige und als komfortabel empfundene Drehschwingungsdämpfung erreicht werden, die auch bei einer ansteigenden Drehzahl im Fahrbetrieb noch eine gute Zugperformance ermöglicht. Durch die bei großen Schwingwinkeln zunächst stärker und danach schwächer ansteigende Abstimmordnung kann ein geräuschbehaftetes Anschlagen der Pendelmasse in der Kaltstartphase vermieden und eine gute Zugperformance in der Warmphase bereitgestellt werden, so dass ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit geräuscharm gedämpften Drehungleichförmigkeiten ermöglicht ist.In order to achieve a deliberate detuning in the cold start phase and a good train performance in the warm phase, it is provided that with a sufficiently large oscillation angle of the pendulum mass when the first partial path is left, initially a sharply increasing detuning in the second partial path and at an even larger one Oscillation angle less sharply increasing detuning. Due to the more steeply increasing voting order in the second sub-track, the plötzli Any deflections of the pendulum mass in the cold start phase are dampened sufficiently to prevent a hard impact. Due to the less steeply increasing tuning order in the third partial path, premature stopping of the pendulum mass at low-frequency speeds can be avoided. The detuning of the centrifugal pendulum still increases in the third partial orbit, but not as much as in the second partial orbit. This prevents the pendulum mass from jerking back and forth in the warm phase. Instead, when the motor vehicle engine is idling during the warm-up phase, torsional vibration damping that is felt to be smooth and comfortable can be achieved, which still enables good traction performance even with an increasing speed when driving. Due to the tuning order, which initially rises more strongly and then weaker at large oscillation angles, a noisy impact of the pendulum mass in the cold start phase can be avoided and good traction performance can be provided in the warm phase, so that a drive train for a motor vehicle with low-noise damped rotational irregularities is made possible.

Die mindestens eine Pendelmasse des Fliehkraftpendels hat unter Fliehkrafteinfluss das Bestreben eine möglichst weit vom Drehzentrum entfernte Stellung anzunehmen. Die neutrale Mittellage („Nulllage“) der Pendelmasse ist also die radial am weitesten vom Drehzentrum entfernte Stellung, welche die Pendelmasse in der radial äußeren Stellung einnehmen kann. Bei einer konstanten Antriebsdrehzahl und konstantem Antriebsmoment wird die Pendelmasse diese radial äußere Stellung einnehmen. Bei Drehzahlschwankungen lenkt die Pendelmasse aufgrund ihrer Massenträgheit entlang ihrer Pendelbahn aus. Die Pendelmasse kann dadurch in Richtung des Drehzentrums verschoben werden. Die auf die Pendelmasse wirkende Fliehkraft wird dadurch aufgeteilt in eine Komponente tangential und eine weitere Komponente normal zur Pendelbahn. Die tangentiale Kraftkomponente stellt die Rückstellkraft bereit, welche die Pendelmasse wieder in ihre „Nulllage“ bringen will, während die Normalkraftkomponente auf ein die Drehzahlschwankungen einleitendes Krafteinleitungselement, insbesondere eine mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors verbundene Schwungscheibe, einwirkt und dort ein Gegenmoment erzeugt, das der Drehzahlschwankung entgegenwirkt und die eingeleiteten Drehzahlschwankungen dämpft. Bei besonders starken Drehzahlschwankungen kann die Pendelmasse also maximal ausgeschwungen sein und die radial am weitesten innen liegende Stellung annehmen. Die in dem Trägerflansch und/oder in der Pendelmasse vorgesehenen Bahnen weisen hierzu geeignete Krümmungen auf, in denen ein, insbesondere als Laufrolle ausgestaltetes, Koppelelement geführt sein kann. Vorzugsweise sind mindestens zwei Laufrollen vorgesehen, die jeweils an einer Laufbahn des Trägerflanschs und einer Pendelbahn der Pendelmasse geführt sind. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse vorgesehen. Vorzugsweise sind mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt an dem Trägerflansch geführt. Die träge Masse der Pendelmasse und/oder die Relativbewegung der Pendelmasse zum Trägerflansch ist insbesondere zur Dämpfung eines bestimmten Frequenzbereichs von Drehungleichförmigkeiten, insbesondere einer Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt. Die Pendelmasse kann kostengünstig durch ein Paket aufeinander gestapelter und miteinander verbundener Pendelbleche hergestellt sein, wobei insbesondere die vorzugsweise identisch geformten Pendelbleche durch Stanzen aus einem Metallblech hergestellt sein können. Insbesondere ist mehr als eine Pendelmasse und/oder mehr als ein Trägerflansch vorgesehen. Beispielsweise sind zwei über insbesondere als Abstandsbolzen ausgestaltete Bolzen oder Niete miteinander verbundene Pendelmassen vorgesehen, zwischen denen in axialer Richtung des Drehschwingungsdämpfers der Trägerflansch positioniert ist. Alternativ können zwei, insbesondere im Wesentlichen Y-förmig miteinander verbundene, Flanschteile des Trägerflanschs vorgesehen sein, zwischen denen die Pendelmasse positioniert ist. Ein im Übrigen geeignet ausgestaltetes Fliehkraftpendel ist beispielsweise in DE 10 2019 106 605 A1 dargestellt, auf dessen Inhalt hiermit als Teil der Erfindung Bezug genommen wird.Under the influence of centrifugal force, the at least one pendulum mass of the centrifugal pendulum strives to assume a position as far away from the center of rotation as possible. The neutral central position ("zero position") of the pendulum mass is therefore the radially furthest position from the center of rotation, which the pendulum mass can assume in the radially outer position. At a constant driving speed and constant driving torque, the pendulum mass will assume this radially outer position. In the event of speed fluctuations, the pendulum mass deflects along its pendulum track due to its mass inertia. The pendulum mass can thus be shifted in the direction of the center of rotation. The centrifugal force acting on the pendulum mass is divided into a component tangential and another component normal to the aerial tramway. The tangential force component provides the restoring force that wants to bring the pendulum mass back to its "zero position", while the normal force component acts on a force introduction element that initiates the speed fluctuations, in particular a flywheel connected to the drive shaft of the motor vehicle engine, and generates a counter-torque there that counteracts the speed fluctuation counteracts and dampens the speed fluctuations introduced. In the case of particularly strong speed fluctuations, the pendulum mass can swing out to the maximum and assume the radially innermost position. The tracks provided in the carrier flange and/or in the pendulum mass have suitable curvatures for this purpose, in which a coupling element, in particular designed as a roller, can be guided. At least two rollers are preferably provided, each of which is guided on a raceway of the carrier flange and a pendulum track of the pendulum mass. In particular, more than one pendulum mass is provided. A plurality of pendulum masses are preferably distributed uniformly in the circumferential direction on the carrier flange. The inertial mass of the pendulum mass and/or the movement of the pendulum mass relative to the carrier flange is designed in particular for damping a specific frequency range of rotational irregularities, in particular an engine order of the motor vehicle engine. The pendulum mass can be produced inexpensively by a package of pendulum plates stacked on top of one another and connected to one another, it being possible in particular for the preferably identically shaped pendulum plates to be produced by stamping from sheet metal. In particular, more than one pendulum mass and/or more than one support flange is provided. For example, two pendulum masses connected to one another by bolts or rivets designed in particular as spacer bolts are provided, between which the carrier flange is positioned in the axial direction of the torsional vibration damper. Alternatively, two flange parts of the carrier flange, which are connected to one another in a substantially Y-shape, can be provided, between which the pendulum mass is positioned. An otherwise suitably designed centrifugal pendulum is, for example, in DE 10 2019 106 605 A1 shown, the content of which is hereby incorporated by reference as part of the invention.

Unter der Abstimmordnung wird das Verhältnis der Pendelordnung beziehungsweise Tilgerordnung des Fliehkraftpendels zu einer Hauptordnung einer Anregungsquelle, insbesondere der ersten Motorordnung des Kraftfahrzeugmotors, verstanden. Die Pendelordnung beziehungsweise die Tilgerordnung stellt die Eigenfrequenz des durch das Fliehkraftpendel ausgebildeten Schwingungssystems dar. Je nach Anzahl der Zylinder des Kraftfahrzeugmotors ist es möglich bereits eine gewisse Drehschwingungsdämpfung zu erreichen, so dass insbesondere bei einem 4-Zylinder-4-Takt-Verbrennungsmotor als Kraftfahrzeugmotor eine Abstimmordnung von ungefähr 2, also im Wesentlichen die doppelte Drehfrequenz der Motorwelle, und bei einem 6-Zylinder-4-Takt-Verbrennungsmotor als Kraftfahrzeugmotor eine Abstimmordnung von ungefähr 3, also im Wesentlichen die dreifache Drehfrequenz der Motorwelle, für das Fliehkraftpendel gewählt werden sollte. Da sich die Drehzahl des Kraftfahrzeugmotors ändern kann, kann sich auch die Frequenz der Motorordnung ändern. Dadurch ändern sich die auf die Pendelmasse wirkenden Fliehkräfte, so dass die Pendelmasse entlang der Pendelbahn eine andere Relativlage einnehmen kann, um beispielsweise die Abstimmordnung beizubehalten oder eine andere Abstimmordnung bereitstellen zu können. Zur Bereitstellung einer steigenden Abstimmordnung kann die Pendelbahn in dem zugehörigen Teilbereich beispielsweise die Kontur eines Epizycloids aufweisen. Zur Bereitstellung einer konstanten Abstimmordnung kann die Pendelbahn in dem zugehörigen Teilbereich beispielsweise die Kontur oder einer Torsichrone aufweisen. Je nach Anwendungsfall und zu dämpfenden Drehzahlbereich kann die Krümmung der Pendelbahn in dem jeweiligen Teilbereich, insbesondere im Bereich der gesamten zweiten Teilbahn beziehungsweise der gesamten dritten Teilbahn, von den vorgenannten Grundformen abweichen.The tuning order is understood to mean the ratio of the pendulum order or absorber order of the centrifugal pendulum to a main order of an excitation source, in particular the first engine order of the motor vehicle engine. The pendulum order or the absorber order represents the natural frequency of the vibration system formed by the centrifugal pendulum. Depending on the number of cylinders in the motor vehicle engine, it is already possible to achieve a certain damping of torsional vibrations, so that, in particular with a 4-cylinder, 4-stroke internal combustion engine as a motor vehicle engine, a A tuning order of approximately 2, i.e. essentially twice the rotational frequency of the motor shaft, and in the case of a 6-cylinder, 4-stroke internal combustion engine as a motor vehicle engine, a tuning order of approximately 3, i.e. essentially three times the rotational frequency of the motor shaft, should be selected for the centrifugal pendulum. Because the speed of the automobile engine can change, the frequency of the engine order can also change. As a result, the centrifugal forces acting on the pendulum mass change, so that the pendulum mass can assume a different relative position along the aerial tramway, for example in order to contribute to the tuning order keep or to be able to provide a different voting order. In order to provide an increasing tuning order, the aerial tramway can have, for example, the contour of an epicycloid in the associated partial area. In order to provide a constant tuning order, the aerial tramway can have, for example, the contour or a torsichrone in the associated partial area. Depending on the application and the speed range to be damped, the curvature of the aerial tramway in the respective sub-area, in particular in the area of the entire second sub-track or the entire third sub-track, can deviate from the aforementioned basic shapes.

Insbesondere erstreckt sich die erste Teilbahn bis zu einem ersten Übergangsschwingwinkel φ₁ der Pendelmasse zum Trägerflansch von 10° ≤ |φ₁| ≤ 30°, insbesondere 15° ≤ |φ₁| ≤ 25° und vorzugsweise |φ₁| = 20° ± 2°. Die Verstimmung des Fliehkraftpendels kann dadurch bereits bei einem vergleichsweise geringen Schwingwinkel beginnen, so dass es möglich ist bis zur vorgesehenen maximalen Verstimmung am Bahnende einen vergleichsweise sanften Anstieg der Abstimmordnung bereitzustellen. Auch bei einer bewusst starken maximalen Verstimmung kann immer noch eine sanfte Drehschwingungsdämpfung ohne ruckartige Relativbewegungen erreicht werden.In particular, the first partial path extends up to a first transition oscillation angle φ ₁ of the pendulum mass to the carrier flange of 10°≦|φ ₁ | ≦30°, in particular 15°≦|φ ₁ | ≤ 25° and preferably |φ ₁ | = 20° ± 2°. The detuning of the centrifugal pendulum can thus already begin at a comparatively small oscillation angle, so that it is possible to provide a comparatively gentle increase in the tuning order up to the intended maximum detuning at the end of the path. Even with a deliberately strong maximum detuning, gentle torsional vibration damping can still be achieved without jerky relative movements.

Vorzugsweise geht die zweite Teilbahn an einem Wendepunkt der Abstimmordnung in die dritte Teilbahn über, wobei der Wendepunkt der Abstimmordnung in einem zweiten Übergangsschwingwinkel φ₂ von 15° ≤ |φ₂ ≤ 35°, insbesondere 20° ≤ |φ₂ ≤ 30° und vorzugsweise |φ₂| = 25° ± 2° vorliegt, wobei insbesondere |φ₁| < |φ₂| gilt. Innerhalb der zweiten Teilbahn kann die Abstimmordnung mit einer positiven Krümmung ansteigen, während die die Abstimmordnung innerhalb der dritten Teilbahn mit einer negativen Krümmung ansteigt. Ein scharfkantiger Übergang zwischen der zweiten Teilbahn und der dritten Teilbahn und/oder ein scharfkantiger Übergang zwischen der ersten Teilbahn und der zweiten Teilbahn kann vermieden werden, so ein sanftes Dämpfungsverhalten erreicht werden kann.The second partial path preferably merges into the third partial path at a turning point in the tuning order, with the turning point in the tuning order occurring at a second transition oscillation angle φ ₂ of 15° ≤ |φ ₂ ≤ 35°, in particular 20° ≤ |φ ₂ ≤ 30° and preferably |φ ₂ | = 25° ± 2°, in particular |φ ₁ | < |φ ₂ | is applicable. Within the second sub-trajectory, the tuning order can increase with a positive curvature, while within the third sub-trajectory, the tuning order increases with a negative curvature. A sharp-edged transition between the second partial web and the third partial web and/or a sharp-edged transition between the first partial web and the second partial web can be avoided so that gentle damping behavior can be achieved.

Besonders bevorzugt weist die Pendelbahn bei einem Schwingwinkel von φ = 0° eine Abstimmordnung io, insbesondere von i₀ = 2,02 ± 0,05 oder i₀ = 3,02 ± 0,05, und bei dem zweiten Übergangsschwingwinkel φ₂ eine Abstimmordnung i₂ auf, wobei 1,000 < i₂/i₀ ≤ 1,020, insbesondere 1,014 ≤ i₂/i₀ ≤ 1,015 und vorzugsweise i₂/i₀ = 1,01485 ± 0,00005 gilt. Ein progressives Ansteigen der Abstimmordnung kann dadurch bis zu einer vergleichsweise geringfügig verstimmten Abstimmordnung erfolgen, so dass eine ausreichende Zugperformance in der Warmphase sichergestellt ist.The aerial tramway particularly preferably has a tuning order io at an oscillation angle of φ=0°, in particular i ₀ =2.02±0.05 or i ₀ =3.02±0.05, and at the second transition oscillation angle φ ₂ a tuning order i ₂ , where 1.000<i ₂ /i ₀ ≦1.020, in particular 1.014≦i ₂ /i ₀ ≦1.015 and preferably i ₂ /i ₀ =1.01485±0.00005. A progressive increase in the tuning order can thus take place up to a comparatively slightly detuned tuning order, so that adequate train performance is ensured in the warm phase.

Insbesondere erstreckt sich die dritte Teilbahn bis zu einem maximalen Endwinkel φ₃ von 25° ≤ |φ₃₁| ≤ 45°, insbesondere 30° ≤ |φ₃₁| ≤ 40° und vorzugsweise |φ₃₁| = 35° ± 2°, wobei insbesondere |φ₁| < | φ₃₁| und/oder |φ₂ < | φ₃₁| gilt. Dies ermöglicht es, mehrere Pendelmassen in Umfangsrichtung hintereinander vorzusehen, wodurch ein gutes Dämpfungsvermögen für das Fliehkraftpendel erreicht werden kann.In particular, the third partial path extends up to a maximum end angle φ ₃ of 25°≦|φ ₃₁ | ≦45°, in particular 30°≦|φ ₃₁ | ≤ 40° and preferably |φ ₃₁ | = 35° ± 2°, where in particular |φ ₁ | < | φ ₃₁ | and/or |φ ₂ < | φ ₃₁ | is applicable. This makes it possible to provide several pendulum masses one behind the other in the circumferential direction, as a result of which a good damping capacity can be achieved for the centrifugal pendulum.

Vorzugsweise weist die Pendelbahn bei einem Schwingwinkel von φ = 0° eine Abstimmordnung _io, insbesondere von i₀ = 2,02 ± 0,05 oder i₀ = 3,02 ± 0,05, und bei dem Endwinkel φ₃ eine Abstimmordnung i₃ auf, wobei 1,075 ≤ i₃/i₀ ≤ 1,085 , insbesondere 1,079 ≤ i₃/i₀ ≤ 1,080 und vorzugsweise i₃/i₀ = 1,07920 ± 0,00005 gilt. Ein degressives Ansteigen der Abstimmordnung kann dadurch bis zu einer vergleichsweise stark verstimmten Abstimmordnung erfolgen, so dass eine ausreichende Zugperformance in der Warmphase sichergestellt ist.The aerial tramway preferably has a tuning order _i 0 at an oscillation angle of φ=0°, in particular i ₀ =2.02±0.05 or i ₀ =3.02±0.05, and at the end angle φ ₃ a tuning order i ₃ , where 1.075≦i ₃ /i ₀ ≦1.085, in particular 1.079≦i ₃ /i ₀ ≦1.080 and preferably i ₃ /i ₀ =1.07920±0.00005. A degressive increase in the tuning order can thus take place up to a comparatively severely detuned tuning order, so that adequate train performance is ensured in the warm phase.

Besonders bevorzugt weist die zweite Teilbahn eine im Wesentlichen konstante zweite Krümmung der Abstimmordnung und/oder die dritte Teilbahn eine im Wesentlichen konstante dritte Krümmung der Abstimmordnung auf, wobei insbesondere die Beträge der zweiten Krümmung und der dritten Krümmung im Wesentlichen gleich groß sind. Eine Änderung des Dämpfungsverhaltens des Fliehkraftpendels findet dadurch nur einem gemäßigten Ausmaß statt, so dass ein als willkürlich und unkomfortabel empfundenes Dämpfungsverhalten vermieden ist. Stattdessen kann trotz einer Änderung der Verstimmung und einer Änderung des Ausmaßes der Verstimmung ein als sanft und komfortabel empfundenes Dämpfungsverhalten erreicht werden.Particularly preferably, the second partial path has an essentially constant second curvature of the tuning order and/or the third partial path has an essentially constant third curvature of the tuning order, with the magnitudes of the second curvature and the third curvature being essentially the same. A change in the damping behavior of the centrifugal pendulum only takes place to a moderate extent, so that a damping behavior that is felt to be arbitrary and uncomfortable is avoided. Instead, despite a change in the detuning and a change in the extent of the detuning, a damping behavior that is perceived as gentle and comfortable can be achieved.

Eine weitere Ausführungsform betrifft einen Drehschwingungsdämpfer, insbesondere Zweimassenschwungrad, zur Drehschwingungsdämpfung zwischen einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors und einer Getriebeeingangswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes, mit einer Primärmasse zum Einleiten eines Drehmoments, einer relativ zur Primärmasse über ein Energiespeicherelement, insbesondere Bogenfeder, begrenzt verdrehbaren Sekundärmasse zum Übertragen des Drehmoments, einem von der Primärmasse und/oder der Sekundärmasse zumindest teilweise begrenzten Aufnahmeraum zur geschmierten Aufnahme des Energiespeicherelements und einem in dem Aufnahmeraum vorgesehenen Schmiermittel, insbesondere Schmierfett, zur Schmierung des Energiespeicherelements, wobei die Primärmasse und/oder die Sekundärmasse ein Fliehkraftpendel, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten aufweist. Der Drehschwingungsdämpfer kann insbesondere wie vorstehend anhand des Fliehkraftpendels erläutert, aus- und weitergebildet sein. Ein geeignet aufgebauter Drehschwingungsdämpfer ist beispielsweise aus DE 10 2018 108 404 A1 , auf dessen Inhalt hiermit als Teil der Erfindung Bezug genommen wird. Durch die bei großen Schwingwinkeln zunächst stärker und danach schwächer ansteigende Abstimmordnung kann ein geräuschbehaftetes Anschlagen der Pendelmasse in der Kaltstartphase vermieden und eine gute Zugperformance in der Warmphase bereitgestellt werden, so dass ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit geräuscharm gedämpften Drehungleichförmigkeiten ermöglicht ist. Another embodiment relates to a torsional vibration damper, in particular a dual-mass flywheel, for damping torsional vibrations between a drive shaft of a motor vehicle engine and a transmission input shaft of a motor vehicle transmission, with a primary mass for introducing a torque, a secondary mass that can be rotated to a limited extent relative to the primary mass via an energy storage element, in particular an arc spring, for transmitting the torque, a receiving space at least partially delimited by the primary mass and/or the secondary mass for receiving the energy storage element in a lubricated manner and a lubricant, in particular lubricating grease, provided in the receiving space for lubricating the energy storage element, the primary mass and/or the secondary mass being a centrifugal pendulum which, as described above, consists of - And can be further developed for damping initiated via a drive shaft of a motor vehicle engine rotation has irregularities. The torsional vibration damper can be designed and developed in particular as explained above with reference to the centrifugal pendulum. A suitably constructed torsional vibration damper is, for example, DE 10 2018 108 404 A1 , the content of which is hereby incorporated by reference as part of the invention. Due to the tuning order, which initially rises more strongly and then weaker at large oscillation angles, a noisy impact of the pendulum mass in the cold start phase can be avoided and good traction performance can be provided in the warm phase, so that a drive train for a motor vehicle with low-noise damped rotational irregularities is made possible.

Eine weitere Ausführungsform betrifft eine Verwendung eines Fliehkraftpendels, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur Dämpfung von über eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors eingeleiteten Drehungleichförmigkeiten bei einem Kaltstart des Kraftfahrzeugmotors bei einer Umgebungstemperatur T von T ≤ 0°C, insbesondere T ≤ -10°C und vorzugsweise T ≤ -20°C. Durch die bei großen Schwingwinkeln zunächst stärker und danach schwächer ansteigende Abstimmordnung kann ein geräuschbehaftetes Anschlagen der Pendelmasse in einer sehr kalten Kaltstartphase vermieden und eine gute Zugperformance in der Warmphase bereitgestellt werden, so dass ein Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit geräuscharm gedämpften Drehungleichförmigkeiten ermöglicht ist.A further embodiment relates to the use of a centrifugal pendulum, which can be designed and developed as described above, for damping rotational irregularities introduced via a drive shaft of a motor vehicle engine during a cold start of the motor vehicle engine at an ambient temperature T of T ≤ 0° C., in particular T ≤ - 10°C and preferably T ≤ -20°C. Due to the tuning order, which initially rises more strongly and then weaker at large oscillation angles, a noisy impact of the pendulum mass in a very cold cold start phase can be avoided and good traction performance can be provided in the warm phase, so that a drive train for a motor vehicle with low-noise damped rotational irregularities is made possible.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:

1: ein schematisches Diagramm einer Abstimmordnung über einen Schwingwinkel eines Fliehkraftpendels.

In the following, the invention is explained by way of example with reference to the attached drawing using a preferred exemplary embodiment, it being possible for the features presented below to represent an aspect of the invention both individually and in combination. It shows:

1 : a schematic diagram of a tuning order over an oscillation angle of a centrifugal pendulum.

In dem in 1 dargestellten Diagramm ist die Abstimmordnung i über dem Schwingwinkel φ in ° einer Pendelmasse des Fliehkraftpendels relativ zu einem mit einer Sekundärseite eines als Zweimassenschwungrad ausgestalteten Drehschwingungsdämpfers für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbundenen Trägerflanschs aufgetragen, wobei der Trägerflansch auch durch die Schwungmasse der Sekundärseite des Zweimassenschwungrads ausgestaltet sein kann. Das Fliehkraftpendel weist eine Pendelbahn auf, die über den gesamten Schwingwinkelbereich bis zu einem maximal zugelassenen Endwinkel φ₃ von ca. φ₃ = 35° mit einem sich verändernden Abstimmordnungsverlauf 10. Die Pendelbahn weist eine erste Teilbahn 12 auf, die sich in beiden Schwingrichtungen von φ = 0° bis |φ₁| = 20° erstreckt. An die erste Teilbahn 12 schließt sich zu betragsmäßig größeren Schwingwinkeln φ hin jeweils eine zweite Teilbahn 14, die sich von |φ₁| = 20° bis zu | φ₂ = 25° erstreckt. An die zweite Teilbahn 14 schließt sich wiederum zu betragsmäßig größeren Schwingwinkeln φ hin jeweils eine dritte Teilbahn 16 an, die sich von |φ₂ = 25° bis zu | φ₃| = 35° erstreckt. Die Abstimmordnung i ist in der ersten Teilbahn 12 konstant, während die Abstimmordnung i in der zweiten Teilbahn 14 und in der dritte Teilbahn ansteigt. In der zweiten Teilbahn 14 steigt die Abstimmordnung i mit einer positiven Krümmung progressiv an, während die die Abstimmordnung i in der dritten Teilbahn 16 mit einer negativen Krümmung degressiv ansteigt.in the in 1 In the diagram shown, the tuning order i is plotted against the oscillation angle φ in ° of a pendulum mass of the centrifugal pendulum relative to a carrier flange connected to a secondary side of a torsional vibration damper designed as a dual-mass flywheel for the drive train of a motor vehicle, with the carrier flange also being able to be configured by the flywheel mass of the secondary side of the dual-mass flywheel . The centrifugal pendulum has an aerial _tramway that extends over the entire swing angle range up to a maximum permissible end angle φ ₃ of approx φ = 0° to |φ ₁ | = 20°. A second partial path 14, which extends from |φ ₁ | = 20° up to | φ ₂ = 25°. The second partial path 14 is in turn followed by a third partial path 16, which extends from |φ ₂ =25° to | φ ₃ | = 35°. The tuning order i is constant in the first partial path 12, while the tuning order i increases in the second partial path 14 and in the third partial path. In the second sub-path 14, the tuning order i increases progressively with a positive curvature, while the tuning order i in the third sub-path 16 increases degressively with a negative curvature.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Fliehkraftpendel für die Dämpfung von Drehschwingungen eines 4-Zylinder-4-Takt-Verbrennungsmotor ausgestaltete, so dass für die erste Teilbahn 14 eine Abstimmordnung i₀ von i₀ = 2,02 ± 0,05 vorgesehen ist. Dadurch kann sich bei dem zweiten Übergangsschwingwinkel φ₂ eine zweite Abstimmordnung i₂ von i₂ = 2,05 und bei dem maximalen Endwinkel φ₃ eine dritte Abstimmordnung i₃ von i₃ = 2,13 ergeben. Wenn das Fliehkraftpendel für die Dämpfung von Drehschwingungen eines 6-Zylinder-4-Takt-Verbrennungsmotor ausgestaltete sein soll, kann für die erste Teilbahn 14 eine Abstimmordnung i₀ von i₀ = 3,02 ± 0,05 vorgesehen werden, während sich für die übrigen Abstimmordnungen entsprechend ihres Verhältnisses zu der Abstimmordnung i₀ entsprechend angepasst Beträge ergeben.In the exemplary embodiment shown, the centrifugal pendulum is designed for damping torsional vibrations of a 4-cylinder, 4-stroke internal combustion engine, so that a tuning order i ₀ of i ₀ =2.02±0.05 is provided for the first partial path 14 . This can result in a second tuning order i ₂ of i ₂ =2.05 at the second transition oscillation angle φ ₂ and a third tuning order i ₃ of i ₃ =2.13 at the maximum end angle φ ₃ . If the centrifugal pendulum for the damping of torsional vibrations of a 6-cylinder 4-stroke internal combustion engine is to be designed, a tuning order i ₀ of i ₀ =3.02 ± 0.05 can be provided for the first partial path 14, while for the other voting orders according to their relationship to the voting order i ₀ correspondingly adjusted amounts.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Abstimmordnungsverlaufvoting order history
1212: erste Teilbahnfirst partial path
1414: zweite Teilbahnsecond track
1616: dritte Teilbahn third track
ii: Abstimmordnungvoting order
φφ: Schwingwinkelswing angle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102016201216 A1 [0002]
DE 102019106605 A1 [0009]
DE 102018108404 A1 [0017]

Claims

Centrifugal pendulum for damping rotational irregularities introduced via a drive shaft of a motor vehicle engine a support flange connectable to the drive shaft and a pendulum mass that can be pendulum-mounted relative to the carrier flange via an aerial tramway to generate a restoring moment that counteracts the rotational non-uniformity, where the aerial tramway a central first partial path (16) for providing a tuning order that is constant as the oscillation angle (φ) of the pendulum mass to the carrier flange increases, in each case a second partial path (18) adjoining a respective end of the first partial path (16) to provide a tuning order that increases with an increasing oscillation angle (φ) of the pendulum mass to the carrier flange and each having a third partial path (20) adjoining a respective end of the second partial path (18) to provide a tuning order that increases with an increasing oscillation angle (φ) of the pendulum mass to the carrier flange, wherein a second gradient of the tuning order of the second partial path (18) is smaller than a third gradient of the tuning order of the third partial path (20).

centrifugal pendulum claim 1 characterized in that the first partial path (16) up to a first transition oscillation angle φ ₁ of the pendulum mass to the carrier flange of 10° ≤ |φ ₁ | ≦30°, in particular 15°≦|φ ₁ | ≤ 25° and preferably |φ ₁ | = 20° ± 2°.

centrifugal pendulum claim 1 or 2 characterized in that the second partial path (18) merges into the third partial path (20) at a turning point of the tuning order, the turning point of the tuning order occurring at a second transition oscillation angle φ ₂ of 15° ≤ |φ ₂ ≤ 35°, in particular 20° ≤ |φ ₂ ≤ 30° and preferably |φ ₂ = 25° ± 2°, where in particular |φ ₁ | < |φ ₂ applies.

centrifugal pendulum claim 3 characterized in that the aerial tramway at an oscillation angle of φ = 0 ° a tuning order io, in particular of i ₀ = 2.02 ± 0.05 or i ₀ = 3.02 ± 0.05, and at the second transition oscillation angle φ ₂ a tuning order i ₂ , where 1.000<i ₂ /i ₀ ≦1.020, in particular 1.014≦i ₂ /i ₀ ≦1.015 and preferably i ₂ /i ₀ =1.01485±0.00005.

Centrifugal pendulum according to one of Claims 1 until 4 characterized in that the third partial web (20) extends up to a maximum end angle φ ₃ of 25° ≤ |φ ₃ ≤ 45°, in particular 30° ≤ |φ ₃ ≤ 40° and preferably |φ ₃ | = 35° ± 2°, where in particular |φ ₁ < |φ ₃ | and/or |φ ₂ < | φ ₃₁ | is applicable.

centrifugal pendulum claim 5 characterized in that the aerial tramway at an oscillation angle of φ = 0° has a tuning order io, in particular i ₀ = 2.02 ± 0.05 or i ₀ = 3.02 ± 0.05, and at the end angle φ ₃ a tuning order i ₃ , where 1.075≦i ₃ /i ₀ ≦1.085, in particular 1.079≦i ₃ /i ₀ ≦1.080 and preferably i ₃ /i ₀ =1.07920±0.00005.

Centrifugal pendulum according to one of Claims 1 until 6 characterized in that the second partial path (18) has a substantially constant second curvature of the tuning order and/or the third partial path (20) has a substantially constant third curvature of the tuning order, with the absolute values of the second curvature and the third curvature being essentially the same are the same size.

Torsional vibration damper, in particular a dual-mass flywheel, for damping torsional vibrations between a drive shaft of a motor vehicle engine and a transmission input shaft of a motor vehicle transmission, with a primary mass for introducing a torque, a secondary mass that can be rotated to a limited extent relative to the primary mass via an energy storage element, in particular an arc spring, for transmitting the torque, one of the primary mass and /or the secondary mass at least partially delimited receiving space for lubricated receiving of the energy storage element and a lubricant provided in the receiving space, in particular lubricating grease, for lubricating the energy storage element, the primary mass and/or the secondary mass being a centrifugal pendulum according to one of Claims 1 until 8th for damping rotational irregularities introduced via a drive shaft of a motor vehicle engine.

Use of a centrifugal pendulum according to one of Claims 1 until 8th for damping rotational irregularities introduced via a drive shaft of a motor vehicle engine during a cold start of the motor vehicle engine at an ambient temperature T of T≦0°C, in particular T≦−10°C and preferably T≦−20°C.