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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger, an welchem beidseitig über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassen im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers mittels Pendellagern zwischen Endlagen pendelfähig aufgenommen sind, wobei axial gegenüberliegende Pendelmassen mittels den Pendelmassenträger durchgreifender Verbindungsmittel zu jeweils einer Pendelmasseneinheit verbunden sind und die Pendelmasseneinheiten nach radial innen abgestützt sind. Gattungsgemäße Fliehkraftpendel werden einzeln oder in Kombination mit Drehschwingungsdämpfern zur Drehschwingungsisolation in Antriebssträngen mit drehschwingungsbehafteter Brennkraftmaschine eingesetzt. Hierzu sind an einem Pendelmassenträger mittels Pendellagern Pendelmassen pendelfähig aufgenommen, wobei die Pendellager aus an den Pendelmassen und an dem Pendelflansch vorgesehenen Laufbahnen und einer auf diesen abwälzenden Pendelrolle gebildet sind. Diese ermöglichen eine radiale Abstützung der Pendelmassen im Fliehkraftfeld. Eine radiale Festlegung der Pendellager erfolgt nicht, so dass die Pendelrollen bei einem Eintrag von Drehmomentspitzen beispielsweise bei Start-Stopp-Vorgängen der Brennkraftmaschine oder nicht ausreichender Fliehkraft von den Laufbahnen abheben können und bei einem erneuten Kontakt Kontaktgeräusche entstehen.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines gattungsgemäßen Fliehkraftpendels. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, ein Fliehkraftpendel vorzuschlagen, bei dem ein kontaktloser regulärer Betrieb und eine Abstützung bei abhebender Pendelrolle mit einfachen Mitteln möglich ist.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Die von dem Anspruch 1 abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen des Gegenstands des Anspruchs 1 wieder.
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Das vorgeschlagene Fliehkraftpendel enthält einen um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger. Der Pendelmassenträger kann als scheibenförmiger Pendelflansch ausgebildet sein und direkt von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angetrieben oder in einen Drehschwingungsdämpfer bevorzugt ausgangsseitig integriert sein. Das Fliehkraftpendel kann Teil eines Schwungrads wie Ein- oder Zweimassenschwungrads, eines Drehschwingungsdämpfers, einer Kupplungsscheibe oder eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers sein. Der Pendelmassenträger kann für zusätzliche Funktionen, beispielsweise als Flanschteil zur ausgangsseitigen Beaufschlagung einer Federeinrichtung, als Ausgangsnabe oder dergleichen eines Drehschwingungsdämpfers vorgesehen sein.
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An dem Pendelmassenträger sind beidseitig über den Umfang beispielsweise in Zweier-, Dreier, Vierer- oder Sechserteilung verteilt Pendelmassen verteilt angeordnet und im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers mittels Pendellagern zwischen Endlagen pendelfähig an diesem aufgenommen. Axial gegenüberliegende Pendelmassen sind mittels den Pendelmassenträger durchgreifender Verbindungsmittel zu jeweils einer Pendelmasseneinheit verbunden. Die Pendelmassen und der Pendelmassenträger enthalten zueinander komplementäre, eine Pendelbahn der Pendelmasseneinheiten vorgebende, an Ausnehmungen angearbeitete Laufbahnen, wobei eine Pendelrolle die axial gegenüberliegenden Ausnehmungen übergreift, so dass die Pendelmasseneinheiten mittels dieser an dem Pendelmassenträger entgegen der Fliehkraft abgestützt sind und abhängig von der Form der Laufbahnen die vorgegebene Pendelbahn zwischen in Umfangsrichtung begrenzenden Endlagen ausführen können. Beispielsweise sind pro Pendelmasseneinheiten zwei in Umfangsrichtung beabstandete, den Schwerpunkt der Pendelmasseneinheit einschließende Pendellager vorgesehen. Je nach Ausbildung der Laufbahnen können freie Pendelbahnen oder Pendelbahnen eines an Pendelfäden aufgehängten Fadenpendels entsprechende Pendelbahnen mit als Parallelpendel bezeichneter paralleler oder als Trapezpendel bezeichneter trapezförmiger Anordnung der Pendelfäden vorgesehen sein.
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Da die Pendelrollen technisch bedingt nicht auf den Laufbahnen festgelegt sind sondern innerhalb der Ausnehmung zur Vermeidung von Reibung Spiel aufweisen müssen, sind die Pendelmassen beziehungsweise Pendelmasseneinheiten nach radial innen abgestützt, um das Spiel der Pendelrollen innerhalb der Ausnehmungen beispielsweise bei zu geringer Fliehkraft, bei in das Fliehkraftpendel eingetragenen Drehmomentspitzen und dergleichen zu verringern und dadurch bei einer Kontaktierung der Pendelrollen mit den Laufbahnen, den Endlagenbegrenzungen der Laufbahnen oder den Pendelmassen Kontaktgeräusche zu vermeiden oder zumindest zu minimieren. Um eine derartige Abstützung im regulären, das heißt mit vollständigem Kontakt der Pendelrollen zu den Laufbahnen erfolgenden Betrieb kontaktlos und damit ungestörten Pendelbetrieb mit einfachen Mitteln durchführen zu können, wird vorgeschlagen, an dem Pendelmassenträger zumindest ein Kunststoffringteil zu befestigen, an dem axial erweiterte Abstützungen für die Pendelmassen vorgesehen sind. Der zumindest eine Kunststoffring kann beispielsweise mittels eines Spritzgießverfahrens, 3D-Druck-Verfahrens oder dergleichen hergestellt sein.
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Beispielsweise zur Abstützung von Trapezpendeln mit um ihren Schwerpunkt drehenden Pendelmassen beziehungsweise Pendelmasseneinheiten kann jeweils eine Abstützung in einem Bereich einer Endlage einer Pendelmasse angeordnet sein. Beispielsweise kann das zumindest eine Kunststoffringteil an einer Seite des Pendelmassenträgers mit axial auf einer Seite axial erweiterten Abstütznocken und auf der anderen Seite Befestigungsnocken zur Befestigung des Kunststoffringteils an dem Pendelmassenträger vorgesehen sein. Je nach Anforderung kann ein einziges Kunststoffringteil ausreichend sein, welches nur eine Seite der Pendelmassen abstützt, wodurch infolge der Verbindung mit der axial gegenüberliegenden Pendelmasse jeweils die gesamte Pendelmasseneinheit abgestützt ist. Bei besonderen Anforderungen kann an beiden Seiten jeweils ein Kunststoffringteil vorgesehen sein, so dass die Pendelmassen beider Seiten des Pendelmassenträgers nach radial innen abgestützt und eine vollständige Abstützgeometrie vorgesehen werden kann. Die Befestigungsnocken können dabei in getrennte Öffnungen des Pendelmassenträgers eingreifen. Alternativ können die Befestigungsnocken der Kunststoffringteile jeweils komplementär innerhalb einer Öffnung ineinandergreifen und einen gemeinsamen Abstützring bilden. Bei der Verwendung von zwei Kunststoffringteilen kann neben der vollständig redundanten Abstützung aller Pendelmassen jeweils nur eine Pendelmasse einer Pendelmasseneinheit abgestützt sein, indem die Abstütznocken der beiden Kunststoffringteile beispielsweise über den Umfang abwechseln.
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Im Falle einer zentralen, um die Drehachse des Pendelmassenträgers vorgesehenen Öffnung kann ein einziges Kunststoffringteil an einem Innenumfang der zentralen Öffnung des Pendelmassenträgers aufgenommen sein kann, wobei axial zumindest auf einer Seite, beispielsweise vollständig auf jeder Seite umlaufend oder über den Umfang auf beiden Seiten abwechselnd erweiterte Abstütznocken zur Bildung der Abstützungen und radial außen Befestigungsnocken zur Befestigung des Kunststoffringteils an dem Pendelmassenträger vorgesehen sind.
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Im einfachsten Fall können die aus Kunststoff gebildeten Abstütznocken direkt als Anschläge für die Pendelmassen dienen. Es hat sich jedoch als vorteilhaft gezeigt, wenn an den Abstütznocken Ringe aus elastischem Material, beispielsweise Gummiringe verliersicher aufgenommen sind.
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Zur verliersicheren Aufnahme der Ringe an den Abstütznocken und/oder der Aufnahme des Kunststoffringteils an dem Pendelmassenträger können die Nocken - Abstütznocken und/oder die Befestigungsnocken - bezüglich ihres Durchmessers elastisch ausgebildet sein. Dies bedeutet, dass diese zusammengedrückt werden können und sich unter Spannung nach der Montage der Ringe beziehungsweise des Kunststoffringteils wieder ausdehnen. Beispielsweise können die Nocken geschlitzt ausgebildet sein. Dabei kann ein Durchmesser der geschlitzten Abstütznocken größer als ein Durchmesser der Ringe sein, so dass die Ringe beim Zusammendrücken der Abstütznocken aufgefädelt und danach unter Vorspannung der sich erweiternden Abstütznocken an diesen verliersicher gehalten sind.
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Die Nocken können an ihrem freien Ende gegenüber ihrem übrigen Durchmesser Erweiterungen aufweisen. Hierbei können die Ringe nach dem Zusammendrücken über die Erweiterungen geschoben werden, wobei die Erweiterungen wie beispielsweise Teller nach dem Entlasten einen Hinterschnitt bilden, so dass die Ringe formschlüssig an den Abstütznocken aufgenommen sind.
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Das Kunststoffringteil kann mittels der Befestigungsnocken mit dem Pendelmassenträger verrastet sein. Beispielsweise können die Befestigungsnocken an ihrem freien Ende Erweiterungen in Form eines elastischen Tellers aufweisen, welcher nach dem Zusammendrücken der Befestigungsnocken eine Öffnung des Pendelmassenträgers durchgreift und in seiner Endstellung die Öffnung übergreift. Alternativ können die Befestigungen gegebenenfalls unter elastischer Verformung eines endseitig angebrachten Tellers in die Öffnung eingepresst sein.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigen:
- 1 ein Fliehkraftpendel mit einem Abstützungen enthaltenden Kunststoffringteil in Ansicht,
- 2 einen Schnitt durch das Fliehkraftpendel der 1 entlang der Schnittlinie A-A
und
- 3 einen Schnitt durch das Fliehkraftpendel der 1 entlang der Schnittlinie B-B.
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Die 1 zeigt das Fliehkraftpendel 1 mit dem um die Drehachse d verdrehbar angeordneten, ringscheibenförmigen Pendelmassenträger 2 in Ansicht. An dem Pendelmassenträger 2 sind beidseitig die Pendelmassen 3 angeordnet, wobei eine vordere der Pendelmassen 3 der Übersicht halber abgenommen ist. Die axial gegenüberliegenden Pendelmassen 3 sind jeweils mittels der die Ausnehmungen 4 des Pendelmassenträgers 2 durchgreifenden Verbindungsmittel 5 miteinander zu Pendelmasseneinheiten 6 verbunden, beispielsweise vernietet.
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Die Pendelmasseneinheiten 6 sind mittels jeweils zweier um den Schwerpunkt S der Pendelmasseneinheiten 6 in Umfangsrichtung beabstandet angeordneter Pendellager 7 pendelfähig aufgehängt, so dass sie entlang einer vorgegebenen Pendelbahn im Fliehkraftfeld des um die Drehachse d drehenden Pendelmassenträgers 2 zwischen zwei Endlagen pendeln können. Bei vorhandenen Drehschwingungen ändern sich die Schwingwinkel und damit der Radius der Pendelmasseneinheiten 6 zu der Drehachse d, so dass diese potenzielle Energie aufnehmen und abgeben und damit die Drehschwingungen fliehkraftabhängig und damit drehzahladaptiv tilgen.
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Die Pendellager 7 enthalten in den Pendelmassen 3 und in dem Pendelmassenträger 2 Ausnehmungen 8 mit Laufbahnen, wobei jeweils eine Pendelrolle 9 die Ausnehmungen 8 durchgreift und auf den Laufbahnen abwälzt. Hierdurch sind die Pendelmasseneinheiten 6 bei ausreichender Fliehkraft mittels der Pendelrollen 9 nach radial außen am Pendelmassenträger 2 abgestützt.
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Um ein unerwünschtes Abheben der Pendelrollen 9 und damit der Pendelmasseneinheiten 6 mit einer Geräuschbildung beim erneuten Kontaktieren der Pendelrollen 9 mit dem Pendelmassenträger 2 und den Pendelmassen 3 insbesondere bei in den Pendelmassenträger 2 eingetragenen Drehmomentspitzen beispielsweise während Start-Stoppvorgängen einer Brennkraftmaschine oder dergleichen zu verhindern, sind an den Endlagen der Pendelmasseneinheiten 6 die an dem Pendelmassenträger 2 angeordneten Abstützungen 10 vorgesehen. Für die Anzahl der Pendelmasseneinheiten hier vier und die beiden Endlagen pro Pendelmasseneinheit 6 sind daher acht Abstützungen 10 vorgesehen.
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Zur Vereinfachung der Montage und Minimierung der Anzahl der verwendeten Bauteile sind die Abstützungen 10 einteilig als axial erweiterte Abstütznocken 11 an dem Kunststoffringteil 12 vorgesehen, welches mittels axial den Abstütznocken 11 gegenüberliegenden hier drei Befestigungsnocken 13 an dem Pendelmassenträger 2 befestigt ist. Die Abstütznocken 11 enthalten jeweils einen beispielsweise aus Gummi, Kautschuk, elastischen Kunststoffen oder ähnlichem Material hergestellten Ring 14, der verliersicher auf den Abstütznocken 11 in einem minimalen Abstand zu den Pendelmassen 3 in der entsprechenden Endlage und auf der entsprechenden Seite des Pendelmassenträgers 2 aufgezogen ist. Der minimale Abstand ist dabei derart eingestellt, dass bei einem regulären Schwingungsverhalten der Pendelmasseneinheiten 6 mit nicht von den Laufbahnen abhebenden Pendelrollen 9 ein Kontakt mit den Pendelmassen 3 vermieden und die Pendelmasseneinheiten 6 bei abhebenden Pendelrollen 9 mittels eines Kontakts der Pendelmassen 3 an den Ringen 14 elastisch und geräuscharm abgestützt werden.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist lediglich auf einer Seite des Pendelmassenträgers 2 ein einziges Kunststoffringteil 12 aufgenommen. Zusätzlich kann ein weiteres, beispielsweise als Gleichteil mit dem Kunststoffringteil 12 ausgebildetes Kunststoffringteil auf der anderen Seite des Pendelmassenträgers 2 angebracht sein, um beispielsweise ein vollständig symmetrisches Anschlagen der Pendelmasseneinheiten 6 zu gewährleisten.
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Die 2 zeigt in schematischer, nicht maßstabsgetreuer Schnittdarstellung das um die Drehachse d angeordnete Fliehkraftpendel 1 der 1 entlang der Schnittline A-A. Auf dem Pendelmassenträger 2 ist das Kunststoffringteil 12 befestigt, welches die axial erweiterten Abstütznocken 11 enthält. Die Abstütznocken 11 sind bezüglich ihres Durchmessers elastisch ausgebildet, indem diese wie hier gezeigt - geschlitzt ausgeführt sind, so dass sie sich zusammendrücken lassen und den Ring 14 elastisch vorgespannt aufnehmen können. Der elastische Ring 14 ist mittels des Anschlags 15 und den einen Hinterschnitt für diesen bildenden Teller 16 verliersicher und axial auf die Position der abzustützenden Pendelmasse 3 (1) eingestellt auf der jeweiligen Abstütznocke 11 aufgezogen.
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Die 3 zeigt in schematischer, nicht maßstabsgetreuer Schnittdarstellung das Fliehkraftpendel 1 der 1 entlang der Schnittlinie B-B. Auf dem Pendelmassenträger 2 ist das Kunststoffringteil 12 mittels der hier drei Befestigungsnocken 13, von denen in der Schnittdarstellung nur ein einziger einsehbar ist, verrastet aufgenommen. Hierzu werden die bezüglich ihres Durchmessers elastisch beispielsweise hier geschlitzt ausgebildeten Befestigungsnocken 13 in die Öffnungen 17 des Pendelmassenträgers 2 eingepresst und bilden mittels des endseitig angeordneten Tellers 18 mit diesen einen Hinterschnitt zur axialen Sicherung des Kunststoffringteils 12 an dem Pendelmassenträger 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendel
- 2
- Pendelmassenträger
- 3
- Pendelmasse
- 4
- Ausnehmung
- 5
- Verbindungsmittel
- 6
- Pendelmasseneinheit
- 7
- Pendellager
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Pendelrolle
- 10
- Abstützung
- 11
- Abstütznocke
- 12
- Kunststoffringteil
- 13
- Befestigungsnocke
- 14
- Ring
- 15
- Anschlag
- 16
- Teller
- 17
- Öffnung
- 18
- Teller
- A-A
- Schnittlinie
- B-B
- Schnittlinie
- d
- Drehachse
- S
- Schwerpunkt
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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 102018108533 A1 [0002]
- DE 102017123897 A1 [0002]
- DE 102017114521 A1 [0002]
- DE 102017105902 A1 [0002]
- DE 102016125380 A1 [0002]
- DE 102015216161 A1 [0002]
- DE 102015204329 A1 [0002]
