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Die Erfindung betrifft ein Fliehkraftpendel mit einem um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger und über den Umfang verteilt angeordneten Pendelmassen, welche an dem Pendelmassenträger mittels Pendellagern im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers entlang einer vorgegebenen Pendelbahn pendelfähig aufgehängt sind, wobei die Pendelmassen und der Pendelmassenträger aus auf drei axial nebeneinander angeordneten Ebenen angeordneten Scheibenteilen gebildet sind, wobei die auf den axial äußeren Ebenen angeordneten Scheibenteile miteinander axial beabstandet verbunden sind. Fliehkraftpendel dienen der drehzahladaptiven Drehschwingungsisolation in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und können als separate Einrichtungen mit einer Kurbelwelle verbunden sein oder in eine weitere Antriebsstrangeinrichtung, beispielsweise einen Drehschwingungsdämpfer wie beispielsweise ein Zweimassenschwungrad, ein Einmassenschwungrad, eine Kupplungsscheibe, eine Reibungskupplung, Doppelkupplung, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder dergleichen integriert sein. Typischerweise werden hierbei zwei Ausführungsformen unterschieden. Beispielsweise ist aus der Druckschrift
DE 10 2019 123 196 A1 eine erste Ausführungsform bekannt, bei der ein Pendelmassenträger als Pendelflansch ausgebildet ist, an dem mittels Pendellagern beidseitig über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassen im Fliehkraftfeld entlang einer vorgegebenen Pendelbahn pendelfähig aufgehängt sind. Pro Pendelmasse sind zwei Pendellager vorgesehen, wobei ein Pendellager jeweils axial gegenüberliegend in dem Pendelflansch und in den Pendelmassen Ausnehmungen mit Laufbahnen aufweist, welche Ausnehmungen eine Pendelrolle axial übergreift. Axial gegenüberliegende Pendelmassen sind zudem miteinander mittels Verbindungsmitteln zu Pendelmasseneinheiten verbunden, die weitere Ausnehmungen des Pendelflanschs durchgreifen. Zur Ermöglichung einer Pendelbewegung der Pendelmasse sind alle Ausnehmungen im Pendelflansch entsprechend groß vorzuhalten, so dass sich der einstellbare Schwingwinkel der Pendelmassen und die Festigkeit des Pendelflanschs gegenüberstehen.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2014 211 723 A1 ist eine zweite typische Ausführungsform bekannt, bei der zwischen zwei mittels Abstandsbolzen miteinander verbundenen und axial beabstandeten, den Pendelmassenträger bildenden Seitenteilen über den Umfang verteilt Pendelmassen angeordnet sind, welche mittels zwischen den Seitenteilen und den Pendelmassen ausgebildeten Pendellagern pendelfähig ausgebildet sind. In jedem Seitenteil sind dabei Ausnehmungen der Pendellager und Bauräume für die Abstandsbolzen vorzuhalten.
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Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Fliehkraftpendels. Insbesondere ist Aufgabe der Erfindung, ein Fliehkraftpendel vorzuschlagen, bei dem der für die Ausnehmungen der Pendellager zur Verfügung stehende Raum erhöht beziehungsweise die Festigkeit dessen Pendelmassenträgers variabler eingestellt werden kann.
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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 dient der drehzahladaptiven Drehschwingungsisolation beispielsweise von Drehschwingungen einer Brennkraftmaschine in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs. Hierzu enthält das Fliehkraftpendel einen um eine Drehachse verdrehbar angeordneten Pendelmassenträger und über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassen. Die Pendelmassen sind im Fliehkraftfeld des um die Drehachse drehenden Pendelmassenträgers mittels Pendellagern entlang einer vorgegebenen Pendelbahn pendelfähig aufgehängt. Die Pendelmassen und der Pendelmassenträger weisen dabei abhängig von der eingestellten Ausführungsform drei auf axial nebeneinander angeordneten Ebenen angeordnete Scheibenteile auf beziehungsweise sind aus diesen gebildet, wobei die auf den axial äußeren Ebenen angeordneten Scheibenteile miteinander axial beabstandet verbunden sind.
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Um auf separate Abstandsmittel zwischen den äußeren Scheibenteilen verzichten zu können und den frei werdenden Bauraum anderweitig nutzen zu können, sind die Pendellager jeweils aus einem die äußeren Scheibenteile axial beabstandet verbindenden und eine Ausnehmung des mittleren Scheibenteils durchgreifenden Abstandsmittel gebildet, wobei zwischen dem Abstandsmittel und der Ausnehmung ein Wälzkontakt eingerichtet ist. Die Abstandsmittel erfüllen dabei zwei Funktionen, nämlich die axial beabstandete Verbindung der äußeren Scheibenteile und die pendelfähige Aufhängung der Pendelmassen an dem Pendelmassenträger. Hierdurch wird die Anzahl der Ausnehmungen in dem Pendelmassenträger verringert, so dass die die Pendellager bildenden Ausnehmungen vergrößert und damit größere Schwingwinkel der Pendelmassen eingestellt werden können, die Festigkeit des Pendelmassenträgers vergrößert werden kann und/oder der Pendelmassenträger aus dünnerem Material bei gleicher Festigkeit hergestellt werden kann.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform bildet das axial in der mittleren Ebene angeordnete Scheibenteil den Pendelmassenträger beispielsweise in Form eines Pendelflanschs, an dem in den äußeren Ebenen über den Umfang verteilt Scheibenteile in Form von Pendelmassen angeordnet sind, welche mittels der Abstandsmittel axial beabstandet jeweils zu Pendelmasseneinheit über den Umfang verteilt verbunden sind. Durch den Wegfall der separaten Abstandsmittel und den für diese vorgesehenen Ausnehmungen können die Ausnehmungen mit den Laufbahnen vergrößert ausgebildet werden und damit die Schwingwinkel der Pendelmassen beziehungsweise Pendelmasseneinheiten erhöht und/oder die Festigkeit des Pendelflanschs vorteilhafter gestaltet werden.
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In einer zweiten Ausführungsform können axial in der mittleren Ebene angeordnete Scheibenteile über den Umfang verteilt angeordnete Pendelmassen bilden. Der Pendelmassenträger ist hierbei aus den beiden äußeren Scheibenteilen gebildet, welche axial mittels der Abstandsmittel der Pendellager miteinander axial beabstandet verbunden sind. Hierbei entfallen die separaten Abstandsmittel, so dass die Scheibenteile des Pendelmassenträgers ohne diese Einschränkungen gestaltet werden können.
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In an sich üblicher Weise sind pro auf der mittleren Ebene angeordneter Pendelmasse beziehungsweise Pendelmasseneinheit zwei in Umfangsrichtung beabstandete, den Schwerpunkt dieser einschließende Pendellager vorgesehen. Hierdurch können abhängig von den Laufbahnen des Pendelmassenträgers Pendelbewegungen vorgegeben werden, die einem Fadenpendel mit parallel oder trapezförmig angeordneten Pendelfäden gleichen oder eine Freiform der Pendelbewegung einnehmen. Beispielsweise kann zu der Pendelbewegung eine Eigenrotation der Pendelmassen beispielsweise um ihren Schwerpunkt vorgesehen sein.
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Zur Einstellung der Wälzbewegung zwischen den Laufbahnen und den Wälzflächen der Abstandsmittel der Pendelmassen weisen die Abstandsmittel jeweils ein Wälzlager auf, dessen Außenring auf einer an der Ausnehmung angearbeiteten Laufbahn abwälzt. Zur Stabilisierung der Pendelmassen gegenüber dem Pendelmassenträger beziehungsweise der Pendelbewegung der Pendelmassen sind die Wälzlager bevorzugt axial fixierend ausgebildet. Beispielsweise können als Wälzlager Rillenkugellager, Schrägkugellager, Zylinderrollenlager oder Nadellager vorgesehen sein.
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Beispielsweise können die Abstandsmittel als Abstandsbolzen ausgebildet sein, an denen einteilig ein Innenring des Wälzlagers angearbeitet ist. Alternativ können die Abstandsmittel als Niete ausgebildet sein, auf denen ein Innenring des Wälzlagers aufgezogen, beispielsweise aufgepresst ist.
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Um beispielsweise ein Anschlagen der Außenringe der Wälzlager an den Pendelmassen zu vermeiden, kann der Innenring des Wälzlagers breiter ausgebildet sein als der Außenring.
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Je nach Betrieb des vorgeschlagenen Fliehkraftpendels in trockener oder nasser Umgebung können die Wälzlager geschmiert, beispielsweise innengeschmiert und gegebenenfalls nach außen abgedichtet oder ungeschmiert ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Betrieb des Fliehkraftpendels in einem hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer Umgebung mit Wandlerfluid vorgesehen sein, so dass auf eine Schmierung und Abdichtung nach außen verzichtet werden kann. Im Falle eines Betriebs des Fliehkraftpendels in trockener Umgebung beispielsweise in einem Drehschwingungsdämpfer wie beispielsweise Zweimassenschwungrad kann eine Innenschmierung und eine Abdichtung nach außen vorgesehen sein. In Umgebungen, bei denen eine Kontaminierung mit Fett nachteilig ist, beispielsweise bei einem Einsatz in einer Reibungskupplung, einer Kupplungsscheibe beziehungsweise in der Nähe dieser kann eine Abdichtung des Wälzlagers insbesondere mit Schmiermittel hoher Viskosität und eine Außenabdichtung vorgesehen sein.
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Die Erfindung wird anhand des in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Diese zeigen:
- 1 eine Ansicht eines um eine Drehachse angeordneten Fliehkraftpendels,
- 2 einen Schnitt durch das Fliehkraftpendel der 1 entlang der Schnittlinie A-A,
- 3 ein Abstandsmittel des Fliehkraftpendels der 1 und 2 in Ansicht und
- 4 ein gegenüber dem Abstandsmittel der 3 abgeändertes Abstandsmittel in Ansicht.
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Die 1 und 2 zeigen in der Zusammenschau eine Ansicht des schematisch dargestellten, um die Drehachse d verdrehbar angeordneten Fliehkraftpendels 1 und einen Schnitt durch das Fliehkraftpendel 1 entlang der Schnittline A-A. Das Fliehkraftpendel 1 enthält auf drei axial parallel zueinander beabstandeten Ebenen E1, E2, E3 angeordnete Scheibenteile 2, 3, 4, wobei die äußeren Scheibenteile 2, 3 mittels der über den Umfang verteilt angeordneten Abstandsmittel 5 fest miteinander verbunden sind. Die Abstandsmittel 5 durchgreifen Ausnehmungen 6 des mittleren, zwischen den beiden Scheibenteilen 2, 3 angeordneten Scheibenteils 4. Die Abstandsmittel 5 stehen mit den an den Ausnehmungen 6 angearbeiteten Laufbahnen 7 in Wälzkontakt. Die Abstandsmittel 5 üben dadurch eine Doppelfunktion aus, die zum Einen der Verbindung und axialen Beabstandung der Scheibenteile 2, 3 und zum Anderen in Verbindung mit den Ausnehmungen 6 und den Laufbahnen 7 der Bildung von Pendellagern 8 zwischen den Scheibenteilen 2, 3, 4 dient. Weitere Mittel zur Verbindung und axialen Beabstandung der Scheibenteile 2, 3 können entfallen.
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In dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Fliehkraftpendels 1 bildet das axial mittlere Scheibenteil 4 den Pendelmassenträger 9 und ist als scheibenförmiger Pendelflansch ausgebildet, an dem beidseitig über den Umfang verteilt die aus den Scheibenteilen 2, 3 gebildeten Pendelmassen 10 angeordnet sind. Die Pendelmassen 10 sind in Viererteilung angeordnet, weitere Teilen zwischen einer Zweier- und einer Sechserteilung können ebenfalls vorteilhaft sein.
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In einem weiteren - nicht dargestellten Ausführungsbeispiel - können die Scheibenteile 2, 3 gemeinsam den Pendelmassenträger und über den Umfang verteilt angeordnete Scheibenteile 4 die Pendelmassen bilden.
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Jeweils axial gegenüberliegende Pendelmassen 10 bilden durch Verbindung mittels der Abstandsmittel 5 eine Pendelmasseneinheit 11. Die Abstandsmittel 5 sind als Abstandsbolzen 12 ausgebildet, auf denen axial mittig das hier als Rillenkugellager 14 ausgebildete Wälzlager 13 vorgesehen ist, welches mittels seines Außenrings 15 auf der Laufbahn 7 abwälzt. Weitere Wälzlager mit eingerichteter axialer Führung, beispielsweise Schrägkugellager, Nadel- oder Zylinderrollenlager oder dergleichen können vorgesehen sein.
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Der Innenring 16 ist einteilig an dem Abstandsbolzen angearbeitet und in seiner axialen Ausdehnung breiter als der Außenring 15 ausgebildet, so dass ein Kontakt zwischen Außenring 15 und den Pendelmassen 10 vermieden wird. Die Pendelmasseneinheiten 11 sind infolge der axialen Führung des Rillenkugellagers 14 axial gegenüber dem Pendelmassenträger 9 positioniert.
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Das gezeigte Wälzlager 13 ist nicht nach außen abgedichtet und nicht innengeschmiert. Eine Anwendung des Fliehkraftpendels 1 ist daher für eine nasse Umgebung mit einer Schmierung von außen vorgesehen. Für einen Einsatz in trockener Umgebung kann eine Abdichtung des Wälzlagers 13 mit Innenschmierung vorgesehen sein.
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Die 3 zeigt unter Rückbezug auf die 1 eines der als Abstandsbolzen 12 ausgebildeten Abstandsmittel 5 in Ansicht mit dem Rillenkugellager 14. Der Abstandsbolzen 12 ist mittels der Passflächen 17 in Öffnungen der Pendelmassen 10 eingepasst und mittels des Innenrings 16 und des Schließkopfs 18 axial fest mit der Pendelmasse 10 verbunden. Der Abstandsbolzen 12 spanend, bevorzugt werkzeugfallend geformt, gerollt oder in ähnlicher Weise beispielsweise aus Stangenmaterial hergestellt. Der Innenring 16 ist einteilig an dem Abstandsbolzen 12 beispielsweise angearbeitet. Der Innenring 16 ist axial breiter als der Außenring 15 ausgebildet.
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Die 4 zeigt ein zu dem Abstandsmittel 5 der 1 bis 3 alternatives Abstandsmittel 5a in Ansicht. Das Abstandsmittel 5a ist als Niet 12a mit den Passflächen 17a, dem Nietkopf 19a und dem Schließkopf 18a ausgebildet. Bevorzugt auf dem Durchmesser der Passflächen 17a oder gegebenenfalls auf einem größeren Durchmesser ist das Rillenkugellager 14a oder dergleichen mittels seines Innenrings 16a aufgezogen, beispielsweise aufgepresst.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fliehkraftpendel
- 2
- Scheibenteil
- 3
- Scheibenteil
- 4
- Scheibenteil
- 5
- Abstandsmittel
- 5a
- Abstandsmittel
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Laufbahn
- 8
- Pendellager
- 9
- Pendelmassenträger
- 10
- Pendelmasse
- 11
- Pendelmasseneinheit
- 12
- Abstandsbolzen
- 12a
- Niet
- 13
- Wälzlager
- 14
- Rillenkugellager
- 14a
- Rillenkugellager
- 15
- Außenring
- 15a
- Außenring
- 16
- Innenring
- 16a
- Innenring
- 17
- Passfläche
- 17a
- Passfläche
- 18
- Schließkopf
- 18a
- Schließkopf
- 19a
- Nietkopf
- A-A
- Schnittlinie
- d
- Drehachse
- E1
- Ebene
- E2
- Ebene
- E3
- Ebene
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019123196 A1 [0001]
- DE 102014211723 A1 [0002]
